液压系统典型故障实例分析

出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册下册》第2346页（3943字）

实例1 在图39．3－22所示二级调压回路中，液压系统循环运行，当二位二通电磁换向阀4通电右位工作时，液压系统突然产生较大的液压冲击。

图39．3－22 易产生液压冲击的二级调压回路

故障分析 这个二级调压回路中，当二位二通阀4断电关闭，系统压力决定于溢流阀2的调整压力p₁，阀4通电切换后，系统压力就由调压阀3的调整压力p₂决定了。由于阀4与阀3之间的油路内没有压力(压力为零)，阀4右位工作时，溢流阀2的远程控制口处的压力由p₁几乎下降到零后才又回升到p₂，这样系统必然产生较大的压力冲击。

不难看出，故障原因是由于系统中2级调压回路设计不周造成的。若将此2级调压回路改设成如图39．3－23所示的组合形式，即把二位二通阀4接到远程调压阀3的出油口，并与油箱接通，这样从阀2远程控制口到阀4的油路中充满接近p₁压力的油液，阀4通电切换后，系统压力从p₁直接降到p₂，不会产生较大的压力冲击。

图39．3－23 改进后的2级调压回路

实例2 在图39．3－24所示回路中，因液压设备要求连续运转，不允许停机修理，所以有两套供油系统。当其中一个供油系统出现故障时，可立即启动另一供油系统，使液压设备正常运行，再修理出故障的供油系统。

图39．3－24 两套供油系统原理图

图中两套供油系统的元件性能规格完全相同，由溢流阀3或溢流阀4调定第一级压力，远程调压阀9调定第二级压力。

但泵2所属供油系统停止供油，只有泵1所属系统供油时，液压系统压力上不去，即使将电液换向阀7置于中位时，泵1输出油路仍不能上升到要求的压力值。

调试发现，泵1运转时压力最高只能达到12MPa，设计要求应能调到14MPa，且14MPa也不是应该调到的最高压力值。将溢流阀3和远程调压阀9的调压旋钮全部拧紧时，压力仍然上不去。当油温为40℃时，压力上升值为12MPa，油温升到55℃时，压力只能上升到10MPa。此时，分别检测液压泵及其它元件，均未发现质量和调整上的问题，各项指标符合性能要求。那么故障原因是什么呢?

故障分析 液压元件没有质量问题，组合成系统后压力上不去，故障出现了，此时就应该分析系统中元件组合的相互影响。

泵1工作时，压力油从溢流阀3的进油口进入主阀芯的下端，同时经过阻尼孔流进主阀芯上端弹簧腔，再经过溢流阀3的远程控制口及外接油管进入溢流阀4主阀芯上端的弹簧腔，接着经阻尼孔向下流动，进入主阀芯的下腔，再由溢流阀4的进油口反向流入停止运转的泵2的排油管中，这时油液推开单向阀6可能性不大；由泵2出油口进入泵2中，这股压力油将会使泵2像液压马达一样反向微微转动，或经泵2的缝隙流入油箱中。

问题清楚了，溢流阀3的远程控制口向油箱中泄漏液压油，上述压力上不去的故障发生是必然的了。由于控制油路上设置有节流装置，溢流阀3的远程控制油路上的油液是在一定的阻力状况下流回油箱的，所以压力不是完全没有，溢流阀3只能在低于要求的压力下溢流。

故障原因找到了，排除就不会很难了。图39．3－25所示为改进后的两套供油系统，系统中设置单向阀11和单向阀12，切断进入泵2的油路，上述故障就不会发生了。

图39．3－25 改进后的供油回路

实例3 图39．3－26所示为采用液控单向阀的平衡回路，回路中泵1为定量泵，三位四通电磁换向阀中位机能为H型。故障现象是，当液压缸向下运行时，活塞断续地向下跳动，并因此而引起激烈地振动，致使系统无法正常工作。

图39．3－26 液控单向阀控制的平衡回路

故障分析 由于活塞向下运动时回路中没有背压，液控单向阀4打开后，活塞将会因自重向下跌落(加速下降)，使液压缸上腔失压，于是液控单向阀也因失压而关闭，使活塞运行停止。随后进油路上又建立起压力，液控单向阀又打开，不断重复上述过程。即活塞断续下降，并引起强烈地振动。

如图39．3－27所示，在液压缸下腔的出口油路上加设节流阀5和单向阀6，当换向阀3左位接入回路时，压力油进入液压缸的上腔，并将液控单向阀打开，液压缸下腔的油便可经节流阀5，液控单向阀4和换向阀3流回油箱，使活塞向下运动。

图39．3－27 改进后的平衡回路

由于节流阀在回油路上，所以构成回油节流调速回路。溢流阀2起调压与溢流作用，液压泵1输出的压力油一部分进入液压缸上腔，一部分由溢流阀溢回油箱。由于节流阀的节流作用，所以活塞下降是平稳运动。又由于液压缸上腔的压力由溢流阀调定，液控单向阀打开后也不会出现失压，液控单向阀开启后不会关闭，于是就不会出现上述故障了。

实例4 在图39．3－28所示系统中，液压缸1所属回路为进油节流调速回路。液压缸1的外载为液压缸2的二分之一。液压缸2前设置顺序阀4，其压力调定值比溢流阀低1MPa。要求液压缸1运动完了后，液压缸2再运动。但当启动液压泵并使电磁换向阀3通电以左位工作时，出现液压缸1和2基本同时动作的故障，不能实现缸1运动终了后缸2再动的顺序要求。

图39．3－28 缸顺序动作回路

故障分析 系统中，虽然液压缸1的载荷是液压缸2的二分之一，并且液压缸2前安装了顺序阀，好象能实现缸1先动作缸2后动作的顺序。但其实不然，因通向液压缸1的油路为节流阀进油节流调速回路，溢流阀2起定压和溢流作用。因此溢流阀前压力达到调定值后是恒定的，并有一部分油液从溢流阀溢回油箱。改变节流阀5的开口度，实现缸1调速。

液压缸2前安装的是内控顺序阀，在溢流阀溢流时，系统的工作压力早已达到打开顺序阀的调定值，所以在液压缸1运动时，液压缸2也开始动作。

将回路改成如图39．3－29所示，将内控顺序阀改为外控顺序阀，并且将顺序阀的外控油路接在液压缸1与节流阀之间的油路上。此时控制顺序阀启闭的压力是由液压缸1的负载压力决定的与顺序阀的入口压力无关。所以将外控顺序阀的开启压力调得比液压缸1的负载压力稍高，就能实现缸1先动，缸2后动。又由于缸1的负载只有缸2的二分之一，所以溢流阀的调定值应按缸2的负载压力调定。这样上述故障就排除了。

图39．3－29 改进后的双缸顺序动作回路

实例5 在图39．3－30所示系统中，顺序阀5控制液压缸6在液压缸7运动到终点后再动作；顺序阀4控制液压缸6在液压缸7回程到初始位置时再开始回程运动。

图39．3－30 双缸顺序动作回路图

故障现象是系统运行中液压缸6的运动速度比预定的速度慢。

故障分析 造成液压缸运动速度比预定速度慢，一般有以下几方面原因；

·液压泵流量不足；

·换向阀内外泄漏严重；

·液压缸本身内部泄漏。

对系统故障进行检查，上述原因不成立。在检查溢流阀2的回油管时发现，当液压缸6运动时，有大量油液从回油管流出，可见溢流阀开始溢流。液压油打开顺序阀5推动液压缸6运动过程中溢流阀2不应溢流。这说明溢流阀与顺序阀压力调定值不匹配。当把溢流阀的压力调到比顺序阀的压力高0．5～0．8MPa时，上述故障现象立即消除。

压力控制系统中，压力阀的压力值匹配是很重要的，不同的系统应根据实际情况，对各种压力阀进行合理的调定。上述系统中，顺序阀4和5的调定压力应比液压缸7的工作压力高0．4～0．5MPa，如果溢流阀2的压力也按这一数值调定，那么在顺序阀打开，通压力油时，溢流阀也开始溢流。溢流阀的压力虽比顺序阀调得高些，但高出的数值不够，这样当液压缸6运动过程中遇到外载增大时，即液压缸6的工作压力达到溢流阀的调定压力时，溢流阀便开始溢流，液压缸6的运动速度便会慢下来。因此这样的系统，溢流阀、顺序阀的调定压力按上述数值调定是适宜的。