QCS系列液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺的故障分析與排除

夏一橋， 鄭民欣

（鄭州輕工業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，鄭州450002）

1 引 言

QCS 系列液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺是某機(jī)床廠生產(chǎn)的適合大、中專院校機(jī)電類專業(yè)、機(jī)床液壓傳動課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)用設(shè)備。QCS 系列實(shí)驗(yàn)臺可進(jìn)行壓力形成、液阻特性、節(jié)流調(diào)速、油泵性能、溢流閥動靜態(tài)特性、基本調(diào)速回路等實(shí)驗(yàn)。但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，該機(jī)床經(jīng)常會出現(xiàn)一些故障，尤其是使用年限較長的實(shí)驗(yàn)臺。液壓系統(tǒng)故障有別于其他機(jī)械傳動設(shè)備的故障，不易通過表象觀察來正確分析判斷，故障的隱藏性強(qiáng)，關(guān)聯(lián)性很復(fù)雜，系統(tǒng)發(fā)生了故障,要迅速找出故障原因往往比較困難。我院的QCS 系列液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺已經(jīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)多年，在使用過程中積累了許多維修經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)系統(tǒng)的具體情況和特點(diǎn)，用主觀判斷、邏輯分析的方法解決了在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的問題，大大地提高了設(shè)備的使用率和實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2 故障分析基本要點(diǎn)

（1）在對QCS 系列液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行液壓系統(tǒng)的故障分析之前,要清楚整個(gè)液壓系統(tǒng)的傳動原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。根據(jù)結(jié)構(gòu)及其內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行故障現(xiàn)象的分析、判斷。QCS 系列液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺的特點(diǎn)是：傳動原理采用的是教科書所講到的基本回路和典型回路，動力部分均采用葉片泵，液壓系統(tǒng)元件大部分采用板接式連接，易于拆裝維修。

（2）熟悉液壓系統(tǒng)的組成部分及元?dú)饧慕Y(jié)構(gòu)與工作原理。如果不熟悉液壓系統(tǒng)的基本組成及液壓元件的結(jié)構(gòu)與工作原理, 就不能很好地分析判斷和排除液壓系統(tǒng)的故障。

液壓系統(tǒng)主要由動力裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、壓力流量控制裝置、輔助裝置構(gòu)成。

?動力裝置主要是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的液壓能，給液壓系統(tǒng)提供壓力油，例如油泵、電機(jī)、系統(tǒng)安全閥等。?執(zhí)行裝置是把液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，如液壓缸、液壓馬達(dá)。?壓力流量控制裝置是控制液壓系統(tǒng)中的油液壓力,流量和流動方向的，控制元件有溢流閥、調(diào)速閥、電磁換向閥、減壓閥等。?輔助裝置是上述三項(xiàng)以外的其它裝置,如油箱、過濾器、油管、流量計(jì)壓力表等,以保證液壓系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、持久地工作。

（3）故障分析要有邏輯性、要方法對路、逐一排除。當(dāng)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，在沒有找到故障原因之前,不要主觀盲目地將設(shè)備進(jìn)行拆卸，首先應(yīng)當(dāng)根據(jù)系統(tǒng)的因果關(guān)系分析故障現(xiàn)象，可采用工作原理分析法、故障機(jī)理分析法、液壓傳動知識分析法、經(jīng)驗(yàn)分析法和各種基于上述方法的因果關(guān)系分析法，這些方法均具有邏輯分析的特點(diǎn)。按合理的程序查找產(chǎn)生故障的原因，找出故障出現(xiàn)在系統(tǒng)的那一部分，對于以往經(jīng)常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象,可以進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)判斷。有時(shí)引起故障的原因是多方面的,當(dāng)初步判定故障產(chǎn)生的范圍或者已經(jīng)確定故障產(chǎn)生于系統(tǒng)的某一部分而尚未找到其根本原因時(shí),可以采取隔離分析的方法：即把受到懷疑的部分與其他部分隔離開來, 然后逐一進(jìn)行檢查。否則不僅浪費(fèi)人力、物力和時(shí)間，而且還會增加故障的復(fù)雜性。

3 液壓系統(tǒng)常見故障邏輯分析與排除

3.1 壓力異常

壓力異常表現(xiàn)為：壓力為零、壓力小、壓力調(diào)不上去、壓力不穩(wěn)定，液壓缸負(fù)載增大時(shí)壓力上不去。

首先要分析動力裝置部分：（1）檢查電機(jī)轉(zhuǎn)速，新進(jìn)設(shè)備要注意電機(jī)是否反轉(zhuǎn)。（2）溢流閥是否有問題，由于是板接式連接拆卸方便，可用替代法換新閥試驗(yàn)。（3）液壓泵是否內(nèi)泄漏。在檢查泵之前應(yīng)先檢查溢流閥，因?yàn)槿粢缌鏖y有問題，即使泵沒問題，壓力也調(diào)不上去。如果泵內(nèi)泄漏，其主要原因是內(nèi)部有雜質(zhì)，轉(zhuǎn)子與配油盤結(jié)合的端面摩擦劃傷，產(chǎn)生溝痕造成內(nèi)泄嚴(yán)重。排除方法：檢驗(yàn)油液是否有雜質(zhì)，如果油液可繼續(xù)使用，則要清洗液壓泵體，同時(shí)修整轉(zhuǎn)子、配油盤和葉片，裝配測試后方可再用。如油液已不適合再用，須及時(shí)更換油液。（4）若上述幾種情況沒問題，液壓缸正在工作且負(fù)載較大壓力上不去時(shí)，一般應(yīng)該是液壓缸活塞密封圈損壞泄漏、進(jìn)油腔與出油腔連通引起的。（5）檢查系統(tǒng)管路連接是否漏油。

3.2 液壓缸工作異常

異常情況有：液壓缸不動作、液壓缸爬行、達(dá)不到設(shè)定的壓力負(fù)載。

分析方法與步驟：（1）先檢查節(jié)流閥或調(diào)速閥是否有問題，可用替代法換新閥試驗(yàn)。（2）控制液壓缸的換向閥在中位時(shí)，檢查系統(tǒng)壓力是否與設(shè)定的參數(shù)一致。（3）換向閥換向是否到位，若不到位可能有以下原因：換向閥閥芯卡死、換向閥電磁鐵失效無磁性、換向閥電磁鐵未供電、換向閥電磁線圈損壞。（4）工作缸內(nèi)有污物造成卡死。(6)當(dāng)工作缸負(fù)載增大時(shí)、工作缸推力不足，達(dá)不到設(shè)定的壓力負(fù)載，原因是液壓缸活塞密封圈損壞，造成進(jìn)出油腔連通。（6）液壓缸爬行與缸內(nèi)存有空氣有關(guān)，應(yīng)排除其內(nèi)部的空氣。

3.3 流量速度異常

異常情況：（1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)不動作，只有一個(gè)速度；（2）速度調(diào)節(jié)不穩(wěn)。

QCS 系列液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺采用的是節(jié)流閥或調(diào)速閥控制系統(tǒng)回路速度，對某一回路的分析方法與步驟：（1）如果只有一個(gè)速度或速度不穩(wěn)定，在系統(tǒng)拆卸比較困難并且條件允許的情況下，可通過對系統(tǒng)進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)，因?yàn)楣?jié)流閥或調(diào)速閥是有一定速度—負(fù)載特性曲線的，若不符合其曲線特征，就基本可以斷定是閥的問題。（2）若執(zhí)行機(jī)構(gòu)不動作，在溢流閥和換向閥沒問題的情況下，可用替代法換新的節(jié)流閥或調(diào)速閥試驗(yàn)。

3.4 液壓系統(tǒng)振動和噪聲

振動和噪聲會影響人的情緒，影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)行，容易使人產(chǎn)生疲倦,造成實(shí)驗(yàn)設(shè)備故障。產(chǎn)生振動和噪聲的主要原因有空氣的侵入、液壓泵本身的質(zhì)量問題、零件的磨損后間隙過大、溢流閥不穩(wěn)定、換向閥電磁鐵接觸不良及零件松動等。

分析噪聲產(chǎn)生原因的方法和步驟：（1）首先檢查電機(jī)、油泵是否有問題。油泵的選用也很重要，筆者曾經(jīng)購買過某小廠生產(chǎn)的油泵，在使用過程中噪音非常大。（2）看油泵進(jìn)油路是否暢通，油液面是否太低吸入空氣，過濾器是否阻塞等。（3）系統(tǒng)內(nèi)是否進(jìn)入空氣引起高頻振動。

4 結(jié) 語

目前，我國許多理工科院校在液壓傳動課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍使用QCS 系列的教學(xué)設(shè)備。此系列教學(xué)設(shè)備在設(shè)計(jì)上有許多共性及特點(diǎn)。以QSC 系列實(shí)驗(yàn)臺液壓系統(tǒng)的共性、特點(diǎn)為基礎(chǔ)，用主觀判斷和邏輯分析相結(jié)合的方法分析判斷故障、制定排除的方法，是一種重要的解決問題的方法，需要進(jìn)行研究總結(jié)。

［1］ 嵇光國.液壓系統(tǒng)故障診斷與排除［M］.北京：海洋出版社，1998.

［2］ 黃富，王宣.液壓系統(tǒng)故障診斷方法綜述［J］.液壓與氣動，2006（1）：75-77.

［3］ 王振南.液壓傳動系統(tǒng)的故障分析與診斷方法［J］.液壓與氣動，2006（1）：77-78.

［4］ 姜佩東.液壓與氣動技術(shù)［M］.北京：高等教育出版社，2000.