液压传动系统有许多独特优点,已广泛应用于实现各种机械的复杂运动和控制,但如液压系统设计或使用不当,经常会出现各种故障和控制失效。现对液压系统失效及故障原因做简要分析。

  1 液压系统失效原因

  1.1 流体污染

  流体污染是液压系统失效的主要根源。据统计,液压系统故障约70%是由流体污染引起的,污染的主要原因有:

  (1)油液中进入空气。因管接头、液压泵控制元件、执行元件等密封不好,油箱中有气泡或油质质量差(消泡性能不好)等原因引起的。

  (2)油液中混入水份,会使油液变成乳白色。一般是由潮湿空气进入油箱或冷却水泄漏引起的。

  (3)固体杂质的混入,会严重影响液压系统的工作性能,降低元件的使用寿命。流体污染会加快液压元件磨损,导致其性能下降,为了减少因流体污染造成的故障和失效,必须使流体污染度控制在关键元件污染耐受范围内。

  1.2 泄漏。

  泄漏是液压系统普遍存在的问题。主要由于密封件的磨损、损坏,管件的松动而引起的,对液压系统危害较大。外泄漏发生在液压元件结合面、管接头等处;内泄漏发生在液压元件内部运动副间隙处。过量的泄漏会使泵的容积效率降低,液压缸“爬行”,马达转速降低等。合理选择密封结构和密封材料是保证流体稳定的重要因素。控制流体温升、污染和过大的振动,可有效减少流体泄漏。

  1.3 流体化学性能发生变化。

  为了改进流体的性能,以满足液压系统的工作要求,在工作液体中加有各种化学添加剂。但在工作过程中,由于受高压及不良环境的影响,流体的化学性能会逐渐发生变经,使流体氧化性和污染程度加剧。因此,保持流体化学稳定性是保证液压系统工作可靠和延长元件使用寿命的重要条件。

  1.4 流体物理性能发生变化。

  流体与液压系统工作有关的物理性能主要有粘度、粘度指数、剪切强度、体积强度模量、吸气性和含水量等。其变化超过允许范围会对液压系统和元件造成危害,因此,对流体物理性能稳定性应定期检测。

  1.5 液压系统过热。

  液压系统工作温度有一定范围,温度过高或过低都会对液体物理及化学性能产生较大影响,且影响密封材料及元器件的性能,使泄漏增大,元件运动受阻或卡死。

  2 液压系统故障分析原则

  液压传动系统每一元件的工况互相作用、互相影响,其故障大多是综合障碍。不同元件的失调或损坏都可能导致同一故障现象的产生,某一元件的失调或损坏会导致其他元件的失调或损坏。因此,对液压系统故障原因必须仔细检查和分析,其原则是;

  (1)认定故障现象、部位、罗列可能造成故障的因素;

  (2)检查与故障有关的各元件,顺着油路逐一顺序排除故障因素。

  3 液压系统原理图分析法

  液压系统故障原因分析方法很多,但最基本的方法是液压系统原理图分析法。分析时应做到以下几点。

  (1)认识液压系统结构,掌握液压系统工作原理和性能要求。仔细分析液压系统回路组成、工作方法、循环压力变化、循环速度、功率利用情况等,是排除液压系统故障的基础。

  (2)认清每个液压元件的结构、性能和调节方法。确认每个元件的功能和对液压的适应性,以及元件本身的结构、原理和质量指标。对油液品质,清洁度也应认真了解。

  (3)明确液压、机械和电器三者的联锁关系和动作顺序,掌握其内在联系。

  (4)评价液压系统。评价液压系统设计的合理性,寻找液压系统的设计缺陷,如温升、噪声、压力、冲击等问题,是否考虑到并采取措施,从而找出系统故障。

  4 预防维护措施

  从以上分析可以看出,液压系统的主要故障为流体污染。因此,日常保养及检修应采取以下措施,控制污染。

  (1)确定达到预期寿命和工作可靠性所需的目标清洁度。

  (2)选择和改善过滤装置,确定合理的过滤精度。

  (3)定期检测油液质量,保证流体化学性能、物理性能符合要求。

  (4)加强监控、主动保养。

  通过对液压系统故障原因认真分析与判断,就能准确及时地查出故障地点,迅速处理,延长液压系统使用寿命。