液压传动系统原理与应用

液压传动系统原理与应用

【摘 要】本文先论述液压传动系统的基本运作原理，再分析液压传动系统常见故障和排除方法，最后对液压传动系统的科学使用与维护提出了具体措施。

【关键词】液压传动；工作原理；故障维护

１．系统的工作原理

1.1液压传动系统的组成

主要由动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等5部分组成。

1.2液压传动系统的工作原理

液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件（液压缸或马达）把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。

1.3液压传动系统的优点

1.3.1体积小、重量轻，例如同功率液压马达的重量只有电动机的10％～20%。因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击。

1.3.2能在给定范围内平稳地自动调节牵引速度，并可实现无极调速，且调速范围最大可达1:2 000（一般为1:100）。

1.3.3换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换。

1.3.4液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制。

1.3.5由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长。

1.3.6操纵控制简便，自动化程度高。

1.3.7容易实现过载保护。

1.3.8液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。

1.4液压传动系统的运用

液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式，由于其具备诸多优点因而应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等。

2.液压传动系统常见故障和排除方法

2.1液压传动系统故障分类

一般而言，根据各类液压设备的液压系统和液压元件运行状况，可以将故障分为3类：

2.1.1共性故障，即各类液压设备的液压系统和液压元件经常出现的液压故障

2.1.2个性故障，即各类液压设备的液压系统和液压元件所具有的特有液压功能所出现的特殊性故障。

2.1.3理性故障，即液压系统设计不合理或者不完善，液压元件结构设计不合理或者选用不当而引起的故障。

2.2液压传动系统故障的诊断

一是“望”，即看液压系统压力、速度、油液、泄漏、振动等是否存在问题。二是“闻”，即听液压系统声音：冲击声、泵的噪声及异常声，判断液压系统工作是否正常。三是“问”，即询问设备操作者，了解设备运行状况，其中包括：液压系统工作是否正常，液压泵有无异常现象，液压油检测清洁度的时间及结果，滤芯清洗和更换情况，发生故障前是否对液压元件进行了调节，是否更换过密封元件，故障前后液压系统出现过哪些不正常现象，过去该系统出现过什么故障，是如何排除的等，要对这些问题逐一进行了解，以便科学诊断。四是“切”，即摸温升、振动、爬行及联接处的松紧程度，判定运动部件工作状态是否正常。

2.3液压传动系统常见具体故障原因和排除方法

2.3.1系统无压力或压力不足

（1）故障原因：1）溢流阀开启，由于阀芯被卡住，不能关闭，阻尼孔堵塞，阀芯与阀座配合不好或弹簧失效；2）其他控制阀阀芯由于故障卡住，引起卸荷；3）液压元件磨损严重，或密封损坏，造成内、外泄漏；4）液位过低，吸油堵塞

或油温过高；5）泵转向错误，转速过低或动力不足。

（2）排除方法：1）修研阀芯与壳体，清洗阻尼孔，更换弹簧；2）找出故障部位，清洗或修研，使阀芯在阀体内运动灵活；3）检查泵、阀及管路各连接处的密封性，修理或更换零件和密封；4）加油，清洗吸油管或冷却系统；5）检查动力源。

2.3.2流量不足

（1）故障原因：1）油箱液位过低，油液粘度大，过滤器堵塞引起吸油阻力大；2）液压泵转向错误，转速过低或空转磨损严重，性能下降；3）回油管在液位以上，空气进入；4）蓄能器漏气，压力及流量供应不足；5）其他液压元件及密封件损坏引起泄漏；6）控制阀动作不灵活。

（2）排除方法：1）检查液位，补油，更换粘度适宜的液压油，保证吸油管直径；2）检查原动机、液压泵及液压泵变量机构，必要时换泵；3）检查管路连接及密封是否正确可靠；4）检查蓄能器性能与压力；5）修理或更换。

2.3.3泄漏

（1）故障原因：1）接头松动，密封损坏；2）板式连接或法兰连接接合面螺钉预紧力不够或密封损坏；3）系统压力长时间大于液压元件或辅件额定工作压力；4）油箱内安装水冷式冷却器，如油位高，则水漏入油中，如油位低，则油漏入水中。

（2）排除方法：1）拧紧接头，更换密封；2）预紧力应大于液压力，更换密封；3）元件壳体内压力不应大于油封许用压力，换密封；4）拆修。

2.3.4过热

（1）故障原因：1）冷却器通过能力小或出现故障；2）液位过低或粘度不适合；3）油箱容量小或散热性差；4）压力调整不当，长期在高压下工作；5）油管过细过长，弯曲太多造成压力损失增大，引起发热；6）系统中由于泄漏、机械摩擦造成功率损失过大；7）环境温度高。

（2）排除方法：1）排除故障或更换冷却器；2）加油或换粘度合适的油液；3）增大油箱容量，增设冷却装置；4）调整溢流阀压力至规定值，必要时改进回路；5）改变油管规格及油管路；6）检查泄漏，改善密封，提高运动部件加工精度、装配精度和润滑条件；7）尽量减少环境温度对系统的影响。

2.3.5振动

（1）故障原因：1）液压泵：吸入空气，安装位置过高，吸油阻力大，齿轮齿形精度不够，叶片卡死断裂，柱塞卡死移动不灵活，零件磨损使间隙过大；2）

液压油：液位太低，吸油管插入液面深度不够，油液粘度太大，过滤堵塞；3）溢流阀：阻尼孔堵塞，阀芯与阀座配合间隙过大，弹簧失效；4）其他阀芯移动不灵活。

（2）排除方法：）l更换密封进油口，吸油口管口至泵吸油口高度要小于500 mm，保证吸油管直径，修复或更换损坏零件；2）加油，吸油管加长浸到规定深度，更换合适粘度液压油，清洗过滤器；3）清洗阻尼孔，修配阀芯与阀座间隙，更换弹簧；4）清洗，去毛刺；5）指设固定装置，扩大管道间距离及吸油管和回油管距离。

3.液压传动系统的科学使用与维护

3.1液压传动系统的科学使用

一是随时排除进入液压系统中的气体，以防止系统爬行和引起油液变质。二是液压系统的油温不能太高，一般在30～80℃的范围较好，否则对工作不利。三是系统不工作时液压泵必须卸荷。四是液压泵初次启动时，可用开开停停的方法。

3.2液压传动系统的科学维护和保养

3.2.1液压系统的正确维护

一是选择适合的液压油。二是防止固体杂质混入液压系统。

3.2.2液压系统的保养

以机床为例，一是250h检查保养。检查滤清器滤网上的附着物，如金属粉末过多，往往标志着油泵磨损或油缸拉缸。二是500h检查保养。机床机械运行500h后，不管滤芯状况如何均应更换，因为凭肉眼难以察觉滤芯的细小损坏情况，如果长时间高温作业还应适当提前更换滤芯。三是1000h检查保养。■

【参考文献】

［１］章宏甲，黄谊主编.机床液压传动习题集.北京：机械工业出版社，1990．

［２］左健民主编.液压与气压传动.北京：机械工业出版社，1996．