液压故障诊断复习题

液压故障诊断课外辅导

1、液压故障诊断的概念

液压故障诊斷，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。

2、故障诊断的过程包括三个部分：

IX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抬标，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。

3、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。

4、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）。

5、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。

6、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。

7、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。

8、在对液压系统的观察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。

2）、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，若有高频振动应检査产生的原因。

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。

3）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，检査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。

4）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。

9、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。要做好以下工作：

（1）确认故障是否彻底排除；

（2）确认液压系统是否进入污染物；

（3）确认零件、管路安装是否正确；

（4）确认所有电路连接正确；

（5）确认所有元件调整正确；

（6）确认液压泵和马达是否注满油液等。

10、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659。

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。

11、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。

12＞调速

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。

13、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。

14、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。

15、试车前的检査

（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, 便于试车时检査泄漏情况。

（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）检査液压泵的旋向，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，再进行手动盘车亶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。检査油缸、液压马达及泵的进出油管是否接错。

（4）检査其它液压元件、管路等连接是否正确与安全可靠。

（5）检査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。

16、空载试车

空载试车是在不带负载运转的条件下，全面检査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，要检査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，检査泵的卸荷压力是否在允许范围内：检査配管、元件的泄漏情况；检査油箱内是否有过多泡沫，液面高度是否在规定范围内；检査是否有气蚀、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，检査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，检査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。检査液压油温升情况（油温应为35?60度），停机后进行空气分离，清除杂质。

17、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，要检査活塞杆是否有划伤、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）油缸进回油仔的拆卸、相对运动部位的润滑等应方便。

液压元件的质量检査

液压元件的规格型号应与元件清单一致；査明元件的生产日期，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；电磯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。

19、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淸洗，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査：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; 检査中心弹簧是否发生永久疲劳变形或断裂。

20、溢流阀故障诊断

（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、代路爆裂等恶性事故。对上述故障，通过拆洗阀件即可排除

21、直流电磁换向阀阀芯不动作、电磁铁通电不换向的原因：

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。

22、交流电磁铁线圈烧毁的原因

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

23、液压缸的常见故障与排除

液压缸解体后，应检査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；检査活塞杆的外表面是否有拉痕，表面镀珞层是否有脱落，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。0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；屈形密封圈在安装时，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。

推力不足，速度下降的原因：

1）缸与活塞因磨损其配合间隙过大或活塞上的密封圈因装配和磨损致伤或老化损坏而失去密封而严重内泄。

2）液压缸工作段磨损不均匀，造成局部几何形状误差，致使局部段高低压腔密封性不良而内泄。

3）缸端活塞杆密封圈压得太紧或活塞杆弯曲，使摩擦力或阻力增加而别劲。

4）油液污染严重，污物进入滑动部位而使阻力增大，致使速度下降、工作不稳。

5）油温太高，粘度降低，泄漏增加致使液压缸速度减慢。

6）为提高液压缸速度所采用的蓄能器的压力或容量不足。

7）溢流阀调低了或溢流阀控压区泄漏，造成系统压力低，致使推力不足。

8）液压缸内有空气，致使液压缸工作不稳定

9）液压泵供油不足，造成液压缸速度下降，工作不稳定。

24、总功率调节变量系统

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。