液壓設(shè)備常見故障分析與排除

時(shí)間：2016-09-26作者：上海蘇統(tǒng)流體設(shè)備有限公司瀏覽：152

液壓設(shè)備是用油液作為工作介質(zhì)來傳遞和轉(zhuǎn)換能量的，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的機(jī)械能損失、壓力損失和容積損失必然轉(zhuǎn)化成熱量放出，從開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)接近室溫的溫度，通過油箱、管道及機(jī)體表液面，還可通過設(shè)置的油冷卻器散熱，運(yùn)轉(zhuǎn)到一定時(shí)間后，溫度不再升高，而是穩(wěn)定在一定溫度范圍達(dá)到熱平衡，二者之差便是溫升。溫升過高會(huì)產(chǎn)生下述故障和不良影響。

1）油溫升高，會(huì)使油的黏度降低，泄漏增大，泵的容積效率和整個(gè)系統(tǒng)的效率會(huì)顯著降 低。由于油的黏度降低，滑閥等移動(dòng)部位的油膜會(huì)變薄和被切破，摩擦阻力增大，導(dǎo)致磨損加劇，系統(tǒng)發(fā)熱，帶來較高的溫升。

2）油溫過高，使機(jī)械產(chǎn)生熱變形，既使液壓元件中熱膨脹系數(shù)不同的運(yùn)動(dòng)部件之間的間隙變小而卡死，引起動(dòng)作失靈，又影響液壓設(shè)備的精度，導(dǎo)致零件加工質(zhì)量變差。

3）油溫過高，也會(huì)使橡膠密封件變形，加速老化失效，降低使用壽命，喪失密封性能，造成泄漏，泄漏會(huì)又進(jìn)一步發(fā)熱產(chǎn)生溫升。

4）油溫過高，會(huì)加速油液氧化變質(zhì)，并析出瀝青物質(zhì)，降低液壓油使用壽命。析出物堵塞阻尼小孔和縫隙式閥口，導(dǎo)致壓力閥調(diào)壓失靈、流量閥流量不穩(wěn)定、方向閥卡死不換向、金屬伸長(zhǎng)變彎，甚至破裂等諸多故障。

5）油溫升高，油的空氣分離壓降低，油中溶解空氣逸出，產(chǎn)生氣穴，致使液壓系統(tǒng)工作性能降低。

液壓系統(tǒng)溫度升高

（二）、造成溫升的原因

油溫過高有設(shè)計(jì)方面的原因，也有加工制造和使用方面的原因，具體如下：

1）液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，造成先天性不足：

①油箱容量設(shè)計(jì)太少，冷卻散熱面積不夠，而又未設(shè)計(jì)安裝有油冷卻裝置，或者雖有冷卻裝置但裝置的容量過小。

②選用的閥類元件規(guī)格過小，造成閥的流速過高而使壓力損失增大導(dǎo)致發(fā)熱，例如差動(dòng)回路中如果僅按泵流量選擇換向閥的規(guī)格，便會(huì)出現(xiàn)這種情況。

③按快進(jìn)速度選擇油泵容量的定量泵供油系統(tǒng)，在工進(jìn)時(shí)會(huì)有大部分多余的流量在高壓（工進(jìn)壓力）下從溢流閥溢回而發(fā)熱。

④系統(tǒng)中未設(shè)計(jì)卸荷回路，停止工作時(shí)油泵不卸荷，泵的全部流量在高壓下溢流，產(chǎn)生溢流損失發(fā)熱，導(dǎo)致溫升，有卸荷回路，但未能卸荷。

⑤液壓系統(tǒng)背壓過高。例如在采用電液換向閥的回路中，為了保證其換向可靠性，閥不工作時(shí)（中位）也要保證系統(tǒng)有一定的背壓，以確保有一定的控制壓力使電液閥可靠換向，如果系統(tǒng)為大流量，則這些流量會(huì)以控制壓力的形式從溢流閥溢流，造成溫升。

⑥系統(tǒng)管路太細(xì)太長(zhǎng)；彎曲過多，局部壓力損失和沿程壓力損太大，系統(tǒng)效率低。

⑦閉式液壓系統(tǒng)散熱條件差等。

2）使用方面造成的發(fā)熱溫升：

①油品選擇不當(dāng)油的品牌、質(zhì)量和黏度等級(jí)不符合要求，或不同牌號(hào)的液壓油混用，造成液壓油黏度指數(shù)過低或過高。若油液黏度過高，壓力損失過大，則功率損失增加，油溫上升；如果黏度過低，則內(nèi)、外泄漏量增加，工作壓力不穩(wěn)，油溫也會(huì)升高。

②污染嚴(yán)重，施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，隨著機(jī)器工作時(shí)間的增加，油中易混入雜質(zhì)和污物，受污染的液壓油進(jìn)入泵、馬達(dá)和閥的配合間隙中，會(huì)劃傷和破壞配合表面的精度和粗糙度，使摩擦磨損加劇，同時(shí)泄漏增加，引起油溫升高。

③液壓油箱內(nèi)油位過低，若液壓油箱內(nèi)油量太少，將使液壓系統(tǒng)沒有足夠的流量帶走其產(chǎn)生的熱量，導(dǎo)致油溫升高。

④液壓系統(tǒng)中混入空氣，混入液壓油中的空氣，在低壓區(qū)時(shí)會(huì)從油中逸出并形成氣泡，當(dāng)其運(yùn)動(dòng)到高壓區(qū)時(shí)，這些氣泡將被高壓油擊碎，受到急劇壓縮而放出大量的熱量，引起油溫升高。

⑤濾油器堵塞，磨粒、雜質(zhì)和灰塵等通過濾油器時(shí)，會(huì)被吸附在濾油器的濾芯上，造成吸油阻力和能耗均增加，引起油溫升高。

⑥液壓油冷卻循環(huán)系統(tǒng)工作不良。通常，采用水冷式或風(fēng)冷式油冷卻器對(duì)液壓系統(tǒng)的油溫進(jìn)行強(qiáng)制性降溫。水冷式冷卻器，會(huì)因散熱片太臟或水循環(huán)不暢而使其散熱系數(shù)降低；風(fēng)冷式冷卻器，會(huì)因油污過多而將冷卻器的散熱片縫隙堵塞，風(fēng)扇難以對(duì)其散熱，結(jié)果導(dǎo)致油溫升高。

⑦零部件磨損嚴(yán)重，齒輪泵的齒輪與泵體和側(cè)板，柱塞泵和馬達(dá)的缸體與配流盤、缸體孔與柱塞，換向閥的閥桿與閥體等都是靠間隙密封的，這些元件的磨損將會(huì)引起其內(nèi)泄漏的增加和油溫的升高。

⑧環(huán)境溫度過高，環(huán)境溫度過高，并且高負(fù)荷使用的時(shí)間又長(zhǎng)，都會(huì)使油溫太高。

（三）、 防止油溫升高的措施

1）合理的液壓回路設(shè)計(jì)：

①選用傳動(dòng)效率較高的液壓回路和適當(dāng)?shù)恼{(diào)速方式。目前普遍使用著的定量泵節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)的效率是較低（<0.385）,這是因?yàn)槎勘门c油缸的效率分別為85%、95%左右，方向閥及管路等損失約為5%左右，所以即使不進(jìn)行流量控制，也有25%的功率損失。而且節(jié)流調(diào)速時(shí)，至少有一半以上的浪費(fèi)。此外還有泄漏及其他的壓力損失和容積損失，這些損失均會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能導(dǎo)致溫升，所以定量泵加節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)只能用于小流量系統(tǒng)。為了提高效率、減少溫升，應(yīng)采用高效節(jié)能回路。

另外，液壓系統(tǒng)的效率還取決于外負(fù)載。同一種回路，當(dāng)負(fù)載流量qL與泵的較.大流量qm比值大時(shí)，回路的效率高。例如可采用手動(dòng)伺服變量、壓力控制變量、壓力補(bǔ)償變量、流量補(bǔ)償變量、速度傳感功率限制變量、力矩限制器功率限制變量等多種形式，力求達(dá)到負(fù)載流量qL與泵的流量相匹配。

②對(duì)于常采用定量泵節(jié)流調(diào)整速回路，應(yīng)力求減少溢流損失的流量，例如可采用雙泵雙壓供油回路、卸荷回路等。

③采用容積調(diào)速回路和聯(lián)合調(diào)整（容積＋節(jié)流）回路。在采用聯(lián)合調(diào)速方式中，應(yīng)區(qū)別不同情況而選用不同方案：對(duì)于進(jìn)給速度要求隨負(fù)載增加而減少的工況，宜采用限壓式變量泵節(jié)流調(diào)速回路；對(duì)于在負(fù)載變化的情況下進(jìn)給速度要求恒定的工況，宜采用穩(wěn)流式變量泵節(jié)流調(diào)速回路；對(duì)于在負(fù)載變化的情況下，供油壓力要求恒定的工況，宜采用恒壓變量泵節(jié)流調(diào)速回路。

④選用高效率的節(jié)能液壓元件，提高裝配精度。選用符合要求規(guī)格的液壓元件。

⑤設(shè)計(jì)方案中應(yīng)盡量簡(jiǎn)化系統(tǒng)和元件數(shù)量。

⑥設(shè)計(jì)方案中應(yīng)盡量縮短管路程長(zhǎng)度，適當(dāng)加大管徑，減少管路口徑突變和彎頭的數(shù)量。限制管路和通道的流速，減少沿程和局部損失，推薦采用集成塊的方式和疊加閥的方式。

2）提高精度和質(zhì)量：提高液壓元件和液壓系統(tǒng)的加工精度和裝配質(zhì)量，嚴(yán)格控制相配件的配合間隙和改善潤(rùn)滑條件。采用摩擦因數(shù)小的密封材質(zhì)和改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)，確保導(dǎo)軌的平直度、平行度和良好的接觸，盡可能降低油缸的啟動(dòng)力。盡可能減少不平衡力，以降低由于機(jī)械摩擦損失所產(chǎn)生的熱量。

3）適當(dāng)調(diào)整液壓回路的某些性能參數(shù)：例如在保證液壓系統(tǒng)正常工作的條件下，泵的輸出流量應(yīng)盡量小一點(diǎn)，輸出壓力盡可能調(diào)得低一點(diǎn)，可調(diào)背壓閥的開啟壓力盡量調(diào)低點(diǎn)，以減少能量損失。

4）調(diào)節(jié)溢流閥的壓力，根據(jù)不同加工要求和不同負(fù)載要求，經(jīng)常調(diào)節(jié)溢流閥的壓力，使之恰到好處。

5）選用合適的液壓油，選用液壓油應(yīng)按廠家推薦的牌號(hào)及機(jī)器所處的工作環(huán)境、氣溫因素等來確定。對(duì)一些有特殊要求的機(jī)器，應(yīng)選用**液壓油；當(dāng)液壓元件和系統(tǒng)保養(yǎng)不便時(shí)，應(yīng)選用性能好的抗磨液壓油。

6）根據(jù)實(shí)際情況更換液壓油：一般在累計(jì)工作1000多小時(shí)后換油。更換液壓油時(shí)，注意不僅要放盡油箱內(nèi)的舊油，還要替換整個(gè)系統(tǒng)管路、工作回路的舊油；加油時(shí)較.好用120目以上的濾網(wǎng)，并按規(guī)定加足油量，使油液有足夠的循環(huán)冷卻條件。如遇因液壓油污染而引起的突發(fā)性故障時(shí)，一定要過濾或更換液壓系統(tǒng)用油。

7）使油箱液面保持規(guī)定位置：在實(shí)際操作和保養(yǎng)過程中，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程中對(duì)液壓油油位的規(guī)定。

8）保證進(jìn)油管接口密封性：經(jīng)常檢查進(jìn)油管接口等封處的良好密封性，防止空氣進(jìn)入；同時(shí)，每次換油后要排盡系統(tǒng)中的空氣。

9）定期清洗、更換濾油器：定期清洗、更換濾油器，對(duì)有堵塞指示器的濾油器，應(yīng)按指示情況清洗或更換濾芯；濾芯的性能、結(jié)構(gòu)和有效期都必須符合其使用要求。

10）定期檢查和維護(hù)液壓油冷卻循環(huán)系統(tǒng)：定期檢查和維護(hù)液壓油冷卻循環(huán)系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)故障，必須立即停機(jī)排除。

⑴及時(shí)檢修或更換磨損過大的零部件：及時(shí)檢修或更換磨損過大的零部件，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在正常情況下，進(jìn)口的液壓泵、馬達(dá)工作五六年后，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品工作兩三年后，其磨損都已相當(dāng)嚴(yán)重，須及時(shí)進(jìn)行檢修。否則，就會(huì)出現(xiàn)冷機(jī)時(shí)工作基本正常，但工作1-2h后，系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度就明顯變慢，需停機(jī)待油溫降低后才能繼續(xù)工作。

⑵應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)大負(fù)荷地工作：應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)大負(fù)荷地工作；若油溫太高可使設(shè)備空載動(dòng)轉(zhuǎn)10min左右，待其油溫降下來后再工作。








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