液压故障诊断复习题

液压故障诊断

1、液压故障诊断的概念

?液压故障诊断，是对机械设备液压系统的运行状态进行判断是正常或非正常，是否发生了液压故障，并且当液压系统发生故障之后，以确定液压设备发生故障的部位及产生故障的性质和原因。

3、故障诊断的过程包括三个部分:

1）、信息的采集。从保证故障诊断的准确度来看，采集到能准确反映液压系统状态的信号是一个关键环节，因此在设计诊断方法时，选定什么样的传感器，是一个关键性问题。2）、故障信号处理( 数据处理 )。从采集出的故障信号中取出诊断所需的特征参数。信号处理技术的另一个重要作用，是寻找诊断用的特征指标，要求这个指标对系统故障具有敏感性。3）、状态识别、判断和预报。根据特征参数，参照某种规范，利用各种知识和经验，对液压设备运行状态进行识别，对早期故障进行诊断，并对其发展趋势进行预测，为下一步的设备维修决策提供技术依据。

4、轴向柱塞泵故障判据容积效率下降到低于合格品指标的5% ；滑动摩擦副表面出现拉丝、粘铜或烧蚀；滚动体出现疲劳剥蚀；零部件出现损坏断裂；变量机构失灵，或变量机构的变量特性低于合格品指标的 10% 以上；有滴状外漏。

5、齿轮泵故障判据容积效率下降到低于合格品指标的5% ；齿轮端面等摩擦副表面出现拉丝、粘铜或烧蚀；轴承处出现剥蚀或抱轴、咬死；零部件出现损坏、断裂；有滴状外漏（算做故障）。

6、试制液压设备调试阶段的故障

?试制的液压设备在调试阶段故障率最高。设计、制造、安装等质量问题交织在一起。经常出现的故障是：

?（1）外泄漏严重，主要发生在接头和有关元件的端盖处。

?（2）执行元件运动速度不稳定。

?（3）液压阀阀芯卡死、运动不灵活和运动不到位，导致执行元件动作失灵。

?（4）压力控制阀的阻尼孔堵塞，造成压力不稳定。

?（5）阀类元件漏装弹簧、密封件等零件，造成控制失灵。

?（6）液压系统设计不完善,液压元件选用不当,造成系统发热、噪声、振动、执行机构运动精度差等故障现象。

7、液压系统运行初期的故障

?液压系统经过调试阶段后，便进入正常生产运行阶段，此阶段故障特征是:

?（1）管接头因振动而松脱。

?（2）密封件质量差或由于装配不当而破损，造成泄漏。

?（ 3）管道或液压元件流道内的型砂、毛刺、切屑等污染物在油流的冲击下脱落，堵塞阻尼孔和滤油器，造成压力和速度不稳定等。

?（4）由于负荷大或外界散热条件差，油液温度过高，引起内外泄漏，导致压力和速度的变化。

8、按液压系统故障性质可以将故障分为突发性（急性）及缓发性（慢性）两种。

?突发性的特点是具有偶然性。它与使用时间无关，这类故障多发生在液压设备运行初期和后期。由于对这两个时期故障特征认识不足，认为新设备运行不会有什么大问题，或认为老设备过去一直很好用，

忽略了监测维护，因此易发生突发性故障。故障发生的区域及产生原因较为明显，如发生碰撞，元件内弹簧突然折断，管道破裂，异物堵塞流道，密封损坏，系统压力突然失调，速度突然下降，液压振动和噪声，油温急剧上升，控制信号失真，动作错乱，内外泄漏失控等故障现象。突发性故障往往与液压设备安装不当、维护不及时有关系。有时由于操作错误而发生破坏性故障。防止这类故障的主要措施是认识故障特征，加强管理维护。

缓发性故障的特点是与使用时间有关，尤其是在使用寿命的后期表现最为明显，主要是与磨损、腐蚀、疲劳、老化、污染等劣化因素有关，故障通常可以预防。

9、在对液压系统的初步诊断过程中具体应注意以下几点：

?1）、看，一般有六看：

?一看速度，指执行机构运动速度有无变化和异常现象。二看压力，指液压系统中各测压点的压力值大小，压力值有无波动现象。三看油液，观察油液是否清洁，是否变质，油液表面是否有泡沫，油量是否在规定的油标线范围内，油液的粘度是否符合要求等。四看泄漏，指液压管道各接头，阀板结合处，液压缸端盖，液压泵轴端等处是否有渗漏滴漏等现象。五看振动，指液压缸活塞杆、工作台等运动部件工作时有无因振动而跳动的现象。六看产品，根据液压设备加工出来的产品质量，判断运动机构的

工作状态、系统的工作压力和流量的稳定性。

?3）、摸，用手触摸允许摸的部件以便了解它们的工作状态。一般有四摸：

?一摸温升，用手摸液压泵、液压马达、油箱和阀类元件外壳表面，若接触两秒钟感到烫手，就应检查

温升过高的原因。

?二摸振动，用手摸运动部件和管子的振动情况，若有高频振动应检查产生的原因。

?三摸爬行，当工作机构在轻载低速运动时，用手摸工作机构有无爬行现象。

?四摸松紧程度，用受拧一下挡铁、微动开关和紧固螺钉等松紧程度。

4）听，用听觉判断液压系统工作是否正常一般要做到四听：

一听噪声，听液压泵和液压系统工作时的噪声是否过大，噪声的特征。溢流阀、顺序阀等压力控制元件是否有尖叫声。

二听冲击声，指工作机构液压缸换向时冲击声是否过大，液压缸活塞是否有撞击缸底的声音，换向阀换向时是否有撞击端盖的现象。

三听气蚀和困油的异常声，检查液压泵是否吸进空气，是否有严重困油现象。

四听敲打声，指液压泵运转时是否有因损坏引起的敲打声。

5）问，访问设备操作者，了解设备平时运行状况。一般有六问：

一问液压系统工作是否正常，液压泵有无异常现象。

二问液压油更换时间，滤网是否清洁。

三问发生事故前压力调节阀或速度调节阀是否调节过，有哪些不正常现象。

四问发生事故前对密封件或液压件是否更换过。

五问发生事故前后液压系统出现过哪些不正常现象。

六问过去经常出现过哪些故障，是怎样排除的，哪位维修人员对故障原因与排除方法比较清楚。

10、重新启动的步骤

?排除液压系统故障之后，不能操之过急而盲目启动。启动必须遵照一定的要求和程序。否则，旧的故

障排除了，新的故障会相继产生，其主要原因是缺乏周密思考，造成故障的根本问题没有分析清除，没有彻底解决故障的根源。比如，液压泵故障是因铁屑进入引起内部零件磨损而造成内泄漏严重，泵的容积校率下降，执行元件的动作缓慢无力，如果仅将液压泵修理好还是不够的，还应进一步检查铁屑是怎样进入的，油箱、管道中是否还有铁屑等污染物存在等问题。

11、工程机械对液压系统的要求

工程机械对液压系统主要要求是应保证主机具有良好的工作性能。为此液压系统应满足以下几个要求：

1）、当主机在工作载荷变化大，并有急剧冲击和振动的情况下工作时，系统要有足够的可靠性。

2）、系统应具有较完善的安全装置，如执行元件在过载时能实现安全保护而卸荷、缓冲和限速装置等。3）、减少系统的发热量，保证系统连续工作时液压油温不超过65℃。

4）、由于工程机械在野外作业为多，工作条件恶劣，为了保证系统和元件的正常工作，系统必须设置良好的加油、吸油及压油过滤装置。

5）、大型工程机械应考虑有应急能源，当原动机出现故障时能将工作机构在重力作用下回到安全的状态。为了减轻驾驶员劳动强度，可采用先导操纵控制。

6）、系统要尽可能简单、易于安装和维护修理。

12、所谓开式系统，指液压泵从液压油箱吸油，通过液压控制阀进入执行元件液压缸，执行元件的回油再经控制阀回油箱。这种系统结构较为简单。由于系统本身具有油箱，因此可以发挥油箱的散热、沉淀杂质的作用。但因油液常与空气接触，使空气易于渗入系统，导致工作机构运动的不平稳及其它不良后果。为了保证工作机构运动的平稳性，在系统的回油路上可设置背压阀，但又会引起附加能量的损失，使油温升高。

在闭式系统中，液压泵的输出压力油直接进入执行元件（如液压马达），执行元件的会由再流进泵的吸油口，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。闭式系统结构较为紧凑，由于补油泵能保证主泵的吸油口油一定的压力，有利于泵的吸油，系统与空气接触的机会较少，空气不易渗入系统，故传动的平稳性较好，油箱容量可以较小。工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了在开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。

13、节流调速：用定量泵供油，用节流阀或调速阀改变进入执行元件的流量而实现的调速。根据流量阀在回路中的位置不同可分为进油节流调速、回油节流调速和旁路节流调流三种。

容积调速：通过改变液压泵或液压马达的有效工作容积，即泵或马达的排量来进行的调速回路称为容

积调速回路。

?节流调速回路效率低、发热量大，适用于小功率液压系统，而采用变量泵或变量马达组成的容积调速回路，因无节流损失和溢流损失，故效率高、发热量小。

14、颗粒污染物的危害主要有以下几个方面：固体颗粒和胶状生成物堵塞过滤器，使液压泵吸油

困难，液压泵运转时产生振动、噪声，供油量和供油压力还会出现不足，以至于执行元件的动作缓慢无力；堵塞阀类元件小孔或缝隙，使阀动作失灵；使元件内部运动部件发生磨损，磨损产生的磨屑作新的污染颗粒进一步磨损零件的配合面，造成恶性循环，导致元件的性能下降甚至在短时间内损坏；固体颗粒也会擦伤密封件，使泄漏增加，容积效率降低等。

15、液压泵和液压马达的安装

1）液压泵或液压马达的驱动方式不当，是造成磨损、破坏、噪声、振动、冲击、发热和动力损失的根源，因而要安装同心，同轴度应在0.1mm以内，二者轴线倾角不大于1度。一般应采用挠性联结，避免用皮带或齿轮直接带动泵轴转动（单边受力），另外液压泵和马达的轴承部位的强度一般较弱，在用连轴器装配时比较理想的是轻轻地敲打即可推入、拔出，强烈打击会给泵和马达的轴承部位及本体造成变形或损伤。

2）液压泵的旋向要正确。泵和马达的进出油口不得接反，以免造成故障与事故。

3）液压泵与马达的安装支架或底板应有足够的刚度和强度，以防产生振动。

4）．液压泵的吸油高度不应超过使用说明书中的规定（一般为500mm），安装时应尽量靠近油箱液面，甚至在泵吸油时形成倒灌。

5）液压泵的吸油管不得漏气，以免空气进入液压系统而产生振动和噪声。

16、试车前的检查

（1）试车前对裸露在外表的液压元件、管路等再进行一次擦拭，保证液压系统外表清洁、无悬浮油滴，便于试车时检查泄漏情况。

（2）注意相互运动部分的润滑，在试车前应将各黄油加注口及其它滑动副加足润滑油，并应保证各运动副活动自如，无卡、碰现象发生。

（3）检查液压泵的旋向，为避免泵在无油状态下运转而发生磨损、烧坏等，应在其进油口加入同种液压油，再进行手动盘车直到出油口有油液排出为止，对柱塞泵还应通过泄漏口向泵壳体内加满液压油。检查油缸、液压马达及泵的进出油管是否接错。

（4）检查其它液压元件、管路等连接是否正确与安全可靠。

（5）检查各液压元件操作手柄位置，确认“中立”、“卸荷”等位置。

（6）旋松溢流阀手柄，适当拧紧安全阀手柄，使溢流阀处于最低溢流状态，流量阀的节流口调至最小开度。

17、空载试车

空载试车是在不带负载运转的条件下，全面检查液压系统的各液压元件、各辅助装置和系统中各回路工作是否正常；工作循环或各种动作是否符合要求。具体方法步骤如下：

1．开始运转时，要检查液压泵的实际转向是否与规定转向一致，液压油的吸入侧、输出侧是否正确。2．将液压泵起动、停止数次，在确认润滑完全形成之后才能连续运转。在运转过程中，液压泵应处于卸荷状态，检查泵的卸荷压力是否在允许范围内；检查配管、元件的泄漏情况；检查油箱内是否有过多泡沫，液面高度是否在规定范围内；检查是否有气蚀、噪音等异常现象。

3．缓慢调整压力阀、流量阀，使系统压力适当升高、通过流量阀的流量适当增大，操纵换向阀，检查液压缸或液压马达在空载下的运动情况。

4．排除液压系统内的气体。有排气阀的系统应先打开排气阀，使执行元件以最大行程多次往复运动，将空气排出；无排气阀的系统往复运动时间延长，从油箱内将系统中积存的气体排出。

5．将执行元件所驱动的工作机构固定，操作换向阀使其阀杆处于作业位置，调整溢流阀，检查在压力调整过程中溢流阀有无异常现象。

6．无负荷运转时间不少于30分钟。检查液压油温升情况（油温应为35～60度），停机后进行空气分离，清除杂质。

18、工程机械液压系统的维护除满足一般要求外，还应注意其一些特殊要求:

1．熟悉系统工作原理、主要液压件的功用和原理。

2．重点对系统的工作压力、流量、温度进行观察。

3．开启设备前注意油位、电磁阀是否处于原始状态。

5．冬季在开机工作前，要使液压泵空运转一会，使油箱内油温达到正常使用温度。

6．保持设备清洁，防止灰尘、金属磨粒、棉纱等杂质进入油箱。

7．保证定期检查及定期维护内容的进行，让故障消除在萌芽状态。

8．工程机械液压系统检修重点与检修项目的维护检修周期见表4-2所示。

20．液压缸的安装

1．充分分析负荷的大小方向、侧向负荷、偏心负荷对液压缸工作的影响，并采取相应的措施。

2．液压缸安装时，要检查活塞杆是否有划伤、拉痕、弯曲（尤其对长行程油缸）等，这些会对缸盖密封造成损坏，并加剧活塞杆的磨损。

3．液压缸的轴心线应与导轨平行，特别应注意活塞杆全部伸出时的情况。若二者不平行，会产生较大的侧向力，造成油缸别劲、换向不良、爬行和密封破损等故障。

4．活塞杆轴心线对两端支座安装基面的平行度误差不得大于0.05mm。

5．油缸进回油管的拆卸、相对运动部位的润滑等应方便。

21．液压元件的质量检查

液压元件的规格型号应与元件清单一致；查明元件的生产日期，若保存期限过长要注意其内部密封件的老化程度；各元件上的调节螺钉、手轮及其它配件应完好无损；液压元件所附带的密封件质量是否符合要求；元件及安装底板、集成块的安装面应平整、无锈蚀，其沟槽和连接油口不应有飞边、毛刺、磕碰凹痕等缺陷，油口内部应清洁；电磁阀的电磁铁应工作正常；油箱内部不能有锈蚀、附件应齐全，安装前应彻底清洗。

22．柱塞泵的常见故障与处理

1）整机上拆下泵、马达、阀之前，必须先进行整机外部的清洗，使用的工具及设备都应清洗干净。2）拆下的油管及元件上的通油口，两端口应用清洁的塞子堵住，以免灰尘异物进入。

3）在拆装过程中，应尽量保护密封面，以免损伤密封表面。

4）原则上柱塞应装回原柱塞孔内，以免影响容积效率。

5）当泵或马达内泄漏严重时应重点检查：配流盘和柱塞缸体的配合面是否有烧结、环形拉痕；柱塞和缸体柱塞孔的配合间隙是否超过规定，配合面是否有纵向拉伤；滑靴与斜盘的贴合面是否磨损或烧伤；检查中心弹簧是否发生永久疲劳变形或断裂。

23、（1）旋动调压手轮，加载后压力达不到规定值。

系统压力达不到规定值的主要原因：由于调压弹簧变形、断裂或弹力太弱；选用错误；调压弹簧行程不够；先导锥阀密封不良，世漏严重；远程遥控口泄漏；主阀芯与阀座（锥阀式）或与阀体孔（滑阀式）密封不良，泄漏严重等。可采用更换、研配等方法进行处理。

（2）系统压力上升后，立刻失压，旋动手轮再也不能调节起压力

该故障大多因主阀芯阻尼孔在使用中突然被污物堵塞所致。该阻尼孔堵塞后，系统油压直接作用于主阀芯下端面，此时系统上压，而一旦推动主阀上腔的存油顶开先导锥阀后，上腔卸压，主阀打开，系统立即卸压。即使系统压力下降，主阀也不能下降，主阀阀口开度不会减小；即便在停机时主阀芯关闭，一旦开机主阀芯会在很低的压力下被打开溢流。当主阀在全开状态时，若主阀芯被污物卡阻，也会出现上述现象。

（3）系统在超载时超压，甚至超高压，溢流阀不起溢流保护作用

当先导锥阀前的阻尼孔被堵塞后，油压纵然再高也无法作用和顶开先导锥阀阀芯，调压弹簧一直将锥阀关闭，先导阀不能溢流，主阀芯上、下腔压力始终相等。在主阀弹簧作用下，主阀一直关闭，不能打开，溢流阀失去限压溢流作用，系统压力随着负载的增高而增高，当执行元件运动到极限位置时，系统压力继续上升，甚至产生超高压现象。此时，很容易造成拉断螺栓、泵被打坏、管路爆裂等恶性事故。对上述故障，通过拆洗阀件即可排除

压力不稳定，脉动较大

（1）先导阀稳定性不好，锥阀与阀座同轴度不好，配合不良，或是油液污染严重，时有杂质卡夹锥阀，使锥阀运动不规则。处理时应该纠正阀座的安装，研修锥阀配合面，并控制油液的清洁度，清洗阀件。（2）油液中有气泡或油温太高。完全排除系统内的空气并采取措施降低油液温度即可。

压力调节反应迟缓

（1）弹簧刚度不当，或扭曲变形有卡阻现象，以更换适用弹簧为宜。

（2）主阀芯阻尼孔被杂质污物堵而不塞，但通流面积大为减少。应拆洗阀芯等零件，疏通孔道。（3）管路系统有空气。对执行元件进行全程运行，驱除系统内空气。

24、直流电磁换向阀阀芯不动作、电磁铁通电不换向；电磁铁断电阀芯不复位：

●1）阀芯被毛刺、毛边、垃圾等杂质卡住。

●2）板式阀的安装底板翘曲不平，阀体紧固螺钉旋紧后，引起阀体变形而卡住阀芯。

●3）复位弹簧折断或卡住。

●4）有专用泄油口的电磁铁，泄油口未接通油箱，或泄油管路背压太高造成阀芯“闷车”而不能移位。

●5）磁阀安装位置不正确，未使轴线处于水平状态，而是倾斜和垂直着，故由阀芯、衔铁自重等原因造成换向或复位不能正常到位。

●6）弹簧太硬，阀芯推移不动或推不到位；弹簧太软，在电磁铁断电后，阀芯不能自动复位。

●8）温度太高，阀芯受热膨胀卡住阀体孔。

●9）电磁铁损坏。

25、答：图示为液压联动总功率调节变量系统，每台泵各自有调节器，每一个调节器均为泵1和泵2的液压力与其弹簧力相平衡，通过变量调节缸来调节泵的斜盘摆角。当两个泵中任意一个输出的

压力升高（或同时升高）超过设定值，则调节器上液压力与弹簧力的平衡被打破，变量调节油缸推动两个泵的斜盘倾角变小；若负载压力减小则斜盘倾角被调大，系统流量增加，因而实现双泵同步变量。调节过程中，两泵摆角同时变化，输出流量也同时变化，两台泵功率总合始终保持恒定，使其不超过发动机的驱动功率。

26、在工程机械的行走液压系统常采用双向变量泵系统，由液压泵与液压马达组成闭式液压回路。其主要特点如下。

（1）采用容积调速系统，调速范围大。改变泵配流斜盘的角度，可实现流量的无级变化，并可实现机器的前进与后退，斜盘在中位时，实现摊铺机停车和制动。

（2）变量控制方式灵活、可靠，液压泵可采用电子比例控制，液压马达可采用液控。

27、液压缸的常见故障与排除

液压缸解体后，应检查缸筒内表面是否有纵向拉痕，形状误差是否超标，根据情况进行修理或更换；检查活塞杆的外表面是否有拉痕，表面镀铬层是否有脱落，形状误差是否超标，并是具体情况进行修理或更换；原则上将在装配前应将油缸内所有密封件全部更换。

密封件在安装时，应将被密封零件彻底清洗干净并涂清洁液压油，橡胶密封件应用清洁液压有清洗。O 形密封圈在安装时，应注意不要让零件锐边、毛刺（如果有应及时去除）划伤密封圈，密封圈在其沟槽内应自然弹出且不得有扭转变形；唇形密封圈在安装时，应注意密封圈的开口方向，由于该种密封圈在常温下较硬，安装比较困难，可在清洁液压油中加温（温度要适宜，否则密封圈会损坏）使其变软后安装。

28、交流电磁铁线圈烧毁

1）线圈绝缘不良，引起匝间短路而烧毁。必须更换线圈。

2）供电电压高出电磁铁额定电压，引起线圈过热而烧毁。

3）电源电压太低，使电磁铁电流过大，引起过热而烧毁线圈。

4）电磁铁铁芯轴线与阀芯轴线同轴度太差，衔铁吸合不了，引起过热而烧毁。此时，应将电磁铁拆开重新装配至规定精度。

5）电磁铁不能克服阀芯移动阻力，引起电流过大，使线圈过热而烧毁