泰勒姆斯液壓泵站液壓系統(tǒng)
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泰勒姆斯液壓泵站系統(tǒng)的作用為通過改變壓強(qiáng)增大作用力。一個(gè)完整的液壓泵站由五個(gè)部分組成,即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件(附件)和液壓油。一個(gè)液壓泵站的好壞取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性、系統(tǒng)元件性能的的優(yōu)劣,系統(tǒng)的污染防護(hù)和處理,而最后一點(diǎn)尤為重要。近年來我國國內(nèi)液壓技術(shù)有很大的提高,不再單純地使用國外的液壓技術(shù)進(jìn)行加工。

  

動(dòng)力元件

  動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能,指液壓泵站中的油泵,它向整個(gè)液壓泵站提供動(dòng)力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。

執(zhí)行元件

  執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

控制元件

  控制元件(即各種液壓閥)在液壓泵站中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同,液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為溢流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等;流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等;方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同,液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。

輔助元件

  輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位油溫計(jì)等。

液壓油

  液壓油是液壓泵站中傳遞能量的工作介質(zhì),有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  液壓泵站由信號(hào)控制和液壓動(dòng)力兩部分組成,信號(hào)控制部分用于驅(qū)動(dòng)液壓動(dòng)力部分中的控制閥動(dòng)作。

  液壓動(dòng)力部分采用回路圖方式表示,以表明不同功能元件之間的相互關(guān)系。液壓源含有液壓泵、電動(dòng)機(jī)和液壓輔助元件;液壓控制部分含有各種控制閥,其用于控制工作油液的流量、壓力和方向;執(zhí)行部分含有液壓缸或液壓馬達(dá),其可按實(shí)際要求來選擇。

  在分析和設(shè)計(jì)實(shí)際任務(wù)時(shí),一般采用方框圖顯示設(shè)備中實(shí)際運(yùn)行狀況。 空心箭頭表示信號(hào)流,而實(shí)心箭頭則表示能量流。基本液壓回路中的動(dòng)作順序—控制元件(二位四通換向閥)的換向和彈簧復(fù)位、執(zhí)行元件(雙作用液壓缸)的伸出和回縮以及溢流閥的開啟和關(guān)閉。 對(duì)于執(zhí)行元件和控制元件,演示文稿都是基于相應(yīng)回路圖符號(hào),這也為介紹回路圖符號(hào)作了準(zhǔn)備。

  根據(jù)系統(tǒng)工作原理,您可對(duì)所有回路依次進(jìn)行編號(hào)。如果第一個(gè)執(zhí)行元件編號(hào)為0,則與其相關(guān)的控制元件標(biāo)識(shí)符則為1。如果與執(zhí)行元件伸出相對(duì)應(yīng)的元件標(biāo)識(shí)符為偶數(shù),則與執(zhí)行元件回縮相對(duì)應(yīng)的元件標(biāo)識(shí)符則為奇數(shù)。 不僅應(yīng)對(duì)液壓回路進(jìn)行編號(hào),也應(yīng)對(duì)實(shí)際設(shè)備進(jìn)行編號(hào),以便發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障。

  DIN ISO1219-2標(biāo)準(zhǔn)定義了元件的編號(hào)組成,其包括下面四個(gè)部分:設(shè)備編號(hào)、回路編號(hào)、元件標(biāo)識(shí)符和元件編號(hào)。如果整個(gè)系統(tǒng)僅有一種設(shè)備,則可省略設(shè)備編號(hào)。

  實(shí)際中,另一種編號(hào)方式就是對(duì)液壓泵站中所有元件進(jìn)行連續(xù)編號(hào),此時(shí),元件編號(hào)應(yīng)該與元件列表中編號(hào)相一致。 這種方法特別適用于復(fù)雜液壓控制系統(tǒng),每個(gè)控制回路都與其系統(tǒng)編號(hào)相對(duì)應(yīng)

發(fā)展

  1795年英國約瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)。1905年將工作介質(zhì)水改為油,又進(jìn)一步得到改善。

  第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動(dòng)廣泛應(yīng)用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在 19 世紀(jì)末 20 世紀(jì)初的20年間,才開始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925 年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動(dòng) 的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20 世紀(jì)初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)對(duì)能量波動(dòng)傳遞所進(jìn)行的理論及實(shí)際研究;1910年對(duì)液力傳動(dòng)(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻(xiàn),使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。

  第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間,在美國機(jī)床中有30%應(yīng)用了液壓傳動(dòng)。應(yīng)該指出,日本液壓傳動(dòng)的發(fā)展較歐美等國家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 日本迅速發(fā)展液壓傳動(dòng),1956 年成立了“液壓工業(yè)會(huì)”。近20~30 年間,日本液壓傳動(dòng)發(fā)展之快,居世界領(lǐng)先地位。

避免損失

  有一點(diǎn)機(jī)械常識(shí)的人都知道,能量會(huì)互相轉(zhuǎn)換的,而把這個(gè)知識(shí)運(yùn)用到液壓泵站上解釋液壓泵站的功率損失是最好不過了,液壓泵站功率一方面會(huì)造成能量上的損失,使系統(tǒng)的總效率下降,另一方面,損失掉的這一部分能量將會(huì)轉(zhuǎn)變成熱能,使液壓油的溫度升高,油液變質(zhì), 導(dǎo)致液壓設(shè)備出現(xiàn)故障。因此,設(shè)計(jì)液壓泵站時(shí),在滿足使用要求的前提下,還應(yīng)充分考慮降低系統(tǒng)的功率損失。

  第一,從動(dòng)力源——泵的方面來考慮,考慮到執(zhí)行器工作狀況的多樣化,有時(shí)系統(tǒng)需要大流量,低壓力;有時(shí)又需要小流量,高壓力。所以選擇限壓式變量泵為宜,因?yàn)檫@種類型 的泵的流量隨系統(tǒng)壓力的變化而變化。當(dāng)系統(tǒng)壓力降低時(shí),流量比較大,能滿足執(zhí)行器的快速行程。當(dāng)系統(tǒng)壓力提高時(shí)流量又相應(yīng)減小,能滿足執(zhí)行器的工作行程。這樣既能滿足 執(zhí)行器的工作要求,又能使功率的消耗比較合理。

  第二,液壓油流經(jīng)各類液壓閥時(shí)不可避免的存在著壓力損失和流量損失,這一部分的能量損失在全部能量損失中占有較大的比重。因此,合理選擇液壓器,調(diào)整壓力閥的壓力也是 降低功率損失的一個(gè)重要方面。流量閥按系統(tǒng)中流量調(diào)節(jié)范圍選取并保證其最小穩(wěn)定流量能滿足使用要求,壓力閥的壓力在滿足液壓設(shè)備正常工作的情況下,盡量取較低的壓力。

  第三,如果執(zhí)行器具有調(diào)速的要求,那么在選擇調(diào)速回路時(shí),既要滿足調(diào)速的要求,又要盡量減少功率損失。常見的調(diào)速回路主要有:節(jié)流調(diào)速回路,容積調(diào)速回路,容積節(jié)流調(diào) 速回路。其中節(jié)流調(diào)速回路的功率損失大,低速穩(wěn)定性好。而容積調(diào)速回路既無溢流損失,也無節(jié)流損失,效率高,但低速穩(wěn)定性差。如果要同時(shí)滿足兩方面的要求,可采用差壓 式變量泵和節(jié)流閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路,并使節(jié)流閥兩端的壓力差盡量小,以減小壓力損失。

  第四,合理選擇液壓油。液壓油在管路中流動(dòng)時(shí),將呈現(xiàn)出黏性,而黏性過高時(shí),將產(chǎn)生較大的內(nèi)摩擦力,造成油液發(fā)熱,同時(shí)增加油液流動(dòng)時(shí)的阻力。當(dāng)黏性過低時(shí),易造成泄 漏,將降低系統(tǒng)容積效率,因此,一般選擇黏度適宜且黏溫特性比較好的油液。另外,當(dāng)油液在管路中流動(dòng)時(shí),還存在著沿程壓力損失和局部壓力損失,因此設(shè)計(jì)管路時(shí)盡量縮短 管道,同時(shí)減少彎管。

  以上就是避免液壓泵站功率損失所提出來的幾點(diǎn)工作,但是影響液壓泵站功率損失的因素還有很多,所以如果當(dāng)具體設(shè)計(jì)一液壓泵站時(shí),還需綜合考慮其他各個(gè)方面的要求。

保養(yǎng)

  一個(gè)液壓泵站的好壞不僅取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性和系統(tǒng)元件性能的的優(yōu)劣,還因系統(tǒng)的污染防護(hù)和處理,系統(tǒng)的污染直接影響液壓泵站工作的可靠性和元件的使用壽命,據(jù)統(tǒng)計(jì),國內(nèi)外的的液壓泵站故障大約有70%是由于污染引起的。

油液污染對(duì)系統(tǒng)的危害主要如下

  1)元件的污染磨損

  油液中各種污染物引起元件各種形式的磨損,固體顆粒進(jìn)入運(yùn)動(dòng)副間隙中,對(duì)零件表面產(chǎn)生切削磨損或是疲勞磨損。高速液流中的固體顆粒對(duì)元件的表面沖擊引起沖蝕磨損。油液中的水和油液氧化變質(zhì)的生成物對(duì)元件產(chǎn)生腐蝕作用。此外,系統(tǒng)的油液中的空氣引起氣蝕,導(dǎo)致元件表面剝蝕和破壞。

  2)元件堵塞與卡緊故障

  固體顆粒堵塞液壓閥的間隙和孔口,引起閥芯阻塞和卡緊,影響工作性能,甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。

  3)加速油液性能的劣化

  油液中的水和空氣以其熱能是油液氧化的主要條件,而油液中的金屬微粒對(duì)油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和懸浮氣泡顯著降低了運(yùn)動(dòng)副間油膜的強(qiáng)度,使?jié)櫥阅芙档汀?/span>

一、污染物的種類

  污染物是液壓泵站油液中對(duì)系統(tǒng)起危害作用的的物質(zhì),它在油液中以不同的形態(tài)形式存在,根據(jù)其物理形態(tài)可分成:固態(tài)污染物、液態(tài)污染物、氣態(tài)污染物。

  固態(tài)污染物可分成硬質(zhì)污染物,有:金剛石、切削、硅沙、灰塵、磨損金屬和金屬氧化物;軟質(zhì)污染物有:添加劑、水的凝聚物、油料的分解物與聚合物和維修時(shí)帶入的棉絲、纖維。

  液態(tài)污染物通常是不符合系統(tǒng)要求的切槽油液、水、涂料和氯及其鹵化物等,通常我們難以去掉,所以在選擇液壓油時(shí)要選擇符合系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的液壓油,避免一些不必要的故障。

  氣態(tài)污染物主要是混入系統(tǒng)中的空氣。

  這些顆粒常常是如此的細(xì)小,以至于不能沉淀下來而懸浮于油液之中,最后被擠到各種閥的間隙之中,對(duì)一個(gè)可靠的液壓泵站來說,這些間隙的對(duì)實(shí)現(xiàn)有限控制、重要性和準(zhǔn)確性是極為重要的。

二、污染物的來源

  系統(tǒng)油液中污染物的來源途徑主要有以下幾個(gè)方面:

  1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大氣中的沙礫或塵埃,通常通過油箱氣孔,油缸的封軸,泵和馬達(dá)等軸侵入系統(tǒng)的。主要是使用環(huán)境的影響。

  2)內(nèi)部污染物:元件在加工時(shí)、裝配、調(diào)試、包裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和安裝等環(huán)節(jié)中殘留的污染物,當(dāng)然這些過程是無法避免的,但是可以降到最低,有些特種元件在裝配和調(diào)試時(shí)需要在潔凈室或潔凈臺(tái)的環(huán)境中進(jìn)行。3液壓泵站產(chǎn)生的污染物:系統(tǒng)在運(yùn)作過程當(dāng)中由于元件的磨損而產(chǎn)生的顆粒,鑄件上脫落下來的砂粒,泵、閥和接頭上脫落下來的金屬顆粒,管道內(nèi)銹蝕剝落物以其油液氧化和分解產(chǎn)生的顆粒與膠狀物,更為嚴(yán)重的是系統(tǒng)管道在正式投入作業(yè)之前沒有經(jīng)過沖洗而有的大量雜質(zhì)。

故障診斷

  液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),即具有廣泛的工藝適應(yīng)性、優(yōu)良的控制性能和較低廉的成本,在各個(gè)領(lǐng)域中獲得愈來愈廣泛的應(yīng)用。但由于客觀上元、輔件質(zhì)量不穩(wěn)定和主觀上使用、維護(hù)不當(dāng),且系統(tǒng)中各元件和工作液體都是在封閉油路內(nèi)工作,不象機(jī)械設(shè)備那樣直觀,也不象電氣設(shè)備那樣可利用各種檢測儀器方便地測量各種參數(shù),液壓設(shè)備中,僅靠有限幾個(gè)壓力表、流量計(jì)等來指示系統(tǒng)某些部位的工作參數(shù),其他參數(shù)難以測量,而且一般故障根源有許多種可能,這給液壓泵站故障診斷帶來一定困難。

  在生產(chǎn)現(xiàn)場,由于受生產(chǎn)計(jì)劃和技術(shù)條件的制約,要求故障診斷人員準(zhǔn)確、簡便和高效地診斷出液壓設(shè)備的故障;要求維修人員利用現(xiàn)有的信息和現(xiàn)場的技術(shù)條件,盡可能減少拆裝工作量,節(jié)省維修工時(shí)和費(fèi)用,用最簡便的技術(shù)手段,在盡可能短的時(shí)間內(nèi),準(zhǔn)確地找出故障部位和發(fā)生故障的原因并加以修理,使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行,并力求今后不再發(fā)生同樣故障。

液壓泵站故障診斷的一般原則

  正確分析故障是排除故障的前提,系統(tǒng)故障大部分并非突然發(fā)生,發(fā)生前總有預(yù)兆,當(dāng)預(yù)兆發(fā)展到一定程度即產(chǎn)生故障。引起故障的原因是多種多樣的,并無固定規(guī)律可尋。統(tǒng)計(jì)表明,液壓泵站發(fā)生的故障約90%是由于使用管理不善所致為了快速、準(zhǔn)確、方便地診斷故障,必須充分認(rèn)識(shí)液壓故障的特征和規(guī)律,這是故障診斷的基礎(chǔ)。

  以下原則在故障診斷中值得遵循

  (1)首先判明液壓泵站的工作條件和外圍環(huán)境是否正常需首先搞清是設(shè)備機(jī)械部分或電器控制部分故障,還是液壓泵站本身的故障,同時(shí)查清液壓泵站的各種條件是否符合正常運(yùn)行的要求。

  (2)區(qū)域判斷根據(jù)故障現(xiàn)象和特征確定與該故障有關(guān)的區(qū)域,逐步縮小發(fā)生故障的范圍,檢測此區(qū)域內(nèi)的元件情況,分析發(fā)生原因,最終找出故障的具體所在。

  (3)掌握故障種類進(jìn)行綜合分析根據(jù)故障最終的現(xiàn)象,逐步深入找出多種直接的或間接的可能原因,為避免盲目性,必須根據(jù)系統(tǒng)基本原理,進(jìn)行綜合分析、邏輯判斷,減少懷疑對(duì)象逐步逼近,最終找出故障部位。

  (4)驗(yàn)證可能故障原因時(shí),一般從最可能的故障原因或最易檢驗(yàn)的地方開始,這樣可減少裝拆工作量,提高診斷速度。

  (5)故障診斷是建立在運(yùn)行記錄及某些系統(tǒng)參數(shù)基礎(chǔ)之上的。建立系統(tǒng)運(yùn)行記錄,這是預(yù)防、發(fā)現(xiàn)和處理故障的科學(xué)依據(jù);建立設(shè)備運(yùn)行故障分析表,它是使用經(jīng)驗(yàn)的高度概括總結(jié),有助于對(duì)故障現(xiàn)象迅速做出判斷;具備一定檢測手段,可對(duì)故障做出準(zhǔn)確的定量分析。

故障診斷方法

  日常查找液壓泵站故障的傳統(tǒng)方法是邏輯分析逐步逼近斷。

  基本思路是綜合分析、條件判斷。即維修人員通過觀察、聽、觸摸和簡單的測試以及對(duì)液壓泵站的理解,憑經(jīng)驗(yàn)來判斷故障發(fā)生的原因。當(dāng)液壓泵站出現(xiàn)故障時(shí),故障根源有許多種可能。采用邏輯代數(shù)方法,將可能故障原因列表,然后根據(jù)先易后難原則逐一進(jìn)行邏輯判斷,逐項(xiàng)逼近,最終找出故障原因和引起故障的具體條件。

  故障診斷過程中要求維修人員具有液壓泵站基礎(chǔ)知識(shí)和較強(qiáng)的分析能力,方可保證診斷的效率和準(zhǔn)確性。但診斷過程較繁瑣,須經(jīng)過大量的檢查,驗(yàn)證工作,而且只能是定性地分析,診斷的故障原因不夠準(zhǔn)確。為減少系統(tǒng)故障檢測的盲目性和經(jīng)驗(yàn)性以及拆裝工作量,傳統(tǒng)的故障診斷方法已遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代液壓泵站的要求。隨著液壓泵站向大型化、連續(xù)生產(chǎn)、自動(dòng)控制方向發(fā)展,又出現(xiàn)了多種現(xiàn)代故障診斷方法。如鐵譜技斷,可從油液中分離出來的各種磨粒的數(shù)量、形狀、尺寸、成分以及分布規(guī)律等情況,及時(shí)、準(zhǔn)確地判斷出系統(tǒng)中元件的磨損部位、形式、程度等。而且可對(duì)液壓油進(jìn)行定量的污染分析和評(píng)價(jià),做到在線檢測和故障預(yù)防。

  基于人工智能的專家診斷系斷,它通過計(jì)算機(jī)模仿在某一領(lǐng)域內(nèi)有經(jīng)驗(yàn)專家解決問題的方法。將故障現(xiàn)象通過人機(jī)接口輸入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的現(xiàn)象以及知識(shí)庫中的知識(shí),可推算出引起故障的原因,然后通過人機(jī)接口輸出該原因,并提出維修方案或預(yù)防措施。這些方法給液壓泵站故障診斷帶來廣闊的前景,給液壓泵站故障診斷自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。但這些方法大都需要昂貴的檢測設(shè)備和復(fù)雜的傳感控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng),有些方法研究起來有一定困難,一般情況下不適應(yīng)于現(xiàn)場推廣使用。下面介紹一種簡單、實(shí)用的液壓泵站故障診斷方法。

  基于參數(shù)測量的故障診斷系統(tǒng)

  一個(gè)液壓泵站工作是否正常,關(guān)鍵取決于兩個(gè)主要工作參數(shù)即壓力和流量是否處于正常的工作狀態(tài),以及系統(tǒng)溫度和執(zhí)行器速度等參數(shù)的正常與否。液壓泵站的故障現(xiàn)象是各種各樣的,故障原因也是多種因素的綜合。同一因素可能造成不同的故障現(xiàn)象,而同一故障又可能對(duì)應(yīng)著多種不同原因。例如:油液的污染可能造成液壓泵站壓力、流量或方向等各方面的故障,這給液壓泵站故障診斷帶來極大困難。

  參數(shù)測量法診斷故障的思路是這樣的,任何液壓泵站工作正常時(shí),系統(tǒng)參數(shù)都工作在設(shè)計(jì)和設(shè)定值附近,工作中如果這些參數(shù)偏離了預(yù)定值,則系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)故障或有可能出現(xiàn)故障。即液壓泵站產(chǎn)生故障的實(shí)質(zhì)就是系統(tǒng)工作參數(shù)的異常變化。因此當(dāng)液壓泵站發(fā)生故障時(shí),必然是系統(tǒng)中某個(gè)元件或某些元件有故障,進(jìn)一步可斷定回路中某一點(diǎn)或某幾點(diǎn)的參數(shù)已偏離了預(yù)定值。這說明如果液壓回路中某點(diǎn)的工作參數(shù)不正常,則系統(tǒng)已發(fā)生了故障或可能發(fā)生了故障,需維修人員馬上進(jìn)行處理。這樣在參數(shù)測量的基礎(chǔ)上,再結(jié)合邏輯分析法,即可快速、準(zhǔn)確地找出故障所在。參數(shù)測量法不僅可以診斷系統(tǒng)故障,而且還能預(yù)報(bào)可能發(fā)生的故障,并且這種預(yù)報(bào)和診斷都是定量的,大大提高了診斷的速度和準(zhǔn)確性。這種檢測為直接測量,檢測速度快,誤差小,檢測設(shè)備簡單,便于在生產(chǎn)現(xiàn)場推廣使用。適合于任何液壓泵站的檢測。測量時(shí),既不需停機(jī),又不損壞液壓泵站,幾乎可以對(duì)系統(tǒng)中任何部位進(jìn)行檢測,不但可診斷已有故障,而且可進(jìn)行在線監(jiān)測、預(yù)報(bào)潛在故障。

參數(shù)測量法原理

  只要測得液壓泵站回路中所需任意點(diǎn)處工作參數(shù),將其與系統(tǒng)工作的正常值相比較,即可判斷出系統(tǒng)工作參數(shù)是否正常,是否發(fā)生了故障以及故障的所在部位。

  液壓泵站中的工作參數(shù),如壓力、流量、溫度等都是非電物理量,用通用儀器采用間接測量法測量時(shí),首先需利用物理效應(yīng)將這些非電量轉(zhuǎn)換成電量,然后經(jīng)放大、轉(zhuǎn)換和顯示等處理,被測參數(shù)則可用轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)代表并顯示。由此可判斷液壓泵站是否有故障。但這種間接測量方法需各種傳感器,檢測裝置較復(fù)雜,測量結(jié)果誤差大、不直觀,不便于現(xiàn)場推廣使用。

  通過多年的教學(xué)和生產(chǎn)實(shí)踐,設(shè)計(jì)出一種簡單、實(shí)用的液壓泵站故障檢測回路。檢測回路通常和被檢測系統(tǒng)并聯(lián)連接,此連接需在被測點(diǎn)設(shè)置的雙球閥三通接頭,它主要用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不拆卸檢測。它對(duì)液壓泵站所需點(diǎn)的各種參數(shù)進(jìn)行直接的快速檢測,不需任何傳感器,它可同時(shí)檢測系統(tǒng)中的壓力、流量和溫度三個(gè)參數(shù),而執(zhí)行器的速度和轉(zhuǎn)速則可通過測量出口流量的方法計(jì)算得到。例如:只要在泵出口及執(zhí)行器進(jìn)、出口安裝雙球閥三通,則通過測量123三點(diǎn)的壓力、流量及溫度值,則可立刻診斷出故障所在的大致部位(泵源、控制傳動(dòng)部分或執(zhí)行器部分)。增加參數(shù)檢測點(diǎn),則可縮小故障發(fā)生區(qū)域。

  系統(tǒng)正常工作時(shí),閥門1開啟,2關(guān)閉,檢測口罩上防塵罩,以防污染。檢測時(shí),只要將檢測回路與檢測口接通,即旋緊活接頭螺紋并打開閥門2。通過調(diào)節(jié)閥門1和溢流閥7即可方便地測出壓力、流量、溫度、速度等參數(shù)。但要求系統(tǒng)配管時(shí),將雙球閥三通在需檢測系統(tǒng)參數(shù)的部位當(dāng)作接管或彎管接頭來配置。

  1,2.截止球閥3,8.軟管4.壓力表5.流量計(jì)

  6.溫度計(jì)7.溢流閥9.過濾器

參數(shù)測量方法

  第1步:測壓力,首先將檢測回路的軟管接頭與雙球閥三通螺紋接口旋緊接通。打開球閥2,關(guān)死溢流閥3,切斷回油通道,這時(shí)從壓力表上可直接讀出所測點(diǎn)的壓力值(為系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力)。

  第2步:測流量和溫度——慢慢松開溢流閥7手柄,再關(guān)閉球閥1。重新調(diào)整溢流閥7,使壓力表4讀數(shù)為所測壓力值,此時(shí)流量計(jì)5讀數(shù)即為所測點(diǎn)的實(shí)際流量值。同時(shí)溫度計(jì)6上可顯示出油液溫度值。

  第3步:測轉(zhuǎn)速(速度)——不論泵、馬達(dá)或缸其轉(zhuǎn)速或速度僅取決于兩個(gè)因素,即流量和它本身的幾何尺寸(排量或面積),所以只要測出馬達(dá)或缸的輸出流量(對(duì)泵為輸入流量),除以其排量或面積即得到轉(zhuǎn)速或速度值。

  2.2參數(shù)測量法實(shí)例

  此系統(tǒng)在調(diào)試中出現(xiàn)以下現(xiàn)象:泵能工作,但供給合模缸和注射缸的高壓泵壓力上不去(壓力調(diào)至8.0Mpa左右,再無法調(diào)高),泵有輕微的異常機(jī)械噪聲,水冷系統(tǒng)工作,油溫、油位均正常,有回油。

  從回路分析故障有以下可能原因:

  (1)溢流閥故障。可能原因:調(diào)整不正確,彈簧屈服,阻尼孔堵塞,滑閥卡住。

  (2)電液換向閥或電液比例閥故障。可能原因:復(fù)位彈簧折斷,控制壓力不夠,滑閥卡住,比例閥控制部分故障。

  (3)液壓泵故障。可能原因:泵轉(zhuǎn)速過低,葉片泵定子異常磨損,密封件損壞,泵吸入口進(jìn)入大量空氣,過濾器嚴(yán)重堵塞。

故障診斷方法

  (1)應(yīng)用傳統(tǒng)的邏輯分析逐步逼近法。需對(duì)以上所有可能原因逐一進(jìn)行分析判斷和檢驗(yàn),最終找出故障原因和引起故障的具體元件。此法診斷過程繁瑣,須進(jìn)行大量的裝拆、驗(yàn)證工作,效率低,工期長,并且只能是定性分析,診斷不夠準(zhǔn)確。

  (2)應(yīng)用基于參數(shù)測量的故障診斷系統(tǒng)。只需在系統(tǒng)配管時(shí),在泵的出口a、換向閥前b及缸的入口c三點(diǎn)設(shè)置雙球閥三通,則利用故障診斷檢測回路,在幾秒鐘內(nèi)即可將系統(tǒng)故障限制在某區(qū)域內(nèi)并根據(jù)所測參數(shù)值診斷出故障所在。檢測過程如下:

  (a)將故障診斷回路與檢測口a接通,打開球閥2并旋松溢流閥7,再關(guān)死球閥1,這時(shí)調(diào)節(jié)溢流閥7即可從壓力表4上觀察泵的工作壓力變化情況,看其是否能超過8.0Mpa并上升至所需高壓值。若不能則說明是泵本身故障,若能說明不是泵故障,則應(yīng)繼續(xù)檢測。

  (b)若泵無故障,則利用故障診斷回路檢測b點(diǎn)壓力變化情況。若b點(diǎn)工作壓力能超過8.0Mpa并上升至所需高壓值,則說明系統(tǒng)主溢流閥工作正常,需繼續(xù)檢測。

  若溢流閥無故障,則通過檢測c點(diǎn)壓力變化情況即可判斷出是否換向閥或比例閥故障。

  通過檢測最終故障原因是葉片泵內(nèi)漏嚴(yán)重所引起。拆卸泵后方知,葉片泵定子由于滑潤不良造成異常磨損,引起內(nèi)漏增大,使系統(tǒng)壓力提不高,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)是由于水冷系統(tǒng)的水漏入油中造成油乳化而失去潤滑作用引起的。

結(jié)論

  參數(shù)測量法是一種實(shí)用、新型的液壓泵站故障診斷方法,它與邏輯分析法相結(jié)合,大大提高了故障診斷的快速性和準(zhǔn)確性。首先這種測量是定量的,這就避免了個(gè)人診斷的盲目性和經(jīng)驗(yàn)性,診斷結(jié)果符合實(shí)際。其次故障診斷速度快,經(jīng)過幾秒到幾十秒即可測得系統(tǒng)的準(zhǔn)確參數(shù),再經(jīng)維修人員簡單的分析判斷即得到診斷結(jié)果。再者此法較傳統(tǒng)故障診斷法降低系統(tǒng)裝拆工作量一半以上。

此故障診斷檢測回路具有以下功能

  (1)能直接測量并直觀顯示液流流量、壓力和溫度,并能間接測量泵、馬達(dá)轉(zhuǎn)速。

  (2)可以利用溢流閥對(duì)系統(tǒng)中被測部分進(jìn)行模擬加載,調(diào)壓方便、準(zhǔn)確;為保證所測流量準(zhǔn)確性,可從溫度表直接觀察測試溫差(應(yīng)小于±3℃)。

  (3)適應(yīng)于任何液壓泵站,且某些系統(tǒng)參數(shù)可實(shí)現(xiàn)不停車檢測。

  (4)結(jié)構(gòu)輕便簡單,工作可靠,成本低廉,操作簡便。

  這種檢測回路將加載裝置和簡單的檢測儀器結(jié)合在一起,可做成便攜式檢測儀,測量快速、方便、準(zhǔn)確,適于在現(xiàn)場推廣使用。它為檢測、預(yù)報(bào)和故障診斷自動(dòng)化打下基礎(chǔ)。

系統(tǒng)維護(hù)

  一個(gè)系統(tǒng)在正式投入之前一般都要經(jīng)過沖洗,沖洗的目的就是要清除殘留在系統(tǒng)內(nèi)的污染物、金屬屑、纖維化合物、鐵心等,在最初兩小時(shí)工作中,即使沒有完全損壞系統(tǒng),也會(huì)引起一系列故障。所以應(yīng)該按下列步驟來清洗系統(tǒng)油路:

  1)用一種易干的清潔溶劑清洗油箱,再用經(jīng)過過濾的空氣清除溶劑殘?jiān)?/font>

  2)清洗系統(tǒng)全部管路,某些情況下需要把管路和接頭進(jìn)行浸漬。

  3)在管路中裝油濾,以保護(hù)閥的供油管路和壓力管路。

  4)在集流器上裝一塊沖洗板以代替精密閥,如電液伺服閥等。

  5)檢查所有管路尺寸是否合適,連接是否正確。

  要是系統(tǒng)中使用到電液伺服閥,我不妨多說兩句,伺服閥得沖洗板要使油液能從供油管路流向集流器,并直接返回油箱,這樣可以讓油液反復(fù)流通,以沖洗系統(tǒng),讓油濾濾掉固體顆粒,沖洗過程中,沒隔12小時(shí)要檢查一下油濾,以防油濾被污染物堵塞,此時(shí)旁路不要打開,若是發(fā)現(xiàn)油濾開始堵塞就馬上換油濾。

  沖洗的周期由系統(tǒng)的構(gòu)造和系統(tǒng)污染程度來決定,若過濾介質(zhì)的試樣沒有或是很少外來污染物,則裝上新的油濾,卸下沖洗板,裝上閥工作!

  有計(jì)劃的維護(hù):建立系統(tǒng)定期維護(hù)制度,對(duì)液壓泵站較好的維護(hù)

保養(yǎng)建議如下

  1)至多500小時(shí)或是三個(gè)月就要檢查和更換油液。

  2)定期沖洗油泵的進(jìn)口油濾。

  3)檢查液壓油被酸化或其他污染物污染情況,液壓油的氣味可以大致鑒別是否變質(zhì)。

  4)修護(hù)好系統(tǒng)中的泄漏。

  5)確保沒有外來顆粒從油箱的通氣蓋、油濾的塞座、回油管路的密封墊圈以及油箱其他開口處進(jìn)入油箱。

優(yōu)缺點(diǎn)

液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)

  (1)體積小、重量輕,因此慣性力較小,當(dāng)突然過載或停車時(shí),不會(huì)發(fā)生大的沖擊;

  (2)能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動(dòng)調(diào)節(jié)牽引速度,并可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速;

  (3)換向容易,在不改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下,可以較方便地實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換;

  (4)液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管連接,在空間布置上彼此不受嚴(yán)格限制;

  (5)由于采用油液為工作介質(zhì),元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間能自行潤滑,磨損小,使用壽命長;

  (6)操縱控制簡便,自動(dòng)化程度高;

  (7)容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。

液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)

  (1)使用液壓傳動(dòng)對(duì)維護(hù)的要求高,工作油要始終保持清潔;

  (2)對(duì)液壓元件制造精度要求高,工藝復(fù)雜,成本較高;

  (3)液壓元件維修較復(fù)雜,且需有較高的技術(shù)水平;

  (4)用油做工作介質(zhì),在工作面存在火災(zāi)隱患;

  (5)傳動(dòng)效率低。

發(fā)展前景

  目前我國液壓技術(shù)缺少技術(shù)交流,液壓產(chǎn)品大部分都是用國外的液壓技術(shù)加工回來的,液壓英才網(wǎng)提醒大家發(fā)展國產(chǎn)液壓技術(shù)振興國產(chǎn)液壓泵站技術(shù)。

  其實(shí)不然,近幾年國內(nèi)液壓技術(shù)有很大的提高,如派瑞克、威明德液壓等公司都有很強(qiáng)的實(shí)力。

常見問題

一、液壓泵站泄漏的原因

  (1)設(shè)計(jì)及制造的缺陷所造成的;

  (2)沖擊和振動(dòng)造成管接頭松動(dòng);

  (3)動(dòng)密封件及配合件相互磨損(液壓缸尤甚);(4)油溫過高及橡膠密封與液壓油不相容而變質(zhì)。下面就結(jié)合以上幾個(gè)方面淺談一下控制泄漏的措施。

二、控制液壓泵站泄漏的控制方案

  方案一:設(shè)計(jì)及制造缺陷的解決方法:

  l、液壓元件外配套的選擇往往在液壓泵站的泄漏中起著決定性的影響。這就決定我們技術(shù)人員在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、老產(chǎn)品的改進(jìn)中,對(duì)缸、泵、閥件,密封件,液壓輔件等的選擇,要本著好中選優(yōu),優(yōu)中選廉的原則慎重的、有比較的進(jìn)行。

  2、合理設(shè)計(jì)安裝面和密封面:當(dāng)閥組或管路固定在安裝面上時(shí),為了得到滿意的初始密封和防止密封件被擠出溝槽和被磨損,安裝面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要達(dá)到08μm,平面度要達(dá)到001/100mm。表面不能有徑向劃痕,連接螺釘?shù)念A(yù)緊力要足夠大,以防止表面分離。

  3、在制造及運(yùn)輸過程中,要防止關(guān)鍵表面磕碰,劃傷。同時(shí)對(duì)裝配調(diào)試過程要嚴(yán)格的進(jìn)行監(jiān)控,保證裝配質(zhì)量。

  4、對(duì)一些液壓泵站的泄露隱患不要掉已輕心,必須加以排除。

  方案二:減少?zèng)_擊和振動(dòng):為了減少承受沖擊和振動(dòng)的管接頭松動(dòng)引起的液壓泵站的泄漏,可以采取以下措施:

  ①使用減震支架固定所有管子以便吸收沖擊和振動(dòng);

  ②使用低沖擊閥或蓄能器來減少?zèng)_擊;

  ③適當(dāng)布置壓力控制閥來保護(hù)系統(tǒng)的所有元件;

  ④盡量減少管接頭的使用數(shù)量,管接頭盡量用焊接連接;

  ⑤使用直螺紋接頭,三通接頭和彎頭代替錐管螺紋接頭;

  ⑥盡量用回油塊代替各個(gè)配管;

  ⑦針對(duì)使用的最高壓力,規(guī)定安裝時(shí)使用螺栓的扭矩和堵頭扭矩,防止結(jié)合面和密封件被蠶食;

  ⑧正確安裝管接頭。

  方案三:減少動(dòng)密封件的磨損:大多數(shù)動(dòng)密封件都經(jīng)過精確設(shè)計(jì),如果動(dòng)密封件加工合格,安裝正確,使用合理,均可保證長時(shí)間相對(duì)無泄漏工作。從設(shè)計(jì)角度來講,設(shè)計(jì)者可以采用以下措施來延長動(dòng)密封件的壽命:

  1、消除活塞桿和驅(qū)動(dòng)軸密封件上的側(cè)載荷;

  2、用防塵圈、防護(hù)罩和橡膠套保護(hù)活塞桿,防止磨料、粉塵等雜質(zhì)進(jìn)入;

  3、設(shè)計(jì)選取合適的過濾裝置和便于清洗的油箱以防止粉塵在油液中累積;

  4、使活塞桿和軸的速度盡可能低。

  方案四:對(duì)靜密封件的要求:

  靜密封件在剛性固定表面之間防止油液外泄。合理設(shè)計(jì)密封槽尺寸及公差,使安裝后的密封件到一定擠壓產(chǎn)生變形以便填塞配合表面的微觀凹陷,并把密封件內(nèi)應(yīng)力提高到高于被密封的壓力。當(dāng)零件剛度或螺栓預(yù)緊力不夠大時(shí),配合表面將在油液壓力作用下分離,造成間隙或加大由于密封表面不夠平而可能從開始就存在的間隙。隨著配合表面的運(yùn)動(dòng),靜密封就成了動(dòng)密封。粗糙的配合表面將磨損密封件,變動(dòng)的間隙將蠶食密封件邊緣。

  方案五:控制油溫防止密封件變質(zhì):

  密封件過早變質(zhì)可能是由多種因素引起的,一個(gè)重要因素是油溫過高。溫度每升高10℃則密封件壽命就會(huì)減半,所以應(yīng)合理設(shè)計(jì)高效液壓泵站或設(shè)置強(qiáng)制冷卻裝置,使最佳油液溫度保持在65℃以下;工程機(jī)械不許超過80℃;另一個(gè)因素可能是使用的油液與密封材料的相容性問題,應(yīng)按使用說明書或有關(guān)手冊(cè)選用液壓油和密封件的型式和材質(zhì),以解決相容性問題,延長密封件的使用壽命。


本文標(biāo)題:泰勒姆斯液壓泵站液壓系統(tǒng)


分類:液壓系統(tǒng)
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