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液压传动系统的故障分析

作者: 来源: 发布时间:2018/2/11 16:12:47  点击数:1091
液压传动具有能容量大、反应快、易控制、输出力(或力矩)大等诸多优点,在现代机械设备(尤其是大型特大型设备)中广泛采用。液压系统属封闭的管路循环系统,液压系统故障隐形难以查找是液压传动的主要缺点之一。设备的液压系统一旦出现故障应尽快确定故障原因并排除,以减小因设备停车而造成的经济损失。工程技术人员需凭借自身的专业技术功底、液压传动基础知识、液压元件原理构造及基本回路知识进行故障分析。
1 故障划分
故障划分如图1所示。

图1 故障划分
2 查找步骤
查找故障的步骤见图2所示。

图2 查找故障的步骤
3 故障归类
(1) 压力异常:一般系统管路设计时预留很多压力测点,使用压力表测出读数,与正常值比较分析即可确定引起压力异常的液压元件。
(2) 速度异常:逐一调节节流阀、调速阀及变量泵变量机构,对应测试执行元件的速度范围值,与设计值比较分析即可确定。
(3) 动作异常:切换每个换向阀,观察相关执行元件的动作状态是否正常,即可找出异常换向阀,再检查动作顺序和行程控制,找出异常处。
(4) 其它:出现异常振动、噪音、漏油、发热等,不要忙于关机,应该一摸二看三观察,确定异常部位并分析处理。
4 故障分析
综合应用所学的知识,从理论上可对液压回路和液压元件的任何故障进行分析。受篇幅限制,仅举一例予以说明。
故障名称:液压泵气穴;故障现象:振动、噪音、气蚀;主要原因:泵吸油口压力低于气体分离压,或吸入空气。
推理分析:利用能量方程和流量连续性方程对液压泵的吸油过程进行了分析,可推导出泵的吸油口压力为:。式中:pa为油箱液面压力,ρ为液体密度,g为重力加速度,α为动量修正系数,v为液流速度,δpω为总压力损失,h为泵吸油高度。 总压力损失。其中:δp为滤油器压力损失,δpλ沿程压力损失,δpλ=λ1v2/2gd,δpζ为局部压力损失,δpζ=ζv2/2g。
经推导分析得能引起p下降的变量即为产生故障的原因: ①油箱液面压力pa过低——油箱透气孔堵塞; ②泵吸油口液流速度v过高(v=q/a=vn/aηv)——电动机转速高; 其中:q为流量,a为过流截面,v为泵排量,ηv为容积效率; ③滤油器压力损失δp过大——滤芯堵塞等; ④沿程阻力系数λ过大(λ∝l/re=γ/vd)——油温低,粘度大; 其中:re为雷诺数,γ为油液运动粘度。 ⑤吸油管的总长度l过高——过长; ⑥吸油管的内径d过细——过细; ⑦局部阻力系数ζ过大为管道弯折、压扁、堵塞等; ⑧泵的吸油高度h过大——泵安装过高; 另外,泵吸入空气——管道密封不严,吸油管浸入油箱液面太浅,电动机接线不正确。
5 结束语
对液压元件和系统管路的故障,可以从其构造原理入手,通过分析实际验证,逐步积累经验,进行归纳总结,建立开放的液压系统故障智能查询系统,并研制先进的故障诊断仪,最终实现科学、准确、高效的查找。

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