液压系统故障 - 图文

第一章、概述

§1-1液压系统的组成与规定画法 一、液压系统的组成：

1、动力部分：把机械能 转换为液压能。 例：各种液压泵 2、执行部分：把液压能转换为机械能。 例：油缸、油马达

3、控制部分：控制系统中液体的压力、流量和流向。 例：溢流阀、单向阀、节流阀等 4、辅助部分：液压系统的辅件。

例：邮箱、滤油器、压力表、蓄 能器、管件等。 二、系统的规定画法;

液压系统的工作原理图通常是按GB786-76 规定符号绘制。（参见附图）

§1-2液压系统的类型与特点 一、按控制精度划分为：

1、开关控制：开关控制的精度低，价格便宜，输出量是间断 的。

2、伺服控制：控制精度高，价格较贵，输出量是连续的。 3、比例控制：可以连续的按比例地控制输出量，控制精度介

于开关控制与伺服控制之间，价格中等。 二、按液压系统循环方式分为: 1、开式控制：

⑴、定义：油泵自邮箱吸油，进入执行元件，通过控制阀调速、 调压、改变运动方向。排出的低压油直接流回邮箱。 ⑵、开式系统的特点：结构简单，散热性好，邮箱体积较大， 空气和脏物容易进入，易产生振动和噪声。 2、闭式系统；

⑴定义：油马达的排油管直接与油泵的进油管连通形成一个 闭合回路。

⑵闭式系统的特点：邮箱体积小，结构紧凑，减少了空气及 尘埃进入系统的机会，但是有的冷却条件差。需辅 助泵换油，冷却和补油。 §1-3、液压系统的基本回路

液压系统的故障往往发生在某一局部，要想正确而及时的地诊断，必须熟悉有关的基本回路。

液压系统的基本回路有压力控制回路，速度、方向控制回路。 注※学故障分析之前必须掌握了液压元件、基本回路、液压系统的基本知识，方能学习。

④ 、a、加工弯曲的管道时，其弯曲半径不能太小，否则不 仅影响强度，而且会增加局部压力损失，使系统发热， 降低系统效率。

b.安装回油管时还要注意：

①为避免油温迅速上升，溢流阀的回油管须单独接回油箱或与主回油管相通

（亦可与冷却器相连）在这时不允许和泵的进油管直接连通。 ②、为保证控制阀正常工作，具有外泄漏的减压阀、顺序阀、电磁阀等的泄油口与回油管连通时，不得有背压，否则应单独接回油箱。 ③、回油管水平放置时，要有3/1000～5/1000的坡度。管路较长时，每隔0.5m

的距离应固定一个管夹。 ④压油管的安装：

a.压力油管的安装必须根据液压系统的最高压力来确定。

当p<2.5Mpa时，选用焊接钢管，p>2.5Mpa时，选用无缝钢

管，超高压时，选用合金钢管，需要防锈、防腐的场合，可选用不锈钢管。

b.压力油管德安装必须牢固、可靠和稳定。

（1）容易产生振动的地方要加木块或橡胶衬垫来阻尼、减振。 （2）平行或交叉的管道之间必须有12mm以上的间隙，以防相互干扰与振动。 （3）在系统管边的最高部位必须设有排气装置，以便启动时放掉油管中的空 气。

⑤橡胶软管的安装：

a. 此管应用于有两个相对运动部件之间的连接。 b.软管安装时有应远离热源。（因为它不能在高温下工作） c.软管弯曲半径应大于10倍外径，至少应在离接头6倍直径以外处弯曲，避免急转弯。

d.软管长度必须有一定的余量，工作时比较松弛，不允许端部接头和软管间 受拉伸。

e.软管不得有扭转现象，弯曲同软管接头应在同一运动平面内。 2、液压元件的安装：

安装型式有管式、板式、叠加式、嵌入式等。安装型式不同，安装的方法和要求也有所不同。

①管式阀类元件的连接：是通过管子，管接头或法兰组装成液压系统。 优点：元件的品种齐全，只有管子和管接头（大流量用法兰）即可组装，容易查找故障原因。

缺点:不紧凑、管道多、配管工作量大、容易产生振动、噪声和泄漏，更换元件需拆卸管道，维修不方便。

②板式阀类元件安装，其安装方法有三种：

a.第一种是安装在座板上：（见图5）通过座板上的螺纹孔，用管子、管接头连接。每个板式阀配备一块连接座板，安装时可以把阀与座板用螺钉固定在竖立的平板上。

优点：可按需要组成各种系统，元件集中、整齐，更换安装维修方便，管道安装后不用拆卸，因而连接牢固、密封性好。 缺点：配管工作量和安装空间较大。

b.第二种是用油路板连接（图6）：元件集中安装在油路板上，元件之间的油路通道是通过预先设计加工的孔来连接的。

优点：结构紧凑，换阀容易，省去了大量的管子和管接头，外形美观，阀间通道短，动作反应快，压力损失、振动、噪声和漏油均较小。 缺点：油路板按某个液压系统专门设计，加工成本高，不便于系统的改进。

c.第三种是用油路块（油路块集成）安装和连接（见图7）将阀固定在油路块的前面，右面和背面。左面安装管接头用来连接执行机构。 优点：油流通道短，压力损失小，系统振动小，漏油少。工作程度高，可组成所需要的油路系统，便于改进和更换，容易组织成批生产。 缺点:较重。

③叠加式集成：把阀体都做成标准尺寸的长方形，使用时将所用元件在座板上叠积，然后用拉杆紧固。

优点：从根本上消除了阀与阀间的连接管路，所以组成的系统更简单、集中、紧凑，系统组装灵活，便于油路改进。

总结：①液压元件的安装方法和要求，在产品说明书中均有详细说明。②安装前最好用试车油清洗一次。③安装时还应注意各油口不要接错（一般元件各油口都有文字或代号说明），安装后将无用孔堵死（便于安装才开次孔），各种元件的备用密封圈应保管好，以备维修时更换使用。

3、油泵和电动机的安装：油泵通常用支座或法兰进行安装。支座和电机应采用共同的基础。（基础、法兰和支座都必须有足够的刚度，以免油泵运转时产生振动和噪声）。 ①油泵和电动机通过弹性联轴器连接。

∵油泵轴一般不允许承受径向载荷，因此常用电动机直接通过弹性联轴器传动。

②安装时，要求电机与油泵有较高的同心度和垂直度。（其偏差为0.1mm以内，倾斜度≤1°）

③安装油泵时，应注意吸油口的高度一般距油面≤0.5m。无自吸能力的泵，需另加辅助油泵供油。

④油泵安装后，进、出油口与旋转方向必须一致，不得反接。 ⑤安装联轴器时，最好不要敲打，以免损伤泵的转子。（为此，有的油泵在传动轴的端部做出螺纹孔，以备拧入螺钉将联轴器压入） 4、油缸的安装：油缸必须严格按技术要求安装牢固可靠，不得有任何松动。

安装往复式油缸时，应注意以下几点：

①安装前，必须仔细检查轴端、孔端等处的加工质量，倒角并清除毛刺，然后用试车油或汽油清洗并吹干。

②安装面与活塞的滑动面，应保持一定的平行度和垂直度。 ③油缸中心线与负载力的作用线同心，以避免引起侧向力，否则密封体或活塞易磨损。

④活塞杆端销孔座与耳环销孔（或耳轴）方向一致，否则油缸将受以耳轴为支点的弯曲负载，产生磨损卡死等现象。

⑤在行程较大、环境温度较高的场合，油缸只能一端固定，另一端保持自由伸缩状态，以防热胀引起缸体变形。

⑥行程较大的油缸，应在缸体和活塞杆中部设置支承，以防自重产生向下弯曲现象。如图10C所示。

⑦油缸的密封圈不要装得太紧，特别是U型密封圈，如果太紧，则活塞杆的运动阻力将增大。 5、滤油器的安装：

为了保证液压系统正常工作，必须控制油液污染。所以需要在液压系统的适当部位安装一定滤油精度和一定容量的滤油器。安装位置不同其滤油效果也不同。常用的集中安装位置： ① 安装在油泵的吸油管道上，如图11所示：

优点:使系统中所有的元件减少杂质颗粒的影响。

缺点：增大了油泵的吸油阻力，当滤油器堵塞时，会使油泵吸油腔产生空穴现象，工作条件变坏。不能阻止油泵磨损的颗粒进入系统。

用途：适用于安装过滤精度较低的粗滤油器（网上滤油器）。 ②安装在油泵压油管路上，如图12所示： 特点:a.便于维护除油泵和溢流阀以外的所有元件。 b.由于滤油器在高压下工作，所以要求有足够的强度。 c.为了避免滤油器因堵塞而击穿滤芯，设置一旁通阀（单向阀）与滤油器并联，使其开启压力略低于滤油器最大允许压力差。 d.压力油路上通常在溢流阀油路之后安装精滤油器。（为了保护油泵因过载而损坏）

③安装在回油路上，直流管路上、关键阀类元件的前面。

二、系统的清洗:清洗是减少液压系统故障的重要措施。颗粒状的杂质浸入系统后，会引起液压元件磨损、动作不灵活或卡死等现象，严重时，还会造成故障。所以，安装前必须进行清洗。

1、新元件出厂时都已清洗检验过，安装时只需对现场加工装配的部位进行清洗。

2、采用旧元件时，试装前必须进行清洗，还应把有关孔口封好，以免脏物进入。

3、不同控制精度的液压系统，其清洗方法、要求及所用清洗液 是不同的。下面只介绍一般的清洗方法： （1）清洗前的准备工作：

①将环境和场地整理清扫干净；

②清洗油最好用液压油或试车油。不要用柴油、汽油或酒精； ③应根据系统要求或污染程度选择必要的滤油器，设在回路的回油口处（一般用80 或150 ）供清洗初期或后期使用； ④合理使用清洗剂。（采用什么清洗剂，决定于系统的要求） ⑤设置加热装置。（清洗油一般对橡胶有溶蚀能力，加热到50～80℃后，管道内的橡胶渣等杂质易于清除）

⑥设置必要的清洗槽（清洗器）。将拆下来的有关元件及管件等分类放在清洗槽中。

⑦准备橡胶锤或木锤，以便在清洗过程中，轻击油管。 （2）一次清洗：

试装后，应将管道及元件全部拆下来解体清洗。一次清洗的主要要求是把金属毛刺及粉末、砂粒灰尘、油渍、棉纱、胶粒和氧化皮等污物全部清洗干净，否则不能安装。一般所用的清洗剂有：氢氧化钠、碳酸钠、稀盐酸、稀硫酸、苛性钠等。清洗油最好用液压油及试车油。不得用柴油、汽油、酒精等。

一次清洗的对象主要是管路、油箱及元件。

①管路主要实行酸洗：

方法：首先去掉油管上的毛刺及焊渣，用氢氧化钠及碳酸钠进行脱脂（去油）。 然后用温水清洗，再用20～30﹪的稀硫酸溶液进行酸洗，温度保持在40～60℃， 酸洗的时间约40分钟。

清洗过程中，可以轻微敲打或振动。还要用10%的苛性钠溶液浸渍和清洗15分钟，使其中和，溶液温度约30～40℃。最后用蒸汽或温水清洗，再在空气中干燥后涂以防锈油（酸洗后中和，易生锈）。 ②清洗油箱：

需用绸布或乙烯树脂海绵等，不能用棉布或棉纱来擦洗油箱。油箱清洗干净后，再盛入清洗油，其用量为油箱内油量的60～70﹪。油箱死角的焊渣和铁屑，可用石粉团或胶泥团粘取。 一次清洗合格后，才能进行安装。 （3）二次清洗：

二次清洗的目的是把一次安装后管道内残存的污物冲洗干净，再进行第二次安装，组成正式的液压系统。 具体要求是：

① 清洗前，先把溢流阀进油管切断，油缸进出口隔开。在主油路上连接临时回路，如图13所示：

②较复杂的液压系统可以分解成几个部分清洗。

③清洗时，要先明确清洗时间、加热时间及取样查看时间。清洗油注满后，一边使泵运转，一边将油加热。油液在清洗回路自行循环。 ④为了提高清洗效果，应使换向阀换向、油泵作间歇运转，间歇的时间一般为20～40分钟。若用两台泵可交换使用。

⑤为使脏物容易脱离，在清洗过程中可用木棍或橡皮锤轻轻敲打，敲击的时间约为清洗时间的10～15﹪。

⑥在清洗的开始阶段，用80目的过滤网；到预定清洗时间的60%时，改用150目的过滤网。

⑦清洗的时间应根据系统的复杂程度、污染程度、元件精度和过滤要求等来确定。

⑧二次清洗结束后，油泵应在油温降低后停止运转，以免外界湿

气引起锈蚀。这时油箱内的清洗油应全部排除干净，决不允许有残留。同时，按讲述的方法再清洗一次油箱。最后，再注满试车油，为二次安装调试作好准备。 （4）二次安装调试：

①调试前，加入实际工作的油液，空载断续运转（间隔3～5分钟）2～3次之后，再连续开车10分钟，使整个液压系统进行油液循环。

②检查回油管处的过滤网，确认无杂质时，方可正式进行试车。 ③清洗后要进行鉴别，在达到预定清洗时间后，检查滤网中的杂质，确定是否已达到清洗要求。

④管道中残存的二次清洗油，可通过回油管接到单独桶内的方法排除干净。

三、液压系统的调试：其目的是检查已安装组成的液压系统是否能满足设计要求。 1、调试前的检查：

①各元件的管路连接和电气线路是否正确、牢固、可靠。

②泵的吸油管是否拧紧。过松或过紧都不好。过松出现漏油或吸空现象；过紧会使密封性能变劣。（若有漏气可从噪声或真空表判断） ③油箱中应注明油液的牌号及油面高度是否符合要求。 ④是否有污物进入油箱，有关部位应有安全防护装置。 ⑤需要润滑的部件（或部位）应加注规定的润滑油或润滑脂。 2、调整试车：液压系统的调整试车一般交替进行，其主要内容为单

项调整、空负载试车和负载试车等。

（1）空负载试车目的是全面检查液压系统各个元件、辅助装置和各种基本回路的动作循环是否正常。 检查的方法如下：

①启动油泵（可间歇进行），使系统的有关部分有足够的润滑。 ②松开全部溢流阀手柄，泵在卸荷下间歇运转；检查泵的卸荷压力是否在允许范围内，有无刺耳噪声，油箱中油液表面是否有吸入空气的泡沫。若有，应及时排除。

③将溢流阀徐徐调到规定的压力位，使泵在工作状态下运转，检查溢流阀在调节过程中有无异常声响，压力是否稳定。（出现异常现象的原因：管路内部混有空气、内部泄漏孔不通、液流阻力过大、压力振摆过大不稳定、阀的滑动部分和节流口有杂质以及泄漏量过小等） ④让油缸在低压下来回动作数次，最后以最大行程往复多次，排除系统中积存的空气。

⑤空负荷运转一段时间后，检查油箱内的油面是否过低。 ⑥检查安全阀及压力继电器等是否可靠。

⑦当液压系统连续运转半小时以上后，查看油温是否在30～60℃的规定范围内。

空运正常后，方可进行负荷试车。

（2）负荷试车是使液压系统在规定负荷下工作，是检查液压系统的能否满足各种参数和性能要求的重要阶段。

一般先在低于最大负荷下试车，然后逐渐加载。如果运转正常，

才能进行最大负荷试车。

①负荷试车时，应缓慢旋紧溢流阀手柄，使系统的工作压力按预先选定值逐渐上升，每开一次都应使油缸往复动作数次或一段时间。 ②超负荷试车时，应将安全阀调至比系统最高工作压力大10～15﹪的情况下进行，快速行程的压力比实际需要的压力大15～20﹪，压力继电器的调定压力比油泵工作压力低0.3～0.5Mpa。

③试车过程中，还应及时调节行程开关、先导阀、挡铁、碰块及自动测试仪，使系统按工作循环顺序动作无误。

④不允许有外泄漏，在负荷状态下，速度降落不应超过10～20﹪。 ⑤检查油泵和油箱，使其温度不超过规定值。

⑥调试结束后，应对整个液压系统作出评价，确认符合要求后，再将油箱中的全部油液放出滤净，清洗油箱，灌入规定的液压油，即可交付使用。

第二章 液压油的污染与控制

液压系统的故障75%以上是由于液压油的污染造成的。所以，液压油清洁与否直接影响液压系统的工作状况和元件的寿命。

§2-1造成油液污染的原因

一、液压元件在装配、加工、存放和搬运过程中，砂粒、切屑、磨料、焊渣、锈片和灰尘等在液压系统尚未工作前已被带入。

二、液压系统工作过程中，通过往复运动活塞杆、注入系统中的油液、油箱中流通的空气、溅落或凝固的水滴、流回油箱中的漏油等使尘埃进入系统。

三、工作过程中不断产生的金属和密封材料磨损颗粒，过滤材料脱落的颗粒和纤维、剥落的油漆碎渣等。 四、检修过程中带入的灰尘和棉绒等。

五、油液变质后产生化学反应，使金属腐蚀；出现颗粒，锈片，使油液污染。

§2-2油液污染后的危害

在污染的油液中，金属颗粒约占75%，尘埃约占15%，其它杂质如氧化物、纤维、树脂等约占10%，可见，固体颗粒危害最大，它们使液压元件磨损加剧，寿命缩短。具体危害情况如下： 一、对油泵：尘埃颗粒使油泵润滑部分磨损加剧。

例如：某注塑机的双联叶片泵，经常出现噪声大，温度升高和压力波动大等故障。经检查，发现转子滞后，配油盘和定子曲面磨损严重，其主要原因就是油液污染所致。

二、对液压阀：油液污染到一定程度，就会引起颗粒磨损，使阀芯移动困难或卡住，阀口密封不严，从而失去阀的控制性能，产生故障。 三、对油缸：灰尘颗粒在油缸内会加速密封的损坏，油缸内表面拉伤、内外泄漏增加，引起故障。

四、对滤油器：油液污染到一定程度，会使滤网堵塞，油泵吸油困难，回油不畅，产生气蚀、振动和噪声。如堵塞严重，会将滤网击穿，完全丧失过滤作用，造成液压系统恶性循环。

五、油液变质：油液变质后，将不能保持其原有 性降低有效使用时间。

§2-3控制液压油污染的标准及检测方法

工作油液的污染程度及能否继续使用，必须有一个检验标准和实用的检测方法。

一、污染度：目前我国尚无油液污染度的标准。国际上多采用“美国宇航标准分级”（NAS）作为控制污染的标准。 二、油液污染的现场检测：

油液污染的检测方法有：目测、比色检测，阻塞指数检查称重法检测、电子计数器颗粒及光学颗粒计数等方法。

§2-4油液污染的控制

控制油液污染的主要途径是： 一、减少潜伏的污物：

1、严格检验元件（特别是外购件）的污染程度。（泵、阀、高压软管、油缸等主要元件多为外购件）

2、装配前（不论是新装还是检修后重装），所有元件和辅件必须认真清洗。

3、加强油液的管理。（油液进厂必须取样检验，检验合格后须再过滤才能注入储油罐）

二、防止污物浸入，主要从装配和使用两方面加以控制。 1、防止环境污染：有条件的装配车间最好能充压，使室内压力高于室外，以防止大气灰尘污染。

2、采用“湿加工，干装配”法：所有工序都采用润滑或清洗液；装配时为了不使清洗液留在零件表面而影响装配质量，应采用干装配

（清洗后用干燥的压缩空气吹干再进行装配）。

3、元件须进行台架试验：要进行加载、高压跑合和清洗，此外，装配用具及加油容器、滤网等均需保持清洁，防止将污物带入系统中去，不能立刻修复的元件，要注意保护。 三、防止新生的污物：

液压系统中新生的污物主要有摩擦付磨损的金属颗粒、系统中的锈蚀、油漆的剥落和高温下油的变质等。

为了防止油液污染，应选择适当的滤油器（即相应的过滤精度）。一般过滤精度应和系统关键元件的精度相适应。 工程机械液压系统中元件的过滤精度要求如表10。 表10

液压元件 1、 齿轮泵和齿轮马达 2、 叶片泵和叶片马达 3、 柱塞泵和柱塞马达 4、 油缸 5、 液压阀（一般） 6、 伺服阀 7、 滑动元件 过滤精度（微米） 50 30 20 50 30 3～10 小于工作间隙

表11. 污物侵入系统的途径及防止措施

污物侵入途径 1、固体颗粒的污染 ①装配前零部件混入杂质 ②来自密封装置的破损碎片 ③来自油箱盖上的杂物 2、 胶质粒物的污染 ④来自注油口处的污物 ①溶解于油中的密封物 1、 防止措施 相应措施 ①装配前，零部件应彻底进行酸洗或清洗 ②安装密封时，要认真检查不得有残次品 ③在油箱上，除通气装置外，要严加密封 2、相应措施 ④注油时，必须过滤，工作时，①选择不易被溶解的优质密封必须将注油口盖严。 ②蓄能器胶囊溶解于油中（特别⑤定期抽查油样，材料 ⑤泵、缸、阀等元件的磨损粉换油，把杂质是难燃性油液）的粘物 末 ③溶解于油中的油漆 ②选择优质胶囊材料 限制在规定范围内。 ⑥选择优质油漆注意工艺，尽可④油液本身变质。如节流口高温③涂上耐油的油漆⑥油箱内表面涂料脱落的油漆 能不使脱落。 高压而形成的不溶解性氧化物、④选用氧化稳定性较好的油 ⑦检查密封部位并注意环境条沥青沿积物等 液，更换超过酸值的油，及时⑦由于密封不好而侵入的外界件。 杂质 清除粘胶物

3、空气的污染 ①吸、回油管路接头处密封不严，出现异常声音 3、相应措施 ①严加密封

4、水的污染 ①由油箱的通气孔进入 4、相应措施 ①在湿度较高季节，每月将油箱底部油塞打开排水，当排出的油呈乳白状时，即应换油 ②油泵的传动轴密封不严，有空②减低吸油压力，严加密封 气进入 ③油缸、活塞杆处密封不良 ④蓄能器囊袋有破裂 ⑤有关液压元件密封不良 ⑥油箱中有气泡 ⑦选油不当 ③提高密封性或更换密封圈 ④更换皮囊 ⑤更换密封件，改善条件 ⑥回油管必须深入液面以下 ⑦使用消泡性较好的油液 ②由水管式冷却器的损坏部位②修理冷却管 进入 ③在油箱上除通气孔外，都应密③由于维护不当，由油箱盖上封，且注意检查保养 进入

§2-5 油液变质的危害与控制

油液变质后，性能改变，产生液压故障。 一、粘度的变化：

粘度变化引起的故障

粘故障现象 度 1、泵有噪声，排油量1、油温控制不严，1、采取冷却措施不足，产生异常磨损 油温上升 2、内泄漏增加，执行2、元件标准与使粘 元件动作不正常 度 3、压力控制阀工作不3、粘度不适宜 变 稳定，压力表指针摆动 低 4、由于润滑不良，其4、同上（粘度不适 润滑面产生不正常磨损 1、泵吸油不良而被卡1、油的粘度选择住 粘度变 不当 1、更换油液，使其粘度下降 2、设置用于低温时的加热器 3、修理油温控制装置 4、更换或修理元件，也可换成低粘宜） 4、换油 3、换油 用的粘度不符 件 或修检冷却系统 2、更换油液或元原因 控制措施 2、泵吸油阻抗而产生2、忽视了工作油气蚀 的降温 性 高 3、滤油阻抗增大而引3、低温下的油温起故障 控制不良 4、配管阻抗引起压力4、标准元件上使损失，使输出压力降低 用了高粘度的工作 油 度的工作油 5、更换油液或元件 5、控制阀的动作滞后 或动作不良 5、使用的油液粘度不当

二、防锈性能的变化：

为了防止油液被污染，使有关零件金属表面不生锈，可在油液中加防锈添加剂，它能牢固地吸附在金属表面上，形成保护膜，但油液变质后，这种保护膜就会被破坏，产生故障，如表所示：

故障现象 原因 控制措施 1、滑动部分生锈，1、透 平油等防锈性1、改用防锈性能较影响控制阀动作不良 能差的油中混有水 2、工作油中含水超好的工作油 2、采取措施，防止水混入油中 2、脱锈，失去防锈过规定 性能 3、从开始发生，逐渐3、进行清洗和防锈发展恶化 处理 4、检查工作油的性质 3、因生锈的颗粒使4、添加剂的影响 动作不良，甚至发生 伤痕 5、工作油劣化，油中 5、尽量防止油液劣化、污染 6、定期清洗或更换过滤器，检查冷却器，不要有渗漏现象 4、其他金属的腐蚀混入腐蚀物 （如铝、铜、铁等） 6、油中混入水份而5、随着气蚀发生腐发生气蚀 蚀 6、过滤器、冷却器的局部腐蚀 防锈性能变化引起的故障

三、消泡性的变化

基本油液中加入一定的消泡剂，就可减少泡沫的生成或加速泡沫的破坏。

泡沫性变化引起的故障

故障现象 原因 控制措施

1、油箱中的工作油1、消泡剂已消耗完一、 换工作油，检

发生气泡，消泡作用了，吸油管进气或油面修吸油管或注油 不良

过低

一、 改进油箱或重

2、吸入气泡产生气2、工作油的性质不好 新设计新结构 蚀

3、执行元件抖动，动

作不良，而且动作滞后

四、抗乳化性的变化：

抗乳化性是指油液中混入水分后的油水分离能力。使用乳化液应特别注意清洁。若被尘埃污染，很容易分层，引起抗乳化性的变化。

抗乳化性能变化引起的故障

故障现象 1、因油液中的水分过多而生锈 2、工作油的劣化变质较快 原因 控制措施

3、工作油消泡性失效 一、 更换油液

1、工资油的性质劣化 1、应用抗乳化性较 好的工作油 2、工作油劣化，抗乳化2、更换油液 性能恶化，油水分离性 3、同上 3、阀、泵等元件因能低 水分而发生气蚀和3、同上 水点腐蚀 五、润滑性能的变化：

润滑性能是油液在金属表面上形成老牢固油膜的能力。

润滑性能破环后引起的故障

故障现象 原因 控制措施 1、泵与马达处于边界1、油膜过薄或不能1、选用较好的油润滑状态，磨损增加。 形成，介质的性质变液，注意其润滑及例如：表面硬性刮伤；化。 固体颗粒的磨损；分子 造成的擦伤。 启动过程，增加润滑剂。 2、元件磨损增加，寿命 及性能降低。 2、工作油劣化，流入2、更换油液 3、执行机构性能及寿杂质污物 命降低 3、粘度下降，污物增3、更换油液 加 六、污染度的变化

液压油的污染度包括水分和机械杂质两项指标，这两个指标对液压油的污染，特别对于伺服阀里紧密配合的滑阀间隔（仅2～5μm），影响极大，可见，对油液的污染度必须严格控制。

液压油的污染变化引起的故障

故障现象 原因 控制措施 1、油泵出现异常磨1、装配时，原件及配管1、注意情况、安装损，粘附或被卡住。 内的附着物脱落，尘埃和密封，定期抽样2、控制压力阀、流量进入。 调节及伺服，发动作性 能不良。 3、过滤器堵的较快 检查，加强过滤 2、注意环境污染，2、运行中由外部混入加强密封和维护或杂质的污物 重新研究装置 3、有效地使用过3、滑动部分的磨损微滤器、清洗、检查 粒

七、其它性质的变化

劣化极低温流动性变化引起的故障

性质 劣化 故障现象 原因 控制措施 1、元件动作不良 1、在高温下使用，1、避免长期在 产生油泥氧化 60℃以上的高度2、元件金属表面2、水分、金属微粒下使用。 被腐蚀 等杂质加速劣化。 2、清除杂质污物 3、因防锈性、抗乳3、局部温度过高。 化性的降低，而产生故障 3、禁止局部加速或进行局部冷却 在低于流动点时，1、工作油液的性质正确选择工作油液和添加剂 低温流既没有工作油液所不对 动性 具有的良好流动2、添加剂用的不对 性，因而不能使用 总之，油液的污染会给液压系统造成多方面的故障。目前，国内外对控制液压油的污染非常重视。制定了污染度标准和等级。发展了相应的检测仪器。例如,Yc—100—20型便携油液污染检测器，现场使用非常方便、测定一次进十分钟。可以做到污染度预报。

为了控制油液污染，发展了新型滤油器，使伺服阀寿命提高了数倍（高压滤油器的滤油精度可达1μ）。控制油箱污染的措施是采用密封式油箱（如图）；在油箱中装45页永磁体，以吸收混入油中的铁粉杂质。

第三章 液压系统故障预兆

液压系统大部分故障并非突然发生，总有一些预兆。如振动与噪声、冲击、爬行、污染、气穴和泄漏等。发展到一定程度，即产生故障。如果这些现象能及时发现，并加以适当控制或排除，系统的故障就可以相对减少。

§3—1振动与噪声

振动与噪声是同一物理现象的两个方面。当液压系统产生振动，除本身具有一定的振幅和频率外，同时还伴随着噪声。

一、振动： 1、振动的来源

液压系统的振动可能来自机械系统、油泵与油马达、阀类元件和管道内液流的振荡等。 2、造成的后果

振动一旦发生，不仅影响主机性能，而且会产生故障。 3、解决方法

在安装、维护和使用上尽可能减少或控制一切振源，特别是共振（液压系统的共振多发生在控制阀与管路上）。

二、噪声：没有一定频率和声强无规律地组合在一起的声音称为噪声。

（一）液压系统噪声的来源主要有下列几个方面： 1、油泵和油马达质量不好。

2、进入空气是液压系统产生噪声的主要原因：液压系统进入空气后，

就产生“空穴”现象。 3、流体多对阀体壁的冲击。

4、由于阀的动作造成压力差很大的两个油路连接时产生液压冲击，使管道与压力容器等振荡而形成噪声。 5、机械系统振动引起的噪声。

总之，液压系统的噪声来源及传播是一个复杂问题，它不仅与元件结构，加工和装配质量有关；而且与系统的设计，安装和使用维护都有密切的关系。

（二）降低或控制液压系统噪声的主要措施有: 1、防止液压油中混入空气。 2、防止泵和阀中产生“空穴”现象。 3、防止管道内产生紊流和涡流。

4、减少或吸收管道内的压力脉动（如在泵的出口安装消声装置） 5、设置防振垫（或支架）及有关隔振措施等。

§3—2 液压冲击

液压冲击，使系统的稳定性和可靠性降低，甚至发生故障。 一、液压冲击发生的原因及其危害。

1、液压冲击：在液压系统管道内流动的液体由于快速换向或突然关闭各种阀，将使瞬时压力值增到极大，这种现象称为液压冲击。 2、液压冲击发生的原因： ①管道内瞬间流速的改变。 ②液压元件灵敏度不高。

③液压元件动作滞后。 ④溢流阀不能及时打开。

⑤控制阀关闭后，高速运动部件在惯性力的作用下仍继续运动，需要经过一段时间才能完全停止，这种情况也会引起系统压力瞬时急剧上升，产生液压冲击。 3、危害：

①产生巨大的振动与噪声。 ②油温升高。

③使密封装置、管件及其他元件损坏。 二、减小或防止液压冲击的措施 1、减慢液流的换向速度：

对于电液换向阀可控制先导阀的流量，以减缓滑阀的换向速度。 选用元件时，尽可能用带阻尼器的换向阀。

2、在阀的前面设置蓄能器，以减小冲击波传播的距离，使控制阀突然关闭或换向所引起的液压冲击得到缓冲。

3、

4、加大管道通径，尽量缩短管道的长度或采用橡胶软管，均可减小液压冲击。

5、在系统冲击源前设置安全阀，可起卸荷作用。

§3—3 气穴与气蚀

气穴（空穴）与气蚀是液压系统中常易出现的不利现象，危害很大。

一、气穴与气蚀现象：

1、当压力低于空气分离压力时，溶解于液体中的空气就被分离出来，以气泡的形式存在于液体中，在油中占据一定的空间，使油液变得不连续，这种现象称为气穴现象。

2、气穴发生后，气泡随着液流进入高压区，并被急剧破坏或缩小，而原来所占据的空间形成了真空。四周液体质点以极大的速度冲向真

空区域，产生局部液压冲击，将质点的动能突然变成压力能和热能。当这种液压冲击发生在金属边壁上时，会加剧金属氧化腐蚀，使金属零件表面逐步形成麻点。严重时，会使表面脱落，出现小坑，这种现象称为气蚀。

二、气穴与气蚀发生的部位：

气穴发生在液流的低压区，气蚀发生在高压区内。 1、节流部位的气穴

2、油泵中的气穴现象主要决定油泵的吸油高度、吸油速度和管路中的压力损失。

三、气穴与气蚀的检测： 1、在油泵进口处装一个真空表

2、凭经验听油泵发出的声音是否正常，气蚀的油泵会发出啸叫声。 3、通过故障现象测定：例如：油泵吸油不足或输出油量降低，都会使油缸或油马达动作减慢，系统动作变迟钝。 四、气穴与气蚀的危害及控制措施： （一）危害： 1、使工作性能恶化 2、使容积效率降低 3、损坏零件 4、缩短管道机械寿命 5、使系统压力和流量受到影响 6、产生液压冲击、振动和噪声等

第一节 控制措施：

1、使系统油压高于空气分离压：一般矿物油的含气量为10%，油温在50℃时的空气分离压约为0.4×105Pa的绝对压力。

2、为防止小孔及控制阀类等节流部位产生气穴，节流前后压力比应小于3.5。

3、油泵应有足够的管径，避免狭窄通道或急剧转弯，油泵离油面不能太高，以保证吸油管中各处压力不低于空气分离压力。尽可能减小油泵的吸油阻力。另外，油液在泵内的流速不能太大，即油泵的转速不能太高。

4、尽可能降低油液中空气的含量，避免压力油与气体直接接触而增加溶解量，管接头与元件的密封要好，以防空气侵入。要防止吸油管口吸入气泡；回油管应插入液面以下，以防止回油把空气冲入油中；减少油液中的机械杂质，因为机械杂质的表面往往附有一层薄的空气。

§3—4 爬行

所谓“爬行”就是执行元件低速运动时出现时断时续的速度不匀现象。

“爬行”的后果：导致系统工作稳定性的恶化，在加工机床液压系统中，爬行会严重影响产品加工精度、光洁度，缩短机构或刀具的使用寿命。

一、产生爬行的原因：与摩擦力有关 1、润滑条件不良

2、系统中侵入空气是产生爬行的重要原因

3、机械刚性过低、装置不当或零件变形、磨损及尺寸超差等（都会引起摩擦力显著变化而产生爬行） 4、液压系统压力脉动较大或系统压力过低 二、防止爬行的方法：

1、保证液压系统有足够的刚性：液压传动比机械传动刚度低，容易产生爬行。

2、保持足够的润滑，尽量减少摩擦力的影响。 3、采用导轨油（目前行之有效的方法） 4、换装在最小流量下能保持性能稳定的调速阀。

§3—5 液压卡紧

已在《液压传动》中讲述

§3—6 液压系统温升

液压系统总的能量损失包括压力损失、容积损失和机械损失。传动过程中，这些能量损失转化为热能，一部分散到大气中去，另一部分传到液压元件和油中，使系统产生温升。如果油路和油箱设计不当，散热不好，则温升更高，甚至导致故障。

一、液压系统油温过高的危害：一般液压系统工作温度为30℃～60℃ 1、油液粘度下降，泄漏增加，油泵容积效率和整个系统效率显著下降。

2、引起膨胀系数不同的运动体之间间隙变化。间隙变小，会使动作不灵或“卡死”；间隙变大，会造成泄漏增加，使工作性能及精度降低。

3、油液氧化加剧，油的使用寿命降低。油液形成胶状物质，能堵塞节流小孔，使之不能正常工作。水—油乳化液过热时，会分解而失去

工作能力。

4、使橡胶密封体、软管早期老化失效，丧失机能，降低使用寿命。

5、对机构精度和滤油器有一定影响。 二、造成油温过高的原因： 1、设计不当或使用时压力调整不当 2、周围环境温度较高 3、泄漏比较严重

4、系统缺少卸荷回路或卸荷回路动作不良 5、散热性能不良

6、误用粘度过高的油液，引起液流压力损失过大 三、温升的控制：

1、根据不同设备，油液的不同牌号、不同地区和季节把油温控制在适当的范围内 2、更换油的粘度 3、检查污染程度 4、更换油液

5、检查油泵、阀元件磨损情况

6、检查管道、滤油器及节流口的堵塞情况，并加以疏通

§3—7 液压系统泄漏

泄漏，仍是液压设备存在的共性问题。这个问题的解决，关系到液压系统的实际工作质量，它将直接影响液压技术的发展和普及。 一、液压系统漏油的危害：

一． 二． 三． 四．

效率显著降低，能耗增加 系统工作的可靠性降低

产品（特别是轻纺产品、食品等）及环境污染

由于密封不良，外界污物容易侵入，造成恶性循环，使主机或

元件早期磨损

二、系统漏油的原因及其预防： 1、由于加工不良而造成泄漏

①密封槽过深或过浅、相对运动件的密封接触面椭圆度、锥度超差等，使0型密封圈安装后很难得到均匀准确的压缩量

例如：在圆柱面上，轴和孔的环形槽都易车深或挖浅使0型圈的压缩量不够（或根本无压缩量），以致产生漏油。这种情况在低压时可能不明显，甚至不漏，但在高压时就比较严重。

例如：平面密封时，若0型密封槽太浅，将造成安装时槽卡不住0型圈，容易脱出，甚至还可能把密封圈挤到结合面之间。短时间可能不漏，但时间长了，挤在结合面间的那部分橡胶就要被高压油挤出去，产生漏油。

②平面密封的固定螺孔深度不合适。若用原来设计的螺钉来连接，就显得长了，表面看起来已经拧紧，而实际两个平面并未贴紧，密封不严，产生漏油。高压时，甚至会把密封圈挤坏。 ③平面密封部分的定位误差引起漏油：

泵（阀）体四个螺孔位置与法兰盘上四个通孔位置，由于加工产生误差，1和2的轴线不重合，产生一个偏心e，致使阀体孔一边落在0型密封圈平均直径的外边，，结果产生间隙，造成漏油。

④在同一平面内装有多个0型密封圈，其尺寸可能不同，其安装槽又有止口型和凹槽型两种：

除前述原因造成漏油外，还有端面上的压力不够，压缩量不均匀、止口尺寸较小、0型圈在工作时易脱出，结合面不平行。平面和螺孔不垂直、结合面的光洁度太差。凹槽边缘太薄，受力后产生卷边现象等都是漏油的根源（尤其在高压工况下）

⑤使用组合密封垫的地方，若孔（包括螺孔）的倒角加工太大就会产

生漏油。

⑥密封面粗糙造成泄漏：

如果密封面加工粗糙，则管接头旋紧时，就会划伤密封圈表面。严重时，会使组合密封圈的挂胶尖部软掉，使密封失效产生泄漏，所以有的工厂采用经过软化处理的紫铜垫（硬度HB=32～45）,代替组合密封圈，但一般只能用一次：如拆卸后再用，密封效果大大降低。 2、由于安装（装配）不当而造成泄漏

①管接头的安装：管接头漏油在泄漏事故中占的比例较大。 一、管接头在紧固螺母和接头上的螺纹要配合适当，过松或过紧都会漏油。

二、安装接头要注意对中。 三、密封带及密封剂的使用：

密封带的缠向必须顺着螺纹旋向，一般1圈～2圈。缠的层数多，工作过程接头容易松动，反而会泄漏。若用液态尼龙密封剂作为螺纹与扣之间的填料，温度不得超过60℃，否则就会溶化而从扣中溢出。 d、用扩口薄管接头：先将紫铜管退火，然后再加工成园而光滑的喇

叭口。

e、焊接管接头与管道的连接：

②、安装U型密封圈时，压紧力过大会产生卷唇现象，造成泄漏。 ③、油封的漏油。

3、由于维护及选用材质不当而引起的泄漏 ①、密封圈表面损伤造成密封泄漏。 ②、间隙咬伤及密封圈翻扭引起泄漏：

密封圈材质较软，密封间隙较大，又常在高压往复运动下工作，

很容易被挤入间隙咬伤。因此，密封圈在高压下往复运动工作时，应尽量减小间隙，选用较硬的密封圈；

例如：0型密封圈在系统工作压力10MPa时，运动径向间隙为0.2mm。如选用密封材料硬度为HS70,会出现挤出现象，材料硬度为HS80，就可避免0型密封圈挤入间隙。

③、油液污染后，会损坏密封，造成泄漏。

④、提高密封圈质量：应从材质的选用，几何形状和加工精度三方面加以控制。

总之，液压系统的泄漏涉及面很广，原因很多。如果从结构设计，制造工艺，材质选择，模具制造，污染控制，维护使用等方面都认真控制，漏油问题是可以解决的。

§3-8治漏措施举例

例1、分片式多路阀片间漏油原因及解决措施。

ZFS-L20H2-Y*M-T型串联油路换向阀为分片式结构（每片换向阀做成一片，用螺栓连接起来）。由进油阀片，出油阀片和若干块中间

阀片组成，在横向冲击发现有漏油现象。 漏油原因：

1、换向冲击时，双头螺栓承受周期性拉力负荷。升压时，螺栓受拉伸。降压时，恢复原状而收缩。这样，多路阀阀片微观上呈现一张一合状态，因而向外渗油。当压力为21MPa时，其最大张口量为0.05～0.15mm，压力愈高，渗油愈严重。

2、0型圈底面加工粗糙，压力油外渗。降压时，阀片间张口闭合，油液被挤，向外渗漏。 治漏措施：

1、0型圈槽底面采取挤压和喷镀金刚石棒研磨的工艺，提高底面光

洁度，使其达到▽6。

2、选择优质0型圈，保证有良好的密封性能 3、双头螺栓采用高强度的金刚材料。 （阀片渗漏问题已基本上解决）

4、片间可增加一个回油通道，把微渗的有引回油箱，以彻底解决渗漏。

例2、某工厂生产的3MPa系列二位二通换向阀，使用时，经常出现阀体安装结合面有渗漏现象，无论怎样拧紧螺钉或更换0型密封圈均不能解决，经查找分析，泄漏的原因是由阀的结构和制造工艺不良造成的。在阀体安装面上有两个小孔，上面装有钢球堵塞，压装钢球时，孔口受挤压往往因发生塑性变形而鼓起，造成孔口边缘部分高于阀体安装平面。（如图a）

因此，无论如何拧紧螺钉，阀体平面与安装底板之间始终存在间隙，从而影响了结合面上各油口0型密封圈的压紧，产生泄漏。 原因查清后，把钢球打入孔内，用细油石把小孔边缘突起部分仔细修磨平整。（如图b）重新安装使用，不再出现外泄漏现象。 例3：法兰盘结合面漏油：

一对法兰盘的结合面，原来没有漏油现象，由于维修其他部位而将它拆开，再装配时，螺栓拧紧后就有渗漏现象。

经查明，在装配时，法兰盘已转过一个角度（90°或180°）。原因是由加工误差所造成。原装配时，把相结合的两个法兰盘位置误差同偏一个方向，结果误差消除了。通油孔仍可密封住。二次装配时，因位置相对改变，两法兰盘的位置误差朝相反方向偏移，结果误差增大了。通油孔处的0型密封圈封不住油，产生泄漏。

第四章 油缸的故障与控制

油缸主要由两个组件（缸桶和活塞）和三个装置（密封装置、排气装置、缓冲装置）所组成。

从加工、装配到安装、调试和到维护都必须保证质量和认真检查，否则容易出现故障。

油缸的常见故障：推力不足或动作不稳定、爬行、油液泄露、密封损坏、液压冲击、异常声响与振动等，这些故障可能单一出现，也可能同时出现。

第二节

推力不足或动作不稳

油缸推力不足或动作不稳定会使力和速度都不能满足工作需要。 其主要原因： 一、 缸内泄露：

1 泄露的原因：油缸与活塞因磨损而间隙过大，若活塞装上密封圈，则因磨损或密封圈老化而失去密封作用。

2 清除的措施：更换活塞或密封圈，保持合理的间隙。 3 若油缸经常使用的只是某一部分，则局部磨损严重，间隙增大，缸内泄露。此时，可重磨缸径、重配活塞。

二、油缸内部别劲，动作阻力过大，使油缸的速度随行程位置的不同而变化。

产生这种现象的原因：由于装配质量差说引起。（活塞杆密封压得太紧、活塞杆较长、在滑动部位造成过大的压力）或污物进入油缸的滑动部位 （特别是颗粒状污物）

三、 若溢流阀进入赃物，则阀芯处于常开状态，油液自动流回油

箱，油缸内无油液流入。

若负荷过大，溢流阀的调整压力虽已已达到最大额定值，但油缸仍得不到连续动作动作所需的力，油缸不动作。若调整压力较低，达不到负荷所需的推力，则表现压力不足，推力不够。这些问题均发生在溢流阀上，故应检查溢流阀。

四、1.油缸内有空气或油泵供油不足，会使油缸动作不稳定（或动作迟缓）。

消除的办法：排除油缸内的空气或检查油泵。

2.还有一种情况，从压力表上显示的缸内压力足够，但油缸仍推不动。

产生这种现象的原因：一般是活塞侧面与缸盖接触较紧，压力油进不去或有效工作面积太小，不能产生足够推力使油缸动作。（有图第

66页）

第二节 爬行

油缸的爬行现象一般在低速时容易产生。出现爬行后，将使油缸动

作不稳定。

产生爬行的原因： 一、 油缸别劲引起爬行：

别劲的原因：由于装配不当，零件的变形与磨损或形位公差超限等。

解决的方法：重修调整

二、润滑不良或油缸孔径加工超差导致爬行

活塞与缸体、导套与活塞杆等均有相对运动，如果润滑不良或油缸孔径加工超差就会加剧磨损，使油缸孔径直线性降低（称为局部腰鼓形）。这样活塞在油缸内移动时摩擦阻力时大时小，因而产生爬行。

消除的办法：先修磨油缸，再按配合要求配制活塞、修磨活塞杆、配制导套。

三、油缸密封不良引起爬行：

密封性能的好坏与爬行直接有关，O型密封圈在低压下使用时，与U型比较，由于面压较高，动静摩擦力之差较大，易产生爬行。 U型密封圈的面压随着压力提高而增大，虽然密封效果也相应提高，但动静摩擦阻力之差也变大了。内压增加，影响橡胶的弹性，由于唇缘的接触阻力较大，密封圈将发生倾翻及唇缘伸长，引起爬行。为防止U型密封圈倾翻，可采用支承环来保持密封圈的稳定。（有图

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/e4bx.html