液压及润滑设备维修手册.docx

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液压及润滑设备维修手册

液压及润滑

设备维修手册

部门：

设备能源部

编写人：

孙福成

2004年12月4日

第一章液压系统的基本知识与符号识别

1、液压传动基础知识

1、1液压油

1．液压油的种类

液压传动用油主要分为石油系油和不燃性油两类，分类如下：

2、液压油的特性

1）压缩性，各种油的压缩性见表1-1所示。

表1-1各种油的压缩性

油的种类

体积减少率/%

≤7Mpa

≤70Mpa

水

0.34

3.3

W／O

0.35

3.5

水＋乙二醇系液压油

0.26

2.6

石油系液压油

0.35

3.4

磷酸酯系液压油

0.25

2.5

2）粘度—温度特性,如图1-1所示。

0102030405060708090100110120130140150

温度t/℃

图1-1粘度—温度特性

1~6号主轴油2~10号主轴油3~20号液压油

4~30号液压油5~40号液压油6真空泵油

3）液压油对密封材料的影响，见表1-2所示。

表1-2液压油对密封材料的影响

密封材质

石油系液压油

磷酸酯

脂肪酸酯

水+乙二醇液压油

W/O乳化液

低苯胺点

高苯胺点

丙烯酸酯橡胶

丁二烯橡胶

苯乙烯-丁二烯橡胶

◎

丁腈橡胶

丁基橡胶

乙丙烯橡胶

氟化橡胶

◎

◎◎◎◎

◎

异戊二烯橡胶

硅橡胶

氟化硅橡胶

△

◎

△

◎

○

◎

○

硫化橡胶

氨基甲酸乙酯

氯磺化聚乙烯

氯丁橡胶

△

○

◎

○

◎

○

◎

○

鞣皮

软木

◎

注：

◎——易溶；○——比较易溶；×——不溶：

△——一般。

3、液压油的试验及判断

从实用角度，希望在现场采用简单的方法，对液压油进行最经济有效的检查，以判断其好坏。

液压油在使用过程中一定要清洁，这样，除能延长液压油的使用寿命外，还能确保液压元器件的正常工作。

⑴外观检查液压油颜色各异，单靠液压油颜色来推测质量和性能是困难的。

但在选用新油时，可与试验油作比较，按其变化的大小来确定变化的原因。

如含水率和浑浊程度的判断，可采用图1-2所示进行。

⑵粘度试验在玻璃管（或透明塑料管）中放进适中的钢球，靠钢球落下的速度的差异来判断粘度的高低，落下速度慢，粘度就高（见右图）

⑶异物测定试验将污染的油通过滤纸过滤，并将过滤的异物进行目测或放大镜观察，基本上可以掌握异物的性质、大小、数量。

一般目测的直径的范围在0.1毫米，采用25倍放大镜可以识别0.003毫米的异物，由此确定异物侵入途径及造成的危害等，以便采取解决措施。

⑷加热试验将试验油装入试管内加热，排除空气使之沸腾，再继续加热时若产生叭喇叭喇的声音就表示油中含有水分；或用湿布卷在加热试管外壁，当试管内壁附有水蒸气时也可判断油中含水。

⑸油温测定尽可能采用温度计直接测定，如确有困难可用手触摸的方式判断其温度（见下表）

用手触摸金属表面时感觉温度

温度t/℃

用手触摸时的感觉

稍微凉

比体温低，感觉稍微有点凉

稍微暖和

略感超过体温

暖和

用手触摸有暖和之感

稍微热

触摸一段时间手掌会发红

热

手可触摸5s~7s的时间

热

手可触摸3s~4s的时间

非常热

手可触摸2s~3s的时间，用手长时间摸会烫坏

非常热

用手指约摸3s

特别热

用手指仅可触摸1.5s~2s

1、2液压泵

㈠、种类

按工作原理分类如下

㈡、齿轮泵简介

这种泵主要是由一个密封的外壳及一对齿轮构成。

通过旋转运动，两齿轮分离所出现的齿间间隙而产生负压，油箱液面在大气压作用下流入泵内填充齿间隙，齿轮间在连续转动中与外壳和月牙型形成闭合的空腔并被继续移向压力侧。

此时齿轮再度啮合并将液体排出齿空腔。

轮齿在齿间隙完全排空之前即要闭合齿隙，若无卸荷可能，将会在剩余空间产生很大的压力，这种高压困油反作用于齿轮上，间美国产生很大的径向力。

为了克服困油现象，一般采用在齿轮泵端盖上开卸荷槽，借此将这部分油引入压油腔。

另外齿轮泵端盖与齿轮、齿顶物泵体之间相互运动的间隙也很关键。

间隙过大，摩擦力小，漏损大；间隙过小漏损小，但摩擦力增大，甚至卡住齿轮而烧毁电动机。

一般，轴向间隙以0.03~0.04mm为宜，径向间隙以0.13~0.16mm为宜。

齿轮泵是液压泵中结构简单、制造容易、工作可靠的一种液压泵。

多用于低压系统中。

㈢、叶片泵

叶片泵包括单作用叶片泵和双作用叶片泵两种。

⑴叶片定量泵叶片定量泵主要由转子、定子、叶片和端盖等组成。

叶片装在转子槽中，可径向滑动。

当电动机带动转子旋转时，叶片将受离心力和叶片后面的系统压力向外推动，使叶片紧紧贴在定子的内表面。

相邻的两个叶片与端盖和定子形成若干个密封着的工作空间，当转子按旋转时，叶片在定子的作用下工作空间将会出现由小变大吸油和由大变小排油，由于定子曲线是双偏心的，所以每转一次工作空间变化2次，即在输送过程中起两次作用。

由于两个吸油口与两个压油口处于对称位置，无径向力，因此转子受力平衡。

但这种泵流量不可改变，是定量泵。

⑵叶片变量泵叶片变量泵的流量和压力是可调的，其原理和叶片定量泵基本相同。

㈣柱塞泵

柱塞泵可分为轴向柱塞泵与径向柱塞泵。

①斜盘式轴向柱塞泵这种泵是在泵体内转子的圆周上均匀分布7个与传动轴平行的柱塞。

在传动轴转动并带动转子旋转时，靠斜盘来控制柱塞往复运动来完成吸油和压油的过程。

②斜轴式轴柱塞泵斜轴式轴柱塞泵的缸体是倾斜的（相对于传动轴而言），通过万向节头与传动轴一起转动，并带动中间轴，使缸体绕自身轴线回转，同时又使柱塞在缸孔内作往复直线运动，完成吸油与压油动作。

其工作原理与斜盘式轴向柱塞泵相同。

③径向柱塞泵径向柱塞泵工作原理与轴向柱塞泵类似，它也是利用柱塞的往复直线运动完成吸油与压油的过程。

柱塞径向排列在转子体中。

定子和转子存在偏心距，由于柱塞经过上半周时柱时向外伸，转子工作空间增大吸油，柱塞经过下半周时向里压入排出油。

㈤各种油泵的性能比较

叶片泵、齿轮泵、柱塞泵性能比较

性能

叶片泵

齿轮泵

柱塞泵

最高输出压力

普遍较高；高性能的叶片泵最高可达17.5MPa

普遍较低；但是目前最高可达21MPa

一般都是高压的可达50MPa

运转效率

平均效率

普遍较高

普遍较低

最高

输出压力对效率的影响

低压时效率低，高压时效率不是很低，由于泵内压力递增分布比例单一，所以设计时要选用合适的型材和刚性好的材料

一般在高压时很低但最近由于材质的改变有所改善

在允许使用压力范围内都高

油的粘度对效率的影响

影响不大

当油的粘度降低时，效率也将明显降低

影响最小

主要磨损对效率的影响

磨损时效率降低不大，定子和叶片虽有磨损也可由叶片补偿

磨损大时效率也将大大降低

转速

一般较高，最高可达2700r/min,最低转速控制在600r/min（再低时叶片就飞不出来了）

普遍较低，但最近已有最高转速为4000r/min

一般转速不高，但是用于航空工业却非常高（5000r/min）最低的比叶片泵的还低

轴承寿命

采用压力平衡方式在轴承上不承受负载，所以寿命长。

但对可变速的，轴承将承受负载

因为轴承上承受很大负载，所以寿命短

因为轴承上承受有大的负载，所以通常选用多个轴承结构

对灰尘的敏感性

可动零件间的配合间隙小，所以一对细小尘物很敏感。

当粘附灰尘大时，将引起拉伤或烧毁

因为间隙比较大，一般情况下不易受到影响，但要避免过大的灰尘

因为使用压力高，可动零件间间隙比叶片泵还小，所以对灰尘很敏感

保

养

零件数量及结构性

零件多，加工精度要求高，结构比较复杂

零件少，结构比较简单

零件多，结构比较复杂，加工精度要求普遍都高

零件的互换性

零件的互换性良好

零件的互换性差

零件的互换性一般

对维修的适应性

拆装容易，好维修

拆装较困难

现场维修非常困难

对油粘度的适应性

要求灵敏时，粘度适应范围小，但对效率没有很大影响

在不很灵敏的情况下，适应范围宽，但效率将受到很大的影响

要求灵敏时，粘度适应范围小，但对效率影响不大

起动性能

即使在高粘度油时，因为起动扭矩比较小，也可以急速起动

当起动转矩大时，不能急速起动

与齿轮泵大体相同

允许吸入真空度

不允许有大的真空度

允许真空度大

允许真空度小

运转声

一般较小，但单级高压叶片泵比一般要大

一般声音小

一般声音大

变量输出

一般为定量型，带有压力补偿变量方式的设有压力平衡型

一般没有变量方式

具有多种变量方式，应用最广泛

价格及其他

一般价格比齿轮泵高

一般价格便宜

平均价格最高

液压执行元件

液压系统中的执行元件是把液压泵产生的液压能转变为机械性能的装置，它包括液压缸（实现往复运动）和液压马达（实现旋转运动）两大类。

一、液压缸的种类

液压缸是把液压泵产生的液压能转变为直线运动的机械能的一种执行元件。

常用的液压缸种类很多，常见的有：

⑴单作用液压缸此类液压缸只能在一个方向供给动力。

即液压缸的一腔通压力油向前移动，返回时靠外力或弹簧复位。

⑵双作用液压缸双作用液压缸能在两个运动方向传递动力。

由于液压缸两腔面积不等，当压力相等时，

⑶两端带活塞杆液压缸这种液压缸的特点是两个运动方向的有效面积是相等的，因此力和速度在两个方向具有同等值。

⑷伸缩套筒式液压缸这种液压缸的结构较特殊，具有如同望远镜式的伸缩缸。

其优点是可在较小的安装空间内获得大的液压缸行程。

二、液压缸的结构液压缸主要由地盖、缸筒、端盖、活塞、活塞杆、衬套、活塞杆密封、防尘环及拉紧螺栓组成。

活塞由于在缸内做往复运动，必须选用优质材料内表面具有很低的表面粗糙度。

液压控制元件

在液压系统中，流体的压力、流量和流动方向是由各种液压阀来控制的。

所有阀都是由阀体、阀心和阀的动力源三部分组成。

液压阀包括三种：

压力阀、流量阀、方向阀。

1、压力阀在液压系统中控制液压泵的供油压力或控制系统中某一局部油路的压力值的阀称为压力阀。

压力阀按用途分：

溢流阀、减压阀、顺序阀、平衡阀、背压阀和压力继电器等。

溢流阀：

溢流阀是一种过载保护装置，所以也叫安全阀。

它既可以使系统压力保持稳定不变，也能在一定范围内进行压力调节。

按其结构原理分为：

直动式和先导式两种。

减压阀：

应用减压阀可以在液压系统中得到比主油路压力低的压力。

这种阀按其性能分直动式和先导式两种。

顺序阀：

顺序阀大多用于控制执行机构的顺序动作。

它有两种基本结构：

即直动式和先导式两种。

压力继电器：

压力继电器是将液压信号转换为电信号的一种元件，当工作系统的油液压力到达调定数值时，发出电信号，以操纵电磁铁、继电器等电器元件的动作来实现系统的顺序动作或互锁。

2、流量阀流量阀可以改变液压流量断面而调节用油装置的运动速度。

流量阀能无级地进行速度控制。

它有节流阀和调速阀两种。

3、方向阀方向阀包括换向阀和单向阀两种。

换向阀用于控制油流方向或切断、接通油流；单向阀用于控制油流作单一方向流动。

换向阀按操纵方式分为：

电磁换向阀、液动换向阀、机动换向阀、手动换向阀等；按滑阀位置分为：

二位、三位或多位换向阀；按接通油口分为：

二通、三通、四通、五通换向阀等。

换向阀换向阀利用阀心在阀体内的运动来改变油的通路，变换油流的方向，以推动执行机构。

液压泵的维修

齿轮泵的维修

1齿轮两侧面与配油盘或泵盖磨损后，其配合间隙裨益产品图样规定值增大在30%左右。

可用研磨的办法进行修复。

2轴用旋转油封件或其他密封件失效、丧失密封性时，应当更换密封件，并对密封件质量精心检查。

安装时要注意唇口方向，且不要损坏密封唇口。

3泵的容积效率比规定值降低在10%~15%时，辱国继续使用下去，不仅降低整个系统效率，而且还会造成无法修理的后果。

2、叶片泵的维修

1定子圈内表面有异常磨损或有条痕存在，会造成压力波动和产生噪音。

因此，必须对定子圈内表面在专用机床上进行研磨，如果定子圈内表面不严重可用油石进行研磨，使内表面光滑。

对不能修复的应更换。

2配油盘有条状划痕等缺陷时，可用研磨的方法进行修复。

3个别叶片磨损、胶粘、折断，应清洗或更换叶片。

4转子端面有划痕或磨损点与金属胶合，须进行修磨，同时要对叶片宽度和定子圈厚度作相应的修磨，使转子、叶片、定子圈三者的配合间隙达到规定值。

5轴用旋转油封件或其他密封件失效，丧失密封性能时，应当更换密封件，并对密封件精心挑选。

安装时要注意唇口方向，且不准损坏密封唇口。

液压缸的维修

①活塞杆表面有划痕，造成漏油（每2~3分钟滴一滴），可以对活塞杆表面用涂刷胶液或银焊的方法进行修复。

②活塞杆表面有较严重锈蚀或在活塞杆工作长度内表面上镀铬层脱落严重时，可以先进行磨削，之后进行镀铬修复。

③活塞杆上防尘圈已经不起防尘作用，灰尘、沙子等进入液压缸，使活塞杆表面磨损。

应更换密封件。

④活塞杆弯曲变形大于图样规定值的20%时，须进行校正修复。

⑤液压缸内泄露超过产品图样规定值的三倍以上时，由于内漏造成液压缸输出力减少，应检查内泄露原因，若是密封件失效，应更换密封件；若是活塞磨损后间隙过大，应重新进行配研修复。

⑥液压缸两端盖处有外漏，可能是端盖处密封件老化、破损，应更换密封件；也可能是紧固螺钉松动，应紧固；也可能因螺钉过长未压紧端盖，应检查更换。

液压阀的维修

①阀心与阀体孔磨损后，其配合间隙比产品样本图样规定值增大20%~25%时，须重做阀心并对孔进行研磨或修复。

②锥阀心与阀座的圆锥面接触不良，密封性差时，应进行研配修复。

③调压阀弹簧弯曲或折断时，应更换弹簧。

④密封件老化、失效，应更换密封件。

⑤调整件不齐全，须配齐。

6阀类元件出现工作异常，如卡死、失灵、迟缓等毛病，要进行清洗。

故障现象

原因分析

排除对策

（一）无

压

力

1．主阀故障

（3）主阀芯复位弹簧折断或弯曲，使主阀芯不能复位

（3）更换弹簧

2．先导阀故障

（1）调压弹簧折断

（1）更换弹簧

（2）调压弹簧未装

（2）补装

（3）锥阀或钢球未装

（3）补装

（4）锥阀碎裂

（4）更换

3．装错

进出油口装错

纠正

4．液压泵故障

见表3，3

见表3-3

（二）压

力升不高

1．主阀（锥阀）

有故障

（1）主阀芯锥面封闭性差

1）主阀芯锥面磨损或不圆

更换并配研

2）阀座锥面磨损或不圆

3）锥面处有脏物粘住

清洗并配研

4）主阀芯锥面与阀座锥面不同轴

修配使之结合良好

5）主阀芯工作有卡滞现象，阀芯不能与阀座严密结合

修配使之结合良好

（2）主阀压盖处有泄漏（如密封垫损坏，装配不良，压盖螺钉有松动等）

（2）拆开检修，更换密封垫，重新装配，并确保紧固螺钉拧紧力均匀

2．先导

阀故障

（1）调压弹簧弯曲，或太弱，或长度过短

（1）更换弹簧

（2）锥阀与阀座结合处封闭性差（如锥阀与阀座磨损，锥阀接触面不圆，接触面太宽容易进入脏物或被胶质粘住）

（2）检修更换，使

之达到要求

故障现象

原因分析

排除对策

（三）压

力突然升高

1.主阀故障

主阀芯工作不灵敏，在关闭状态突然卡死（如零件加工精度低，装配质量差，油液过脏）

检修，更换零件，

过滤或更换油液

2．先导

阀故障

（1）先导阀阀芯与阀座结合

面突然粘住，脱不开

（1）清洗修配或更换油液

（2）调压弹簧弯曲造成卡滞

（2）更换弹簧

（四）压

力突然下降

1．主阀故障

（1）主阀芯阻尼孔突然被堵死·

（1）清洗，过滤或更换油液

（2）主阀芯工作不灵敏，在开启状态突然卡死（如零件加工精度低，装配质量差，油液过脏）

（2）检修更换零

件，过滤或更换油液

（3）主阀盖处密封垫突然破损

（3）更换密封垫

2．先导阀故障

（1）先导阀阀芯突然破裂

（1）更换阀芯

（2）调压弹簧突然折断

（2）更换弹簧

（五）压

力波动不稳定

1．主阀

故障

（1）主阀芯动作不灵活，有

时有卡住现象

（1）检修更换零件，压盖螺钉拧紧力应均匀

（2）主阀芯阻尼孔有时堵有时通

（2）拆开清洗，检

查油质，更换油液

（3）主阀芯锥面与阀座锥面接触不良，磨损不均匀

（3）修配或更换零件

（4）阻尼孔孔径太大，使阻

尼作用差

（4）适当缩小阻尼

孔孔径

2．先导阀故障

（1）调压弹簧弯曲

（1）更换弹簧

滤油器没有全部浸入油液的液面以下或油箱液面过低；叶片在转子槽中卡死；液压泵至油箱液面高度大于500mm等。

经检查，泵的转向正确，滤油器工作正常，油液的粘度、温度合适，泵运转时无异常噪声，说明没有过量空气进入系统，泵的安装位置也符合要求。

将液压泵解体。

检查泵内各运动副，叶片在转子槽中滑动灵活，但发现可移动的定子环卡死于零位附近。

变量叶片泵的输出流量与定子相对转子的偏心距成正比。

定子卡死于零位，就是偏心距为零，因此泵的输出流量为零。

具体说，叶片泵与其他液压泵一样都是容积泵，吸油过程是依靠吸油腔的容积逐渐增大，形成部分真空，液压油箱中液压油在大气压力的作用下，沿着管路进入泵的吸人腔，若吸人腔不能形成足够的真空（管路漏气，泵内密封破坏），或大气压力和吸入腔压力差值低于吸油管路压力损失（滤油器堵塞，管路内径小，油液粘度高），或泵内部吸油腔与排油腔互通（叶片卡死于转子槽内，转子体与配油盘脱开）等因素存在，液压泵都不能完成正常的吸油过程。

液压泵压油过程是依靠密封工作腔的容积逐渐减小，油液被挤压在密封的容积中，压力升高，由排油口输送到液压系统中，由此可见，变量叶片泵密封的工作腔逐渐增大（吸油过程），密封的工作腔逐渐减小（压油过程），完全是由于定子和转子存在偏心距而形成的。

当其偏心距为零时，密封的工作腔容积不变化，所以不能完成吸油、压油过程，因此，上述回路中无液压油输入，系统也就不能工作。

故障原因查明，螺钉，使定子、转子和泵体的水平中心线互相重合，使定子相应排除方法就好操作了。

排除步骤是，将叶片泵解体，清洗并正确装配，重新调整泵的上支承盖和下支承盖螺钉，使定子、转子和泵体的水平中心线互相重合，使定子死而不能调整的故障。

2．初始启动不吸油

如图3—15所示的一个定量泵供油装置的回路系统中，液压泵初始启动

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