液压系统的故障分析与对策.doc

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1、专业论文液压系统的故障分析与对策单 位：兖矿集团公司高级技工学校姓 名：孙 祖 河 日 期：2008年5月19日液压系统的故障分析与对策Hydraulic system fault analysis and countermeasure孙祖河 Sun zu he (兖矿集团高级技工学校 山东 邹城 ） (yan ore group senior technicians school Shandong Zou city )摘要：针对液压系统故障隐形难以查找的问题，在教学中以液压传动知识为基础，进行了故障的逻辑分析；以液压系统振动与噪声的基本原因为例，同时对防止或减小振动与噪声提出了 相应对策。

2、Abstract:Question searches with difficulty which in view of the hydraulic system breakdown stealth,In the teaching take the hydraulic transmission knowledge as the foundation,Has carried on the breakdown logic analysis; 关键词：液压系统 振动与噪声 分析与对策 Translation failed! Please try again. 液压系统具有容量大、反应快、易控制、输出力

3、(或力矩)大等诸多优点，在现代机械设备(尤其是大型特大型设备)中广泛采用。液压系统属封闭的管路循环系统，液压系统故障隐形难以查找是液压传动的主要缺点之一。设备的液压系统一旦出现故障应尽快确定故障原因并排除，以减小因设备停车而造成的经济损失。笔者在多年的教学工作中积累了一些粗浅认识，在此与大家商榷。1故障划分故障划分如图1所示。图1故障划分Figure 1 breakdown division 2查找步骤查找故障的步骤见图2所示。3故障归类(1) 压力异常：一般系统管路设计时预留很多压力测点，使用压力表测出读数，与正常值比较分析即可确定引起压力异常的液压元件。(2) 速度异常：逐一调节节流阀、调

4、速阀及变量泵变量机构，对应测试执行元件的速度范围值，与设计值比较分析即可确定。(3) 动作异常：切换每个换向阀，观察相关执行元件的动作状态是否正常，即可找出异常换向阀，再检查动作顺序和行程控制，找出异常处。(4) 其它：出现异常振动、噪音、漏油、发热等，不要忙于关机，应该一摸二看三观察，确定异常部位并分析处理。图2查找故障的步骤 Figure 2 search breakdown step4故障分析综合应用所学的知识，从理论上可对液压回路和液压元件的任何故障进行分析。受篇幅限制，仅举一例予以说明。 由于液压系统的振动和噪声本身不可避免，而且近几年，随着液压技术向高速、高压和大功率方向的发展，液

5、压系统的噪声也日趋严重，并且成为妨碍液压技术进一步发展的因素，因此研究和分析液压噪声和振动的机理，从而减少与降低振动和燥声，并改善液压系统的性能，有着积极而深远的意义。（1）液压系统噪声源在液压传动系统中，各元件或部件产生噪声和传递噪声程度不同，表1列出了液压元件或部件产生和传递噪声的名次。表1液压元(部)件产生和传递噪声名次表Table 1 hydraulic pressure Yuan () produces with the transmission noise position table元件与部件名称液压泵溢流阀压力阀节流阀方向阀液压缸油箱管路产生噪声的名次12345556传递噪声的

6、名次23343212注：表中指的是溢流阀之外的压力控制阀Note:In the table refers is outside the overflow valve pressure control valve由于液压系统的噪声不只一种，因此最终表现出来的是其合成值，一般来讲，液压系统的噪声不外乎机械噪声和流体噪声两种，下面予以分析说明。 1.1产生机械噪声的原因及控制方法机械噪声是由于零件之间发生接触、撞击和振动而引起的。 回转体的不平衡在液压系统中，电动机、液压泵和液压马达都以高速回转，如果它们的转动部件不平衡，就会产生周期性的不平衡力，引起转轴的弯曲振动，因而产生噪声，这种振动传到油箱和

7、管路时，发出很大的声响，为了控制这种噪声，应对转子进行精密的动平衡实验，并注意尽量避开共振区。 电动机噪声电动机噪声主要是指机械噪声、通风噪声和电磁噪声。机械噪声包括转子不平衡引起的低频噪声，轴承有缺陷和安装不合适而引起的高频噪声以及电动机支架与电动机之间共振所引起的噪声。控制的方法是，轴承与电动机壳体和电动机轴配合要适当，过盈量不可过大或过小，电动机两端盖上的孔应同轴；轴承润滑要良好。 联轴器引起噪声联轴器是液压泵与电动机之间的连接机构，如果电动机和液压泵不同轴以致联轴器偏斜，则将产生振动与噪声。因此在安装时，两者应保持在最小范围内1.2产生流体噪声的原因及控制方法在液压系统中，流体噪声占相

8、当大的比例。这种噪声是由于油液的流速、压力的突然变化以及气穴等原因引起的。（1） 液压泵的流体噪声液压泵的流体噪声主要是由泵的压力、流量的周期性变化以及气穴现象引起的。在液压泵的吸油和压油循环中，产生周期性的压力和流量变化，形成压力脉动，从而引起液压振动，并经出口向整个系统传播。同时液压回路的管道和阀类将液压泵的压力反射，在回路中产生波动，使泵产生共振，发出噪声；另一方面，液压系统中(指开式回路)溶解了大约5%的空气。当系统中的压力因某种原因而低于空气分离压时，其中溶解于油中的气体就迅速地大量分离出来，形成气泡，这些气泡遇到高压便被压破，产生较强的液压冲击。对于前者的控制办法，设计时齿轮模数尽

9、量取小，齿数尽量取多，缺载槽的形状和尺寸要合理，柱塞泵的柱塞个数应为奇数，最好为39个，并在进、排油配流盘上对称开上三角槽，以防柱塞泵的困油。（2）推理分析：利用能量方程和流量连续性方程对液压泵的吸油过程进行分析，可推导出泵的吸油口压力为：。式中：pa为油箱液面压力，为液体密度，g为重力加速度，为动量修正系数，v为液流速度，p为总压力损失，H为泵吸油高度。 总压力损失。其中：p为滤油器压力损失，p沿程压力损失，p1v22gd，p为局部压力损失，pv22g。经推导分析得能引起p下降的变量即为产生故障的原因： 油箱液面压力pa过低油箱透气孔堵塞； 泵吸油口液流速度v过高(vqAVnAv)电动机转速

10、高； 其中：q为流量，A为过流截面，V为泵排量，V为容积效率； 滤油器压力损失p过大滤芯堵塞等； 沿程阻力系数过大(lRevd)油温低，粘度大； 其中：Re为雷诺数，为油液运动粘度。 吸油管的总长度l过高过长； 吸油管的内径d过细过细； 局部阻力系数过大为管道弯折、压扁、堵塞等； 泵的吸油高度H过大泵安装过高； 另外，泵吸入空气管道密封不严，吸油管浸入油箱液面太浅，电动机接线不正确。（2）降低液压系统噪声的措施为减少噪声，必须对噪声源进行实际调查，测量分析液压系统的声压级，进行频率分析，从而掌握噪声源的大小及频率特性，采取相应办法，具体列举如下： 使用低噪声电机；并使用弹性联轴器，以减少该环节

11、引起的振动和噪声； 在电动机，液压泵和液压阀的安装面上应设置防振胶垫； 尽量用液压集成块代替管道，以减少振动； 用蓄能器和橡胶软管减少由压力脉动引起的振动，蓄能器能吸收10 Hz以下的噪声，而高频噪声，用液压软管则十分有效； 用带有吸声材料的隔声罩，将液压泵罩上也能有效地降低噪声； 系统中应设置放气装置。5 结束语对液压元件和系统管路的故障，可以从其构造原理入手，通过分析实际验证，逐步积累经验，进行归纳总结，建立开放的液压系统故障智能查询系统，并研制先进的故障诊断仪，最终实现科学、准确、高效的查找。参考文献：1贾铭新. 液压传动与控制M. 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社,1993.2李洪人等液压控制系统北京：国防工业出板社，1981作者：孙祖河（1962），山东邹城人，高级实习指导教师，先后从事.实习教学工作及理论教学工作,发表论文多篇,曾获国家级论文一等奖一篇,主编山东省职业技能鉴定教材.