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液压元件/液力元件 |
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液压传动系统的故障分析 |
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作者： |
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摘要：针对液压传动系统故障隐形难以查找的问题，以液压泵气穴故障分析为例，以液压传动知识为基础，进行了故障的逻辑分析。
关键词：液压传动系统；气穴；故障；分析
液压传动具有能容量大、反应快、易控制、输出力(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。工程技术人员需凭借自身的专业技术功底、液压传动基础知识、液压元件原理构造及基本回路知识进行故障分析。
1 故障划分
故障划分如图1所示。
图1 故障划分
2 查找步骤
查找故障的步骤见图2所示。
图2 查找故障的步骤
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。
4 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。
故障名称：液压泵气穴；故障现象：振动、噪音、气蚀；主要原因：泵吸油口压力低于气体分离压，或吸入空气。
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了分析，可推导出泵的吸油口压力为：
式中：pa为油箱液面压力，ρ为液体密度，g为重力加速度，α为动量修正系数，v为液流速度，Δpω为总压力损失，H为泵吸油高度。 总压力损失
其中：Δp为滤油器压力损失，Δpλ沿程压力损失，Δpλ＝λ1v2／2gd，Δpζ为局部压力损失，Δpζ＝ζv2／2g。
经推导分析得能引起p下降的变量即为产生故障的原因： ①油箱液面压力pa过低——油箱透气孔堵塞； ②泵吸油口液流速度v过高(v＝q／A＝Vn／Aηv)——电动机转速高； 其中：q为流量，A为过流截面，V为泵排量，ηV为容积效率； ③滤油器压力损失Δp过大——滤芯堵塞等； ④沿程阻力系数λ过大(λ∝l／Re＝γ／vd)——油温低，粘度大； 其中：Re为雷诺数，γ为油液运动粘度。 ⑤吸油管的总长度l过高——过长； ⑥吸油管的内径d过细——过细； ⑦局部阻力系数ζ过大为管道弯折、压扁、堵塞等； ⑧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。
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。
(end)
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(6/24/2004) |
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