液压基本回路故障讲解

四、液压基本回路故障分析液压基本回路的故障很多，有由元件本身故障引起的，也有由于回路设计不当造成的，这里就几个典型的故障实例进行分析，希望能起到举一反三的作用。例1：有一回油节流调速回路，该回路中液压泵异常发热。该系统采用定量柱塞泵，工作压力为26MPa。系统工作时，回路中各元件工作均正常。检查：发现油箱内油温为45℃左右，液压泵外壳温度为60℃。另发现液压泵的外泄油管接在泵的吸油管中，且用手摸发烫。原因：液压泵的温度较油温高15℃左右，这是由于高压泵运转时内部泄漏造成的。当泵的外泄油管接入泵的吸油管时，热油进入液压泵的吸油腔，使油的粘度大大降低，从而造成更为严重的泄漏，发热量更大，以致造成恶性循环，使泵的壳体异常发热。措施：排除液压泵异常发热的措施是将液压泵的外泄油管单独接回油箱。另外，还可以扩大冷却器的容量。例2：某双泵回路中液压泵产生较大的噪声。检查：发现双泵合流处距离泵的出口太近，只有10cm。原因：在泵的排油口附近产生涡流。涡流本身产生冲击和振动，尤其是在两股涡流汇合处，涡流方向急剧变化，产生气穴现象，使振动和噪声加剧。措施：排除故障的方法是将两泵的合流处安装在远离泵排油口的地方。例3：有一双泵系统，如图7.5.1所示。该系统有两个溢流阀，它们的调定压力均是14MPa，当两个溢流阀均动作时，溢流阀产生笛鸣般的叫声。图7.5.1溢流阀回路检查：溢流阀产生笛鸣般啸叫声的原因是两个溢流阀产生共振。原因：因为两个阀调定压力一样、结构一样，所以固有频率相同，从而产生共振。措施：排除故障的方法有三个。第一个处理方法是将两个溢流阀的调定压力错开，一个为14MPa，一个为13MPa。一般来说，调定压力错开1MPa就可以避免共振。但液压缸工作在13MPa以下时，液压缸速度由两个泵供油量决定。若缸的工作压力在13MPa～14MPa之间时，缸的速度由一个泵的供油量决定；第二个处理方法是用一个大流量的溢流阀代替原来的两个溢流阀，其调定压力仍为14MPa，见图7.5.2所示；图7.5.2改进后的溢流阀回路第三个处理方法是增加一个远程控制阀3，将远程控制阀与溢流阀远控口相连通。图中阀3的调定压力比阀1、2的调定压力低1MPa以上，并在两上溢流阀的远控口处安装节流元件4、5，用以增加溢流阀的调压稳定性，见图7.5.3所示。图7.5.3改进后的溢流阀回路例4：现有如图7.5.4所示减压回路。图中缸4为工作缸，缸5为夹紧缸。缸5将工件夹紧后，由缸4带动刀具进行切削加工，加工完毕，发现零件尺寸超差。图7.5.4减压回路检查：现场了解的情况是：溢流阀1调定压力为10MPa，减压阀3调定压力为3MPa，缸4的动作循环是快进-切削加工-快退。从压力表6上所见，快进时，只有0.5MPa。原因：减压阀3的入口压力太低，所以阀的出口压力更低，造成工件窜位。措施：排除故障的方法有二个。第一个处理方法是在缸4的进油路上，安装一个顺序阀2，其调节压力为3.5MPa，这样不管液压缸4是什么工况，均能保证减压阀工作所需要的进油压力，见图7.5.5所示；图7.5.5改进后的减压回路第二个处理方法是在减压阀3前安装一个单向阀8，而不安装顺序阀。当缸4压力小于减压回路的压力时，单向阀封死，从而保证夹紧缸5所需的压力，见图7.5.6所示。图7.5.6改进后的减压回路这两个措施对比而言，后者的经济效益更好些。例5：图7.5.7为液压平衡回路。该回路要求液压缸工进到位，立刻停止。但操作才发现，当工进到位，换向阀处于中位时，液压缸并不停止，仍向下偏离指定位置一小段距离。碰伤刀具与工件。图7.5.7液压平衡回路检查：该系统中采用O型机能的换向阀。原因：当液压缸加工到位，换向阀处于中位时，因为是O型机能，所以将液压缸无杆腔的压力油封住，在此压力油作用下，液控单向阀被打开，使活塞下降一小段距离，偏离接触开关，这样下次发讯时，就不能正确动作，并将刀具、工件碰伤、造成事故。措施：为排除此故障，可将O型机能换向阀换成Y型即可。例6：图7.5.8所示为进油节流调速回路。该回路要求完成快进-加工-快退。希望动作转换时平稳、无冲击、转换时停位准确。但液压缸由加工转为快退时，停位不准确，有瞬时前冲，然后才快退，影响了加工精度，有时还损坏工件与刀具。图7.5.8进油节流调速回路检查：该系统出现这个故障是由于油路设计不合理造成的。原因：当液压缸进行慢速加工时，二位四通阀1与二位二通阀2均处于右位。当转为快退时，由于二通阀与四通阀的动作不同步，如二位二通阀先动作，已换为左位工作。二位四通阀尚未动作，仍在右位，这样就造成了液压缸瞬时前冲，造成事故。措施：排除故障的方法有二个。第一个处理方法是增加一个单向阀，改进后的油路见图7.5.9所示。当工进转快退时，只让三位四通换向阀换位即可完成，避免了图7.5.8中两阀不同步的问题。图7.5.9改进后的进油节流调速回路第二个处理方法是当工进转快退时，通过延时电路保证二位四通阀动作后，二位二通阀再动作。例7：图7.5.10所示为顺序动作回路。图中A、B两缸动作顺序为A缸动作到位，B缸执行相应的动作。但工作中发现A缸作低速运动时，A、B缸同时动作。图7.5.10顺序动作回路检查：现场调查发现，A缸负载为B缸负载的一半，溢流阀的调定压力比顺序阀高1MPa。原因：故障产生的原因是A缸作低速运动时，节流阀起节流作用，即开口较小，泵出口压力升高，打开溢流阀实现溢流。同时泵出口压力超过了顺序阀的调定压力，所以缸A动作的同时，缸B也动作。措施：故障排除的方法是采用外控顺序阀来代替图中的内控顺序阀，外控顺序阀的控制口与图中b点相连。外控顺序阀直接由缸A的负载压力来控制。因为缸A的负载只有月的一半，所以外控顺序阀的调定压力比缸A的负载压力高0.5MPa以上。这样，缸A运动时，缸B绝对不会运动，只有缸A运动到位，压力升高，才能打开顺序阀，使缸B运动，从而保证了缸A先动缸B后动的顺序，见图7.5.11所示。。图7.5.11改进后的顺序动作回路思考题7．1现有进油节流调速回路如图所示。该回路中液压缸完成快速进给、慢速加工、快速退回工作循环，液压缸的负载大，负载变化也很大。工作中发现液压缸在慢速加工时速度变化太大，需要对原回路进行改进，如何改进该回路，才能保证液压缸在工作进给时速度不发生变化，说明原因。题7.1图答案：把换节流阀为调速阀，如下图所示。7．2减压回路如图所示。缸1和缸2分别进行纵向加工和横向加工。现场观察发现，在缸2开始退回时，缸1工进立即停止，直至缸2退至终点，缸1才能继续工进。试分析故障原因并提出解决办法。题7.2图思考：在减压阀入口前加装一个单向阀是否可以？——不行！为什么？缸1不动。答案：缸2右端处加一个单向顺序阀，如下图所示。