Vickers油缸故障診斷
Vickers油缸故障診斷
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故障診斷
液壓缸是液壓系統(tǒng)中將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的執(zhí)行元件。其故障可基本歸納為液壓缸誤動(dòng)作、無力推動(dòng)負(fù)載以及活塞滑移或爬行等。由于液壓缸出現(xiàn)故障而導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)的現(xiàn)象屢見不鮮，因此，應(yīng)重視液壓缸的故障診斷與使用維護(hù)工作。
一、故障診斷及處理
1、誤動(dòng)作或動(dòng)作失靈
原因和處理方法有以下幾種：
（1）閥芯卡住或閥孔堵塞。當(dāng)流量閥或方向閥閥芯卡住或閥孔堵塞時(shí)，液壓缸易發(fā)生誤動(dòng)作或動(dòng)作失靈。此時(shí)應(yīng)檢查油液的污染情況；檢查臟物或膠質(zhì)沉淀物是否卡住閥芯或堵塞閥孔；檢查閥體的磨損情況，清洗、更換系統(tǒng)過濾器，清洗油箱，更換液壓介質(zhì)。
（2）活塞桿與缸筒卡住或液壓缸堵塞。此時(shí)無論如何操縱，液壓缸都不動(dòng)作或動(dòng)作甚微。這時(shí)應(yīng)檢查活塞及活塞桿密封是否太緊，是否進(jìn)入臟物及膠質(zhì)沉淀物：活塞桿與缸筒的軸心線是否對中，易損件和密封件是否失效，所帶負(fù)荷是否太大。
（3）液壓系統(tǒng)控制壓力太低?？刂乒苈分泄?jié)流阻力可能過大，流量閥調(diào)節(jié)不當(dāng)，控制壓力不合適，壓力源受到干擾。此時(shí)應(yīng)檢查控制壓力源，保證壓力調(diào)節(jié)到系統(tǒng)的規(guī)定值。
（4）液壓系統(tǒng)中進(jìn)入空氣。主要是因?yàn)橄到y(tǒng)中有泄漏發(fā)生。此時(shí)應(yīng)檢查液壓油箱的液位，液壓泵吸油側(cè)的密封件和管接頭，吸油粗濾器是否太臟。若如此，應(yīng)補(bǔ)充液壓油，處理密封及管接頭，清洗或更換粗濾芯。
（5）液壓缸初始動(dòng)作緩慢。在溫度較低的情況下，液壓油黏度大，流動(dòng)性差，導(dǎo)致液壓缸動(dòng)作緩慢。改善方法是，更換黏溫性能較好的液壓油，在低溫下可借助加熱器或用機(jī)器自身加熱以提升啟動(dòng)時(shí)的油溫，系統(tǒng)正常工作油溫應(yīng)保持在40℃左右。
2、工作時(shí)不能驅(qū)動(dòng)負(fù)載
主要表現(xiàn)為活塞桿停位不準(zhǔn)、推力不足、速度下降、工作不穩(wěn)定等,其原因是：
（1）液壓缸內(nèi)部泄漏。液壓缸內(nèi)部泄漏包括液壓缸體密封、活塞桿與密封蓋密封及活塞密封均磨損過量等引起的泄漏。
活塞桿與密封蓋密封泄漏的原因是，密封件折皺、擠壓、撕裂、磨損、老化、變質(zhì)、變形等，此時(shí)應(yīng)更換新的密封件。
活塞密封過量磨損的主要原因是速度控制閥調(diào)節(jié)不當(dāng)，造成過高的背壓以及密封件安裝不當(dāng)或液壓油污染。其次是裝配時(shí)有異物進(jìn)入及密封材料質(zhì)量不好。其后果是動(dòng)作緩慢、無力，嚴(yán)重時(shí)還會造成活塞及缸筒的損壞，出現(xiàn)“拉缸”現(xiàn)象。處理方法是調(diào)整速度控制閥，對照安裝說明應(yīng)做必要的操作和改進(jìn)。
（2）液壓回路泄漏。包括閥及液壓管路的泄漏。檢修方法是通過操縱換向閥檢查并消除液壓連接管路的泄漏。
（3）液壓油經(jīng)溢流閥旁通回油箱。若溢流閥進(jìn)入臟物卡住閥芯，使溢流閥常開，液壓油會經(jīng)溢流閥旁通直接流回油箱，導(dǎo)致液壓缸沒油進(jìn)入。若負(fù)載過大，溢流閥的調(diào)節(jié)壓力雖已達(dá)到zui大額定值，但液壓缸仍得不到連續(xù)動(dòng)作所需的推力而不動(dòng)作。若調(diào)節(jié)壓力較低，則因壓力不足達(dá)不到仍載所需的椎力，表現(xiàn)為推力不夠。此時(shí)應(yīng)檢查并調(diào)整溢流閥。
3、活塞滑移或爬行
液壓缸活塞滑移或爬行將使液壓缸工作不穩(wěn)定。主要原因如下：
（1）液壓缸內(nèi)部澀滯。液壓缸內(nèi)部零件裝配不當(dāng)、零件變形、磨損或形位公差超限，動(dòng)作阻力過大，使液壓缸活塞速度隨著行程位置的不同而變化，出現(xiàn)滑移或爬行。原因大多是由于零件裝配質(zhì)量差，表面有傷痕或燒結(jié)產(chǎn)生的鐵屑，使阻力增大，速度下降。例如：活塞與活塞桿不同心或活塞桿彎曲，液壓缸或活塞桿對導(dǎo)軌安裝位置偏移，密封環(huán)裝得過緊或過松等。解決方法是重新修理或調(diào)整，更換損傷的零件及清除鐵屑。
（2）潤滑不良或液壓缸孔徑加工超差。因?yàn)榛钊c缸筒、導(dǎo)軌與活塞桿等均有相對運(yùn)動(dòng)，如果潤滑不良或液壓缸孔徑超差，就會加劇磨損，使缸筒中心線直線性降低。這樣，活塞在液壓缸內(nèi)工作時(shí)，摩擦阻力會時(shí)大時(shí)小，產(chǎn)生滑移或爬行。排除辦法是先修磨液壓缸，再按配合要求配制活塞，修磨活塞桿，配置導(dǎo)向套。
（3）液壓泵或液壓缸進(jìn)入空氣?？諝鈮嚎s或膨脹會造成活塞滑移或爬行。排除措施是檢查液壓泵，設(shè)置專門的排氣裝置，快速操作全行程往返數(shù)次排氣。
（4）密封件質(zhì)量與滑移或爬行有直接關(guān)系。O形密封圈在低壓下使用時(shí)，與U形密封圈比較，由于面壓較高、動(dòng)靜摩擦阻力之差較大，容易產(chǎn)生滑移或爬行；U型密封圈的面壓隨著壓力的提高而增大，雖然密封效果也相應(yīng)提高，但動(dòng)靜摩擦阻力之差也變大，內(nèi)壓增加，影響橡膠彈性，由于唇緣的接觸阻力增大，密封圈將會傾翻及唇緣伸長，也容易引起滑移或爬行，為防止其傾翻可采用支承環(huán)保持其穩(wěn)定。 [2]
4.液壓缸缸體內(nèi)孔表面劃傷的不良后果及快速修復(fù)方法
① 劃傷溝槽擠出的材料屑沫會嵌入密封件，運(yùn)行時(shí)在損壞密封件工作部位的同時(shí)，可能造成新的劃傷區(qū)域痕路。
② 惡化缸筒內(nèi)壁的表面粗糙度，增大摩擦力，易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。
③ 加重液壓缸的內(nèi)泄漏，使液壓缸工作效率降低。引起缸體內(nèi)孔表面劃傷的主要原因如下。
（1）裝配液壓缸時(shí)造成的傷痕
① 裝配時(shí)混入異物造成傷痕液壓缸在總組裝前，所有零件必須充分去除毛刺并洗凈， 零件上帶有毛刺或臟物進(jìn)行安裝時(shí)，由于"別勁"及零件自重，異物易嵌進(jìn)缸壁表面，造成傷痕。
② 安裝零件中發(fā)生的傷痕液壓缸安裝時(shí)，活塞及缸蓋等零件質(zhì)量大、尺寸大、慣性大，即使有起重設(shè)備輔助安裝，由于規(guī)定配合間隙都較小，無論怎樣均會別勁投入，因此， 活塞的端部或缸蓋凸臺在磕碰缸壁內(nèi)表面時(shí)，極易造成傷痕。解決此問題的方法：對于數(shù)量多，上批量的小型產(chǎn)品，安裝時(shí)采用專制裝配導(dǎo)向工具；對重、粗、大的大、中型液壓缸， 只有細(xì)致、謹(jǐn)慎操作才能竭力避免。
③測量儀器觸頭造成的傷痕通常采用內(nèi)徑千分表測量缸體內(nèi)徑時(shí)，測量觸頭是邊摩擦邊插入缸體內(nèi)孔壁中的，測量觸頭多為高硬度的耐磨硬質(zhì)合金制成。一般地說，測量時(shí)造成深度不大的細(xì)長形劃傷是輕微的，不影響運(yùn)行精度，但如果測量桿頭尺寸調(diào)節(jié)不當(dāng)，測量觸頭硬行嵌入，會造成較為重度的傷痕。解決此問題的對策，首先是測量出調(diào)節(jié)好的測量頭的長短度，此外，用一張只在測量位置上開孔的紙帶，貼在缸壁內(nèi)表面，即不會產(chǎn)生上述形狀劃痕。測量造成的輕微劃痕，一般用舊砂布的反面或馬糞紙即可擦去。
（2）不嚴(yán)重的運(yùn)行磨損痕跡
① 活塞滑動(dòng)表面的傷痕轉(zhuǎn)移活塞安裝之前，其滑動(dòng)表面上帶有傷痕，未加處理，原封不動(dòng)地進(jìn)行安裝，這些傷痕將反過來使缸壁內(nèi)表面劃傷。因此，安裝前，對這些傷痕必須做充分的修整。
② 活塞滑動(dòng)表面面壓過大造成的燒結(jié)現(xiàn)象因活塞桿自重作用使活塞傾斜，出現(xiàn)別勁現(xiàn)象，或者由于橫向載荷等的作用，使活塞滑動(dòng)表面的壓力上升，將引起燒結(jié)現(xiàn)象。在液壓缸設(shè)計(jì)時(shí)必須研究它的工作條件，對于活塞和襯套的長度以及間隙等尺寸必須加以充分注意。
③ 缸體內(nèi)表面所鍍硬鉻層發(fā)生剝離一般認(rèn)為，電鍍硬鉻層發(fā)生剝離的原因如下。
a.電鍍層黏結(jié)不好。電鍍層黏結(jié)不好的主要原因是：電鍍前，零件的除油脫脂處理不充分；零件表面活化處理不*，氧化膜層未去除掉。
b.硬輅層磨損。電鍍硬鉻層的磨損，多數(shù)是由于活塞的摩擦鐵粉的研磨作用造成的， 中間夾有水分時(shí)，磨損更快。因金屬的接觸電位差造成的腐蝕，只發(fā)生在活塞接觸到的部位，而且腐蝕是成點(diǎn)狀發(fā)生的。與上述相同，中間夾有水分時(shí)，會促使腐蝕的發(fā)展。與鑄件相比，銅合金的接觸電位差要高，因此銅合金的腐蝕程度較嚴(yán)重。
c.因接觸電位差形成的腐蝕。接觸電位差腐蝕，對于長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的液壓缸來說，不易發(fā)生；對于長期停止不用的液壓缸來講是常見的故障。
④ 活塞環(huán)的損壞活塞環(huán)在運(yùn)行中發(fā)生破損，其碎片夾在活塞的滑動(dòng)部分，造成劃傷。
⑤ 活塞滑動(dòng)部分的材料燒結(jié)鑄造活塞，在承受大的橫向載荷時(shí)將引起燒結(jié)現(xiàn)象。此種情況下，活塞的滑動(dòng)部分應(yīng)使用銅合金或者將此類材料焊接上去。
（3）缸體內(nèi)有異物混入
液壓缸的故障當(dāng)中，zui成問題的是，不好判斷異物是在什么時(shí)候進(jìn)到液壓缸里的。有異物進(jìn)入后，活塞滑動(dòng)表面的外側(cè)如裝有帶唇緣的密封件，那么，工作時(shí)密封件的唇緣即可刮動(dòng)異物，這對于避免劃傷是有利的。但是裝0形密封圈的活塞，其兩端是滑動(dòng)表面，異物夾在此滑動(dòng)表面之間，容易形成傷痕。
異物進(jìn)入缸內(nèi)的途徑有下列幾種。
① 進(jìn)入缸內(nèi)的異物
a.由于保管時(shí)不注意使油口敞開著，將產(chǎn)生時(shí)刻接受異物的條件，這是不允許的。保管時(shí)必須注入防銹油或者工作油液，并且塞好。
b.缸體安裝時(shí)進(jìn)入異物。進(jìn)行安裝操作的場所，條件不好，無意識中即可進(jìn)入異物。因此安裝地點(diǎn)周圍必須整理干凈，尤其是安放零件的地方一定要清掃干凈，不使其存在臟物。
c.零件上有"毛刺"，或擦洗不充分。缸蓋上的油口或緩沖裝置內(nèi)常有鉆孔加工時(shí)留下的毛刺，應(yīng)加以注意，在砂研去除后再行安裝。
② 運(yùn)行中產(chǎn)生的異物
a.由于緩沖柱塞別勁而形成的摩擦鐵粉或鐵屑。緩沖裝置的配合間隙很小，活塞桿上所受橫向載荷很大時(shí)，可能引起燒結(jié)現(xiàn)象。這些摩擦鐵粉或者因燒結(jié)而產(chǎn)生的已脫落掉的金屬碎片將留在缸內(nèi)。
b.缸壁內(nèi)表面的傷痕。活塞的滑動(dòng)表面壓力高，引起燒結(jié)現(xiàn)象，于是缸體內(nèi)表面發(fā)生擠裂，被擠裂的金屬脫落，留在缸內(nèi)，會造成傷痕。
③ 從管路進(jìn)入的異物，有多種情況。
a.清洗時(shí)不注意。管路安裝好以后進(jìn)行清洗時(shí)，不應(yīng)通過缸體，必須在缸體的油口前邊加裝旁通管路。這一點(diǎn)很重要。否則，管路中的異物將進(jìn)入缸內(nèi)，一旦進(jìn)入，即難以向外排除，反而變成向缸體內(nèi)輸送異物了。再者，清洗時(shí)要考慮安裝管路操作中所進(jìn)異物的取出方法。此外，對管內(nèi)的腐蝕等在管路安裝之前即應(yīng)進(jìn)行酸洗等手續(xù)，必須*去掉銹蝕。
b.管子加工時(shí)形成的切屑。管子在定尺加工之后，在做兩端去毛刺操作時(shí)，不應(yīng)有。再者，在做焊接管路操作的場地附近放置鋼管，是造成焊接異物混進(jìn)的原因。在焊接操作地點(diǎn)附近放置的管子，管口都要封住。還必須注意的是，管件材料應(yīng)在無塵土的工作臺上備置齊全。
c.密封帶進(jìn)入缸內(nèi)。作為簡便的密封材料，在安裝和檢驗(yàn)中經(jīng)常采用聚四氟乙烯塑料密封帶，線形、帶形密封材料的纏繞方法如果不對，密封帶將被切斷，隨著進(jìn)入缸內(nèi)。線帶形密封件對滑動(dòng)部分的繞接不會造成什么影響，但是會引起缸的單向閥動(dòng)作不靈或造成緩沖調(diào)節(jié)閥不能調(diào)到底；對回路來說，可能引起換向閥、溢流閥和減壓閥的動(dòng)作失靈。
傳統(tǒng)的修復(fù)方法是將損壞的部件進(jìn)行拆卸后的外協(xié)修復(fù)，或是進(jìn)行刷鍍或是進(jìn)行表面的整體刮研，修復(fù)周期液壓缸缸體劃傷修復(fù)長，修復(fù)費(fèi)用高。
修復(fù)工藝：
1、用氧-乙炔火焰烤劃傷部位（掌握溫度，避免表面退火），將常年滲金屬表面的油烤出來，烤到?jīng)]有火花四濺。
2、將劃傷部位用角磨機(jī)表面處理，打磨深度1毫米以上，并沿導(dǎo)軌打磨出溝槽，是燕尾槽。劃傷兩端鉆孔加深，改變受力情況。
3、用脫脂棉蘸丙酮或無水乙醇將表面清洗干凈。
4、金屬修復(fù)材料涂抹到劃傷表面；*層要薄，要均勻且全部覆蓋劃傷面，以確保材料與金屬表面的粘接，再將材料涂至整個(gè)修復(fù)部位后反復(fù)按壓，確保材料填實(shí)并達(dá)到所需厚度，使之比導(dǎo)軌表面略高。
5、材料在24℃下*達(dá)到各項(xiàng)性能需要24小時(shí)，為了節(jié)省時(shí)間，可以通過鹵鎢燈提高溫度，溫度每提升11℃，固化時(shí)間就會縮短一半，*固化溫度70℃。
6、材料固化后，用細(xì)磨石或刮刀，將高出導(dǎo)軌表面的材料修復(fù)平整，施工完畢。
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