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?？赡苁菗Q向沒有動(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, 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)的工作壓力過低;②流量閥流量不穩(wěn)定, 而且在超過閥的最小穩(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, 重物又開始下降, 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、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)回路等都完全沒有問題后, 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。
