液壓系統(tǒng)

1簡(jiǎn)介

　　組成部分

　　鏟運(yùn)機(jī)液壓系統(tǒng)

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

　　動(dòng)力元件

　　動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)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(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)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(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

　　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(cè)壓接頭、壓力表、油位計(jì)、油溫計(jì)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(hào)控制和液壓動(dòng)力兩部分組成，信號(hào)控制部分用于驅(qū)動(dòng)液壓動(dòng)力部分中的控制閥動(dòng)作。

　　液壓動(dòng)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(dòng)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(shí)際要求來(lái)選擇。

　　在分析和設(shè)計(jì)實(shí)際任務(wù)時(shí)，一般采用方框圖顯示設(shè)備中實(shí)際運(yùn)行狀況?？招募^表示信號(hào)流，而實(shí)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(dòng)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(duì)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(hào)，這也為介紹回路圖符號(hào)作了準(zhǔn)備。

　　根據(jù)系統(tǒng)工作原理，您可對(duì)所有回路依次進(jìn)行編號(hào)。如果第一個(gè)執(zhí)行元件編號(hào)為0，則與其相關(guān)的控制元件標(biāo)識(shí)符則為1。如果與執(zhí)行元件伸出相對(duì)應(yīng)的元件標(biāo)識(shí)符為偶數(shù)，則與執(zhí)行元件回縮相對(duì)應(yīng)的元件標(biāo)識(shí)符則為奇數(shù)。不僅應(yīng)對(duì)液壓回路進(jìn)行編號(hào)，也應(yīng)對(duì)實(shí)際設(shè)備進(jìn)行編號(hào)，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(hào)組成，其包括下面四個(gè)部分：設(shè)備編號(hào)、回路編號(hào)、元件標(biāo)識(shí)符和元件編號(hào)。如果整個(gè)系統(tǒng)僅有一種設(shè)備，則可省略設(shè)備編號(hào)。

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

2發(fā)展

　　1795年英國(guó)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(tái)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(dòng)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(dòng)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(duì)能量波動(dòng)傳遞所進(jìn)行的理論及實(shí)際研究;1910年對(duì)液力傳動(dòng)(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(guó)機(jī)床中有30%應(yīng)用了液壓傳動(dòng)。應(yīng)該指出,日本液壓傳動(dòng)的發(fā)展較歐美等國(guó)家晚了近20多年。在1955年前后,日本迅速發(fā)展液壓傳動(dòng),1956年成立了“液壓工業(yè)會(huì)”。近20~30年間，日本液壓傳動(dòng)發(fā)展之快，居世界領(lǐng)先地位。

3注意事項(xiàng)

　　有一點(diǎn)機(jī)械常識(shí)的人都知道，能量會(huì)互相轉(zhuǎn)換的，而把這個(gè)知識(shí)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(guò)了，液壓系統(tǒng)功率一方面會(huì)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(huì)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(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，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(dòng)力源——泵的方面來(lái)考慮，考慮到執(zhí)行器工作狀況的多樣化，有時(shí)系統(tǒng)需要大流量，低壓力；有時(shí)又需要小流量，高壓力。所以選擇限壓式變量泵為宜，因?yàn)檫@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(shí)，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(shí)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(shí)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(gè)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(shí)，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(wú)溢流損失，也無(wú)節(jié)流損失，效率高，但低速穩(wěn)定性差。如果要同時(shí)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(dòng)時(shí)，將呈現(xiàn)出黏性，而黏性過(guò)高時(shí)，將產(chǎn)生較大的內(nèi)摩擦力，造成油液發(fā)熱，同時(shí)增加油液流動(dòng)時(shí)的阻力。當(dāng)黏性過(guò)低時(shí)，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(dòng)時(shí)，還存在著沿程壓力損失和局部壓力損失，因此設(shè)計(jì)管路時(shí)盡量縮短管道，同時(shí)減少?gòu)澒堋?/p>

　　以上就是避免液壓系統(tǒng)功率損失所提出來(lái)的幾點(diǎn)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(jì)一液壓系統(tǒng)時(shí)，還需綜合考慮其他各個(gè)方面的要求。

4修理維護(hù)

　　一個(gè)液壓系統(tǒng)的好壞不僅取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)，國(guó)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(duì)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(dòng)副間隙中，對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(dòng)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(duì)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(shí)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(shí)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(lái)而懸浮于油液之中，最后被擠到各種閥的間隙之中，對(duì)一個(gè)可靠的液壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這些間隙的對(duì)實(shí)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(lái)源：

　　系統(tǒng)油液中污染物的來(lái)源途徑主要有以下幾個(gè)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(guò)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(shí)、裝配、調(diào)試、包裝、儲(chǔ)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(guò)程是無(wú)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(shí)需要在潔凈室或潔凈臺(tái)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(guò)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(lái)的砂粒，泵、閥和接頭上脫落下來(lái)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(méi)有經(jīng)過(guò)沖洗而有的大量雜質(zhì)。

　　故障診斷

　　液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，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(gè)領(lǐng)域中獲得愈來(lái)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(cè)儀器方便地測(cè)量各種參數(shù),液壓設(shè)備中，僅靠有限幾個(gè)壓力表、流量計(jì)等來(lái)指示系統(tǒng)某些部位的工作參數(shù)，其他參數(shù)難以測(cè)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(lái)一定困難。[1]

　　在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，由于受生產(chǎn)計(jì)劃和技術(shù)條件的制約，要求故障診斷人員準(zhǔn)確、簡(jiǎn)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(chǎng)的技術(shù)條件，盡可能減少拆裝工作量，節(jié)省維修工時(shí)和費(fèi)用，用最簡(jiǎn)便的技術(shù)手段，在盡可能短的時(shí)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(wú)固定規(guī)律可尋。統(tǒng)計(jì)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(shí)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：

　?。?）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(shí)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(cè)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。

　　（3）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(duì)象逐步逼近,最終找出故障部位。

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

　　（5）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(yàn)的高度概括總結(jié)，有助于對(duì)故障現(xiàn)象迅速做出判斷；具備一定檢測(cè)手段，可對(duì)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(guò)觀察、聽、觸摸和簡(jiǎn)單的測(cè)試以及對(duì)液壓系統(tǒng)的理解，憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷故障發(fā)生的原因。當(dāng)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，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(xiàng)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(guò)程中要求維修人員具有液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)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(guò)程較繁瑣，須經(jīng)過(guò)大量的檢查，驗(yàn)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(cè)的盲目性和經(jīng)驗(yàn)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(dòng)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(lái)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(shí)、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(duì)液壓油進(jìn)行定量的污染分析和評(píng)價(jià)，做到在線檢測(cè)和故障預(yù)防。

　　基于人工智能的專家診斷系斷，它通過(guò)計(jì)算機(jī)模仿在某一領(lǐng)域內(nèi)有經(jīng)驗(yàn)專家解決問(wèn)題的方法。將故障現(xiàn)象通過(guò)人機(jī)接口輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的現(xiàn)象以及知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，可推算出引起故障的原因，然后通過(guò)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(lái)廣闊的前景，給液壓系統(tǒng)故障診斷自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。但這些方法大都需要昂貴的檢測(cè)設(shè)備和復(fù)雜的傳感控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，有些方法研究起來(lái)有一定困難，一般情況下不適應(yīng)于現(xiàn)場(chǎng)推廣使用。下面介紹一種簡(jiǎn)單、實(shí)用的液壓系統(tǒng)故障診斷方法。

　　基于參數(shù)測(cè)量的故障診斷系統(tǒng)

　　一個(gè)液壓系統(tǒng)工作是否正常，關(guān)鍵取決于兩個(gè)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(duì)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(lái)極大困難。

　　參數(shù)測(cè)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(shí)，系統(tǒng)參數(shù)都工作在設(shè)計(jì)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(huì)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(shí)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(shí)，必然是系統(tǒng)中某個(gè)元件或某些元件有故障，進(jìn)一步可斷定回路中某一點(diǎn)或某幾點(diǎn)的參數(shù)已偏離了預(yù)定值。這說(shuō)明如果液壓回路中某點(diǎn)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(cè)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(cè)量法不僅可以診斷系統(tǒng)故障，而且還能預(yù)報(bào)可能發(fā)生的故障，并且這種預(yù)報(bào)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(cè)為直接測(cè)量，檢測(cè)速度快，誤差小，檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單，便于在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)推廣使用。適合于任何液壓系統(tǒng)的檢測(cè)。測(cè)量時(shí)，既不需停機(jī)，又不損壞液壓系統(tǒng)，幾乎可以對(duì)系統(tǒng)中任何部位進(jìn)行檢測(cè)，不但可診斷已有故障，而且可進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)潛在故障。

　　參數(shù)測(cè)量法原理

　　只要測(cè)得液壓系統(tǒng)回路中所需任意點(diǎn)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(cè)量法測(cè)量時(shí)，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(cè)參數(shù)則可用轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)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(cè)量方法需各種傳感器，檢測(cè)裝置較復(fù)雜，測(cè)量結(jié)果誤差大、不直觀，不便于現(xiàn)場(chǎng)推廣使用。

　　通過(guò)多年的教學(xué)和生產(chǎn)實(shí)踐，設(shè)計(jì)出一種簡(jiǎn)單、實(shí)用的液壓系統(tǒng)故障檢測(cè)回路。檢測(cè)回路通常和被檢測(cè)系統(tǒng)并聯(lián)連接，此連接需在被測(cè)點(diǎn)設(shè)置的雙球閥三通接頭，它主要用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不拆卸檢測(cè)。它對(duì)液壓系統(tǒng)所需點(diǎn)的各種參數(shù)進(jìn)行直接的快速檢測(cè)，不需任何傳感器，它可同時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)中的壓力、流量和溫度三個(gè)參數(shù)，而執(zhí)行器的速度和轉(zhuǎn)速則可通過(guò)測(cè)量出口流量的方法計(jì)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(guò)測(cè)量1、2、3三點(diǎn)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(dòng)部分或執(zhí)行器部分）。增加參數(shù)檢測(cè)點(diǎn)，則可縮小故障發(fā)生區(qū)域。

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

　　1,2.截止球閥3,8.軟管4.壓力表5.流量計(jì)

　　6.溫度計(jì)7.溢流閥9.過(guò)濾器

　　參數(shù)測(cè)量方法

　　第1步：測(cè)壓力，首先將檢測(cè)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(shí)從壓力表上可直接讀出所測(cè)點(diǎn)的壓力值（為系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力）。

　　第2步：測(cè)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(cè)壓力值，此時(shí)流量計(jì)5讀數(shù)即為所測(cè)點(diǎn)的實(shí)際流量值。同時(shí)溫度計(jì)6上可顯示出油液溫度值。

　　第3步：測(cè)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(gè)因素，即流量和它本身的幾何尺寸（排量或面積），所以只要測(cè)出馬達(dá)或缸的輸出流量（對(duì)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(cè)量法實(shí)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(wú)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：

　?。?）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(guò)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(guò)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(duì)以上所有可能原因逐一進(jìn)行分析判斷和檢驗(yàn)，最終找出故障原因和引起故障的具體元件。此法診斷過(guò)程繁瑣，須進(jìn)行大量的裝拆、驗(yàn)證工作，效率低，工期長(zhǎng)，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(cè)量的故障診斷系統(tǒng)。只需在系統(tǒng)配管時(shí)，在泵的出口a、換向閥前b及缸的入口c三點(diǎn)設(shè)置雙球閥三通，則利用故障診斷檢測(cè)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(cè)參數(shù)值診斷出故障所在。檢測(cè)過(guò)程如下：

　　（a）將故障診斷回路與檢測(cè)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(shí)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(guò)8.0Mpa并上升至所需高壓值。若不能則說(shuō)明是泵本身故障，若能說(shuō)明不是泵故障，則應(yīng)繼續(xù)檢測(cè)。

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

　　若溢流閥無(wú)故障，則通過(guò)檢測(cè)c點(diǎn)壓力變化情況即可判斷出是否換向閥或比例閥故障。

　　通過(guò)檢測(cè)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(rùn)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(rùn)滑作用引起的。

　　3、結(jié)論

　　參數(shù)測(cè)量法是一種實(shí)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(cè)量是定量的，這就避免了個(gè)人診斷的盲目性和經(jīng)驗(yàn)性，診斷結(jié)果符合實(shí)際。其次故障診斷速度快，經(jīng)過(guò)幾秒到幾十秒即可測(cè)得系統(tǒng)的準(zhǔn)確參數(shù)，再經(jīng)維修人員簡(jiǎn)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(cè)回路具有以下功能：

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

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

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

　?。?）結(jié)構(gòu)輕便簡(jiǎn)單，工作可靠，成本低廉，操作簡(jiǎn)便。

　　這種檢測(cè)回路將加載裝置和簡(jiǎn)單的檢測(cè)儀器結(jié)合在一起，可做成便攜式檢測(cè)儀，測(cè)量快速、方便、準(zhǔn)確，適于在現(xiàn)場(chǎng)推廣使用。它為檢測(cè)、預(yù)報(bào)和故障診斷自動(dòng)化打下基礎(chǔ)。

　　系統(tǒng)維護(hù)

　　一個(gè)系統(tǒng)在正式投入之前一般都要經(jīng)過(guò)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(shí)工作中，即使沒(méi)有完全損壞系統(tǒng)，也會(huì)引起一系列故障。所以應(yīng)該按下列步驟來(lái)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(guò)過(guò)濾的空氣清除溶劑殘?jiān)?/p>

　　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(shuō)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(guò)程中，沒(méi)隔1～2小時(shí)要檢查一下油濾，以防油濾被污染物堵塞，此時(shí)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(lái)決定，若過(guò)濾介質(zhì)的試樣沒(méi)有或是很少外來(lái)污染物，則裝上新的油濾，卸下沖洗板，裝上閥工作！

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

　　1）至多500小時(shí)或是三個(gè)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(méi)有外來(lái)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(dòng)時(shí)又不可避免地存在著摩擦力，所以液體在流動(dòng)過(guò)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(guò)一段距離時(shí)，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(shí)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(gè)1.3~1.5的系數(shù)來(lái)估算。[2]流量損失

　　在液壓系統(tǒng)中，各被壓元件都有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面，如液壓缸內(nèi)表面和活塞外表面，因?yàn)橐邢鄬?duì)運(yùn)動(dòng)，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(huì)經(jīng)間隙流向低壓區(qū)從而造成泄漏。同時(shí)，由于液壓元件密封不完善，一部分油液也會(huì)向外部泄漏。這種泄漏造成的實(shí)際流量有所減少，這就是我們所說(shuō)的流量損失。

　　流量損失影響運(yùn)動(dòng)速度，而泄漏又難以絕對(duì)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(shí)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(gè)1.1~1.3的系數(shù)來(lái)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(dòng)的液體因慣性和某些液壓元件反應(yīng)動(dòng)作不夠靈敏而產(chǎn)生瞬時(shí)壓力峰值，稱液壓沖擊。其峰值可超過(guò)工作壓力的幾倍。

　　危害：引起振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲；使繼電器、順序閥等壓力元件產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)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(shí)間，估算出壓力峰值，采用相應(yīng)措施。如將流動(dòng)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(dòng)到壓力較高的區(qū)域時(shí)，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(dòng)。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(dòng)，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?？扇芙庥谟椭校部梢詺馀莸男问交旌嫌谟椭?。當(dāng)壓力低于空氣分離壓力時(shí)，溶解于油中的空氣分離出來(lái)，形成氣泡；當(dāng)壓力降至油液的飽和蒸氣壓力以下時(shí)，油液會(huì)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(shí)，由于速度的增加，使壓力下降，也會(huì)產(chǎn)生氣穴。

　　危害：氣泡隨油液運(yùn)動(dòng)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(guò)來(lái)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(dòng)。

　　措施：要正確設(shè)計(jì)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(huì)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(duì)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(lái),同時(shí)由于氣泡破裂對(duì)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(shí)會(huì)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(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

　　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(dòng)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(guò)量的水分不但會(huì)使液壓油乳化變質(zhì),還會(huì)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(duì)液壓系統(tǒng)的危害，維修時(shí)除了在維修過(guò)程中就加以注意外,還要注意對(duì)液壓油儲(chǔ)油桶的維護(hù),對(duì)于含水量大的液壓油要經(jīng)過(guò)多次過(guò)濾已達(dá)到去除的目的。

　　為了延長(zhǎng)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(huì)在作業(yè)時(shí)產(chǎn)生沖擊負(fù)荷,會(huì)對(duì)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(yàn)，不斷摸索修正自己的操作手法，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期作業(yè)后就會(huì)適應(yīng)設(shè)備的個(gè)性，同時(shí)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(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)聲音,對(duì)于液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的各種噪音必須查明原因及時(shí)排除[3]。

7主要特性

　　1、液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)

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

　?。?）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動(dòng)調(diào)節(jié)牽引速度，并可實(shí)現(xiàn)無(wú)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(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)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；

　?。?）由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間能自行潤(rùn)滑，磨損小，使用壽命長(zhǎng)；

　　（6）操縱控制簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度高；

　　（7）容易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。

　　2、液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)

　?。?）使用液壓傳動(dòng)對(duì)維護(hù)的要求高，工作油要始終保持清潔；

　?。?）對(duì)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；

　　（4）用油做工作介質(zhì)，在工作面存在火災(zāi)隱患；

　?。?）傳動(dòng)效率低。

8發(fā)展前景

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

　　其實(shí)不然，近幾年國(guó)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(shí)力。