張青

摘　要：液壓系統是結構複雜且精密度高的機、電液綜合系統，其故障具有隐蔽性、交錯性、随機性(xìng)差(chà)異性等特點。而液壓系統維修是保持和恢(huī)複系(xì)統運行、延長使用壽命的重要條件(jiàn)，而維(wéi)修性是與維修關系最為密切的質(zhì)量特性，是反映(yìng)系統(tǒng)是否方便于維修的一種特(tè)性，也是系統設計(jì)時所賦予一種(zhǒng)固有特性。對液壓系統的維修性進行研究，有利于提高其系統的可維護性，從而避免液壓系統難于維修的境地，具有重(zhòng)要意義。

關(guān)鍵字：液壓故障  液壓元件  維修(xiū)

一、液壓故障的特性

液壓故障是指液壓元件或系(xì)統喪失了應達到的功能及出(chū)現問題的形式。其中喪失功能(néng)包括以下三種情況：一是(shì)完全(quán)喪失(shī)功能，指發生破壞性故障，如泵軸扭斷、電磁鐵燒壞；二是功能降低，指發(fā)生功能性故障，如泵容積效(xiào)率下降、液壓缸速度(dù)減慢；三是誤操作，指錯誤操作或裝配所引起的(de)故障。而出(chū)現問題則主要(yào)是指液(yè)壓系統(tǒng)的噪音和(hé)振動，如溢流(liú)閥洩壓時的高頻振動聲、液壓沖擊引(yǐn)起的振動與噪聲等。

液壓故障與一般的機構或電(diàn)氣故障相比，具有(yǒu)以下特點：

第(dì)一個是隐蔽性，液壓系統的故障往往發(fā)生于系統内部，由于不便裝拆，現場檢測條件有限，難以直接觀測，如各類泵、閥、液壓馬達、液壓缸等。由于表面的症狀個數有限(xiàn)，加上随機性因素的影響，故障分析也很困難。

第二個是(shì)交錯性，液壓系統的故障，其(qí)症(zhèng)狀與原因之間存在(zài)各種各樣的重疊與交錯。一個症(zhèng)狀可能(néng)有多種原因引起，如執行元件的速度慢，引起的原因有：負載(zǎi)過(guò)大、執行元件本身磨(mó)損、導軌誤差過大、系統内存在洩漏口、調壓系統故障(zhàng)、調速系統故障等。一個症狀也可能是由多個(gè)故障(zhàng)源疊加起來形成(chéng)的，如泵、換向閥和液壓缸均處于磨損(sǔn)狀态時，系統的(de)效率(lǜ)有(yǒu)較大幅(fú)度(dù)的下降，當逐(zhú)一更換這些元件，系統(tǒng)效率也逐步提高。

第三個是(shì)随機性(xìng)，液壓系統(tǒng)在運行(háng)過程中，受到各種随(suí)機因素的影響，如電網電壓的變化、環境溫度的變化、設備工(gōng)作任務的變化等，外(wài)界污染物的侵入也是随機性的。由于諸(zhū)如此類的随機因素，故障具體發生(shēng)的變化方向更不确定，會造成判斷與定量分析的困難。第四個是差異性，由于設計、加工材料及應用環境的差異，液壓元件的(de)磨損劣化速度相差很大，一般(bān)的液壓元(yuán)件壽命标準在現場很難應用，隻有(yǒu)對具體的液壓設備與液壓元件确定具體的(de)磨損評價标準，這(zhè)又需要積累長期的(de)運行數據(jù)。

1.設備液(yè)壓系(xì)統小修的内容及要求

設備(bèi)液壓系統的(de)小修(xiū)是以操作者為(wéi)主體，并在維修工人(rén)指導下，對設備進行局部解體和檢查、清洗，并緊固連接件。其内容為：對(duì)油箱内油液進行過濾，若發現(xiàn)油(yóu)液變質，應更(gèng)換(huàn)油液(yè)；檢查濾(lǜ)網和空氣濾清器，若發現問題應及時更換；清洗油(yóu)箱内部和外表；對(duì)已經發現有(yǒu)洩漏的兩(liǎng)結合面應更(gèng)換密封件；緊固管(guǎn)接頭、壓蓋和法(fǎ)蘭盤上的螺栓及螺母；更(gèng)換有問題的的液壓(yā)油管；清除某些部位的(de)明顯(xiǎn)外洩漏；檢查(chá)電磁閥電磁鐵、壓力繼電器、行程開關的電氣接線(xiàn)是否良好。

2.設備液壓(yā)系統大修的内容及要求

設備液壓(yā)系統(tǒng)的大修通常由專業維修人員(yuán)進行，大修時有以下幾(jǐ)點要求：

一是更換液壓缸密(mì)封件，如液壓缸已無法修複，應成套更換。對還能修複的(de)活塞杆、活塞、柱(zhù)塞、缸筒等零件(jiàn)，其工(gōng)作表面不(bú)允許有(yǒu)裂縫和劃傷(shāng)。修理(lǐ)後(hòu)技術性能要滿(mǎn)足使用要求；

二是(shì)對所有液壓閥(fá)應(yīng)清洗，更換密封件(jiàn)、彈簧等易損件，對磨損嚴重、技術性能已不能滿足使(shǐ)用要求的元件，應更換；

三是檢修液壓泵，經過修理和試驗，泵原(yuán)來的主要(yào)技術性能指标(biāo)均達(dá)到要求，才能繼續使用，否則應(yīng)更換新泵；

圖一  液壓泵、聯軸器檢查

四是對壓力表要進行性能測定和(hé)校正，若不合質量指标，應更(gèng)換新表，新壓力表必須靈活、可靠、字面清晰(xī)、指(zhǐ)示準确(què)，壓力(lì)表開關要達到(dào)調節(jiē)靈敏(mǐn)，安全可靠；

五(wǔ)是各種(zhǒng)油管(guǎn)要清(qīng)洗幹淨，更?有問題的油(yóu)管，如有明顯坑點和敲擊班點的管子、高壓膠管(guǎn)外皮已有破損等嚴(yán)重缺陷等，管道排列要整齊，并配齊管夾；

六是(shì)油箱(xiāng)内部清洗幹淨，空(kōng)氣濾清器、過濾器不能使用的要及時更換(huàn)，油箱中的一切附件應配齊，油位指示器要清(qīng)晰、明(míng)顯（圖二）；

圖二 液壓單元油位和油位指示器

七是全部排油管均應(yīng)插(chā)入油面以下，以防止産生泡(pào)沫和吸入空氣；

八是液壓系統在規定的工作速度和工(gōng)作壓(yā)力範圍内?動時(shí)，不應發(fā)生振動、噪聲以及顯著沖擊等現象；

九是系統(tǒng)工作時油箱内不應産生泡沫。油箱内溫度不應超過55℃，系統連續工作(zuò)時，其油溫不得超過(guò)65℃。

3.液壓系統維修(xiū)時(shí)的注意事項

(1) 系(xì)統工作時及停(tíng)機未洩壓時或未切斷控制電源(yuán)時，禁止對系統進行(háng)檢修(xiū)，防止發生人身傷亡事故。

(2)檢修現場一定要保持清潔，拆除元件或松開(kāi)管件(jiàn)前(qián)應清除其外表面污物，檢修過程中要及時用(yòng)清潔的護?把所有暴露的(de)通道口封好，防止污染(rǎn)物浸(jìn)入系統，不允許(xǔ)在檢修現場(chǎng)進行打磨，施工及焊接作業(yè)。

(3) 檢修(xiū)或更換元器件時必須保持清潔(jié)，不得有砂粒(lì)、污垢、焊渣等，可以(yǐ)先漂(piāo)洗(xǐ)一下，再進行安裝。

(4) 更(gèng)換密(mì)封件時，不(bú)允許用銳(ruì)利的工具，注意不得碰傷密封件或工作表面。

(5) 拆卸、分解(jiě)液壓元件時要注意零部件拆卸時的方向和順序(xù)并妥善保存，不得丢失，不要(yào)将其精加工表面碰傷(shāng)。元件裝配時，各零部件(jiàn)必(bì)須清洗幹淨(jìng)。

(6) 安裝元件時，擰緊(jǐn)力要均勻适當，防(fáng)止造成閥體變形(xíng)，閥芯卡死或接合部(bù)位漏油。

(7)油(yóu)箱内工作液的(de)更換或補充，必須将新油通過高精度濾油車過濾後注入油箱。工作液牌号必須符合要求。

(8) 不允許在蓄能器殼體(tǐ)上進行焊接和加工，維(wéi)修不當可以造成嚴(yán)重事故。如發現問題應及時送回制造廠(chǎng)修理。

(9) 檢修完成後，需(xū)對檢修部位進行确(què)認。無誤後(hòu)，按液壓系統調試一節内容進行調整，并觀察檢修部位，确認(rèn)正常後，可投入運(yùn)行。

三、液壓系統主要元(yuán)件磨損與洩露

1.齒輪(lún)泵

齒輪泵(bèng)的内漏量居各種液壓泵之首，故它(tā)的容積效率低。在一定轉速和一定壓力下，對無端面(miàn)間隙補償的(de)齒輪(lún)而言，洩露的主要(yào)原因是齒輪端面(miàn)與軸承座圈或蓋(gài)闆之間的間隙引(yǐn)起(qǐ)的，此處洩露量約占齒輪泵總洩(xiè)露量的75％~80％，齒頂與殼體圓(yuán)柱孔之(zhī)間的(de)間隙洩露量約為15％~20％，因齒形(xíng)誤差造成的齧合點處的洩露(lù)量僅占4％~5％。至于高(gāo)壓齒輪泵，一般采(cǎi)用安裝(zhuāng)軸向間隙補償裝置或者提高齒輪齒形和殼體的制造精度等方法來減少洩露量。齒輪泵零件的磨損是齒輪端面間隙和齒(chǐ)頂間隙(xì)增大的(de)主要原因。它将使齒輪泵的(de)主要工作指标容積下降。

圖三 齒輪泵

2.油缸

油缸内洩漏嚴重将(jiāng)使油缸工作時表現(xiàn)出推力不足、速度下降、工(gōng)作不穩定。内洩(xiè)漏主要是因為活(huó)塞上的油封(fēng)老化失效，密封環磨損嚴重，封油能力降(jiàng)低，活塞與缸孔之間間隙變大等。當高壓(yā)油漏向低壓腔時，将使活(huó)塞兩側(cè)的壓力差減小，活塞推動力下降。内洩(xiè)漏使高壓腔的有效流量減少(shǎo)，故活塞移動速度減慢。

3.換向閥

換向閥因滑閥與閥體間磨損而使高壓油液較多地漏向低壓油腔時，同樣會(huì)使執行元件動作遲緩無力。換向閥高、低壓(yā)油腔間在正(zhèng)常情況下内(nèi)洩漏較少。當油中磨料較(jiào)多，磨損加(jiā)劇以及配合面存在幾何形狀誤差時，内洩漏量将急劇增加。由水(shuǐ)力學(xué)原理可知，其洩漏流(liú)量是與單邊間(jiān)隙的(de)立方成正比的，因此間隙随磨(mó)損增大時(shí)，内洩漏量的增加也是變化很快的。内洩漏量還與滑閥和閥體孔(kǒng)相對偏心率e的平方成正比，偏心率是偏(piān)心量與平均間隙的比值(zhí)。故因磨損、加工等使滑閥與閥體不同心或因幾何(hé)形狀誤(wù)差而間隙不均勻時，内(nèi)洩漏(lòu)量(liàng)将(jiāng)增大。

當滑閥和閥體(tǐ)切斷油路的銳邊磨鈍時，也将(jiāng)因不能迅速切斷油路而使執(zhí)行元件工作滞(zhì)後。系統(tǒng)中某些閥壓力調整不當或其(qí)他工作(zuò)元件(jiàn)作用失效也會産生洩漏，如安全閥等壓力調整過低，閥(fá)芯在開(kāi)啟位置(zhì)卡住，吸油路的(de)濾清器堵(dǔ)塞(sāi)等，都将使高壓腔(qiāng)油壓不足（在相同流量時）。       

4、密封元件的損壞(huài)

液壓系統因密封(fēng)元件損壞是油液洩露(lù)到系統之外稱為(wéi)外洩露。外洩漏不但影(yǐng)響液壓系統的工作性能，而且還造成(chéng)環境的污染和能源浪費(fèi)，嚴重時将會引起生産事(shì)故。例如索道彎軌提(tí)升系統液(yè)壓缸的洩露就會造(zào)成彎軌提起緩慢或(huò)者不能提起。外洩漏使油箱油面(miàn)下降，泵(bèng)入空氣，影(yǐng)響系統工(gōng)作的穩定性(xìng)，甚至損壞機件。外洩漏直接後果(guǒ)造成(chéng)能源浪費(fèi)。外洩漏量一般用HFI（Hy-draulic Fluid Index）值(zhí)表示。HFI值是一年中向液壓系統補充液壓油的容量與油箱的(de)容積之(zhī)比(bǐ)，若HFI=3，說明一年内補給液壓系統的油量是油箱容積的3倍。一個液壓(yā)系統的外洩漏點很多(duō)，一(yī)個?複雜的液壓系統外洩漏點約有幾百處之多。如(rú)油液從高壓腔經過活塞杆和(hé)導套之間的間隙洩漏(lòu)到系統之外其洩(xiè)漏量占系統外洩漏量的50%。

在高壓、高(gāo)頻脈動流體作用下，更(gèng)容易發生密封元件沿間隙被擠出的現象，壓力流(liú)體從一個方向或兩個方向而來，密封件(jiàn)的損壞的狀況是不同的。相對運動部(bù)位的密(mì)封處應(yīng)具有較小(xiǎo)的摩(mó)擦因數，以減少運動(dòng)部件的阻(zǔ)力和磨損量。

圖四 損壞的密封圈

四、液壓元件的維修

1.換向閥的修理

換向閥的作用(yòng)是利用閥芯和閥體的(de)相對運動(dòng)，變換油(yóu)液流(liú)動的方向、通或關閉油路。換向(xiàng)閥的常見故障有(yǒu)：一是閥芯不能移動(dòng)，二是電磁閥線圈燒(shāo)毀，三是運行(háng)中出現噪音。考慮(lǜ)到索道安全高效運行極其重要，所(suǒ)以對于損壞的換向閥一般在查明原因後予以局(jú)部（如線圈）或整體更換；如無(wú)備件則(zé)需對閥進行拆檢清洗維修，如能修複可應急使用(yòng)。

2.齒輪泵的修理

齒輪泵的(de)常見故障有噪音大、排量不足或咬死等，一般需更(gèng)換新(xīn)件，需要注意試運行前要向泵(bèng)内注油，避免幹磨影響其使用壽命甚至造成損壞。

3.液(yè)壓缸的維修

液壓(yā)缸可修理的内容與方法如(rú)下：

（1）缸筒與活塞因磨損間(jiān)隙增大到0.2mm以上或缸壁與活塞有嚴重的劃痕時，可将缸筒進行镗(táng)、珩磨，消除劃痕，同時注(zhù)意消除錐度。珩磨後表面粗糙(cāo)度應達到Ra0.32～0.16μm，圓柱度誤差(chà)不得大(dà)于0.015mm?然後配加大尺寸(cùn)的活(huó)塞，使(shǐ)其恢複标準間隙。

（2）活塞杆表面有劃痕，造成漏油（每2～3min滴一滴）時，可以用活塞杆表面刷塗膠液或銀焊的方法進行修複(fú)。活塞杆表面有較嚴(yán)重鏽(xiù)蝕或在活塞杆工作長度内表面鍍鉻層嚴重脫落(luò)時，可以先進行磨削(xuē)，之後再鍍鉻(gè)修複。活塞杆上的防塵圈失(shī)效，會使灰塵、切(qiē)屑、砂(shā)子進入液壓缸，故應更換密封件。活塞杆彎曲變形值大于規定值20%時，需進行校(xiào)正修複。

（3）液壓缸内洩漏量超過産品規定值3倍以上時(shí)，會造(zào)成液壓(yā)缸工作效率明顯下降，應檢查内洩漏原因。若是密封件失效，應更換(huàn)密封件(jiàn)；若是活塞磨損後間隙過大，應重對活塞進行研配修複。液壓缸(gāng)兩端蓋處有外洩漏，若是端蓋處密封件老化、破損(sǔn)，應更換(huàn)密封件(jiàn)；若是緊固螺釘松動，應緊固；若(ruò)是螺釘(dìng)過長未(wèi)能(néng)壓緊端蓋，應檢查更換。

（4）緩沖式液壓(yā)缸的緩沖效果不好時(shí)，必須對緩沖裝置進行(háng)檢修。若(ruò)是采用單向節流閥的緩沖裝置，應(yīng)檢(jiǎn)查(chá)緩沖活塞與緩沖套的配合間隙，如有拉毛、拉溝或間隙過大，應按圖紙重做，裝配後還要對緩沖性能(néng)進行試驗。

五、結束語(yǔ)

液壓(yā)技術的(de)使用是現代社會工業重要(yào)的技術之一，且在各個行業發揮着越來(lái)越重要的作用。也因為這樣，機械液壓設(shè)備在日常使用中，由于種種的原因，會出現一些故障(zhàng)，這就需要設備的治理維護(hù)人員做好檢修，及時發現問題，以提高設備的使用運行效率(lǜ)。

本文選自2022年全國索(suǒ)道年會論文

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