張青[Qing]

摘　要：液壓系統是結構複雜且精[Jing]密度高的機[Ji]、電液綜合系統，其故障具有隐蔽性、交錯性、随機性差異[Yi]性等特點。而液壓系(Xi)統維修是保(Bao)持和恢複系統運(Yun)行、延長[Zhang]使用壽命的(De)重要條件，而維修性是與維修[Xiu]關系最為(Wei)密切的質(Zhi)量特性，是反映系統是否方便于維(Wei)修[Xiu]的一種特性，也是系統設計[Ji]時所[Suo]賦予一種固有特性。對液壓系統的維修[Xiu]性(Xing)進行研究(Jiu)，有利于提高其系(Xi)統的可維[Wei]護性(Xing)，從(Cong)而[Er]避[Bi]免液壓系統難于維修的境地[Di]，具有重要意義。

關鍵字：液壓故障[Zhang]  液壓[Ya]元件  維修

一、液壓故障的特性

液壓故障是指液壓(Ya)元件或系統喪失了(Le)應達到的功能及出現問(Wen)題的形式。其中喪失功能包括以下三種(Zhong)情況：一是完全[Quan]喪失[Shi]功能，指發生破壞性故障[Zhang]，如泵軸扭斷、電[Dian]磁鐵燒壞；二(Er)是[Shi]功能降低，指發(Fa)生功能性故障，如泵容積[Ji]效率下降、液壓缸速[Su]度減慢；三是誤操作，指錯誤操(Cao)作或裝配所引起的故障。而出[Chu]現問題則主要[Yao]是指液壓系統的噪(Zao)音和(He)振動[Dong]，如溢流[Liu]閥洩壓(Ya)時的(De)高頻振動聲、液壓沖擊引(Yin)起的振動與噪聲等。

液壓故障與一般的機構或電(Dian)氣故障相比，具有[You]以[Yi]下特點：

第一個是隐蔽性，液壓[Ya]系統[Tong]的故障往往發生于[Yu]系統内部，由于不便裝拆，現場檢測條件有限，難以直接觀測，如各類泵[Beng]、閥、液壓馬達、液(Ye)壓(Ya)缸等。由于表[Biao]面的(De)症狀個數有限，加上[Shang]随機性因素的影響(Xiang)，故障分析也很困難。

第二[Er]個是交錯性，液壓系統的故障，其症狀與原因之間存在(Zai)各種各樣[Yang]的重疊與交錯。一個症狀可能[Neng]有多種原(Yuan)因引起，如執行元件(Jian)的速(Su)度慢，引起的原因有：負載(Zai)過大、執行元件本身磨損(Sun)、導軌[Gui]誤差過大、系統内存在洩(Xie)漏口、調壓系統故障、調速系統故障(Zhang)等。一個症狀也可(Ke)能是由多個[Ge]故障(Zhang)源疊加起來(Lai)形成的，如泵[Beng]、換向閥和液壓(Ya)缸均處于[Yu]磨損狀态時，系統的效率(Lü)有較大幅度[Du]的下降，當逐(Zhu)一更換這些元件，系統效率也(Ye)逐步提高。

第三個是(Shi)随機性(Xing)，液壓系統在運行(Hang)過程中，受到各種随[Sui]機因(Yin)素的影響[Xiang]，如電網電壓的變(Bian)化、環境(Jing)溫度的變化、設[She]備工作任務的變化等，外界污染物的侵入也[Ye]是随機性的。由于諸(Zhu)如此類的(De)随機因素，故障[Zhang]具體發生(Sheng)的變化方向更不确定，會[Hui]造成判斷[Duan]與(Yu)定量分析的困難。第四個是差異性，由于設計、加工材料及應用環境的差[Cha]異，液壓元件的磨損劣化速度相差很大，一般(Ban)的液壓元件壽命标(Biao)準在現場很難應(Ying)用，隻有(You)對具(Ju)體的液壓[Ya]設備與液[Ye]壓(Ya)元(Yuan)件确定具體的(De)磨損評價标準，這[Zhe]又需要積累[Lei]長期的運行數據。

1.設備(Bei)液壓系統小修的内容[Rong]及要求

設備液壓系統的[De]小修[Xiu]是以操作者為主(Zhu)體，并在維修工人指導下，對設備進(Jin)行局部[Bu]解體和檢(Jian)查、清洗，并緊固連接件。其内容為：對油箱内油液進(Jin)行過濾，若發現(Xian)油液[Ye]變質，應更換油液；檢查濾網和空氣(Qi)濾清器，若發[Fa]現問[Wen]題應及時更換；清洗油箱内部和(He)外(Wai)表；對已[Yi]經發現有洩漏的兩[Liang]結合面(Mian)應更換密封(Feng)件；緊固管[Guan]接[Jie]頭、壓蓋(Gai)和法蘭盤上的螺栓[Shuan]及螺母；更(Geng)換有問題的的液壓油管；清除某些部位的明顯外(Wai)洩漏；檢查電磁閥電磁鐵[Tie]、壓力繼電器、行(Hang)程開關的電氣接線[Xian]是否良好。

2.設備(Bei)液壓[Ya]系統大修的内容及(Ji)要求

設備液壓系統的大修通常由專業維修人員(Yuan)進行，大修時(Shi)有[You]以(Yi)下幾點要求(Qiu)：

一是[Shi]更換液壓缸密封件，如液壓缸已無法修(Xiu)複，應成套更(Geng)換。對還能修(Xiu)複的活塞杆、活塞、柱塞[Sai]、缸筒等零件，其工作表面不[Bu]允許有裂縫和劃傷。修理後技術性能要滿足[Zu]使用要求；

二是(Shi)對[Dui]所有液壓閥(Fa)應[Ying]清洗，更換密封件、彈簧等易損件，對磨損嚴[Yan]重、技術性能已不(Bu)能滿足使用[Yong]要求的元[Yuan]件(Jian)，應更換；

三是(Shi)檢修液壓泵(Beng)，經過修理和[He]試驗，泵原來的主[Zhu]要技術性能指标均達到要求，才(Cai)能繼[Ji]續使用，否則應更換新泵(Beng)；

圖一[Yi]  液壓泵、聯軸器檢查

四是對壓力表要進[Jin]行性能測定和校正，若不合質量指[Zhi]标(Biao)，應更換新表，新壓(Ya)力表必須靈(Ling)活、可靠、字面清晰、指示準确[Que]，壓力表開關要達到調節靈敏，安全可靠[Kao]；

五是各種油管要清[Qing]洗幹淨，更?有問(Wen)題[Ti]的油管，如有(You)明顯(Xian)坑點[Dian]和敲擊班點的管子、高壓膠管[Guan]外皮(Pi)已有破損等嚴重缺(Que)陷等(Deng)，管道(Dao)排列要整齊，并(Bing)配齊管夾；

六[Liu]是油箱内部清洗[Xi]幹淨，空[Kong]氣[Qi]濾清器、過濾器不能(Neng)使用的要及時更換，油箱中的一切附件應配齊(Qi)，油位指示器(Qi)要清[Qing]晰、明顯（圖二[Er]）；

圖二(Er) 液壓單元油位和(He)油位指示器

七是全(Quan)部排油管均應(Ying)插入油面以下[Xia]，以防止産生泡[Pao]沫和吸入空氣(Qi)；

八是液(Ye)壓系統在規定[Ding]的工作速度和工作壓力[Li]範圍内?動時(Shi)，不應發生振動、噪聲以及(Ji)顯著沖擊等[Deng]現象；

九是系統工作時[Shi]油箱内不(Bu)應産(Chan)生泡沫。油箱内溫度不應超過55℃，系統連續工作時，其油溫不得超過[Guo]65℃。

3.液壓系統維修時(Shi)的注(Zhu)意(Yi)事項

(1) 系統[Tong]工作(Zuo)時及停機未洩壓時(Shi)或未切斷控[Kong]制電源時，禁止對系統進行[Hang]檢修，防止發生人身(Shen)傷亡事故。

(2)檢修現場一定要保持清潔[Jie]，拆除元件或松開(Kai)管件前應(Ying)清除其(Qi)外表面污物[Wu]，檢修[Xiu]過程中要[Yao]及(Ji)時用(Yong)清潔的護?把所有(You)暴(Bao)露的通道口[Kou]封好，防止污染物浸入系統，不允許在檢修現場進行打磨，施[Shi]工及焊接作業[Ye]。

(3) 檢修(Xiu)或更換元(Yuan)器件[Jian]時必須保持[Chi]清[Qing]潔，不得有砂粒[Li]、污垢、焊渣等(Deng)，可[Ke]以(Yi)先漂洗一下，再進行安裝。

(4) 更換密封件時，不允許用銳利的工具，注意不[Bu]得[De]碰傷密封件或[Huo]工作表(Biao)面(Mian)。

(5) 拆卸、分解液壓元件時要注意零部[Bu]件拆卸時的方向和順序(Xu)并妥善保存，不得丢(Diu)失，不要将其精(Jing)加(Jia)工表面碰傷。元件裝配時，各零部件必須清(Qing)洗幹淨。

(6) 安裝元[Yuan]件時，擰緊[Jin]力要均勻适當，防止(Zhi)造成閥體變形[Xing]，閥芯卡死或接合部[Bu]位漏油。

(7)油箱内[Nei]工作液的更換或補充，必須将新油通過(Guo)高精度濾油(You)車過濾後注入油(You)箱。工[Gong]作液牌号必須符合要求[Qiu]。

(8) 不允許在蓄能器殼體上[Shang]進行(Hang)焊接和加工，維(Wei)修不當可以造成嚴重事故。如發現問題應及時(Shi)送回制造廠[Chang]修理。

(9) 檢修完成後，需對檢修部位進行确認。無誤後，按液壓(Ya)系統調試一(Yi)節内容進行調整，并觀察(Cha)檢修部位，确認正常後，可投入運[Yun]行。

三(San)、液(Ye)壓系統主要元件磨損與洩露(Lu)

1.齒輪泵

齒輪泵(Beng)的内漏量居各種液(Ye)壓泵之首，故它的容積效率低。在一定轉(Zhuan)速和一定壓力[Li]下，對[Dui]無端面間隙補償的[De]齒輪[Lun]而言，洩露(Lu)的主(Zhu)要[Yao]原因是齒輪端面[Mian]與軸承座[Zuo]圈[Quan]或蓋闆之間[Jian]的間隙引起的[De]，此處洩露量[Liang]約占齒輪泵總洩(Xie)露量[Liang]的75％~80％，齒頂與[Yu]殼[Ke]體圓柱孔之間的間隙洩露量約為15％~20％，因(Yin)齒形誤差造成[Cheng]的齧(Nie)合點處的洩[Xie]露量[Liang]僅占4％~5％。至于高壓齒輪泵，一般采用安裝[Zhuang]軸向間隙補償裝置或者[Zhe]提高齒輪齒形和殼體的制造精度等[Deng]方[Fang]法來減少(Shao)洩露(Lu)量。齒輪泵零件(Jian)的(De)磨損是齒輪端面(Mian)間隙和齒頂間隙增大的[De]主要原因(Yin)。它将使齒[Chi]輪泵的主[Zhu]要工[Gong]作指标容積[Ji]下降。

圖三 齒(Chi)輪泵

2.油缸

油[You]缸内洩(Xie)漏嚴重将使油缸工作時表現[Xian]出推力不[Bu]足、速度下降(Jiang)、工(Gong)作不穩定。内洩漏主要是(Shi)因為活塞上的油封老化失效，密封[Feng]環磨損嚴重，封[Feng]油能力降(Jiang)低，活(Huo)塞與缸孔之[Zhi]間[Jian]間隙變大等。當高壓(Ya)油漏向低(Di)壓[Ya]腔時，将[Jiang]使活[Huo]塞兩側的壓力差減小，活塞推(Tui)動力下降[Jiang]。内洩漏使高壓腔的有效流量減少(Shao)，故活塞移動(Dong)速度減慢。

3.換向閥

換向閥因[Yin]滑閥與閥體[Ti]間磨損而使高壓油液較多地漏向低[Di]壓油腔時，同樣(Yang)會使執行元件[Jian]動作[Zuo]遲緩無力。換向(Xiang)閥高、低壓(Ya)油腔間在正常[Chang]情況下内洩漏較少。當油中磨料較多，磨損加[Jia]劇以及配合面[Mian]存[Cun]在幾何形狀誤差[Cha]時，内[Nei]洩漏量将(Jiang)急劇增加。由水(Shui)力學原理(Li)可知，其洩漏流[Liu]量是與單邊[Bian]間(Jian)隙的立方(Fang)成正(Zheng)比(Bi)的，因此間隙[Xi]随磨[Mo]損增大時(Shi)，内[Nei]洩漏量的增(Zeng)加也[Ye]是變(Bian)化(Hua)很快的。内洩(Xie)漏量(Liang)還與滑[Hua]閥和閥[Fa]體孔相對偏心[Xin]率(Lü)e的平方成正比，偏心率是(Shi)偏心量與平均間[Jian]隙的比值。故因磨損、加工等使[Shi]滑閥與閥[Fa]體不[Bu]同心或因幾(Ji)何形[Xing]狀誤差而間[Jian]隙不[Bu]均勻時，内洩漏量(Liang)将(Jiang)增大。

當滑閥和閥體(Ti)切斷油路的銳邊磨鈍時(Shi)，也将因不能迅速切[Qie]斷(Duan)油路而使執[Zhi]行元件工作滞(Zhi)後。系統中某些閥壓力調(Diao)整不當或其[Qi]他工作元件作用失效(Xiao)也會[Hui]産生洩漏，如(Ru)安全閥等(Deng)壓[Ya]力調[Diao]整過(Guo)低，閥[Fa]芯在開啟位置卡住(Zhu)，吸油路的濾[Lü]清器堵塞[Sai]等，都将使高壓腔(Qiang)油壓不足（在相(Xiang)同流量時）。       

4、密封元件的損[Sun]壞

液壓系統因密封(Feng)元件損壞是油液洩[Xie]露到系統之外稱(Cheng)為外洩露。外洩漏不但影[Ying]響液壓系統的工作性能，而且還造成環境的污染[Ran]和能源[Yuan]浪費，嚴重時(Shi)将會引起生産事[Shi]故。例如索道彎軌提升系統液壓缸[Gang]的[De]洩露就會造成(Cheng)彎軌提起緩慢或(Huo)者不能提起。外洩[Xie]漏(Lou)使油箱油面下(Xia)降，泵入空氣，影響系(Xi)統工作的穩[Wen]定性，甚至損(Sun)壞機件。外洩漏[Lou]直接後果(Guo)造成能源浪費。外洩(Xie)漏量[Liang]一般用HFI（Hy-draulic Fluid Index）值(Zhi)表示。HFI值是一年中向液壓系統[Tong]補充液壓油的容量與油箱的[De]容積[Ji]之比，若HFI=3，說(Shuo)明一年内補給液壓系統(Tong)的油量是油箱容積的3倍。一個液壓系統(Tong)的外洩漏(Lou)點很多，一個?複(Fu)雜的液壓系統(Tong)外洩漏點約有幾百處之多。如油液從高壓腔[Qiang]經(Jing)過活塞杆和導套(Tao)之間的間隙洩漏到系統(Tong)之外其洩[Xie]漏量占系統外洩漏[Lou]量的50%。

在高壓、高(Gao)頻脈動流體作用下，更容[Rong]易發生密[Mi]封元件沿間隙[Xi]被[Bei]擠出的現象，壓力[Li]流體(Ti)從一個方向[Xiang]或兩個方向而來[Lai]，密封件的損壞的狀況是不同的。相對運動部位的密封處應具有較小的摩擦因數，以減少[Shao]運動部件(Jian)的阻(Zu)力(Li)和磨損量。

圖[Tu]四 損壞的密(Mi)封圈

四[Si]、液壓[Ya]元件的維修[Xiu]

1.換向閥的修[Xiu]理

換向閥的作用是利用(Yong)閥芯(Xin)和閥體的相對運動，變換油液流動的方(Fang)向、通或關閉油路。換向閥的常(Chang)見故障有：一是閥芯不能(Neng)移動，二是電磁閥線圈燒毀，三是運(Yun)行中出現噪音。考慮到索道(Dao)安全高效運行極其重要(Yao)，所以對于損壞的換向[Xiang]閥(Fa)一般在查明[Ming]原因後予以局部（如線圈）或整[Zheng]體更換；如[Ru]無備件則需對閥進(Jin)行拆檢清洗維修，如能修複可應急使用(Yong)。

2.齒輪泵的修理

齒輪泵的常見故障有噪音大、排量不足或咬死等(Deng)，一般需更換新[Xin]件，需要注意試運行前要向泵内(Nei)注油，避(Bi)免幹[Gan]磨影響其使(Shi)用壽命甚至造成損壞。

3.液[Ye]壓缸的維修[Xiu]

液壓(Ya)缸可修理的内容與[Yu]方法如下：

（1）缸筒與活塞因磨損間隙增大到0.2mm以上或缸壁與活[Huo]塞有嚴重的劃痕時，可将缸筒進行镗、珩[Heng]磨[Mo]，消除劃痕[Hen]，同時注意消[Xiao]除錐度。珩磨[Mo]後表面粗糙(Cao)度應達到Ra0.32～0.16μm，圓柱度誤差不得大[Da]于0.015mm?然後配加大尺寸的活塞，使其恢複标[Biao]準間[Jian]隙。

（2）活塞杆表面[Mian]有劃痕，造成漏油（每2～3min滴一滴）時(Shi)，可以[Yi]用活塞杆表面刷塗膠液(Ye)或銀焊的方[Fang]法進行修複[Fu]。活塞(Sai)杆表面有較嚴重鏽蝕或在活塞[Sai]杆工作長度内表(Biao)面鍍鉻層嚴重脫落(Luo)時，可以先進[Jin]行磨削，之後再鍍鉻修複(Fu)。活塞杆上的[De]防塵圈失效，會使灰塵、切屑、砂子進入(Ru)液壓缸[Gang]，故應更換密封件。活塞杆彎曲變形值大于[Yu]規定值20%時，需進行[Hang]校(Xiao)正修複。

（3）液壓[Ya]缸内洩漏量超過産品規定值3倍以上時，會造[Zao]成液壓缸工[Gong]作效率明[Ming]顯[Xian]下降，應檢[Jian]查内洩漏原因。若是密封件失效，應更換密封件；若是活塞磨損後間隙(Xi)過大(Da)，應重對[Dui]活塞進(Jin)行研配修複。液壓缸兩[Liang]端蓋處有外洩漏，若是端蓋處密[Mi]封件[Jian]老化、破損，應更換密封件[Jian]；若是緊固螺(Luo)釘松動，應緊固；若[Ruo]是螺釘過長未能壓緊端蓋，應檢查[Cha]更換。

（4）緩沖式液壓缸的緩沖效果不好時(Shi)，必須對(Dui)緩沖[Chong]裝置進行檢修。若是采用單向節流閥(Fa)的緩沖裝[Zhuang]置，應檢查緩沖活塞與緩沖套(Tao)的配合間(Jian)隙，如有拉[La]毛、拉溝或間隙過大，應按圖紙重做，裝配後[Hou]還要對緩沖性能(Neng)進行試驗。

五、結束語

液壓技術的使用是現代社會工業重要的技術之一，且在各個行業[Ye]發揮着越來(Lai)越重要的作(Zuo)用。也因[Yin]為(Wei)這樣，機[Ji]械液壓設備在(Zai)日常使用中，由(You)于種種的原因(Yin)，會出現一些[Xie]故障，這就需要設備的治理維護人員做(Zuo)好檢修，及時發現問題，以提高設備[Bei]的使用運行效率。

本文選自2022年全國索道年會論文

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