液压系统故障分析及解决措施

液压系统故障分析及解决措施

【摘要】本文分析归纳液压系统中五大组成部分在工作时出现的故障，针对液压系统中常用的四种液压泵出现的典型故障进行重点分析，并提出相应的解决措施。

【关键词】液压系统；液压泵；故障分析；解决措施

0 引言

液压系统具有体积小、质量轻、响应快、功率密度大、精准度高及抗负载刚性大等优点，在众多重要领域得到了广泛应用。液压系统在各类设备和系统中往往处于控制和动力传输的核心地位。随着液压系统向快速、大功率、高精度的方向发展，液压系统的规模、功能、复杂程度及自动化水平日益提高，液压系统及设备出现故障的几率同时也将提高，因此如何提高系统的可靠性与安全性，是液压技术领域目前亟待解决的问题。

1 液压系统的基本组成

一个完整的液压系统由动力元件、执行元件、控制调节元件、辅助元件和工作介质五大部分组成。液压泵将机械能储存在工作介质中，然后通过执行元件释放能量进而带动负载运动以达到预期的工作效果。液压系统中液体的压力、流量和方向通过控制调节装置得以实现。辅助装置之间的相互协调，为液压系统可靠稳定的工作提供必要条件。

2 液压系统故障状态分析

2.1 液压动力元件的故障分析

2.1.1 液压泵工作的基本特点及分类

液压泵是个有着相应的配流机构且其密封容积可以发生周期性

变化的密封装置。油箱内液体的绝对压力必须恒大于或等于大气压力以保证液压泵正常吸油。常见的液压泵有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵。

2.1.2 各种液压泵出现的主要故障及改进措施

1）齿轮泵是液压系统中应用广泛的液压泵之一。齿轮泵的故障主要体现在工作压力不稳、泄漏和噪音振动。三者之间有时同时存在，彼此相互关联。

（1）漏油现象

主要泄漏的部位有油泵齿轮断面与端盖间、齿面的啮合处以及齿轮外圆和壳体内孔的径向处。齿轮端面和端盖间的轴向间隙对泄漏量影响最大。若该部位泄漏量过大，则无法对液压系统正常供油，迫使容积效率降低，引起发热；当泄漏量过小时，齿轮与端盖之间的机械损失过大，机械效率降低，噪声增大，振动剧烈。解决措施：严格控制泵的轴向配合间隙，可采用齿轮端面间隙自动补偿的办法。当磨损过大时，应及时更换齿轮泵。

（2）齿轮泵工作压力不稳

供油压力不稳而发生波动的主要原因有：吸油管过长或过细；吸油滤网容量不足；液压油品质差，油的粘性过高；吸油突缘因密封不严导致空气进入或管道内有气泡等。这些故障在下面的三种泵体中都有可能出现，只在此进行分析。解决措施：清理污垢，变通管

道，更换滤网及液压油，以减小液压油在传输过程中的压力损失。（3）齿轮泵的噪音大

在液压泵中，过大的噪音的除了来源于油泵内部零件磨损、泵轴与驱动连接不同心、轴承旋转不均匀等之外，还来源于困油故障。解决措施：修理或更换泵内零件；重新调整驱动连接机构；在齿轮泵的两侧端盖上铣出卸荷槽。

2）螺杆泵，实质是外啮合的齿轮泵，泵内至少有两个螺杆，与齿轮泵一样，作为定量泵，一般应用到对精密度要求较高的的系统中。螺杆泵的故障主要体现在压力小、漏油上。

（1）泵体供压小

除了体现在主、从动螺杆外圆与泵体孔的配合间隙因磨损而增大进而引起的供压减小外，还有主动螺杆顶圆与从动螺杆根圆、从动螺杆外圆与主动螺杆根圆啮合的啮合间隙不符合基本要求。解决措施：保障主动螺杆外圆、从动螺杆外圆与泵体的配合间隙；用三根螺杆对研跑合的方法提高螺杆齿形精度，并保证三根啮合开档尺寸在规定的公差范围之内。

（2）漏油现象

该故障主要出现在两齿啮合处。与齿轮泵的解决措施类似。

3）叶片泵，它被广泛应用于机械制造中的专用机床、自动线等中低压液压系统中。在工作中除了和齿轮泵一样有压力不稳、噪音、泄漏等故障外，还存在异常发热的现象。

（1）噪音产生原因及解决措施

①定子表面不光滑，出现拉毛现象等。解决措施：精确的加工定子表面和装配定子。

②吸油区定子过渡表面磨损。解决措施：轻者可用纱布抛光即可，重者应在磨床上利用仿形靠磨修复。

③吸油口处密封不严，可能有空气进入。解决措施：用涂脂法检查，拆开吸油管接头，然后清洗干净，涂上密封胶再密封拧紧。

④出现空穴现象。解决措施：检查吸油管、油箱、过滤器、油位及油液的粘性等。

（2）压力波动现象明显

除了主要原因是因限压式变量叶片泵的调压弹簧变形大之外，还因泵体的磨损而引起。同时伴随着噪音，例如定子内曲线磨损。解决措施：更换合乎规格的调压弹簧；对于噪音伴随的压力波动的解决措施和相对应的噪音解决措施一样。

（3）泄漏

和齿轮泵体一样，主要是泵体和泵盖的间隙间的泄漏。解决措施：正确制定配合间隙，当磨损过大时，更换叶片泵。

（4）发热异常

电流过大易引起发热，在叶片泵工作时，引起电流过大的原因很多，比如说叶片被卡、阻力过大、泵长时间在超过或接近额定压力的情况下工作等。散热系统不好也容易引起发热故障，同时磨损也是导致发热的重要原因，特别是各个滑动配合面的间隙过大或过小。解决措施：定期进行一些常规的检查，排除叶片出现的故障；

经常添加润滑油可以有效的保证磨损；正确装配也能保证磨损小，浪费小；对于电流控制，最好进行安装合适的保险装置，以防不测。4）轴向柱塞泵故障及解决措施

（1）压力偏低

①吸油管和滤油器堵塞。轴向柱塞泵所需要的工作介质必然通过吸油管滤油器与油箱相通，滤油器堵塞必定导致流量不足。解决措施：利用清洁剂清吸油管和滤油器等。

②柱塞与柱塞孔之间磨损拉伤出现轴向沟槽等。由于柱塞与柱塞孔间存在摩擦，往返运动，必然出现磨损。解决措施：对于柱塞磨损，采用电刷镀技术修复表面，而对于柱塞孔可采用研磨修复，但必须严格控制柱塞与柱塞孔的工作精度要求。

③变量泵的变量机构出现故障。变量头轴圆弧面磨损严重；控制阀芯弹簧损坏；斜盘倾角过小乃至固定在最小的位置等。解决措施：变量头轴圆弧损坏时，利用电镀的方法进行修复；弹簧损坏时只能进行更换；斜盘角度过小，调整或重新装配变量活塞及变量头，使之活动灵活。

④配油盘与泵体间存在固体杂质或粘稠污物，从而出现接触不良。应清理污染物，重新装配。

（2）变量机构或者压力补偿变量机构失灵

①单向阀弹簧折断时，应更换弹簧。

②斜盘与变量壳上的轴瓦圆弧出现磨损，转动不灵。若磨损轻微可刮削后再装配，反之则应该更换轴瓦。