液壓系統(tǒng)

1簡介

　　組成部分

　　鏟運(yùn)機(jī)液壓系統(tǒng)

　　一個完整的液壓系統(tǒng)由五個部分組成，即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。

　　動力元件

　　動力元件的作用是將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。

　　執(zhí)行元件

　　執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動或回轉(zhuǎn)運(yùn)動。

　　控制元件

　　控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為溢流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。

　　輔助元件

　　輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位計、油溫計等。

　　液壓油

　　液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　液壓系統(tǒng)由信號控制和液壓動力兩部分組成，信號控制部分用于驅(qū)動液壓動力部分中的控制閥動作。

　　液壓動力部分采用回路圖方式表示，以表明不同功能元件之間的相互關(guān)系。液壓源含有液壓泵、電動機(jī)和液壓輔助元件；液壓控制部分含有各種控制閥，其用于控制工作油液的流量、壓力和方向；執(zhí)行部分含有液壓缸或液壓馬達(dá)，其可按實際要求來選擇。

　　在分析和設(shè)計實際任務(wù)時，一般采用方框圖顯示設(shè)備中實際運(yùn)行狀況?？招募^表示信號流，而實心箭頭則表示能量流。

　　破碎床液壓系統(tǒng)

　　基本液壓回路中的動作順序—控制元件（二位四通換向閥）的換向和彈簧復(fù)位、執(zhí)行元件（雙作用液壓缸）的伸出和回縮以及溢流閥的開啟和關(guān)閉。對于執(zhí)行元件和控制元件，演示文稿都是基于相應(yīng)回路圖符號，這也為介紹回路圖符號作了準(zhǔn)備。

　　根據(jù)系統(tǒng)工作原理，您可對所有回路依次進(jìn)行編號。如果第一個執(zhí)行元件編號為0，則與其相關(guān)的控制元件標(biāo)識符則為1。如果與執(zhí)行元件伸出相對應(yīng)的元件標(biāo)識符為偶數(shù)，則與執(zhí)行元件回縮相對應(yīng)的元件標(biāo)識符則為奇數(shù)。不僅應(yīng)對液壓回路進(jìn)行編號，也應(yīng)對實際設(shè)備進(jìn)行編號，以便發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障。

　　DINISO1219-2標(biāo)準(zhǔn)定義了元件的編號組成，其包括下面四個部分：設(shè)備編號、回路編號、元件標(biāo)識符和元件編號。如果整個系統(tǒng)僅有一種設(shè)備，則可省略設(shè)備編號。

　　實際中，另一種編號方式就是對液壓系統(tǒng)中所有元件進(jìn)行連續(xù)編號，此時，元件編號應(yīng)該與元件列表中編號相一致。這種方法特別適用于復(fù)雜液壓控制系統(tǒng)，每個控制回路都與其系統(tǒng)編號相對應(yīng)。

2發(fā)展

　　1795年英國約瑟夫·布拉曼(JosephBraman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺水壓機(jī)。1905年將工作介質(zhì)水改為油,又進(jìn)一步得到改善。

　　第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動廣泛應(yīng)用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在19世紀(jì)末20世紀(jì)初的20年間,才開始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)對能量波動傳遞所進(jìn)行的理論及實際研究;1910年對液力傳動(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻(xiàn)，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。

　　第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間,在美國機(jī)床中有30%應(yīng)用了液壓傳動。應(yīng)該指出,日本液壓傳動的發(fā)展較歐美等國家晚了近20多年。在1955年前后,日本迅速發(fā)展液壓傳動,1956年成立了“液壓工業(yè)會”。近20~30年間，日本液壓傳動發(fā)展之快，居世界領(lǐng)先地位。

3注意事項

　　有一點機(jī)械常識的人都知道，能量會互相轉(zhuǎn)換的，而把這個知識運(yùn)用到液壓系統(tǒng)上解釋液壓系統(tǒng)的功率損失是最好不過了，液壓系統(tǒng)功率一方面會造成能量上的損失，使系統(tǒng)的總效率下降，另一方面，損失掉的這一部分能量將會轉(zhuǎn)變成熱能，使液壓油的溫度升高，油液變質(zhì)，導(dǎo)致液壓設(shè)備出現(xiàn)故障。因此，設(shè)計液壓系統(tǒng)時，在滿足使用要求的前提下，還應(yīng)充分考慮降低系統(tǒng)的功率損失。

　　第一，從動力源——泵的方面來考慮，考慮到執(zhí)行器工作狀況的多樣化，有時系統(tǒng)需要大流量，低壓力；有時又需要小流量，高壓力。所以選擇限壓式變量泵為宜，因為這種類型的泵的流量隨系統(tǒng)壓力的變化而變化。當(dāng)系統(tǒng)壓力降低時，流量比較大，能滿足執(zhí)行器的快速行程。當(dāng)系統(tǒng)壓力提高時流量又相應(yīng)減小，能滿足執(zhí)行器的工作行程。這樣既能滿足執(zhí)行器的工作要求，又能使功率的消耗比較合理。

　　第二，液壓油流經(jīng)各類液壓閥時不可避免的存在著壓力損失和流量損失，這一部分的能量損失在全部能量損失中占有較大的比重。因此，合理選擇液壓器，調(diào)整壓力閥的壓力也是降低功率損失的一個重要方面。流量閥按系統(tǒng)中流量調(diào)節(jié)范圍選取并保證其最小穩(wěn)定流量能滿足使用要求，壓力閥的壓力在滿足液壓設(shè)備正常工作的情況下，盡量取較低的壓力。

　　第三，如果執(zhí)行器具有調(diào)速的要求，那么在選擇調(diào)速回路時，既要滿足調(diào)速的要求，又要盡量減少功率損失。常見的調(diào)速回路主要有：節(jié)流調(diào)速回路，容積調(diào)速回路，容積節(jié)流調(diào)速回路。其中節(jié)流調(diào)速回路的功率損失大，低速穩(wěn)定性好。而容積調(diào)速回路既無溢流損失，也無節(jié)流損失，效率高，但低速穩(wěn)定性差。如果要同時滿足兩方面的要求，可采用差壓式變量泵和節(jié)流閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路，并使節(jié)流閥兩端的壓力差盡量小，以減小壓力損失。

　　第四，合理選擇液壓油。液壓油在管路中流動時，將呈現(xiàn)出黏性，而黏性過高時，將產(chǎn)生較大的內(nèi)摩擦力，造成油液發(fā)熱，同時增加油液流動時的阻力。當(dāng)黏性過低時，易造成泄漏，將降低系統(tǒng)容積效率，因此，一般選擇黏度適宜且黏溫特性比較好的油液。另外，當(dāng)油液在管路中流動時，還存在著沿程壓力損失和局部壓力損失，因此設(shè)計管路時盡量縮短管道，同時減少彎管。

　　以上就是避免液壓系統(tǒng)功率損失所提出來的幾點工作，但是影響液壓系統(tǒng)功率損失的因素還有很多，所以如果當(dāng)具體設(shè)計一液壓系統(tǒng)時，還需綜合考慮其他各個方面的要求。

4修理維護(hù)

　　一個液壓系統(tǒng)的好壞不僅取決于系統(tǒng)設(shè)計的合理性和系統(tǒng)元件性能的的優(yōu)劣，還因系統(tǒng)的污染防護(hù)和處理，系統(tǒng)的污染直接影響液壓系統(tǒng)工作的可靠性和元件的使用壽命，據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)外的的液壓系統(tǒng)故障大約有70%是由于污染引起的。

　　油液污染

　　油液污染對系統(tǒng)的危害主要如下：

　　1）元件的污染磨損

　　油液中各種污染物引起元件各種形式的磨損，固體顆粒進(jìn)入運(yùn)動副間隙中，對零件表面產(chǎn)生切削磨損或是疲勞磨損。高速液流中的固體顆粒對元件的表面沖擊引起沖蝕磨損。油液中的水和油液氧化變質(zhì)的生成物對元件產(chǎn)生腐蝕作用。此外，系統(tǒng)的油液中的空氣引起氣蝕，導(dǎo)致元件表面剝蝕和破壞。

　　2）元件堵塞與卡緊故障

　　固體顆粒堵塞液壓閥的間隙和孔口，引起閥芯阻塞和卡緊，影響工作性能，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。

　　3）加速油液性能的劣化

　　油液中的水和空氣以其熱能是油液氧化的主要條件，而油液中的金屬微粒對油液的氧化起重要催化作用，此外，油液中的水和懸浮氣泡顯著降低了運(yùn)動副間油膜的強(qiáng)度，使?jié)櫥阅芙档汀?/p>

　　一、污染物的種類

　　污染物是液壓系統(tǒng)油液中對系統(tǒng)起危害作用的的物質(zhì)，它在油液中以不同的形態(tài)形式存在，根據(jù)其物理形態(tài)可分成：固態(tài)污染物、液態(tài)污染物、氣態(tài)污染物。

　　固態(tài)污染物可分成硬質(zhì)污染物，有：金剛石、切削、硅沙、灰塵、磨損金屬和金屬氧化物；軟質(zhì)污染物有：添加劑、水的凝聚物、油料的分解物與聚合物和維修時帶入的棉絲、纖維。

　　液態(tài)污染物通常是不符合系統(tǒng)要求的切槽油液、水、涂料和氯及其鹵化物等，通常我們難以去掉，所以在選擇液壓油時要選擇符合系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的液壓油，避免一些不必要的故障。

　　氣態(tài)污染物主要是混入系統(tǒng)中的空氣。

　　這些顆粒常常是如此的細(xì)小，以至于不能沉淀下來而懸浮于油液之中，最后被擠到各種閥的間隙之中，對一個可靠的液壓系統(tǒng)來說，這些間隙的對實現(xiàn)有限控制、重要性和準(zhǔn)確性是極為重要的。

　　二、污染物的來源：

　　系統(tǒng)油液中污染物的來源途徑主要有以下幾個方面：

　　1）外部侵入的污染物：外部侵入污染物主要是大氣中的沙礫或塵埃，通常通過油箱氣孔，油缸的封軸，泵和馬達(dá)等軸侵入系統(tǒng)的。主要是使用環(huán)境的影響。

　　2）內(nèi)部污染物：元件在加工時、裝配、調(diào)試、包裝、儲存、運(yùn)輸和安裝等環(huán)節(jié)中殘留的污染物，當(dāng)然這些過程是無法避免的，但是可以降到最低，有些特種元件在裝配和調(diào)試時需要在潔凈室或潔凈臺的環(huán)境中進(jìn)行。3）液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的污染物：系統(tǒng)在運(yùn)作過程當(dāng)中由于元件的磨損而產(chǎn)生的顆粒，鑄件上脫落下來的砂粒，泵、閥和接頭上脫落下來的金屬顆粒，管道內(nèi)銹蝕剝落物以其油液氧化和分解產(chǎn)生的顆粒與膠狀物，更為嚴(yán)重的是系統(tǒng)管道在正式投入作業(yè)之前沒有經(jīng)過沖洗而有的大量雜質(zhì)。

　　故障診斷

　　液壓傳動系統(tǒng)由于其獨(dú)特的優(yōu)點，即具有廣泛的工藝適應(yīng)性、優(yōu)良的控制性能和較低廉的成本，在各個領(lǐng)域中獲得愈來愈廣泛的應(yīng)用。但由于客觀上元件、輔件質(zhì)量不穩(wěn)定和主觀上使用、維護(hù)不當(dāng)，且系統(tǒng)中各元件和工作液體都是在封閉油路內(nèi)工作，不象機(jī)械設(shè)備那樣直觀，也不象電氣設(shè)備那樣可利用各種檢測儀器方便地測量各種參數(shù),液壓設(shè)備中，僅靠有限幾個壓力表、流量計等來指示系統(tǒng)某些部位的工作參數(shù)，其他參數(shù)難以測量，而且一般故障根源有許多種可能，這給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來一定困難。[1]

　　在生產(chǎn)現(xiàn)場，由于受生產(chǎn)計劃和技術(shù)條件的制約，要求故障診斷人員準(zhǔn)確、簡便和高效地診斷出液壓設(shè)備的故障；要求維修人員利用現(xiàn)有的信息和現(xiàn)場的技術(shù)條件，盡可能減少拆裝工作量，節(jié)省維修工時和費(fèi)用，用最簡便的技術(shù)手段，在盡可能短的時間內(nèi)，準(zhǔn)確地找出故障部位和發(fā)生故障的原因并加以修理，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，并力求今后不再發(fā)生同樣故障。

　　液壓系統(tǒng)故障診斷的一般原則

　　正確分析故障是排除故障的前提，系統(tǒng)故障大部分并非突然發(fā)生，發(fā)生前總有預(yù)兆，當(dāng)預(yù)兆發(fā)展到一定程度即產(chǎn)生故障。引起故障的原因是多種多樣的，并無固定規(guī)律可尋。統(tǒng)計表明，液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障約90%是由于使用管理不善所致為了快速、準(zhǔn)確、方便地診斷故障，必須充分認(rèn)識液壓故障的特征和規(guī)律，這是故障診斷的基礎(chǔ)。

　　以下原則在故障診斷中值得遵循：

　　（1）首先判明液壓系統(tǒng)的工作條件和外圍環(huán)境是否正常需首先搞清是設(shè)備機(jī)械部分或電器控制部分故障，還是液壓系統(tǒng)本身的故障，同時查清液壓系統(tǒng)的各種條件是否符合正常運(yùn)行的要求。

　?。?）區(qū)域判斷根據(jù)故障現(xiàn)象和特征確定與該故障有關(guān)的區(qū)域，逐步縮小發(fā)生故障的范圍，檢測此區(qū)域內(nèi)的元件情況，分析發(fā)生原因，最終找出故障的具體所在。

　?。?）掌握故障種類進(jìn)行綜合分析根據(jù)故障最終的現(xiàn)象，逐步深入找出多種直接的或間接的可能原因，為避免盲目性，必須根據(jù)系統(tǒng)基本原理，進(jìn)行綜合分析、邏輯判斷，減少懷疑對象逐步逼近,最終找出故障部位。

　　（4）驗證可能故障原因時，一般從最可能的故障原因或最易檢驗的地方開始，這樣可減少裝拆工作量，提高診斷速度。

　?。?）故障診斷是建立在運(yùn)行記錄及某些系統(tǒng)參數(shù)基礎(chǔ)之上的。建立系統(tǒng)運(yùn)行記錄，這是預(yù)防、發(fā)現(xiàn)和處理故障的科學(xué)依據(jù)；建立設(shè)備運(yùn)行故障分析表，它是使用經(jīng)驗的高度概括總結(jié)，有助于對故障現(xiàn)象迅速做出判斷；具備一定檢測手段，可對故障做出準(zhǔn)確的定量分析。

　　2、故障診斷方法

　　日常查找液壓系統(tǒng)故障的傳統(tǒng)方法是邏輯分析逐步逼近斷。

　　基本思路是綜合分析、條件判斷。即維修人員通過觀察、聽、觸摸和簡單的測試以及對液壓系統(tǒng)的理解，憑經(jīng)驗來判斷故障發(fā)生的原因。當(dāng)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，故障根源有許多種可能。采用邏輯代數(shù)方法，將可能故障原因列表，然后根據(jù)先易后難原則逐一進(jìn)行邏輯判斷，逐項逼近，最終找出故障原因和引起故障的具體條件。

　　故障診斷過程中要求維修人員具有液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)知識和較強(qiáng)的分析能力，方可保證診斷的效率和準(zhǔn)確性。但診斷過程較繁瑣，須經(jīng)過大量的檢查，驗證工作，而且只能是定性地分析，診斷的故障原因不夠準(zhǔn)確。為減少系統(tǒng)故障檢測的盲目性和經(jīng)驗性以及拆裝工作量，傳統(tǒng)的故障診斷方法已遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代液壓系統(tǒng)的要求。隨著液壓系統(tǒng)向大型化、連續(xù)生產(chǎn)、自動控制方向發(fā)展，又出現(xiàn)了多種現(xiàn)代故障診斷方法。如鐵譜技斷，可從油液中分離出來的各種磨粒的數(shù)量、形狀、尺寸、成分以及分布規(guī)律等情況，及時、準(zhǔn)確地判斷出系統(tǒng)中元件的磨損部位、形式、程度等。而且可對液壓油進(jìn)行定量的污染分析和評價，做到在線檢測和故障預(yù)防。

　　基于人工智能的專家診斷系斷，它通過計算機(jī)模仿在某一領(lǐng)域內(nèi)有經(jīng)驗專家解決問題的方法。將故障現(xiàn)象通過人機(jī)接口輸入計算機(jī)，計算機(jī)根據(jù)輸入的現(xiàn)象以及知識庫中的知識，可推算出引起故障的原因，然后通過人機(jī)接口輸出該原因，并提出維修方案或預(yù)防措施。這些方法給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來廣闊的前景，給液壓系統(tǒng)故障診斷自動化奠定了基礎(chǔ)。但這些方法大都需要昂貴的檢測設(shè)備和復(fù)雜的傳感控制系統(tǒng)和計算機(jī)處理系統(tǒng)，有些方法研究起來有一定困難，一般情況下不適應(yīng)于現(xiàn)場推廣使用。下面介紹一種簡單、實用的液壓系統(tǒng)故障診斷方法。

　　基于參數(shù)測量的故障診斷系統(tǒng)

　　一個液壓系統(tǒng)工作是否正常，關(guān)鍵取決于兩個主要工作參數(shù)即壓力和流量是否處于正常的工作狀態(tài)，以及系統(tǒng)溫度和執(zhí)行器速度等參數(shù)的正常與否。液壓系統(tǒng)的故障現(xiàn)象是各種各樣的，故障原因也是多種因素的綜合。同一因素可能造成不同的故障現(xiàn)象，而同一故障又可能對應(yīng)著多種不同原因。例如：油液的污染可能造成液壓系統(tǒng)壓力、流量或方向等各方面的故障，這給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來極大困難。

　　參數(shù)測量法診斷故障的思路是這樣的，任何液壓系統(tǒng)工作正常時，系統(tǒng)參數(shù)都工作在設(shè)計和設(shè)定值附近，工作中如果這些參數(shù)偏離了預(yù)定值，則系統(tǒng)就會出現(xiàn)故障或有可能出現(xiàn)故障。即液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障的實質(zhì)就是系統(tǒng)工作參數(shù)的異常變化。因此當(dāng)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時，必然是系統(tǒng)中某個元件或某些元件有故障，進(jìn)一步可斷定回路中某一點或某幾點的參數(shù)已偏離了預(yù)定值。這說明如果液壓回路中某點的工作參數(shù)不正常，則系統(tǒng)已發(fā)生了故障或可能發(fā)生了故障，需維修人員馬上進(jìn)行處理。這樣在參數(shù)測量的基礎(chǔ)上，再結(jié)合邏輯分析法，即可快速、準(zhǔn)確地找出故障所在。參數(shù)測量法不僅可以診斷系統(tǒng)故障，而且還能預(yù)報可能發(fā)生的故障，并且這種預(yù)報和診斷都是定量的，大大提高了診斷的速度和準(zhǔn)確性。這種檢測為直接測量，檢測速度快，誤差小，檢測設(shè)備簡單，便于在生產(chǎn)現(xiàn)場推廣使用。適合于任何液壓系統(tǒng)的檢測。測量時，既不需停機(jī)，又不損壞液壓系統(tǒng)，幾乎可以對系統(tǒng)中任何部位進(jìn)行檢測，不但可診斷已有故障，而且可進(jìn)行在線監(jiān)測、預(yù)報潛在故障。

　　參數(shù)測量法原理

　　只要測得液壓系統(tǒng)回路中所需任意點處工作參數(shù)，將其與系統(tǒng)工作的正常值相比較，即可判斷出系統(tǒng)工作參數(shù)是否正常，是否發(fā)生了故障以及故障的所在部位。

　　液壓系統(tǒng)中的工作參數(shù)，如壓力、流量、溫度等都是非電物理量，用通用儀器采用間接測量法測量時，首先需利用物理效應(yīng)將這些非電量轉(zhuǎn)換成電量，然后經(jīng)放大、轉(zhuǎn)換和顯示等處理，被測參數(shù)則可用轉(zhuǎn)換后的電信號代表并顯示。由此可判斷液壓系統(tǒng)是否有故障。但這種間接測量方法需各種傳感器，檢測裝置較復(fù)雜，測量結(jié)果誤差大、不直觀，不便于現(xiàn)場推廣使用。

　　通過多年的教學(xué)和生產(chǎn)實踐，設(shè)計出一種簡單、實用的液壓系統(tǒng)故障檢測回路。檢測回路通常和被檢測系統(tǒng)并聯(lián)連接，此連接需在被測點設(shè)置的雙球閥三通接頭，它主要用于對系統(tǒng)進(jìn)行不拆卸檢測。它對液壓系統(tǒng)所需點的各種參數(shù)進(jìn)行直接的快速檢測，不需任何傳感器，它可同時檢測系統(tǒng)中的壓力、流量和溫度三個參數(shù)，而執(zhí)行器的速度和轉(zhuǎn)速則可通過測量出口流量的方法計算得到。例如：只要在泵出口及執(zhí)行器進(jìn)、出口安裝雙球閥三通，則通過測量1、2、3三點的壓力、流量及溫度值，則可立刻診斷出故障所在的大致部位（泵源、控制傳動部分或執(zhí)行器部分）。增加參數(shù)檢測點，則可縮小故障發(fā)生區(qū)域。

　　系統(tǒng)正常工作時，閥門1開啟，2關(guān)閉，檢測口罩上防塵罩，以防污染。檢測時，只要將檢測回路與檢測口接通，即旋緊活接頭螺紋并打開閥門2。通過調(diào)節(jié)閥門1和溢流閥7即可方便地測出壓力、流量、溫度、速度等參數(shù)。但要求系統(tǒng)配管時，將雙球閥三通在需檢測系統(tǒng)參數(shù)的部位當(dāng)作接管或彎管接頭來配置。

　　1,2.截止球閥3,8.軟管4.壓力表5.流量計

　　6.溫度計7.溢流閥9.過濾器

　　參數(shù)測量方法

　　第1步：測壓力，首先將檢測回路的軟管接頭與雙球閥三通螺紋接口旋緊接通。打開球閥2，關(guān)死溢流閥3，切斷回油通道，這時從壓力表上可直接讀出所測點的壓力值（為系統(tǒng)的實際工作壓力）。

　　第2步：測流量和溫度——慢慢松開溢流閥7手柄，再關(guān)閉球閥1。重新調(diào)整溢流閥7，使壓力表4讀數(shù)為所測壓力值，此時流量計5讀數(shù)即為所測點的實際流量值。同時溫度計6上可顯示出油液溫度值。

　　第3步：測轉(zhuǎn)速（速度）——不論泵、馬達(dá)或缸其轉(zhuǎn)速或速度僅取決于兩個因素，即流量和它本身的幾何尺寸（排量或面積），所以只要測出馬達(dá)或缸的輸出流量（對泵為輸入流量），除以其排量或面積即得到轉(zhuǎn)速或速度值。

　　2.2參數(shù)測量法實例

　　此系統(tǒng)在調(diào)試中出現(xiàn)以下現(xiàn)象：泵能工作，但供給合模缸和注射缸的高壓泵壓力上不去（壓力調(diào)至8.0Mpa左右，再無法調(diào)高），泵有輕微的異常機(jī)械噪聲，水冷系統(tǒng)工作，油溫、油位均正常，有回油。

　　從回路分析故障有以下可能原因：

　　（1）溢流閥故障?？赡茉颍赫{(diào)整不正確，彈簧屈服，阻尼孔堵塞，滑閥卡住。

　?。?）電液換向閥或電液比例閥故障?？赡茉颍簭?fù)位彈簧折斷，控制壓力不夠，滑閥卡住，比例閥控制部分故障。

　?。?）液壓泵故障?？赡茉颍罕棉D(zhuǎn)速過低，葉片泵定子異常磨損，密封件損壞，泵吸入口進(jìn)入大量空氣，過濾器嚴(yán)重堵塞。

　　故障診斷方法：

　?。?）應(yīng)用傳統(tǒng)的邏輯分析逐步逼近法。需對以上所有可能原因逐一進(jìn)行分析判斷和檢驗，最終找出故障原因和引起故障的具體元件。此法診斷過程繁瑣，須進(jìn)行大量的裝拆、驗證工作，效率低，工期長，并且只能是定性分析，診斷不夠準(zhǔn)確。

　?。?）應(yīng)用基于參數(shù)測量的故障診斷系統(tǒng)。只需在系統(tǒng)配管時，在泵的出口a、換向閥前b及缸的入口c三點設(shè)置雙球閥三通，則利用故障診斷檢測回路，在幾秒鐘內(nèi)即可將系統(tǒng)故障限制在某區(qū)域內(nèi)并根據(jù)所測參數(shù)值診斷出故障所在。檢測過程如下：

　?。╝）將故障診斷回路與檢測口a接通，打開球閥2并旋松溢流閥7，再關(guān)死球閥1，這時調(diào)節(jié)溢流閥7即可從壓力表4上觀察泵的工作壓力變化情況，看其是否能超過8.0Mpa并上升至所需高壓值。若不能則說明是泵本身故障，若能說明不是泵故障，則應(yīng)繼續(xù)檢測。

　?。╞）若泵無故障，則利用故障診斷回路檢測b點壓力變化情況。若b點工作壓力能超過8.0Mpa并上升至所需高壓值，則說明系統(tǒng)主溢流閥工作正常，需繼續(xù)檢測。

　　若溢流閥無故障，則通過檢測c點壓力變化情況即可判斷出是否換向閥或比例閥故障。

　　通過檢測最終故障原因是葉片泵內(nèi)漏嚴(yán)重所引起。拆卸泵后方知，葉片泵定子由于滑潤不良造成異常磨損，引起內(nèi)漏增大，使系統(tǒng)壓力提不高，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)是由于水冷系統(tǒng)的水漏入油中造成油乳化而失去潤滑作用引起的。

　　3、結(jié)論

　　參數(shù)測量法是一種實用、新型的液壓系統(tǒng)故障診斷方法，它與邏輯分析法相結(jié)合，大大提高了故障診斷的快速性和準(zhǔn)確性。首先這種測量是定量的，這就避免了個人診斷的盲目性和經(jīng)驗性，診斷結(jié)果符合實際。其次故障診斷速度快，經(jīng)過幾秒到幾十秒即可測得系統(tǒng)的準(zhǔn)確參數(shù)，再經(jīng)維修人員簡單的分析判斷即得到診斷結(jié)果。再者此法較傳統(tǒng)故障診斷法降低系統(tǒng)裝拆工作量一半以上。

　　此故障診斷檢測回路具有以下功能：

　?。?）能直接測量并直觀顯示液流流量、壓力和溫度，并能間接測量泵、馬達(dá)轉(zhuǎn)速。

　　（2）可以利用溢流閥對系統(tǒng)中被測部分進(jìn)行模擬加載，調(diào)壓方便、準(zhǔn)確；為保證所測流量準(zhǔn)確性，可從溫度表直接觀察測試溫差（應(yīng)小于±3℃）。

　　（3）適應(yīng)于任何液壓系統(tǒng)，且某些系統(tǒng)參數(shù)可實現(xiàn)不停車檢測。

　?。?）結(jié)構(gòu)輕便簡單，工作可靠，成本低廉，操作簡便。

　　這種檢測回路將加載裝置和簡單的檢測儀器結(jié)合在一起，可做成便攜式檢測儀，測量快速、方便、準(zhǔn)確，適于在現(xiàn)場推廣使用。它為檢測、預(yù)報和故障診斷自動化打下基礎(chǔ)。

　　系統(tǒng)維護(hù)

　　一個系統(tǒng)在正式投入之前一般都要經(jīng)過沖洗，沖洗的目的就是要清除殘留在系統(tǒng)內(nèi)的污染物、金屬屑、纖維化合物、鐵心等，在最初兩小時工作中，即使沒有完全損壞系統(tǒng)，也會引起一系列故障。所以應(yīng)該按下列步驟來清洗系統(tǒng)油路：

　　1）用一種易干的清潔溶劑清洗油箱，再用經(jīng)過過濾的空氣清除溶劑殘渣。

　　2）清洗系統(tǒng)全部管路，某些情況下需要把管路和接頭進(jìn)行浸漬。

　　3）在管路中裝油濾，以保護(hù)閥的供油管路和壓力管路。

　　4）在集流器上裝一塊沖洗板以代替精密閥，如電液伺服閥等。

　　5）檢查所有管路尺寸是否合適，連接是否正確。

　　要是系統(tǒng)中使用到電液伺服閥，我不妨多說兩句，伺服閥得沖洗板要使油液能從供油管路流向集流器，并直接返回油箱，這樣可以讓油液反復(fù)流通，以沖洗系統(tǒng)，讓油濾濾掉固體顆粒，沖洗過程中，沒隔1～2小時要檢查一下油濾，以防油濾被污染物堵塞，此時旁路不要打開，若是發(fā)現(xiàn)油濾開始堵塞就馬上換油濾。

　　沖洗的周期由系統(tǒng)的構(gòu)造和系統(tǒng)污染程度來決定，若過濾介質(zhì)的試樣沒有或是很少外來污染物，則裝上新的油濾，卸下沖洗板，裝上閥工作！

　　有計劃的維護(hù)：建立系統(tǒng)定期維護(hù)制度，對液壓系統(tǒng)較好的維護(hù)保養(yǎng)建議如下：

　　1）至多500小時或是三個月就要檢查和更換油液。

　　2）定期沖洗油泵的進(jìn)口油濾。

　　3）檢查液壓油被酸化或其他污染物污染情況，液壓油的氣味可以大致鑒別是否變質(zhì)。

　　4）修護(hù)好系統(tǒng)中的泄漏。

　　5）確保沒有外來顆粒從油箱的通氣蓋、油濾的塞座、回油管路的密封墊圈以及油箱其他開口處進(jìn)入油箱。

5工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的常見異?，F(xiàn)象

        壓力損失

　　由于液體具有黏性，在管路中流動時又不可避免地存在著摩擦力，所以液體在流動過程中必然要損耗一部分能量。這部分能量損耗主要表現(xiàn)為壓力損失。

　　壓力損失有沿程損失和局部損失兩種。沿程損失是當(dāng)液體在直徑不變的直管中流過一段距離時，因摩擦而產(chǎn)生的壓力損失。局部損失是由于管路截面形狀突然變化、液流方向改變或其他形式的液流阻力而引起的壓力損失?？偟膲毫p失等于沿程損失和局部損失之和。由于壓力損失的必然存在，所以泵的額定壓力要略大于系統(tǒng)工作時所需的最大工作壓力，一般可將系統(tǒng)工作所需的最大工作壓力乘以一個1.3~1.5的系數(shù)來估算。[2]流量損失

　　在液壓系統(tǒng)中，各被壓元件都有相對運(yùn)動的表面，如液壓缸內(nèi)表面和活塞外表面，因為要有相對運(yùn)動，所以它們之間都有一定的間隙。如果間隙的一邊為高壓油，另一邊為低壓油，則高壓油就會經(jīng)間隙流向低壓區(qū)從而造成泄漏。同時，由于液壓元件密封不完善，一部分油液也會向外部泄漏。這種泄漏造成的實際流量有所減少，這就是我們所說的流量損失。

　　流量損失影響運(yùn)動速度，而泄漏又難以絕對避免，所以在液壓系統(tǒng)中泵的額定流量要略大于系統(tǒng)工作時所需的最大流量。通常也可以用系統(tǒng)工作所需的最大流量乘以一個1.1~1.3的系數(shù)來估算。[2]液壓沖擊

　　原因：執(zhí)行元件換向及閥門關(guān)閉使流動的液體因慣性和某些液壓元件反應(yīng)動作不夠靈敏而產(chǎn)生瞬時壓力峰值，稱液壓沖擊。其峰值可超過工作壓力的幾倍。

　　危害：引起振動，產(chǎn)生噪聲；使繼電器、順序閥等壓力元件產(chǎn)生錯誤動作，甚至造成某些元件、密封裝置和管路損壞。

　　措施：找出沖擊原因避免液流速度的急劇變化。延緩速度變化的時間，估算出壓力峰值，采用相應(yīng)措施。如將流動換向閥和電磁換向閥聯(lián)用，可有效地防止液壓沖擊。[2]空穴現(xiàn)象

　　現(xiàn)象：如果液壓系統(tǒng)中滲入空氣，液體中的氣泡隨著液流運(yùn)動到壓力較高的區(qū)域時，氣泡在較高壓力作用下將迅速破裂，從而引起局部液壓沖擊，造成噪聲和振動。另外，由于氣泡破壞了液流的連續(xù)性，降低了油管的通油能力，造成流量和壓力的波動，使液壓元件承受沖擊載荷，影響其使用壽命。

　　原因：液壓油中總含有一定量的水分，通?？扇芙庥谟椭?，也可以氣泡的形式混合于油中。當(dāng)壓力低于空氣分離壓力時，溶解于油中的空氣分離出來，形成氣泡；當(dāng)壓力降至油液的飽和蒸氣壓力以下時，油液會沸騰而產(chǎn)生大量氣泡。這些氣泡混雜于油液中形成不連續(xù)狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為空穴現(xiàn)象。

　　部位：吸油口及吸油管中低于大氣壓處，易產(chǎn)生氣穴；油液流經(jīng)節(jié)流口等狹小縫隙處時，由于速度的增加，使壓力下降，也會產(chǎn)生氣穴。

　　危害：氣泡隨油液運(yùn)動到高壓區(qū)，在高壓作用下迅速破裂，造成體積突然減小、周圍高壓油高速流過來補(bǔ)充，引起局部瞬間沖擊，壓力和溫度急劇升高并產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲和振動。

　　措施：要正確設(shè)計液壓泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)和泵的吸油管路，盡量避免油道狹窄和急彎，防止產(chǎn)生低壓區(qū)；合理選用機(jī)件材料，增加機(jī)械強(qiáng)度、提高表面質(zhì)量、提高抗腐蝕能力。[2]氣蝕現(xiàn)象

　　原因：空穴伴隨著氣蝕發(fā)生，空穴中產(chǎn)生的氣泡中的氧也會腐蝕金屬元件的表面，我們把這種因發(fā)生空穴現(xiàn)象而造成的腐蝕叫氣蝕。

　　部位：氣蝕現(xiàn)象可能發(fā)生在油泵、管路以及其他具有節(jié)流裝置的地方，特別是油泵裝置，這種現(xiàn)象最為常見。氣蝕現(xiàn)象是液壓系統(tǒng)產(chǎn)生各種故障的原因之一，特別在高速、高壓的液壓設(shè)備中更應(yīng)注意。

　　危害和措施與空穴現(xiàn)象的相同。

6空氣對液壓系統(tǒng)的影響與防護(hù)

　　正常情況下液壓油中含有空氣的比例為6～8%,由于壓力的降低空氣可以從液壓油當(dāng)中游離出來,同時由于氣泡破裂對液壓元件的氣蝕而產(chǎn)生噪音,這種情況如果發(fā)生的頻繁劇烈時會使液壓系統(tǒng)工作不穩(wěn)定,從而降低工作的效率。為了防止空氣影響液壓系統(tǒng)，在操作時需要注意以下幾點：

　　1、定期排除液壓系統(tǒng)當(dāng)中的空氣,保證其正常工作。

　　2、液壓油泵的吸油管不僅做到密封良好還要做到不能露出油面。

　　3、液壓油泵的驅(qū)動裝置采用雙純正品油封以保證其封氣的功能良好。

　　液壓油當(dāng)中如果含有過量的水分不但會使液壓油乳化變質(zhì),還會腐蝕液壓元件,加速設(shè)備的磨損。危害是十分巨大的。為了防止于水對液壓系統(tǒng)的危害，維修時除了在維修過程中就加以注意外,還要注意對液壓油儲油桶的維護(hù),對于含水量大的液壓油要經(jīng)過多次過濾已達(dá)到去除的目的。

　　為了延長液壓系統(tǒng)的使用壽命，降低整車故障發(fā)生，在作業(yè)中應(yīng)避免粗暴操作，否則會在作業(yè)時產(chǎn)生沖擊負(fù)荷,會對液壓系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的沖擊力，破壞液壓元件，油管和油封等。只有使用的司機(jī)操作工認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗，不斷摸索修正自己的操作手法，經(jīng)過長期作業(yè)后就會適應(yīng)設(shè)備的個性，同時養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣。除此之外在作業(yè)中還要注意發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)聲音,對于液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的各種噪音必須查明原因及時排除[3]。

7主要特性

　　1、液壓傳動的優(yōu)點

　?。?）體積小、重量輕，因此慣性力較小，當(dāng)突然過載或停車時，不會發(fā)生大的沖擊；

　?。?）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動調(diào)節(jié)牽引速度，并可實現(xiàn)無極調(diào)速；

　?。?）換向容易，在不改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運(yùn)動的轉(zhuǎn)換；

　?。?）液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴(yán)格限制；

　　（5）由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對運(yùn)動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長；

　?。?）操縱控制簡便，自動化程度高；

　?。?）容易實現(xiàn)過載保護(hù)。

　　2、液壓傳動的缺點

　　（1）使用液壓傳動對維護(hù)的要求高，工作油要始終保持清潔；

　?。?）對液壓元件制造精度要求高，工藝復(fù)雜，成本較高；

　?。?）液壓元件維修較復(fù)雜，且需有較高的技術(shù)水平；

　?。?）用油做工作介質(zhì)，在工作面存在火災(zāi)隱患；

　　（5）傳動效率低。

8發(fā)展前景

　　目前我國液壓技術(shù)缺少技術(shù)交流，液壓產(chǎn)品大部分都是用國外的液壓技術(shù)加工回來的，液壓英才網(wǎng)提醒大家發(fā)展國產(chǎn)液壓技術(shù)振興國產(chǎn)液壓系統(tǒng)技術(shù)。

　　其實不然，近幾年國內(nèi)液壓技術(shù)有很大的提高，如派瑞克、威明德液壓等公司都有很強(qiáng)的實力。