液壓油缸是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的執(zhí)行元件之一,它是將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置, 主要用于實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng).在液壓油缸作執(zhí)行元件的系統(tǒng)中, 液壓故障通常由液壓油缸等執(zhí)行元件集中表現(xiàn)出來(lái), 根據(jù)這些現(xiàn)象, 通過(guò)故障分析, 可判斷發(fā)生故障的原因, 從而預(yù)防和排除液壓系統(tǒng)的故障。本文對(duì)液壓油缸的主要故障進(jìn)行分析并提出排除的方法。
1 液壓油缸不動(dòng)作
? ?液壓油缸不動(dòng)作的主要原因是: 系統(tǒng)的壓力油未能進(jìn)入油缸, 或者油缸的回油管路受阻, 在確定系統(tǒng)的油泵能輸出壓力的前提下, 可對(duì)油缸的不動(dòng)作故障做以下檢查:
( 1) 檢查液壓油缸的進(jìn)油回路。先稍微松開(kāi)油缸進(jìn)油端管接頭, 觀察是否有油液漏出, 如無(wú)油液流出甚至全松管接頭后, 流出的油液很少, 且手感壓力不夠, 這說(shuō)明壓力油在前面的管路受阻, 故障發(fā)生進(jìn)油回路。可能是換向沒(méi)有動(dòng)作、節(jié)流關(guān)閉、壓力不足等等。
( 2) 檢查液壓油缸的回油回路。如松開(kāi)液壓油缸的出油端管接頭并擰緊進(jìn)油端管接頭后, 出油端有大量油液流出, 且手感壓力較大, 油缸還是不動(dòng), 則可判斷故障來(lái)自油缸本身, 例如油缸的活塞密封件安裝不規(guī)范或已嚴(yán)重破損、缸筒內(nèi)腔拉傷等造成油缸串腔, 壓力油與回油相通而使油缸不動(dòng)作, 或者油缸設(shè)計(jì)不當(dāng), 令進(jìn)油處的啟動(dòng)面積不夠, 使油缸的啟動(dòng)壓力不足以克服油缸的載荷阻力時(shí)油缸不動(dòng)。而稍微松開(kāi)油缸的出油端管接頭, 油缸便動(dòng)作, 則大多是回油管路受阻。
2 油缸運(yùn)動(dòng)速度達(dá)不到規(guī)定值
這種故障是指即使將管路的流量閥全打開(kāi), 油缸的運(yùn)動(dòng)速度也快不起來(lái)。其中原因有:
( 1) 油泵的供油量不足, 壓力不夠。例如油泵內(nèi)部零件磨損而使容積效率下降、油泵吸空、電機(jī)功率不夠等造成油缸所需流量減少而導(dǎo)致欠速。
( 2) 系統(tǒng)漏油。例如管路接頭松動(dòng)、密封件破損、運(yùn)動(dòng)副磨損造成間隙過(guò)大以及系統(tǒng)內(nèi)部可能某部位被擊穿等造成內(nèi)外泄漏增大而導(dǎo)致油缸欠速。
( 3) 油缸本身的泄漏。如油缸內(nèi)部密封件破損或者缸筒變形。油缸蓋中密封件的破損造成外泄漏等都可導(dǎo)致油缸欠速。
( 4) 油缸機(jī)械變形產(chǎn)生欠速。這種現(xiàn)象多出現(xiàn)在油缸的運(yùn)動(dòng)速度隨著行程位置的不同而有所下降, 多數(shù)原因在于裝配質(zhì)量不好而造成的。
( 5) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)引起的問(wèn)題。如多缸并聯(lián)的回路中, 油缸最容易產(chǎn)生欠速, 這主要由于多缸油口并接而引起相互干涉。
3 油缸運(yùn)動(dòng)時(shí)爬行產(chǎn)生 爬行的主 要原因:
( 1) 油缸內(nèi)部進(jìn)入空氣。這是油缸產(chǎn)生爬行最常見(jiàn)的原因之一, 缸內(nèi)的空氣起蓄能器作用, 壓力升高, 空氣被壓縮蓄能,當(dāng)供油壓力升高至克服靜摩擦力后, 活塞開(kāi)始移動(dòng)。同時(shí), 因動(dòng)摩擦力活塞阻力減少, 并依靠積存的空氣能量推動(dòng)活塞增速運(yùn)動(dòng), 就象彈簧一樣, 活塞被彈開(kāi)一段后, 即空氣的能量被釋放, 壓力降低以至低于克服動(dòng)摩擦力所需的壓力值, 這時(shí), 活塞的移動(dòng)減慢或停止運(yùn)動(dòng),等待壓力升高, 于是便產(chǎn)生爬行。
油缸進(jìn)氣的原因有以下幾點(diǎn):
①油缸內(nèi)部形成負(fù)壓時(shí), 空氣會(huì)乘隙而入。②油缸無(wú)排氣裝置或排氣裝置設(shè)置的位置不好, 缸內(nèi)空氣無(wú)法有效排出。例如垂直安裝的油缸排氣裝置未設(shè)置在最高處、水平安裝的油缸因排氣塞不在最高而存在易于存積空氣的死角、活塞桿襯套較長(zhǎng), 活塞不能移動(dòng)到油缸末端等均可能存在難于徹底排氣的位置和死角, 液壓泵安裝在低處, 油缸裝在高處, 而系統(tǒng)的內(nèi)泄漏較大, 停機(jī)后, 油液因重力經(jīng)液壓閥和泵最后流回油箱, 在管路中便會(huì)形成負(fù)壓而倒灌進(jìn)空氣, 或空氣從管路密封不好的地方進(jìn)入系統(tǒng)及油缸內(nèi)。④回油管高出油面, 停機(jī)后油液也會(huì)因重力下落使空氣反灌進(jìn) 入系 統(tǒng) 及 油缸。⑤ 油箱中油面過(guò)低或吸油管未埋入油面以下造成吸油不暢而吸入空氣到系統(tǒng)和油缸內(nèi)。⑥排氣裝置不密封而進(jìn)氣。因密封面不同心而造成進(jìn)氣。
( 2) 油缸本身質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生爬行。油缸裝配和安裝不好造成變形, 如活塞與活塞桿同軸度偏差大、缸筒與活塞以及活塞桿的圓度變化大、活塞桿全長(zhǎng)或局部彎曲等造成摩擦阻力增大, 接觸面的壓強(qiáng)增大, 導(dǎo)致滑動(dòng)面間斷性地滑動(dòng), 增大動(dòng)靜摩擦力之差變化而產(chǎn)生爬行; 另外, 油缸缸體內(nèi)因異物和水分進(jìn)入, 產(chǎn)生局部拉傷和燒結(jié)等現(xiàn)象, 活塞在這些位置上摩擦阻力會(huì)增高, 使油缸不平滑運(yùn)動(dòng), 出現(xiàn)局部爬行。
( 3) 緩沖行程中的爬行。因緩沖裝置加工不良, 在緩沖行程段油缸產(chǎn)生擠壓變形, 導(dǎo)致爬行。缸筒端面與缸孔不垂直, 缸蓋裝上后, 緩沖柱塞軸心線和缸蓋孔軸心線成角度相交而產(chǎn)生擠壓變形; 缸蓋上加工的凸臺(tái)與緩沖孔不同心, 導(dǎo)致緩沖柱塞與缸蓋孔產(chǎn)生擠壓變形。
( 4) 液壓元件和
系統(tǒng)方面的原因造成
的爬行:
①壓力閥壓力不穩(wěn)定, 阻尼孔時(shí)堵時(shí)通, 壓力 震擺大, 或者調(diào)節(jié)的工作壓力過(guò)低;②流量閥流量不穩(wěn)定, 而且在超過(guò)閥的最小穩(wěn)定流量下使用;液壓系統(tǒng)采用進(jìn)油節(jié)流 ( 調(diào)速) 方式且又無(wú)背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu), 或者雖有背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu), 但背壓調(diào)節(jié)過(guò)低, 這樣在某個(gè)低速區(qū)內(nèi)產(chǎn)生爬行。③系統(tǒng)采用液控單向順序閥的平衡回路的爬行, 當(dāng)壓力油進(jìn)入油缸上腔, 并進(jìn)入液控順序閥的控制口, 打開(kāi)順序閥, 使油缸下腔回油, 于是活塞下行, 即重物下移, 但如果重物作用下降過(guò)快時(shí), 必然使油缸上腔油壓降低而關(guān)閉順序閥, 油缸便會(huì)停下來(lái), 然后待油缸上腔的油壓升高, 液控順序閥又打開(kāi), 重物又開(kāi)始下降, 這樣液控順序閥始終處于不穩(wěn)定狀態(tài), 油缸就會(huì)跟著出現(xiàn)時(shí)走時(shí)停的爬行現(xiàn)象。
( 5) 油缸與外部聯(lián)系引起的爬行:
①載荷與油缸連接剛性不足引起的爬行, 當(dāng)載荷的中心較高或載荷與油缸成懸臂梁結(jié)構(gòu)時(shí), 導(dǎo)軌面易造成斷油現(xiàn)象或油缸活塞桿彎曲, 油缸負(fù)載穩(wěn)定性差, 滑動(dòng)面壓力高, 易產(chǎn)生爬行。 ②導(dǎo)軌加工及裝置精度差, 如導(dǎo)軌刮研點(diǎn)阻力大、導(dǎo)軌壓板和鑲條間隙偏差大、導(dǎo)軌之間不平行、潤(rùn)滑油流量不夠等都容易使油缸產(chǎn)生爬行。
4 液壓油缸故障的排除
對(duì)液壓油缸產(chǎn)生故障的原因作出分析和判斷,并采取相應(yīng)的措施給予排除:
( 1) 排除組成液壓系統(tǒng)的主要元件的故障。對(duì)系統(tǒng)中每個(gè)主要的液壓元件進(jìn)行檢查, 如油泵是否損壞, 損壞的需要維修甚至更換。油泵轉(zhuǎn)向是否正確, 不正確的應(yīng)調(diào)整過(guò)來(lái)。在采用變量泵供油時(shí),變量泵是否調(diào)整好, 壓力閥是否調(diào)起壓力或者其閥心卡住調(diào)不起壓力, 流量閥或背壓閥有否打開(kāi)、能不能調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)順序不順暢, 換向閥是否換向不靈。這些方面都應(yīng)注意并調(diào)整, 如果是液壓閥的毛病, 則應(yīng)拆下液壓閥進(jìn)行清洗、修理甚至更換。
( 2) 保證運(yùn)動(dòng)副有足夠的剛性。檢查與油缸連接的運(yùn)動(dòng)副的剛性是否足夠, 并檢查運(yùn)動(dòng)副移動(dòng)所在的導(dǎo)軌或?qū)蛱椎募庸ぞ群桶惭b精度是否符合要求, 如平行度、同軸度、粗糙度等。
( 3) 排除管路的故障。檢查系統(tǒng)的管路和回路, 如吸油口濾油器堵塞嚴(yán)重或油液液面較低而使 吸油口吸油不完全, 就要清洗吸油濾油器和加入足夠的液壓油, 使液壓油完全浸過(guò)吸油濾油器; 管路中集成油路板的各油孔通徑大小是否符合要求, 不符合的, 就要將其更改過(guò)來(lái); 管路中各液壓元件的位置有否放錯(cuò), 放錯(cuò)的要將其糾正; 管路中有油液滲漏的地方, 必須給予治漏; 回路設(shè)計(jì)是否采用不合理的設(shè)計(jì), 如果是, 就要對(duì)其設(shè)計(jì)回路以較快捷、較方便和較合理地作出補(bǔ)救措施, 甚至更改整個(gè)回路, 如采用自動(dòng)背壓調(diào)節(jié)調(diào)速回路、容積調(diào)速回路或聯(lián)合調(diào)速回路等。
( 4) 排除液壓油缸本身的故障。在判定液壓元件和系統(tǒng)回路等都完全沒(méi)有問(wèn)題后, 就要檢查其執(zhí)行元件液壓油缸本身。油缸本身出現(xiàn)如前所述的故障時(shí), 可用以下方法進(jìn)行改進(jìn): 當(dāng)缸體內(nèi)孔拉毛、局部磨損以及因含有水分的液體進(jìn)入缸體內(nèi)而產(chǎn)生銹斑時(shí), 可用金相砂紙和油石打磨, 但如果是缸體內(nèi)軸向出現(xiàn)較深的拉痕且長(zhǎng)度較長(zhǎng), 則要電鍍后進(jìn)行鏜磨或珩磨; 活塞桿也如此, 活塞桿有拉傷痕的時(shí)候, 也需要電鍍后修磨 ( 較大的活塞桿可用補(bǔ)焊后修磨) 。如拉傷的厲害, 則要更換新的缸筒或活塞桿。緩沖裝置在工作時(shí)起不起緩沖作用, 關(guān)鍵在于加工和安裝時(shí)是否配合好, 如果沒(méi)有配合好, 就要返工甚至重新加工。當(dāng)密封件損壞時(shí), 就必須更換新的密封件, 并分析密封件損壞的原因, 是安裝時(shí)造成的還是油缸工作時(shí)造成的; 如果是安裝時(shí)造成的, 就要檢查缸筒或活塞桿是否沒(méi)有安裝導(dǎo)向倒角; 如果是油缸工作時(shí)造成的, 就要檢查液壓油是否含有雜物、活塞桿與活塞移動(dòng)時(shí)是否沒(méi)有導(dǎo)向裝置和活塞桿或缸體的粗糙度是否不合要求。其余的檢查如排氣裝置是否加工及安裝好、油缸與外部連接如耳軸耳環(huán)等鉸接處是否安裝妥當(dāng), 活動(dòng)是否靈活等等。
