快速液压缸液压系统故障分析.pdf

第 3 7卷第 1 期 2 0 1 5年 2月 甘肃冶金 GANS U METALLURGY Vo 1 ． 3 7 No． 1 F e b ． ， 2 0 1 5 文章编号 1 6 7 2 - 4 4 6 1 2 0 1 5 0 1 0 l 1 7 0 3 快 速液压 缸液压 系统故 障分 析 张 占军 中国铝业青 海分公 司， 青海西宁8 1 0 1 0 8 摘要 快速液压缸是在主活塞中设置了一个用于完成快速进给运动的快进柱塞缸。这种油缸套油缸的结构极其 容易出现油缸渗漏 、 密封损坏、 结构拉伤和油缸不动作的故障。如果快速液压缸的液压系统出现故障时能使用准 确的分析方法和合理的处理方式， 那么该液压系统的维修效率将会得到明显提高。这也会给生产方带来更大的效 益 。 关键词 快速液压缸 ； 液 压 ； 故障 ； 分析 中图分 类号 T HI 3 7 ． 5 1 文献标识码 B Fa u l t An a l y s i s o f Hy d r a u l i c S y s t e m i n Fa s t Hy d r a u l i c Cy l i n de r Z HA N G Z h a n - j u n C h i n a A l u mi n u m Q i n g h a i B r a n c h ， X i n i n g 8 1 0 1 0 8， C h i n a Abs t r a c tFa s t h y dr a ul i c c y l i n de r i s i n t h e ma i n pi s t o n s e t up a us e d t o c o mpl e t e t h e f a s t f e e d mo v e me n t f a s t i nt o t h e p l u n g e r c y l i n d e r ． T h e o i l c y l i n d e r l i n e r o i l c y l i n d e r s t r u c t u r e i s p r o n e t o d a ma g e o f c y l i n d e r l e a k a g e a n d s e a l i n g， s t r u c t u r a l s t r a i n， a r i d o i l c y l i n de r a c t i o n o f f a u l t． I f f a s t hy d r a u l i c c y l i nd e r o f t h e hy d r a u l i c s y s t e m f a i l u r e us e a c c ur a t e a na l y s i s me t h o d a n d r e a s o n a b l e w a y t o h a n d l e i t ，S O t h e ma i n t e n a n c e e ffic i e n c y o f t h e h y d r a u l i c s y s t e m wi l l b e i mp r o v e d o b v i o u s l y ． I t w i l l a l s o b r i ng g r e a t e r b e ne f i t t o pr o d u c e r s ． Ke y W o r d s f a s t h y d r a u l i c c y l i n d e r ； h y d r a u l i c ； f a u l t s ； a n a l y s i s 1 引言 快速液压缸 力士乐 r e x r o t h 液压缸清单中称 其为快速复位缸 是一种特殊结构液压缸 。该文将 从快速液压缸 的工作原理 、 常见故 障等方面进行讨 论 ， 便 于我们在使用 中更加有效 的判断快速液压缸 的各类故障。以下讨论 的原型为芬兰奥拓昆普公司 A U T O C U M P 生 产 的快 速液压 缸 ， 以后不 再另作 阐述 。 2 快速液压缸液压原理 快速缸是在主活塞中设置 了一个用于完成快速 进给运动的快进柱塞缸 A B油腔所在的油缸 。柱 塞伸出时首先 A油腔注油伸出 ， B油腔输 出液压油。 返 回时活塞 由 A C油腔同时输 出液压油 ， B油腔注 油。通过上述工作步骤快速液压缸进行正常往复工 作 图 1 。由于 A B油腔容积小 ， 所 以在保 证输入 流量不变的情况下可 以保证柱塞 油缸有较快 往返 速度。 快 速 液 压 油 缸 1 ． 快速缸外壁 ； 2 ． 柱塞缸外壁 ； 3 ． 柱塞缸法兰 固定 螺栓 ； 4 ． 柱塞 缸法 兰固定 碟簧 ； 5 ． 柱塞缸 法兰 固 定套管 ； 6 ． 介 冒； 7 ． 柱塞缸法兰 ； 8 ． 活塞杆 图 1 快速液压缸原理图 3 快速液压缸液压系统故障 我们以芬 兰奥 拓昆普公司 A U T O C U M P 磷铁 焉 嚣 1 1 8 甘肃冶金 第 3 7卷 环压脱机升降油缸液压系统为例来分析快速液压缸 的故障。快速液压缸液压系统图见图 2 。 1 ． 溢流 阀； 2 ． 换 向 阀； 3 ． 单 向节流 阀； 4 ． 换向 阀； 5 ． 泵 ； 6 ． 液控 单 向 阀 ； 7 ． 溢流阀 ； 8 ． 换 向阀 ； 9 ． 溢流阀 ； l 0 ． 两位 滑阀 ； l 1 ． 测压 点 ； 1 2测 压点 ； 1 3 ． 测压点 ； 1 4油缸 ； 1 5 ． 液压油箱 图 2 快速液压缸液压系统图 通过对上图的了解我们可以将液压系统分为能 源装置、 执行装置、 控制调节装置和辅助装置。我们 也可以在设备安装位置的不 同将这些装置等效成三 部分来分析。它们分别是油泵及泵头部分 、 液压 阀 部分和油缸部分 。下面将以上述三部分为基础分别 讨论快速液压缸液压系统的各类故障。 3 ． 1 油泵及泵头部分液压故障 该部分液压元件主要包括油泵 5 、 滑阀 1 0 、 溢流 阀 7 、 换向阀 9和换向阀 8 。这些液压元件主要负责 向整个液压系统提供第一次压力和功率调节的液压 油液。在液压油箱油位正常、 油温合适 、 液压油泵平 稳运行的情况下泵头部分液压系统主要出现的液压 故障见表 1 。 3 ． 2 液压控制阀部分液压故障 该部分液压元件主要包括溢 流阀 1 、 换 向阀 2 、 单向节流阀 3 、 换 向阀 4和测压点 1 1 、 1 2 、 1 3组成。 这些液压元件主要负责第 二次液压油的压力调整 、 高压油腔的压力控制 、 流量调节及启停 、 柱塞缸和主 表 1 泵头部分液压故障分析及处理方法 注意 上述各项判断分 析过程必须在主油泵平稳运行 ， 不进行各项功能操作的情况下手动进行 判断分析 。 油缸的启停功能。这部分液压系统的常见故障要准 确判断必须满足两个条件 首先 ， 不存在 3 ． 1 条 目中 存在的泵头部分液压系统故 障； 其次 ， 判断故障时需 要同时按住换向阀 8的一侧手动推杆与相应液压阀的 手动推杆， 不然判断出的液压故障就会出现错误。这 是因为换向阀 8阀芯不动作就意味着整个液压系统没 有压力。这样的情况下使用液压表无法判断故障原 因。该液压部分的故障判断处理方法依次见表 2 。 表 2 液压控制 阀部分液压故 障分析及处理方法 序号 故障现象 故障原因 判断步骤 处理方法 1 加 压 步 骤 无 压 力 或 压力低 换 向阀 2故障 溢流 阀 1故障 主缸故障 2 柱塞缸不动作 换向阀 4故障 主缸故障 按换向阀 2手动 推杆 观察 有无 如果有压力 波动则需要 对该换 向阀清洗或 者更换 。情况允许 压力波动。 时可以采用同种 中位机能 的三位 阀对该两位阀进行替换 。 调整溢流阀压力 调节旋钮 ， 观察 如果有压力波动则需 要调节加 压压力 到合 适值 。无 压力波 动 液压表压力波动。 则需要清洗或更换溢流 阀来判断故障。 如果上述处理都无效就需要对快速液压缸进行 故障判 断。 分别按换 向阀 4两 侧 的手动推 如果压力表两侧都显示 有压力 波动则需要 对该换 向阀进行 清 杆 ， 观察液压表是否有波动 。 洗或者更换。压力 表单侧有压力也需要清理该液压阀。 如果上述处理都无效就需要对快速液压缸进行故障判断。 3 ． 3 油缸部分液压故障 该部分液压系统 的主要元件包括单 向节流 阀 3 、 液控单 向阀 6和主缸 1 4组成 一般快速液压缸进 行主缸速度控制 的单 向节流阀和主缸复位油路控制 的液控单向阀都放置在该油缸进出油 口一侧 ， 它们 独立于液压油缸存在 。这些液压元件主要 负责调 瓣 6 _c o m 擦 S 橱 弹 啦 t le U l 4 E蜘 第 1 期 张占军 快速液压缸液压系统故障分析 1 1 9 整主缸升降速度与启闭及锁闭升降液压油路。该部 分最主要的故障点和难点是以柱塞进出油口的位置 来确定快速液压缸底部 的四条进出 口油路 。另外 ， 螺帽 6上方三道密封封闭的两条柱塞升降的液压油 路也故障较多 液压原理 图中下降油路在下 ， 上 升 油路在上 。该液压部分故障判断处理方法见表 3 。 表 3 油缸部分液压故障分析及处理方法 以上为快速液压 缸常见故障分析及其 判断步 骤。作为设备故障判断 中公认的难点之一 ， 要做到 液压系统故障的准确判断需要我们对该液压设备原 理和工作步骤有详细的认识 。只有对设备原理及实 际线路有一个整体的认识 ， 才能准确判断引发故障 现象的原 因。另一方 面， 自己多动手独立判 断故 障 也是一个方面。只有在故障判断 中不断验证 自己的 想法才能对液压系统有个准确的认识 。 4 结语 快速液压缸在工业和其它行业使用中已呈现出 增多的趋势。这归功于它在提供相同压力的情况下 有输出压力大、 缸体体积小、 反应速度快的优点。但 同时该油缸也存在结构 比活塞缸复杂、 造价高和故 障难判断的弊端 。今后 尚需进一步对该类型油缸 的 设计结构进行优化并改进才能进一步提高其综合使 用性能 。 参考文献 [ 1 ] 成大先． 机械设计手册 第五版 [ M] ． 北京 化学工业 出版社 ． [ 2 ] 刘延俊． 液压系统使用与维护 第二版 [ M] ． 北京 化 学工业 出版社 ． [ 3 ] 嘉培起． 液压缸 第一版 [ M] ． 北京 北京科学技术出 版社 ． 收稿 日期 2 0 1 4 - 0 7 1 6 作者简 介 张占军 1 9 8 4 一 ， 男 ， 2 0 0 7年毕 业于兰 州理工大 学机 电工 程学院 ， 机械工程师 。从事设备检修与维护工作 。 上接 第 1 1 6页 业的转型升级和产品结构调整 ， 又能促进我国各类 建筑和基础设施的质量升级 ， 推动建筑业的技术进 步和装备水平的提高， 具有显著 的经济效益和环境 效益 ， 这对促进我 国建筑业 和钢铁行业可持续发展 有重要意义。 中西部地区城镇化率低于东部， 因此未来建筑 钢材市场主要在中西部 。陕西作为丝绸之路经济带 的新起点和桥头堡 ， 着力于西咸国家级新 区、 “ 关天 经济区” 、 陕西城 际轻轨 、 地铁 、 高铁 等基础设施重 大项 目， 西安大都市圈及周边 中小城市群的建设 ， 陕 西建筑钢材需求很大。因此， 陕西推广应用高强钢 筋意义重大。 参考文献 [ 1 ] 龙莉 ， 罗安智． 国内外高强钢筋发展和现状分析[ J ] 冶金 管理 ， 2 o 1 2 1 1 3 8 4 3 ． [ 2 ] 住房和城乡建设部办公厅 工业和信息化部办公厅 住 房城乡建设部办公厅 工业和信息化部办公厅关于 2 0 1 3年 高强钢筋推广应用情况的通报， h t t p ／ ／ w w w ． mo h u r d ． g o v ． c n ， 2 01 3 ． 1 O． 0 7． [ 3 ] 陕西省冶金工业协会 陕西冶金工业 2 0 1 3年 1 1 月份 生产运行情况， h t t p ／ ／ s x y j ． s h a a n x i ． g o v ． c n ， 2 0 1 3 ． 1 2 ． 2 5 ． [ 4 ] 吕书斌， 张薇． 我国推广应用高强钢筋存在的问题及 对策建议[ J ] ． 建材技术与应用， 2 0 1 3 6 4 6 4 8 ． [ 5 ] 曾巧巧． 减量化用钢从高强钢筋开始 [ N] ． 中国冶金 报 ， 2 0 1 2 一 O 1 2 1 ． 收稿 日期 2 0 1 4 0 6 1 1 作者简介 赵巧玲 ， 女 ， 工程 师。现从事钢铁技术管理工作。 褰 嚣 黧 嘲 毒 譬 鬻