液压缸的故障排除方法1.doc

研究生专业课程考试答题册

得分：
阅卷人签字：

学 号 2010084
姓 名 于 建 强
考试课程 机械故障诊断技术
考试日期

西安工程大学研究生部

液压缸的故障排除方法
1. 液压缸动作不良的表现有哪些？其故障原因是什么？如何排除？
液压缸动作不良大多表现为液压缸不能动作，液压缸动作不灵敏有阻滞现象，液压缸运动有爬行现象等。
（1）液压缸不能动作
液压缸不能动作往往发生在刚安装的液压缸上。首先从液压缸外部检查原因；检查缸所推动的机构是否阻力太大，是否有卡死，楔紧，顶住其他部件等情况；检查进油口的压力是否达到规定值，如达不到是否系统泄漏严重，溢流阀调压不灵等。排除了外部因素后，再进一步检查液压缸内在的原因，采取相应的措施方法。现将液压缸不能动作的原因及排除方法分析如下：
执行运动部件阻力太大，排除方法：检查和排除运动机构的卡死，楔紧等情况；检查并改善运动部件导轨的接触与润滑。进油口油液压力太低，达不到规定值，排除方法：检查有关油路系统的各处泄漏情况并排除泄漏；液压缸内泄漏过多时，检查活塞与活塞杆处密封圈有无损坏，老化，松脱等；检查液压泵，压力阀是否有故障，致使压力提不高。油液未进入液压缸，排除方法有: 检查油管，油路，特别是软管接头是否被堵塞，从缸到泵的有关油路依次检查并排除堵塞现象；溢流阀的阀座有污物，锥阀与阀座密封不好而产生泄漏，使油液自动流回油箱；电磁阀的弹簧损坏，电磁铁线圈烧坏，油路切换不灵。液压缸本身滑动部位配合过紧，密封摩擦力过大，排除方法：活塞杆与导向套的配合采用H8/f8的配合；密封圈槽的深度与宽度严格按尺寸公差作出；如用V形密封圈时，调整密封摩擦力到适中程度。由于设计和制造不当，活塞行至终点后回程时，油液压力不能作用在活塞的有效工作面积上，或启动时有效工作面积过小。遇有此情况则改进设计和制造。横向载荷过大，受力别劲或拉缸咬死。排除方法：安装液压缸时，使缸的轴线位置与运动方向一致；使液压缸所承受的负载尽量通过缸轴线，不产生偏心现象；长液压缸水平放置时，活塞与活塞杆自重产生挠度，使导套，活塞产生偏载，因此缸盖密封损坏，漏油，活塞卡死在缸筒内，为此可以采取以下措施：
把活塞宽度加大；活塞外圆加工成鼓凸形，使活塞能自位，改善受力情况，减少及避免拉缸；活塞与活塞杆的连续可采用球形接头。
液压缸的背压力太大，以减少背压力来解决液压缸不能动作的重要原因之一是进油口油液压力太低，达不到规定值，即液压系统工作压力不足。其可能原因为：液压泵故障；液压泵驱动电机反转或转速，功率不够；调压阀的故障；其他，如滤油器堵塞，液流通道过小，油液黏度过高以致吸不上油；油液黏度过低，泄漏严重；油液中进入过量空气，以及污染严重；管路接错；压力表损坏等。
(2) 动作不灵敏，有阻滞现象
这种现象不同于液压缸的爬行现象。信号发出以后液压缸不立即动作，有短时间停顿后在动作，或时而能动，时而又久久停止不动，很不规则。这种动作不灵敏的原因及排除方法主要如下。
液压缸中空气过多，排除方法：通过排气阀排气；检查空气是否由活塞杆往复运动部位的密封圈吸入，如是，更换密封圈。液压泵运转有不规则现象，如振动噪声大，压力波动厉害，泵转动有阻滞，轻度咬死现象。有缓冲装置的液压缸，反向启动时，单向阀孔口太小，使进入缓冲腔油量太少，甚至出现真空，因此在缓冲柱塞离开端盖的瞬间，会引起活塞一时停止或逆退现象。排除方法: 加大单向阀孔口。活塞运动速度大时，单向阀的钢球跟随油流流动，以致堵塞阀孔，致使动作不规则。排除方法：在通过流量较大时，应改成带导向肩的锥阀式结构。橡胶软管内层剥离，使油路时通时闭，造成液压缸动作不规则，排除方法：更换橡胶软管。有一定的横向载荷。
（3）运动有爬行现象
爬行现象即液压缸运动时出现跳跃式时停时走的运动状态，这种现象尤在低速运动时容易发生，这是液压缸最主要的故障之一。发生液压缸爬行现象的原因有液压缸之外的原因及液压缸自身的原因。
液压缸之外的原因如下：
运动机构刚度太小，形成弹性系统，排除方法：适当提高有关组件的刚度，减小弹性变形。液压缸安装位置精度差。相对运动间静摩擦因数与动摩擦因数之间差别太大，即摩擦力变化太大，排除方法：在相对运动表面之间涂一层防爬油，并保证良好的润滑条件。导轨的制造与装配质量差，使摩擦力增加，受力情况不好，排除方法：提高制造与装配质量。油液中混入空气，工作介质形成弹性体，这是液压缸运动有爬行现象的重要原因之一。
液压缸自身原因如下：
液压缸内有残留空气，工作介质形成弹性体。排除方法：充分排除空气；检查液压泵吸油管直径是否太小，吸油管接头密封要好，防止泵吸入空气。密封摩擦力过大，排除方法：活塞杆与导向套采用H8/f8的配合；密封圈槽的深度和宽度严格按尺寸公差作出；如用V形密封圈时，调整密封摩擦力到适中程度。液压缸滑动部位有严重磨损。拉伤和咬着现象。负载和液压缸定心不良。安装支架安装调整不良。排除方法：重新装配后找正，安装支架的刚度要好。横向载荷大，排除方法: 设法减小横向载荷，或提高液压缸承受横向载荷的能力。缸筒或活塞组件膨胀，受力变形。排除方法: 修正变形部位，变形严重时需要更换有关组件。缸筒，活塞之间产生电化学反应。排除方法：重新更换电化学反应小的材料或更换零件。材质不良，易磨损，拉伤，咬死。排除方法：更换材料，进行恰当的热处理或表面处理。油液中杂质多。排除方法: 进行清洗后换液压油及滤油器。活塞杆全长或局部弯曲，排除方法：校正活塞杆；卧式安装液压缸的活塞杆伸出长度过长时应加支承。缸筒内孔与导向套的同轴度不好而引起别劲现象产生爬行，排除方法：保证二者同轴度。缸筒孔径直线性不良（鼓形，锥度等），排除方法： 镗磨修复，然后根据镗磨后缸筒的孔径配活塞或增装形橡皮封油环。活塞杆两端螺母拼得太紧，使其同轴度不良，排除方法：活塞杆两端螺母不宜拼得太紧，一般用手旋紧即可，保证活塞杆处于自然状态。
2. 液压缸不能达到预定的速度和推力的原因是什么？如何排除？
（1) 运动速度达不到预定值
运动速度达不到预定值的原因如下:
液压泵输油量不足时，液压缸进油路油液泄漏。排除方法：排除管路泄漏；检查溢流阀与阀座密封情况，如密封不好而产生泄漏，使油液自动流回油箱。液压缸的内外泄漏严重，其中以内泄漏为主要原因；当运动速度随行程的位置不同而有所下降时，是由于缸内别劲使运动阻力增大所致。排除方法：提高零件的加工精度（主要是缸筒内孔的圆度和圆柱度）及装配质量。液压回油路上管路阻力压降及背压阻力太大，压力油从溢流阀返回油箱的溢流量增加，使速度达不到要求。排除方法: 回油管路不可太细，管径大小一般按管内流速为3～4mL/s计算确定为好；减少管路弯曲；背压力不可太高。液压缸内部油路堵塞和阻尼。排除方法：拆卸清洗。采用蓄能器实现快速运动时速度达不到的原因可能是蓄能器的压力和容量不够。排除方法：重新计算校核。
（2） 液压缸的推力不够
液压缸的推力不够可能引起液压缸不动作或动作不正常，其原因如下：
引起运动速度达不到预定值的各种原因也会引起推力不够；溢流阀压力调节过低，或溢流阀调节不灵。排除方法：调高溢流阀的压力；排除溢流阀的故障。反向回程启动时，由于有效工作面积过小而推不动。排除方法：增加有效地工作面积。
3. 液压缸的泄漏途径有哪些？主要泄漏原因是什么？如何排除？
液压缸泄漏几乎是液压缸产生各种故障的原因之一，又是影响安全，污染环境的重要因素，所以应引起足够的重视。
液压缸的泄漏途径包括外泄漏和内泄漏两种情况。外泄漏是指液压缸缸筒与缸盖，缸底，油口，排气阀，缓冲调节阀，缸盖与活塞杆处等外泄漏，容易从外部直接观察出。内泄漏是指液压缸内部高压腔的压力油向低压腔涔漏，它发生在活塞与缸内壁，活塞内孔与活塞杆连接处。内泄漏不能直接观察到，需要从单方面通入压力油，将活塞停在某一点或终端以后，观察另一油口是否还向外泄漏油，以确定是否有内部泄漏。不论是外泄漏还是内泄漏，其泄漏的原因主要是密封不良，连接处结合不良等。
(1) 密封不良
液压缸各处密封性能不良会产生外泄漏或内泄漏，密封性能不良有多种原因。
安装后密封件发生破损，排除方法：正确设计和制造密封槽底径，宽度和密封件压缩量；密封槽不可有毛刺，飞边，适当倒角，防刮坏密封件；装配时注意勿使螺丝刀等锐利工具压伤密封件，特别是绝对不能使密封件辰边损伤。密封件因被挤出而损伤，排除方法: 保证密封面的配合间隙，间隙不可太大，采用H8/f8配合，在高压和有冲击力作用的液压缸，安装密封保护挡圈。密封件急剧磨损而失去密封作用，排除方法：密封槽宽度不可过宽，槽底粗糙度要小于1.6um,防止密封件前后移动加剧磨损；密封件材质要好，截面直径不可超差；不可用存放时间长的引起老化，甚至龟裂的密封件；装配时必须保证工作台的导轨和液压缸缸筒轴线在全行程范围内达到同心要求后，在进行紧固；密封件上，特别是辰边处不可混入极小的杂质微粒，以免加剧密封件磨损。密封圈方向装反，排除方法: 密封圈辰边面向压力油一方。密封结构选择不合理，压力已超过它的额定值，排除方法：选择合理的密封结构。
（2) 连接处结合不良
连接处结合不良主要引起外泄漏，结合不良的原因如下。
缸筒与端盖用螺栓紧固连接时：结合部分的毛刺或装配毛边引起结合不良而引起初始泄漏；端面O形密封圈有配合间隙；螺栓紧固不良。排除方法：针对具体原因排除。缸筒与端盖用螺纹连接时：紧固端盖时未达到额定扭矩；密封圈密封性能不好。排除方法：针对具体原因排除。液压缸进油管口引起泄漏，排除方法：排除因管件振动而引起管口连接松动；管路通径大于15mm的管口，可用法兰连接。
（3） 液压缸泄漏的其他原因
缸筒受压膨胀，引起内泄漏，排除方法：适当加厚缸壁；缸筒外圆加卡塞。采用焊接结构的液压缸，焊接不良而产生外泄漏，排除方法：选用合适的焊条材料；对含碳量较高的材料焊前进行适当预热，焊后注意保温使之缓慢冷却，防止焊缝应力裂纹；焊接工艺过程应尽力避免引起内应力，必要时进行适当热处理；焊缝较大时，采取分层焊接，以保证焊接强度，减小焊接变形，防止焊接裂纹，在每一层的焊接中，必须保证焊缝清洁，彻底清除焊渣，不沾油水，防止夹渣，气孔等。横向载荷过大，应设法减小载荷。
4. 液压缸发出不正常响声的原因是什么？如何排除？
液压缸运行时发出不正常的响声，应引起足够的重视哪怕是微小的撕拉声也不可忽视。不正常的响声会导致滑动面的拉伤烧死，泄漏严重，运动速度不平稳，运行不正常，推力不够等，最后酿成液压缸的大修乃至报废，切不可因小失大。
（1） 空气混入液压缸
空气混入液压缸引起液压缸运行不稳定，造成缸内油液中气泡的挤裂声。排除方法：液压缸端头设置排气装置，排除缸内空气。
（2） 相对滑动面配合过紧
如活塞与缸壁配合过紧，或有研伤，拉痕，除发出不正常的响声外，甚至还会使液压缸运动困难。排除方法: 滑动配合面采用H8/f8的配合，缸筒内圆表面粗糙度为0.4～0.2um.
（3） 密封摩擦力过大，滑动面缺少润滑油，引起相对滑动时产生摩擦声，排除方法：正确设计和制造密封槽底径，宽度和密封件压缩量；对有辰边的密封圈，如若刮油压力过大，把润滑油膜破坏了，可用砂纸轻轻打磨辰边，使辰边变软一点。
（4） 有“嘭嘭”声
往往是活塞上的尼龙导向支承环与缸壁间的间隙太小或支承环变形过量引起。排除方法：整修或更换导向支承环。