液压气动系统分析

关键词： 液压 故障诊断 机械设备 传动系统

液压气动系统分析（精选10篇）

篇1：液压气动系统分析

液压油对液压系统工作影响的分析

本文从液压油属性、液压油含气量、液压油冲击和液压油污染四方面分析了液压油对液压系统工作的.影响,并提出了改进措施.同时,还分析了压力、温度等环境因素对液压油属性的影响.

作 者：余正根 李春旭 作者单位：装甲兵技术学院,吉林,长春,130117刊 名：农业与技术英文刊名：AGRICULTURE & TECHNOLOGY年，卷(期)：200929(3)分类号：V317.2关键词：液压油 液压系统 工作影响

篇2：液压气动系统分析

折弯机是一种用来弯曲板材的专用机床，现代折弯机中迪普马液压产品得到了广泛的应用，在这些液压控制系统中，大都用到了使用比例控制技术，机床拥有灵活的专门用于折弯机的数控系统，因为可作为高度自动化操作，实现高精密的弯曲板材。使用数控折弯机，在加工复杂形状板材时，可获得高生产效率和高品质制件，取得较高的经济效益。

1.1 折弯机的功能和运行过程

数控折弯机主要为上活塞式压机，其主要工作特点是，由两只平行运动的工作液压缸形成垂直向下的压力，以驱动折弯梁上的模具进行折弯工作。其数控式迪普马液压控制系统，主要是控制折弯过程的同步运行和液压缸在机器满负荷工作时在下死点的定位。

上折弯梁的典型折弯工艺运动循环阶段有：

(1) 静止状态

折弯机的静止位置是上折弯梁在上死点。为了防止产生不受控的向下运动，系统用一只无泄露背压阀封闭了液压缸的有杆腔。

(2) 向下运动

普通折弯机的下行快速关闭运动大都采用自由落地形式，也就是通过折弯机梁及各附件的自重产生运动。在此过程中，液压缸无杆腔通过一个充液阀补油，此时有杆腔将产生背压。快进速度可达250mm/s) 则由比例方向阀开环或闭环控制。快进运动从上死点开始，经过一个短暂的刹车阶段后，在距折弯板材最大距离6mm处结束。各种不同的折弯机要求不同的快进结束位置。

(3) 冲压/折弯

冲压/折弯阶段从无杆腔建压开始。冲压速度一方面受到油泵供油量的限制，另一方面，可通过比例阀方向阀来调节。同时，方向阀也控制折弯梁的同步运行和下死点的定位。冲压力的限制则由比例溢流阀限制泵的压力来完成。相应的速度、同步、定位和压力的给定值均来自数控器。

(4) 减压

无杆腔的减压或者是在到达下死点时开始，或者是在持续了一个短的保压时间之后开始，这样就变形材料一定的时间产生流动，因此能进一步提高制件的尺寸精度。保压和减压均由比例方向阀按着数控器的指令来完成。据要求的运行循环时间，须使减压时间尽可能地短;但是为了避免在整个系统中产生卸荷冲击，又要求足够长，

总之，减压曲线不允许太陡要求平稳。整个过程的优化则通过比例方向阀来实现。

(5) 回程

泵的流量和液压缸的有杆腔承压面积，决定了最大回程速度，在大多数情况下，接近快速速度。回程从有杆腔减压开始到上死点结束。回程也同样要求同步运行。

1. 数控折弯机液压控制系统的几种形式

数控折弯机的液压控制形式，在生产制造中，要求有自动化程度高和标准率。为此，折弯机应具有将液压系统集成于机器内的高集成率。因此，机架就成了液压件安装的基础，并通过它将油箱集成于冲压架内。对各种要求不同的用户，这种集成率也不相同。

一般有两种款式分别如下：

(1) 三控制阀块

这种款式拥有三个控制阀块。两个带有所属的间板充液阀的主控制阀块直接安装在液压缸上，实现了主控制块与液压缸之间的无管连接。主控制阀块主要由比例方向阀、带位置监控的换向阀和背压插装组件组成。比例换向阀在折弯机中起着关键的作用，它与数控器一起决定了上折弯梁的运动方向、速度以及同步精度和定位精度。目前的控制块系列都配备有集成电子放大器的比例换向阀，数控器能直接控制该阀。背压组件(一般由换向阀及两个溢流阀组成)相应于客户的要求为无泄漏型式。吸油阀负责快进中无杆腔充油和回程中无杆腔中大流量油的回泄。上述两个控制块加上第三个控制块----泵控制块，形成了完整的三控制阀块结构。这里最主要的安装件是比例溢流阀和一个最大的压力截止阀，以及作为充液阀的先导阀的位置检测换向阀。比例溢流阀根据数控器的给定值调定最大的冲压压力，与并联连接的手调式溢流阀负责整套系统的压力保险，特别是针对在泵上的来自数控器的过高的给定值。

(2) 中央控制块

中央控制块型式就是把三个控制阀块合成一个控制块。它主要应用在某些特殊结构的折弯机中(例如机器高度受限的情况)。由于控制原因，控制块与两个冲压液压缸间的连接管道必须要对称布置，而且要保证不超过两只液压缸间的最大允许间距(约3m),因此中央控制块要尽可能布置在机器的中央。控制块通过管道与液压缸相连。在这种款式中，采用了法兰式充液阀，直接安装在于液压缸上，并有吸油管与油管相连。充液阀的紧凑结构适应了整体高度很低的折弯机的需要。

2 结束语

篇3：液压垫多缸液压系统的设计分析

近年来,随着我国汽车工业的飞速发展,新的车型不断出现,对汽车覆盖件尺寸精度、形状精度、表面质量的要求越来越高。在汽车覆盖件的拉深成形工艺中,反拉深工艺被广泛采用,即利用液压机的液压垫进行压边。为了在覆盖件拉深成形时受力均匀,液压垫多采用三缸或五缸结构设计,因此对液压机的液压垫多缸液压系统设计提出了更高的要求。

2 对液压垫液压系统的要求

由于拉深工艺是汽车覆盖件加工的第一道工序,其生产效率高低以及能否满足覆盖件成形工艺要求至关重要,因此对液压垫的多缸液压系统设计提出如下要求:(1)具有多缸快速顶出功能,以便提高整台设备的生产效率;(2)液压垫力在拉深过程中可调,以适应复杂覆盖件的成形工艺要求;(3)拉深工艺完成后,液压垫力要泄掉,以防止覆盖件反弹,影响工件质量;(4)要方便对液压系统的故障进行检查。

根据以上几点要求,经过多个方案的分析比较,最终确定液压垫的多缸液压系统原理图如图1所示。

3 液压垫多缸液压系统设计分析及特点

3.1 动力源

动力源的选择是为了实现液压垫多缸的快速顶出功能。有以下三种方式可以实现:(1)采用主缸的动力源向液压垫缸供油;(2)采用独立的动力源向液压垫缸供油;(3)采用独立的动力源向液压垫中间缸供油,侧缸采用充液阀供油。

虽然以上三种方式均可实现液压垫的快速顶出,但π细分析发现,若采用主缸的动力源供油,则必须等到滑块回到上死点之后才行,这样就增加了设备的等待时间,提高不了生产效率;若采用独立动力源向液压垫所有缸供油,则整机装机功率增大,增加能源消耗,不利于节能;而采用独立动力源仅向液压垫的中间缸供油,侧缸采用充液阀吸油,只需增加一台小泵即可实现,在滑块回程的同时,液压垫顶出进行下一个动作循环,也就提高了设备的生产效率。

综合以上分析,本液压系统采用供油方式(3)。

3.2 多缸的压力平衡

在液压垫进行快速顶出时,由于液压垫的中间缸是供的压力油,而侧缸是用充液阀供油,并没有压力。这样在进行拉深时,一旦单向阀8打开,液压垫中间缸和侧缸的油汇在一起,必然会有一个压力平衡问题,使液压垫下掉一段距离(即所谓的“点头”现象),影响到拉深工艺的使用。为了消除此“点头”现象,本液压系统设计时在液压垫的中间缸处增了一个液控单向阀9,用于控制压力油从中间缸向侧缸的转换。其具体工作过程如下:泵1打出的压力油通过液控单向阀4、9进入液压垫的中间缸,液压垫快速上升,其侧缸通过充液阀补油,在接近液压垫行程控制上限约10mm处,液控单向阀9关闭,泵1打出的压力油继续向侧缸供油,当其压力上升到能打开液控单向阀9时,泵同时向所有的液压垫缸提供压力油直至液压垫的上限,这样就保证了在用液压垫进行拉深时,液压垫所有缸的压力是一样的,不会产生“点头”现象。

3.3 压力控制

传统的开关式液压控制系统,其液压垫力在拉深过程中是恒定不变的。为了使工件不起皱,其液压垫力必须事先调整好整个拉深过程中的最大压边力,这就大大增加了工件(特别是深拉深件)被拉裂的可能性,并且液压垫力的调整也不方便。

为了克服传统液压控制系统的缺点,本液压系统采用高精度的进口比例阀进行闭环控制,通过压力传感器检测、反馈,以精确控制液压垫的压力;再配以高精度的进口位移传感器来进行行程控制,以实现液压垫力在拉深过程中可以在不同的位置设置不同的压力,满足复杂覆盖件的成形工艺需要。

采用比例阀还可以非常方便地解决液压垫力的泄压问题。拉深动作结束之后,在主缸泄压的同时,给比例阀一个小的电流信号,使液压垫缸的压力逐步泄掉,也就避免了液压垫的反弹。

3.4 压力检测

本液压系统在关键部位设有压力检测点,通过压力检测点和活动的压力表可以快速诊断出液压垫的故障和监测液压垫的工作状态。

4 结束语

本液压垫的多缸液压系统经过在某大型生产线上的实际使用,取得了显著的效果。不仅提高了生产效率,节约了能源,而且实现了液压垫力的方便、精确调整,同时也方便了液压系统的故障检查。

摘要：分析了大型汽车覆盖件生产对液压垫的工艺要求,在此基础上设计了液压垫多缸液压系统,并分析了该液压系统的特点。

关键词：流体传动与控制,液压垫,液压系统,快顶,比例阀,闭环控制

参考文献

[1]唐英千.二通插装阀.济南铸造锻压机械研究所有限公司.1991-09.

[2]雷天觉.新编液压工程手册.北京:机械工业出版社,1998.

[3]俞新陆.液压机的设计与应用.北京:机械工业出版社,2006.

篇4：液压气动系统分析

关键词：履带挖掘机；液压系统；故障；排查

当前国内大部分的挖掘机都是液压式履带类型，采用的是液压先导式控制系统。虽然液压挖掘机生产厂家不同，但是其液压系统却基本差不多，都是由先导液压系统和主液压系统两大部分构成。如果回转和行走采用液压马达驱动，工作装置通过油缸执行其动作，这类挖掘机就是全液压挖掘机。全液压挖掘机的液压系统是一个有机的整体，无论哪个元件出了故障，都会影响其正常工作。现以山河智能液压式履带挖掘机为例，分析液压系统常见故障原因及排除方法。

1.液压油温度过高

当液压油温度过高时，就必须考虑是否出现以下状况。

1.1.发动机皮带松动

这种情况下，挖掘机显示器会显示充电故障及高温。在熄火状态下用手去按动皮带，感受发动机皮带的松紧程度。由于皮带长期处于高速运动中，会逐渐老化，发动机启动后皮带会出现打滑现象。冷却风扇转速不足，散热器散热效果降低，引起液压油高温。可张紧皮带或者更换皮带。

1.2.液压油散热器堵塞

液压油散热器堵塞，导致散热效率下降。由于挖掘机长期处于环境恶劣的条件下工作，难免会吸入灰尘，茅草。如直接用高压水枪冲洗，会出现明显的温度降低效果，但不能从根本上解决问题。因为液压系统在工作一段时间后，温度又会升高，根本原因是从外边直接用水枪冲洗，不能将散热器里面的茅草等污物清除，再次工作后，里面的污物会板结，直接堵死散热器。这种情况下可以将散热器拆下来后用小于 0.19 MPa 的压缩空气吹，然后用中性洗剂或者自来水清洗堵塞在散热器片上的脏物，重新安装的时候可用一层细纱网蒙在散热器外部，避免茅草再次被吸入散热器。

1.3.液压油变质

液压油的质量和粘度等级不符合要求，或不同牌号的液压油混用，造成液压油粘度过低或过高，或者液压油污染严重。施工现场环境恶劣，随着机器工作时间的增加，油中易混入污物和杂质，加上液压系统自身的磨损，受污染的液压油进入泵、马达和阀的配合间隙中，会划伤和破坏配合表面的精度和粗糙度，使泄漏增加、油温升高。对于这种情况，一般2 000 h更换一次液压油和液压油滤芯，并选用厂家专用油，避免假货。使用破碎锤的话，更换液压油的时间要提前。

1.4.其它原因

液压泵进油管路及液压油箱密封不严、进油滤芯堵塞、液压系统管路不畅通、液压泵内部泄漏都会使液压油产生大量热量，从而使液压油温度因产热过快而快速升高。液压油散热器内部通道有堵塞、风力不够、液压油未通过液压油散热器等原因可导致液压油因散热过慢而高温。

2.液压油管爆裂和油管接头漏油

2.1. 压力过大

挖掘机为了保证一定的挖掘力，一般小挖的主泵压力在 24 MPa 左右，大挖在 34 MPa 左右。由于压力较大和油管质量等问题，会出现油管爆裂的现象。挖掘机在恶劣的环境下工作，承受较大载荷的时候，管接头会出现渗油或漏油情况。

2.2.液压油的腐蚀性

由于液压油具有一定腐蚀性。机器在工作过程中液压油具有一定的温度，时间长以后，会腐蚀橡胶液压油管和橡胶密封圈，使其老化，最终产生漏油现象。这种情况更换密封圈或油管就可以解决。

3.行走跑偏

3.1.先导脚踏阀异常

发动机高速运转，测量全行程操纵偏向侧行走操纵杆时脚踏阀的出口压力，正常值约为 3 MPa。若压力低于正常值过多，可以对换先导管试机，故障现象变换则可能是先导脚踏阀故障，更换及可。

3.2.行走阀芯磨损

释放压力后，拆下偏向侧行走阀联或直线行走阀联阀盖，用手感觉阀芯滑动有无发卡，或取下阀芯观察表面有无刮伤。

3.3. 液压泵输出压力不一致

在认定行走马达技术状况正常，履带松紧程度调整正常的情况下，对于此种故障，一般可检查液压泵的输出压力，以山河智能挖掘机为例，为右行走提供压力的为P1 柱塞泵，为左行走提供压力的为 P2 柱塞泵。当出现行走跑偏情况后，可分别用压力表测量 P1、P2 泵的压力，将压力通过压力调节螺栓调节一致即可。

4.整机无动作

4.1. 低压阀组故障

以山河智能挖掘机为例，断电状态拔下先导电磁阀（靠右）插头，用万用表电阻档测量线圈的导通性，正常情况线圈有一定的阻值，若阻值无穷大或阻值为0 则线圈有故障，当插头中 54# 线电压和线圈都正常时，可以检查阀芯有无发卡。若有发卡，可进行清洗或更换，一般先导阀块故障是由于液压油使用时间过长或者液压油质量差引起。

4.2.先导泵异常

以 SUNWARD70N9 为例，用适合量程的压力表测量先导泵压力，正常值约为 3.5 MPa，若压力低于正常值过多，可以尝试调整先导压力，若调整后依然变化不大，则可能是先导泵故障。

4.3.联轴器磨损

用合适量程的压力表分别测量 P1、P2 主泵压力，正常值约为 26 MPa，若压力值为 0 则可能是联轴器故障。

5.整机动作无力

5.1. 操作不当

液压油粘度过高或未充分暖机可能导致动作缓慢，这种情况下应使用适合等级液压油。同时液压油缺少也会出现这种问题，从液压油箱旁液压油标识点可观察液压油的多少。

5.2.先导溢流阀压力低

先导溢流阀将整个液压系统的最高压力限定在3.5MPa，对于超过此值的高压，主溢流阀将开启卸压，以保护系统不受损坏。如果因油质不良而将先导溢流阀阀芯上的小孔堵塞而导致阀芯常开，或者主溢流阀的设定溢流压力偏低，都会造成实际溢流压力偏低，使机器动作无力。

6.总结

液压传动是一个多元件组成的复杂系统，正确判断和排除挖掘机的液压传动系统故障，是挖掘机安全高效工作的重要保障。当发生故障时要根据不同机型的特点，充分利用设备自身的监控系统（车辆配备的显示器检测），具体问题具体分析，掌握有效的故障分析方法。

参考文献：

[1]殷大坤.浅析工程机械施工设备维护与保养[J].民营科技.2009.6.

[2]孙书鑫.施工机械设备的维护及保养[J].中国新技术新产品.2010.10.

篇5：飞机液压系统污染原因分析及控制

飞机液压系统污染原因分析及控制

全面分析了飞机液压系统污染的种类、危害和主要原因,介绍了我军飞机液压系统污染控制与检测标准,在此基础上有针对性地提出了预防措施.

作 者：崔永生 CUI Yong-sheng 作者单位：中国人民解放军94829部队,江西南昌,330201刊 名：液压气动与密封英文刊名：HYDRAULICS PNEUMATICS & SEALS年，卷(期)：29(3)分类号：V233.91关键词：飞机液压系统 污染 原因分析 控制

篇6：有关液压系统结构的浅谈和分析

液压动力部分采用回路图方式表示，以表明不同功能元件之间的相互关系。液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件;液压控制部分含有各种控制阀，其用于控制工作油液的流量、压力和方向;执行部分含有液压缸或液压马达，其可按实际要求来选择。

在分析和设计实际任务时，一般采用方框图显示设备中实际运行状况。 空心箭头表示信号流，而实心箭头则表示能量流，

基本液压回路中的动作顺序—控制元件(二位四通换向阀)的换向和弹簧复位、执行元件(双作用液压缸)的伸出和回缩以及溢流阀的开启和关闭。

对于执行元件和控制元件，演示文稿都是基于相应回路图符号，这也为介绍回路图符号作了准备。

根据系统工作原理，您可对所有回路依次进行编号。如果第一个执行元件编号为0，则与其相关的控制元件标识符则为1。如果与执行元件伸出相对应的元件标识符为偶数，则与执行元件回缩相对应的元件标识符则为奇数。

篇7：液压气动系统分析

1、工程机械液压系统的常见故障

1.1液压系统振动和噪音

振动和噪声直接危机到人的情绪、健康和工作环境，容易使人产生疲倦，造成安全事故 当吸油路中有气体存在时产生严重的噪音。一方面可能是吸油高度太大，吸油管道太细，油泵转速太高，油箱透气不好，补给油泵供油不够，油液太粘或滤油网堵塞等原因，使油液不能添满油泵的吸油空间，使溶解在油液中的空气分离不出来，产生所谓空蚀现象；另一方面，可能是吸油管密封不好，油面太低，滤油网部分外露，使得在吸油的同时吸入大量空气。噪音和振动也可能是油泵或马达的质量不好所致。油泵和马达的流量脉动，困油现象未能很好消除，叶片或活塞卡死，都将引起噪音和振动。

1.2 油温过高

调速方法、系统压力及油泵的效率、各个阀的额定流量、管道的大小、油箱的容量以及卸荷方式都直接影响油液的温升，这些问题在设计系统时要注意妥善处理。除了设计不当外，液压系统出现油温过高的一些可能原因如下：1）泄漏比较严重。2）散热不良，油箱散热面积不足，油箱储油量太小，致使油液循环太快，冷却器的冷却作用差。3）误用粘度太大的油液，引起液压损失过大。4）工作时超过了额定工作能力，因而产生热。

1.3液压系统泄漏

液压系统泄漏的原因错综复杂，主要与振动、温升、压差、间隙和设计、制造、安装及维护不当有关。泄漏分为外泄漏和内泄漏。外泄漏是指油液从元器件或管件内部向外部泄漏；内泄漏是指元器件内部由于间隙、磨损等原因有少量油液从高压腔流向低压腔。为控制内泄漏，国家颁布了各类元件出厂的试验标准，标准中对元件的泄漏量做出了详细的规定。控制外泄漏，常以提高元器件几何精度、表面粗糙度及合理设计、正确使用密封件来预防和解决漏油问题。

1.4工作机构运动速度不够

产生这类故障的主要原因是油泵输油量不够或完全不输油，系统泄漏过多，进入液动机流量不够，溢流阀调节的压力过低，油泵转向不对或油泵吸油量不够，吸油管阻力过大，油箱中油面过低，吸油管漏气，油箱通大气的孔堵塞，使油面受到压力低于正常压力，油液粘度太大或油温太低，这些都会导致油泵吸油量不够，从而输油量也就不够了 油泵内泄漏严重。油泵零件磨损，密封间隙变大或油泵壳体的铸造缺陷，使压油腔与吸油腔连通起来 处于压力油路的管接头及各种阀的泄漏，特别是液动机内的密封装置损坏，内泄漏严重。

2、工程机械液压系统的故障检查方法

2.1 直观检查法

对于一些较为简单的故障，可以通过眼看、手模、耳听和嗅闻等手段对零部件进行检查。

2.2 对换诊断法

在维修现场缺乏诊断仪器或被查元件比较精密不宜拆开时，应采用此法。先将怀疑出现故障地元件拆下，换上新件或其他机器上工作正常、同型号的元件进行试验，看故障能否排除即可作出诊断。

2.3 仪表测量检查法

仪表测量检查法就是借助对液压系统各部分液压油的压力、流量和油温的测量来判断该系统的故障点。在一般的现场检测中，由于液压系统的故障往往表现为压力不足，容易查觉；而流量的检测则比较困难，流量的大小只可通过执行元件动作的快慢作出错略的判断。

2.4 原理推理法

工程机械液压系统的基本原理都是利用不同的液压元件、按照液压系统回路组合匹配而成的，当出现故障现象时可据此进行分析推理，初步判断出故障的部位和原因，对症下药，迅速予以排除。

对于现场液压系统的故障，可根据液压系统的工作原理，按照动力元件→控制元件→执行元件的顺序在系统图上正向推理分析故障原因。

现场液压系统故障诊断中，根据系统工作原理，要掌握一些规律或常识；一是分析故障过程是渐变还是突变，如果是渐变，一般是由于磨损导致原始尺寸与配合的改变而丧失原始功能；如果是突变，往往是零部件突然损坏所致，如果弹簧折断、密封件损坏、运动件卡死或污物堵塞等。二是要分清是易损件还是非易损件，或是处于高频重载下的运动件，或者为易发生故障的液压元件。而处于低频、轻载或基本相对静止的元件，则不易发生故障。

3、工程机械液压系统的维护

3.1选择适合的液压油

在选择液压油时，除了要严格按照产品出帮规定及泵、阀使用要求以外，一般还要考虑以下几个方面。

3.1.1 液压油的粘度选择应考虑环境温度的高低及变化情况，环境温度较高时，应采用粘度较高的液压油，反之，应采用粘度较低的液压油。

3.1.2考虑液压系统中工作压力的高低，通常工作压力高时宜选择粘度高的液压油，因为高压时的泄露问题比克服粘阻问题更为突出。在工作压力较低时，则选用低粘度的液压油。

3.1.3考虑运动速度的高低，当工作装置运动速度很高时，油液速度也高，液压损失随之增大，而泄露量相对减少，故宜选用粘度较低的液压油，反之，宜选用粘度较高的液压油。

3.2 对液压系统进行清洗

3.2.1 彻底排掉废油，最好在温度高的时候进行，清洗前拆开一部分管路，拆开一些阀，检查管内及阀内的锈蚀，污物粘附状况。

3.2.2 选用与工作油同类而粘度稍低的油液做清洗油，最好将清洗油加热至 50-60度，热油使系统内的附着物容易游离脱落，设备空载运转循环清洗系统。

3.2.3 清洗后在热状态下排掉洗液，并立即加入新的工作油液。

3.2.4 油箱的清洗，油箱大多是敞开式，清洗后不能从放油塞排出的油要用海绵吸干净，油箱内滤油器需要再一次洗净。

3.2.5 在条件许可的情况下应优先采用以下几种较先进的清洗方法，加油清洗小推车，加压机械喷洗法，超声波清洗等，达到更好的清洗效果。

3.3定期保养注意事项

目前有的工程机械液压系统设置了智能装置，该装置对液压系统某些隐患有警示功能，但其监测范围和准确程度有一定的局限性，所以液压系统的检查保养应将智能装置监测结果与定期检查保养相结合。

3.3.1 250h检查保养检查滤清器滤网上的附着物，如金属粉末过多，往往标志着油泵磨损或油缸拉缸。

3.3.2 500h检查保养工程机械运行500h后，不管滤芯状况如何均应更换，因为凭肉眼难以察觉滤芯的细小损坏情况，如果长时间高温作业还应适当提前更换滤芯。

3.3.3 1000h检查保养此时应清洗滤清器、清洗液压油箱、更换滤芯和液压油，长期高温作业换油时间要适当提前。

3.3.4 7000h和10000h检查维护此时的工程机械液压系统需由专业人员检测，进行必要的调整和维修。根据实践，口液压泵、液压马达工作10000h后必须大修，否则液压泵、液压马达因失修可能损坏，对液压系统是致命性的破坏。

3.4作业中注意事项

3.4.1工程机械作业要柔和平顺

工程机械作业应避免粗暴，否则必然产生冲击负荷，使工程机械故障频发，大大缩短其使用寿命。作业时产生的冲击负荷，一方面会使工程机械结构早期磨损、断裂、破碎，另一方面又使液压系统中产生冲击压力，冲击压力又会使液压元件损坏、油封和高压油管接头与胶管的压合处过早失效漏油或爆管，溢流阀频繁动作使油温上升。

3.4.2要注意气蚀和溢流噪声

在工程机械作业中要时刻注意液压泵和溢流阀的声音，如果液压泵出现“气蚀”噪声，应查明原因排除故障后再使用。如果某执行元件在没有负荷时动作缓慢，并伴有溢流阀溢流声响，应立即停机检修。

4、结论

工程机械运行状态的好坏直接关系到企业能否正常施工，而液压系统对于工程机械性能具有直接的影响，因此相关技术人员应该不断的加强自身的专业技能，在日常的维护和检修当中积累经验，保证工程机械液压系统的正常运作。

参考文献：

篇8：液压系统节能分析浅析

在大中型工业设备与机械中, 液压传动技术已被广泛应用, 目前国内外95%以上的工程机械, 90%以上的数控加工中心, 90%以上的自动生产线采用液压传动。液压传动技术是自动化技术得以实现的重要手段, 但由于液压传动系统要经过多次能量转换, 其传动效率较低。而且随着人们对节能环保要求的逐渐提高, 提高液压传动的效率、降低能耗损失势在必行。

1 液压传动系统的能量损失

一个完整的液压系统主要包括五大部分:动力元件 (主要指液压泵) 、执行元件 (液压缸和液压马达) 、控制元件 (各种各样的控制阀) 、辅助元件和传动介质 (一般为液压油) 。系统的整个工作过程存在两种能量转换———机械能与液压能的相互转化, 不同形式的能量在转换过程中势必产生能量损失。一个完整的液压系统其能量转换利用情况如图1所示。

从图1可以看出, 液压系统整个工作过程的主要损失包括电动机损失、泵损失、阀和管道损失以及执行元件损失等。经过一级级传递, 液压系统的总效率只有70%~75%, 而系统中的摩擦生热、泄漏是导致能量损失的主要原因。

2 液压系统的主要节能方式

2.1 液压元件的选用

液压元件能量损失的产生主要是由于元件及连接部位的泄漏、液压油之间以及液压油与元件内表面的摩擦和发热等原因所致。从图1可以看出, 能量损失主要在液压泵和液压马达工作中产生, 其次是各种控制阀类的局部损失及管道损失, 例如经过溢流阀会产生溢流损失, 经过节流阀会产生节流损失, 以及在经过液压缸或液压马达回油路上背压阀产生的阻力损失等。

液压系统节能的重要手段之一是选用合适的节能元件。使用较多的节能液压元件主要有限压式变量叶片泵、恒功率变量泵、恒压式变量泵、蓄能器、液压伺服阀、比例液压控制阀、插装阀、叠加阀、集成阀等。

2.2 保证油液清洁度

污染的油液会随着液压系统的运行划伤元件表面和密封件, 堵塞节流孔、阻尼孔, 卡住阀类元件, 导致系统运行困难, 致使系统的工作效率降低, 降低了元件的使用寿命。油液污染的控制措施是:防止或减少外界污染, 选用合适精度的过滤器, 及时滤除系统中的杂质, 并定期清洗或更换滤芯。严格按照有关标准定期检查油液品质, 分析污染程度, 及时更换液压油。

2.3 提高液压泵的总效率

选择合适的泵, 对于提高液压系统的能量利用率非常重要。若要提高液压泵的总效率, 应根据液压系统的工作环境、系统所需压力要求、噪声大小等选用合适的液压泵。还要考虑液压泵的结构形式以及泵内液压油的工作压力、液压泵的转速及液压油的类别、黏性等因素。

提高液压系统泵的总效率, 主要可以通过以下方式来实现:

(1) 选用合适类型的液压泵。压力在2.5 MPa以下时一般选用齿轮泵;压力在2.5~6.3 MPa范围内一般选用叶片泵;压力在6.3 MPa以上选用柱塞泵。

(2) 确定合适的泵转速。液压泵的转速一般在1 000~1 800 r/min范围内比较合理, 效率较高, 性能最好。

(3) 重视液压油的选用。液压油的选用要根据系统的实际工作压力、工作环境温度及运动速度等参数, 选用黏度和种类合适的油。选用黏度大的液压油可以减少系统泄漏, 提高泵的容积效率, 但同时会使摩擦系数增大, 发热增多, 管路阻力增加, 导致系统效率降低。

2.4 降低液压管路系统产生的压力损失

管路系统中的总的压力损失等于系统中所有直管沿程压力损失、局部压力损失之和。降低压力损失可以采取以下措施:

(1) 适当降低管中的液流速度。一般情况下, 吸油管路v=0.5~1.5 m/s, 压油管v=3~4.5 m/s;回油路v<3 m/s。

(2) 减少局部阻力系数。尽可能避免管道弯曲, 适当缩短管道的长度。一般情况下, 两局部节点之间的长度应大于 (10~20) d (d为管径) 。

(3) 提高管壁加工质量, 合理选择油管内径, 避免油管过流断面突然扩大或缩小, 合理选用阀类元件等, 均可以使压力损失减少。

2.5 控制泄漏

液压系统大约有80%的故障是由于油液泄漏导致的污染引起的。减少系统的泄漏量可采用各种新型优质密封材料, 选用那些相容性好并且耐磨性高的密封材料, 还可采用液压静压技术将泄漏量尽量控制在最低范围内。

控制泄漏的主要措施有:

(1) 采用间隙补偿。间隙密封主要是合理控制间隙的大小。

(2) 提高元件制造和装配的精度, 以减小泄漏。零件装配前应仔细检查, 严格清洗, 并按装配工艺的要求装配, 确保精度。

(3) 合理选择液压油。如果液压油的润滑性、腐蚀性以及剪切安定性差, 会加剧渗油现象。

(4) 正确密封。密封材料要尽量选择耐腐蚀性高、耐磨性好、不易老化、工作寿命长的材料。密封形式的选择要综合考虑密封部位的尺寸结构和配合元件的运动性质、密封的工件条件、密封的性能等方面。

(5) 严格控制油温。油温过高或过低都会直接影响油箱系统的工作效率。油温过高会使液压油黏度下降, 致使泄漏增加;油温过低会使液压油流动阻力增加, 压力损失增多。应采取各种措施如加强油箱的设计、加强散热等, 保证油温在30~60℃的合理范围。

(6) 减少液压冲击和振动产生的危害。液压冲击和振动会使管路连接及密封松动, 造成泄漏、压力和流量脉动及额外能量消耗。

(7) 加强零部件的生产加工、装配等环节, 提高加工技术水平, 降低管道和零件表面的粗糙度。

(8) 加强对元件运输、保管、使用等环节的管理, 尽量杜绝元件使用过程之外的损坏。

2.6 其他节能措施

(1) 设计时选用能量储存元件。在系统设计中可采用蓄能器、飞轮和增压器等能量元件, 以提高能量的利用率, 提高节能效果。例如在低压大流量系统中, 选择动力元件时采用小流量的液压泵与蓄能器配合使用, 既可实现短时大流量, 还能节能, 同时缓和液压冲击, 吸收压力脉动。

(2) 与电子技术配合, 完善液压控制系统。在液压系统设计中采用各种传感器形成一套监控系统, 实时连续监视系统的压力。监测到的压力信号经转换器转换后形成数字信号, 输入电脑, 形成实时控制信号, 使液压泵及相应的元件产生相应的变化, 力求能耗最低。

(3) 通过合理分配流量实现节能。根据液压系统工作内容的需要, 采用分流阀、集流阀等实现最佳分配流量, 通过提高作业效率实现节能。

(4) 减轻液压元件的质量, 尤其是工作执行元件的质量, 通过增强钢板强度、减小钢板厚度、改善焊接工艺等措施实现节能。

(5) 实现液压系统高压化。加强密封, 提高元件的加工精度, 提高系统的工作压力。高压化可以使各执行元件的尺寸相应减小, 所需流量随之降低, 由于能量损失与流量的平方成正比, 从而可大幅度降低能量损失, 提高系统效率。

(6) 采用自保持型电磁阀。自保持型电磁阀只要瞬间通电即可完成阀的开关动作, 阀芯位置不需用电来保持。

(7) 选用插装阀、叠加阀等集成阀, 以减少管路连接的压力损失。此外, 电液比例控制阀、伺服阀的广泛应用, 使得液压系统向标准化、系列化、模块化发展, 在一些领域逐渐代替常规滑阀, 实现了较好的节能效果。

3 液压系统常用的节能回路

提高系统能量利用率和降低无功损耗的重要途径, 主要是根据系统的工作参数要求 (如负载、执行元件速度、精度、压力等) 控制、调整液压泵的工作运行参数, 使之与工作负载相匹配。这种调节控制节能回路尤其适用于高速、重载、大功率传动系统。液压节能调节控制系统主要包括容积调速回路、二次调节系统、电液负荷感应系统、变频液压调速系统、负流量控制、CPS恒压系统等。这种调节控制节能回路具有较好的自适应性, 能有效地进行动态调节, 自动调节、稳定系统的工作状态。

4 液压系统的节能设计

4.1 降低压力损耗的节能设计

合理选择控制阀的种类形式、合理确定阀的布置及连接形式、设计中选择合适的管道内径及材质等, 可以降低液压系统的压力损耗。当系统需要流量接近或相同而压力不同时, 多采用由先导式溢流阀、换向阀、远程调压阀等联合控制的多级压力调节系统, 尽量避免采用减压阀, 以减少没必要的压力损失的产生。

如果液压系统的管路设计不当, 过滤器选用和布置不合理, 也会造成较大的能量损失, 应根据实际情况确定所需种类和规格。

4.2 减少流量损失的节能设计

合理选择液压泵可以降低液压系统的流量损耗, 即应选择与负载要求的压力-流量特性相适应的液压泵。

限压式变量泵适用于流量变化比较大而且压力相近或相同的系统, 如电液伺服系统、保压系统、节流调速系统、要求能快速响应的换向阀系统、蓄能器系统和电液比例换向阀系统等。

对于功率比较大、负载增加缓慢且要求长时间保压的系统, 可以采用恒压恒功率变量泵作为动力源。

对于具有多个不同工作压力、不同流量要求的执行元件的系统, 可设计采用多级调压和双泵组合使用。也可以选择电液比例-变量泵, 但可能会造成控制系统的成本增加, 一般只适用于计算机控制的、要求较精确的液压系统。

4.3 降低电动机损耗的节能设计

在液压系统的工作过程中, 当执行元件停止运动时, 可以采用卸荷回路, 使液压泵的出口接油箱, 在流量几乎为零的情况下运转, 电动机的功率可几乎为零。

由电动机的工作原理可知, 额定功率为Δ接法的三相异步电动机在低于临界负载率运行时转换成Y接法后, 可以降低能耗损耗, 从而提高电机的功率因数。电动机实际负载功率在额定功率的0.33倍以下运行时, 采用Y接法更具有节能效果。

5 采用新型工作介质

液压传动技术的工作介质在环保节能方面主要有两个发展趋势:一是以无污染的纯水 (或海水) 为传动介质的水液压系统;二是以食用油为基础的环保性的生物基油。采用环保再生新型工作介质, 可以满足不同的系统要求, 且有利于节能环保。

6 结语

在设计液压系统时, 应将节能技术应用到液压系统的每个环节。在能源日趋紧缺的现状下, 提高液压系统的效率具有十分重要的意义。

参考文献

[1]苏成柏.液压系统节能设计初探[J].湖南农机, 2011, 38 (1) :28-30.

[2]王艳, 贺文涛.水泥设备液压系统的节能技术[J].水泥技术, 2009 (5) :43-46.

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[7]黄昕.液压元件节能途径的研究[J].现代机械, 2002, 18 (2) :53-54.

篇9：施工机械液压系统故障分析

关键词：施工机械；液压系统；故障分析

中图分类号：U415 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）04-0097-02

一、概述

筑路机械在施工运行中，多数机械特别是土石方机械，如挖掘机、推土机、平地机等的工作设备装置在工作中需要克服强大的工作阻力，而因切削厚度、土壤性质的变化和施工现场地质结构的复杂性这一阻力会发生变化。这些变化又会导致机械在运行过程中负荷的剧烈变化，对机械产生冲击载荷或交变载荷，加速了机械和液压传动系统、发动机和工作装置等部分技术状况的恶化。另外，机械过载也是液压设备在公路施工中经常遇到的问题，虽然设备本身结构在设计、制造中均有安全系数，但如果经常的或过量的过载仍会给设备及液压系统带来巨大的损害。因此，针对筑路机械的过压负荷和过载等因素，进行相应的液压系统故障分析是十分必要的。

液压油的污染在公路工程机械的液压系统中，液压油作为工作介质，不仅起着传递动力的作用，而且在液压元件的运动面之間起润滑作用，并对液压系统进行冷却，故液压油的状况对于液压系统的工作状态和工作性能是十分重要的。公路工程机械的工作环境均较恶劣，施工现场一般都没有道路。其作业对象大多为泥土砂石等工程建筑材料，空气中含有大量的尘埃和细小沙粒等杂质，而这些微粒进人机械后将加速发动机与液压系统的磨损和损坏。因此，恶劣的工作环境也是公路工程机械液压系统发生故障的主要原因。液压系统故障还有以下几个方面：（1）电路组成部分构成的不良行为和系统本身电路之间的干扰，单一的设备故障异常变动。在所有的液压元件故障中，液压泵的故障率最高。（2）液压系统故障是由一个共同的原因造成的跟介质的选择不当和管理不善有关。大约70％～85％由液压油引起的故障，在液压油液压系统故障造成了多数由于杂质，如污染环境的小颗粒，阀门故障可能会划伤，磨损泵，油门与阀孔堵塞，导致昂贵的修理。（3）液压系统安装，调整和设置不当等原因造成的故障是比较常见的。如果管道安装不当，安装管道弯曲时，从一个小管子弯曲半径的距离，从而导致在抵抗压力迅速下降。

二、原因分析

通过分析液压系统故障的原因，利用现代数学的最新研究成果，以及先进的监测工具，开发了现代化的液压系统故障分析法：振动分析、声学振动法、热力学分析、传递函数分析、主成分分析法、模糊分析法、神经网络分析法、专家系统的分析法和灰色系统的分析法。

1．振动分析法是一种预测传输状态很有前途的方法。振动液压系统发生过程中是一个高度信息，它是相当充分地反映了许多组件和传输，其振动参数测量和频谱分析和频谱分析比较标准的技术状态可以判断故障所在。

2．声学分析的基本原理是系统完全符合每个国家对各种信号分析某些音频信号，液压系统可用于确定的工作状态和故障情况。

3．热力学分析表明由液压系统根据测量，分析的热力学量，从而对系统故障产生的方法来判断。这种方法需要使用一个专门的仪器，设备可以实现的。

4．传递函数分析法，在液压伺服控制系统故障分析的方法使用，其基本思路是：在伺服控制信号应用到一个弱的白噪声信号，确定了液压控制系统作为一个整体或部分转让或零件函数，传递函数测量与正常传

递函数测量进行了比较，故障分析和故障定位的程度。

5．主成分分析是现代数学研究与计算机的故障分析方法，有助于完成最新成果。其基本原理是使用各种设备的状态监测，检测液压系统工作的各种参数，并列出其协方差矩阵，特征值矩阵，矩阵的特征向量计算，得出各系统工作状态参数累积贡献率。在本系统相应的参数来衡量发生故障时，找到相应的协方差矩阵，特征值矩阵，特征向量矩阵的累计贡献率，并与各对应矩阵比较正常运行，你可以找到故障的谎言。它的使用，需要使用电脑来进行。

6．模糊分析法在液压系统工作过程中，很多的故障症状较模糊的概念，大部分组件描述的模糊分析理性，如振动强度，偏心严重的压力太大高，磨损严重，同样的系统或元件，在不同的条件和使用条件下，动态参数不相同，因此其评价只能作出一个合理的估值范围，也就是说，模糊分类。模糊推理方法IFTHEN形式，与人类的思维方式一致，而模糊分析方法并不需要建立的制度，特别适合于非线性系统的精确数学模型，在液压系统故障分析，从而得到了应用和发展。

7．神经网络分析，人工神经网络来模拟人类大脑建立了一种非线性动态网络，它由连接在一起的大规模并行处理能力，学习和自适应的特点，简单的非线性元件的大量神经元组成的结构特点复杂的多模式在液压系统故障分析，已得到更多的应用和发展。

8．专家系统的分析，由于各种液压系统和元件具有一定的相似性，所以液压系统和通用组件具有一定的失败等。如果一个伺服阀的品种结构，是走向失败的某些共同特征。在这方面累计使用的专业知识基础，建立了很多失败故障分析方法，为避免或减少误报，提高分析的效率，使用液压系统故障分析专家系统具有广阔的前景，有比较完善的发展前途。

通过对以上故障分析方法的叙述，我们可以看出对于现场公路施工工程机械液压系统的故障，可根据液压系统的工作原理，据动力元件→控制元件→执行元件的顺序在系统图上正向推理分析故障原因，如一挖掘机动臂工作无力，从原理上分析认为一般是由于油压下降或流量减小所致，造成压力下降的可能因素有：（1）油箱，比如缺油，吸油过滤器堵塞，通气孔不通畅；（2）液压泵泄漏，如液压泵柱塞副的配合间隙增大；（3）操纵阀上主安全阀压力调节过低，或内漏严重；（4）动臂液压缸过载阀调定压力过低或内漏严重；（5）回油路不通畅等。考虑到这些原因，再根据已有的检查结果排除某些因素，缩小故障的范围，直至找到故障点并予以排除。

通过对以上故障分析方法的叙述，对筑路机械维修保养的难点，我们可以看出对于公路施工工程机械液压系统的故障，根据液压系统的工作原理，根据功率控制单元→元素，正向推理的顺序执行→在元素系统中的故障原因，如挖掘机动臂和弱工作，一般从这一原则，是由于压力下降或流量减小的可能因素所造成的压力下降造成的：（1）油箱，如机油，机油滤清器堵塞，通孔不光滑；（2）液压泵泄漏，如液压泵的活塞对日益扩大的差距；（3）操纵阀上的压力调节阀控制阀主要是太低，或严重的内部泄漏；（4）超载热潮气瓶阀设定压力过低或内漏严重；（5）回油路不顺畅等。鉴于这些原因，根据现有的测试结果排除某些因素，缩小故障范围，直到找到故障点并予以排除。应该有一些规则和常识，故障分析是早期发病，或逐渐发作。如果是早发，多为调整不当，如果逐渐发作，往往部件磨损、耐腐蚀、疲劳、老化所引起的；再是分析是脆弱的还是非消耗品等，就能迅速确定故障位置可以发挥积极的作用。

参考文献

[1] 张群生．液压与气压传动[M]．北京：机械工业出版社，2002．

[2] 杨洪伟．谈工程机械液压系统故障分析方法[J]．辽宁工学院学报（自然科学版），2001，（3）．

（责任编辑：赵秀娟）

篇10：液压气动系统分析

论文摘要：液压系统发热是指液压系统的油温超出系统规定的温度较多。如CAT挖掘机正常工况下，液压系统油温应在50oC以下，（油泵的温度较之高5—10oC），如果温度超出80oC，，则为液压系统发热液压系统发热会造成操作不灵活、作业不连续、工作无力以及工作压力降低等故障。现就液压系统发热原因及造成的危害和预防措施进行如下简单的分析和探讨。

1、挖掘机液压系统发热现象的危害：

液压系统的发热，直接影响挖掘机的正常工作，发热现象所造成危害，主要有以下几点：

（1）使机械产生热变形，当液压阀件的.阀芯、阀体材料不同、热膨胀系数不同时，阀芯、阀体之间因热膨胀而出现阀芯卡死现象，引起动作失灵、影响液压系统的传动精度，导致部件工作质量变差。

（2）工作油液温度升高后，使液压油的粘度降低，泄漏增加，泵的容积效率和整个系统的效率会显著降低，操作不灵活。

（3）由于油的粘度降低，使工作液体的润滑性能降低，液压元件的磨损加快，加速了元件的磨损失效，缩短了元件的使用寿命。

（4）液压系统及元件的密封件在高温下变质，弹性变性能力降低，使密封性能降低，甚至密封失效，使泄漏增加；

（5）加剧油液氧化变质，并析出沥青物质，析出物堵塞阻尼小孔和缝隙式阀口，导致液压元件失灵或卡死而不能动作、金属管路伸长而弯典，甚至破裂等。据资料介绍，当油温超过55摄氏度后温度每升高9摄氏度，油的使用寿命缩短一半。

（6）使油的空气分离压降低，油中溶解空气逸出，产生气穴，致使液压系统工作性能降低。

液压系统的发热按发热原因可分为两大类：一类是由于设计的原因造成的发热；主要是系统设计不合理造成的，如元件间匹配不合理，管路通道过细，弯头多，弯曲半径小，油箱容积不够等因素造成的这类问题应在设计阶段予以充分考虑，否则将造成挖掘机液压系统先天不足，制成产品后就难以克服另一类是由于液压元件故障或使用不当的原因，造成的发热。因此液压系统的发热主要从液压元件故障或使用不当原因分析。

2、造成挖掘机液压系统的发热的原因分析及其排除：

（1）改善挖掘机运动件的润滑条件，以减少摩擦损失，有利于降低工作负荷、减少发热。

（2）气候及作业环境温度高，致使油温升高。如在炎热夏季连续工作，加之冷却效果差或散热不良，造成机器发热量大于散热量，使油温过高；发动机水温散热器温度高，使油温升高。

（3）应经常检查液压油油面：要随时观察油箱内液压油的油面高度，始终保持液压油油面高度在正常油位范围内，从而保证油箱的散热效果，卡特挖掘机液位的检测方法：将小臂垂直于地面，铲斗手背着地，观察液压油箱液位观察玻璃管，冷油时液压油面在下线和中线之间，热油时油面应在中线和上线之间。当油箱内液压油油面低于最低液面时，要及时向油箱内注油。

（5）及时清洁冷却器，保证冷却器的冷却效果：a1冷却器内部堵塞或表面污物较多，造成冷却器安全装置开启，冷却器过流量降低，使散热流量减少，或冷却器通风不良，使冷却器的冷却传热系数降低，冷却效果降低，或因风扇皮带松，风扇打滑或散热器外部有阻挡物造成冷却风扇量不足；液压油散热器内部管道阻塞等。因此，挖掘机在使用中一定要定期检查，风扇皮带的涨紧度，疏通冷却器，定期对冷却器表面污物进行清除，保证冷却器的内部畅通和外部清洁，以保证冷却器的冷却效果。

（6）液压油牌号选用不当或油质差引起油温过高：油液粘度过高，引起液流压力损失过大，转化为热能，会引起温升过高；油液粘度过低，也会引起工作液压泵及液压元件内泄漏大，产生热量；此外，一些劣质油液，粘温性能差，易乳化和生产气蚀，折出气泡等，会在液压油高压产生局部高温并加剧元件的磨损因此根据系统的负载及正常工作温度要求，选择合适黏度的液压油。合理选择液压油，特别是油液粘度，在条件允许的情况下，尽量采用低一点的粘度以减少粘度摩擦损失

（7）挖掘机长时间超负荷工作、操作不当或长时间行走：连续长时间在高压大功率下工作，主安全阀或二次过载溢流阀溢流阀频繁开启，液压系统中油路和元件因长时间高压卸荷而使油液升温。应根据挖掘机的技术性能和使用说明书中的规定合理使用挖掘机；避免长时间行走，卡特挖掘机说明书中规定连续高速行驶要限定在2小时以内，如果需要连续高速行驶2小时，则应将机器停止10分钟，这样在恢复行驶之间就可使系统油液冷却下来。

（8）挖掘机在维修时，应提高液压元件和液压系统的装配质量与自身精度，严格控制配合件的配合间隙和改善润滑条件。采用摩擦系数小的密封材料和改进密封结构，尽可能降低液压缸的启动力，以降低机械摩擦损失所产生的热量。