液压传动系统的故障分析

　　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

　　查找故障的步骤见图2所示。

　　图2　查找故障的步骤

　　(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:p=pa-ρg (αv2/2g+Δpω/ρg+H) 。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Δpω=ΔpL+Δpλ+Δpζ。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。