液压缸的维护与常见故障的排除方法

1、职业技术学院毕 业 论 文题 目： 液压缸的维护与常见故障的排除方法 作 者： 学 号： 系 ： 专 业： 班 级： 指导者： 讲师 评阅者： 年 月毕业设计（论文）中文摘要液压缸的维护与常见故障的排除方法摘要 随着工程技术的发展，液压技术已经渗透到国民经济的各个方面，在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械农林机械、汽车、船舶、国防、军工、航空航天等行业得到了普遍应用和大幅度的发展。液压传动相对于机械传动来说，是一门新兴的技术。它是利用液体来传递力和运动。液压缸是液压系统的重要执行元件之一，它将从泵站输入的液压能转换为机械能。本论文主要针对挖掘机液压缸各种故障产生的原因、现象、故障处理方法进行了

2、较为详细的说明，并对液压缸的基本使用要求、包装、储存与运输、及液压缸的拆装、工作坏镜的要求、及液压缸常见故障与排除方法等事项也进行了较为细致的论述。文章简洁易懂使每一位机械设备操作人员、维修人员都能读懂，并尽可能在实际操作中加深理解直至融会贯通。关键词 液压缸 养护 故障排除 使用要求 拆装第 15 页 共15页目次1 引言11.1 液压缸的工作原理11.2 液压缸的分类12液压缸的使用与防护42.1 液压缸的使用42.2 液压缸的包装、贮存与运输42.3 不同工作环境下的防护53 液压缸常见故障和排除方法63.1 液压缸的常见故障63.2 液压缸常见故障的原因分析与排除方法63.2.1 爬行

3、原因分析及排除方法63.2.2 冲击原因分析及排除方法63.2.3 推力不足原因分析及排除方法73.2.4 液压缸漏油原因分析及排除方法73.2.5 声响与噪声原因分析及排除方法93.3维修液压缸故障时的注意事项104 液压缸故障诊断124.1液压缸故障诊断方法124.2故障诊断技术发展趋势12结论13致谢14参考文献151 引言 制造业的历史可追溯到几百年前的旧石器时代。制造业是任何一个发达国家的基础工业,是一个国家综合国力的重要表现。而在制造业中，液压系统又是制造业的基础，得到了各个国家的高度重视。尤其在今天以知识为驱动的全球化经济浪潮中，由于激烈的市场竞争，各种新的液压系统、制作加工方法

4、不断出现，推动着我们的社会不断的向前发展。液压系统是现代工业的基础。它的技术水平在很大程度上决定了产品的质量和市场的竞争力。自我国加入“WTO”以来，经济全球化的趋势日益明显，同时世界众多知名公司不断进行结构调整，国内市场的国际化进一步显现，竞争更加激烈。在如此严峻的行业背景下，我国的技术人员经过不断的改革和创新使我国的大型、复杂、精密、高效和长寿命的液压技术又上了新台阶。随着科学技术发展，现代工程机械液压系统的结构越来越复杂，功能越来越完善，自动化程度越来越高，这就使工程机械系统故障诊断技术的重要性更加突出起来。液压缸作为液压系统的执行元件，由于使用环境恶劣，存放、安装、使用不当等原因，造成

5、液压缸损坏较为频繁，成为液压系统中的薄弱环节。根据几年来的对液压缸维修工作的经验,作了液压缸使用维护、拆装及常见故障解决办法的探讨与总结。1.1 液压缸的工作原理液压缸是将液压泵输出的压力能转换为机械能的执行元件，它主要是用来输出直线运动（也包括摆动运动）。1.2 液压缸的分类根据常用液压缸的结构形式，可将其分为四种类型：（1）活塞式单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。如图1-1所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。图1-1 单活塞杆式液压缸的结构图1缸体；2活塞；3活塞杆；4支撑坏；5Y型密封圈；6、8导向套；9端盖；10螺母（2）柱塞

6、式柱塞式液压缸，如图1-2所示，是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；柱塞只靠缸套支承而不与缸套 接触，这样缸套极易加工，故适于做 长行程液压缸； 工作时柱塞总受压，因而它必须 有足够的刚度； 柱塞重量往往较大，水平放置时 容易因自重而下垂，造成密封件和导向 单边磨损，故其垂直使用更有利。 活塞仅能单向运动，其反方向运动需由外力来完成。但其行程一般较活塞式液压缸大。图1-2柱塞式液压缸结构图1-缸体；2-柱塞；3-导向套；4-V型密封圈；5-压盖（3）伸缩式伸缩式液压缸，如图1-3所示，具有二级或多级活塞，伸缩式液压缸中活塞伸出的顺序式从大到小

7、，而空载缩回的顺序则一般是从小到大。伸缩缸可实现较长的行程，而缩回时长度较短，结构较为紧凑。此种液压缸常用于工程机械和农业机械上。有对歌一次运动的活塞，各活塞逐次运动时，其输出速度和输出力均是变化的。图1-3伸缩式液压缸1- 压板；2、6-端盖；3-套筒活塞；4-活塞；5-缸体；7-缸筒活塞端盖（4）摆动式摆动式液压缸，如图1-4，是输出扭矩并实现往复运动的执行元件，也称摆动式液压马达。有单叶片和双叶片两种形式。定子块固定在缸体上，而叶片和转子连接在一起。根据进油方向， 叶片将带动转子作往复摆动。图1-4 摆动式液压缸1-定子块；2-缸体；3-弹簧；4-密封镶条；5-转子；6-叶片；7-支撑盘

8、；8-盖板2液压缸的使用与防护2.1 液压缸的使用（1）安装液压缸的安装形式主要分为两类：一类是轴线固定式，另一类是轴线摆动式。细分为底座式、法兰式、拉杆式、轴销式、耳环式、球头式、中间球铰式、带加强筋的法兰式、及法兰底角并用式等。一般地说液压缸可随意安装在需要的地方。液压缸的安装必须符合设计图样和制造厂的规定，正确安装液压缸。安装过程中应保持清洁，为防止液压缸丧失功能或过早磨损，安装时应尽量避免拉力作用，特别应使其不要承受径向力。安装管接头或有螺纹的部位时应避免挤压、撞伤。油灰、麻线之类的密封材料决不可用，会引起油液污染，从而导致液压缸丧失功能。安装液压油管时应注意避免产生扭力。（2）启动液

9、压缸用油一定要符合厂家的说明，连接液压缸之前，必须彻底冲洗液压系统。冲洗过程中，应关闭液压缸连接管。建议应连续冲洗约半个小时，然后才能将液压缸接八液压系统。（3）维修保养在冲击载荷大的情况下，应密切注意液压缸支承的润滑。尤其是新系统启动后，应反复检查液压缸的功能及泄漏情况。启动后，还应检查轴心线是否对中，若不对中，则应重新调节液压缸体或机器元件中心线，实现对中。保持液压油洁净是非常重要的。注油时，要用低于60µm的过滤器进行过滤。接在系统中的过滤器开始运转阶段至少每工作100h清洗一次，然后每月一次，至少每次换油时清洗一次。建议换油时全部更换新油，并将油箱彻底清洗。使用过程中，应注意

10、做好液压缸的防松、防尘及防锈工作。长时间停用后再重新使用时，注意用干净棉布擦净暴露在外的活塞杆表面。启动时先空载运转，待正常后再挂接机具。（4）贮藏作为备件的液压缸建议贮存在干燥、隔潮的地方，贮藏处不能有腐蚀物质或气体。应加注适当的防护油，最好先以该油作为介质使液压缸运行几次。当启用时，要彻底清洗掉液压缸中的防护油，建议第一次更换新油的时间间隔应比通常情况短一些。贮存过程中液压缸进、回油口应严格密封，保护好活塞杆免受机械损伤或氧化腐蚀。2.2 液压缸的包装、贮存与运输（1）液压缸贮存与运输过程中应加相应包装，油口结合面及活塞杆外露部分应加防护装置。（2）贮存和运输过程中应固定牢靠，防止磕碰。（

11、3）起吊时应拴挂牢靠，以免摔碰。2.3 不同工作环境下的防护（1）在风雨环境中，液压缸的外表应进行防锈处理，及液压缸表面涂好防锈油漆。（2）在高温环境下工作时，应在液压缸周围设置隔热装置，如石棉板等。（3）在尘土较大环境作业时，机构应考虑附加防尘罩等。3 液压缸常见故障和排除方法3.1 液压缸的常见故障（1）爬行。即液压缸运行时出现时走时停的速度不均匀现象。（2）冲击。液压缸快速运动时,由于工作部件质量较大时,具有很大的动量和惯性,往往在行程终端造成活塞与缸底或缸盖发生撞击。（3）推力不足,工作不稳定。（4）外泄漏。（5）内泄漏。（6）声响与噪声。3.2 液压缸常见故障的原因分析与排除方法3.

12、2.1 爬行原因分析及排除方法1 爬行原因分析：（1）空气侵入。（2）液压缸两端支架上的封油圈压得太紧或过松。（3）活塞杆和活塞不同心。（4）活塞杆弯曲。（5）液压缸的安装精度不够。（6）液压缸孔径直线性不良。（7）液压缸内壁或活塞表面局部磨损或腐蚀。2 爬行消除方法:（1）增设排气装置。拧开排气阀，活塞在全行程情况下运动多次，把气排完后再把排气阀关闭；若没有排气装置,可开动液压系统采取最大行程使工作部件快速运动,强迫排除空气。（2）调整两端油封圈,使之不紧不松。（3）校直活塞杆全长或局部弯曲。（4）检查缸孔与导轨的平行性。（5）镗磨修复,然后根据孔径配活塞或增装O形橡皮封油环。（6）轻微者除

13、去锈蚀和毛刺,严重者必须镗磨。（7）活塞杆两端螺帽不宜拧得太紧,保持活塞杆处于自然状态。3.2.2 冲击原因分析及排除方法1 冲击原因分析：（1）液压缸未装设缓冲装置,运动速度过快,造成冲击。（2）缓冲装置中的柱塞和孔的间隙过大严重泄漏,节流阀不起作用。（3）两端缓冲的单向阀反向而严重泄漏,缓冲不起作用。2 冲击排除方法:（1）调整换向时间(<0.2S),降低缸的运动速度,或增设缓冲装置。（2）更换缓冲柱塞或在孔中镶套,使间隙达到规定要求,并检查节流阀。（3）修理,研配单向阀与阀座或更换。3.2.3 推力不足原因分析及排除方法1 推理不足原因分析：（1）液压缸与活塞磨损其配合间隙过大或活

14、塞上的密封圈因装配和磨损致伤老化而失去密封严重内泄。（2）液压缸工作段磨损不均匀,致使局部密封性能不良而内泄。（3）液压缸两端活塞杆密封压得太紧或活塞杆弯曲,使磨损力增加而别劲。（4）油液污染严重,污染进入滑动部位而使阻力增大,致使速度下降,工作不稳。（5）油温太高,黏度降低,泄漏增加,致使液压缸速度减慢。（6）为提高液压缸速度所采用的蓄能器的压力或容量不足。（7）溢流阀调低了或溢流阀控压区泄漏。（8）缸内有空气,致使液压缸工作不稳定。（9）液压泵供油不足,造成速度下降,工作不稳定。2 推力不足消除方法：（1）密封圈老化而严重内泄,液压缸几乎不走,应及时更换密封圈。若间隙过大,应在活塞上轨道槽

15、装上密封或更换活塞。（2）镗磨修复缸孔,新配活塞。（3）调整活塞杆密封圈压紧度,以不漏油为宜,校直活塞杆。（4）更换油液。（5）检查油温原因,采用散热和冷却措施。（6）蓄能器容量不足时应更换,压力不足可充压。（7）按推动要求调整溢流阀压力性,检查溢流阀内泄进行修理或更换。（8）按进气爬行故障处理。（9）检查液压泵或流量调节阀,并诊断和排除故障。3.2.4 液压缸漏油原因分析及排除方法漏油可分为外泄漏和内泄漏。1 外泄漏主要由以下原因导致：（1）活塞杆密封圈密封不严,系活塞杆表面损伤或密封圈损伤老化所致。（2）管接头密封不严而泄漏。（3）缸盖外密封不严,系加工精度不高或密封圈损坏所致。2 内泄漏

16、主要由以下原因导致：（1）缸孔和活塞因磨损使配合间隙增大超限,造成高低压腔串通内泄。（2）活塞上的密封圈磨损或老化致使密封破坏造成高低压腔串通而造成内漏。（3）活塞与缸筒安装不同心,使活塞倾斜或偏磨造成内泄。（4）缸孔径直线性差或局部腰鼓形导致局部内泄。3 液压缸检验过程：（1）检查外漏首先检查液压缸焊缝处有无渗透油出现：将活塞分别停留在缸筒两端，按试验要求保压2 min以上，如焊缝处有渗漏油出现，先做出标记，等试压完成后进行补焊处理。然后检查导向套外露端和活塞杆外露端有无漏油：将液压缸进行3次无负载往复运动，观察活塞杆与导向套外露端有无漏油，如有渗透油出现，先测量导向套尺寸是否符合图纸的技术

17、要求，再检查活塞杆表面光洁度，如是上述原因，可更换新的导向套、密封件来解决。（2）检查内漏 如液压缸活塞杆不能正常伸缩，可能因为活塞密封件损坏或缸筒拉伤造成的。这时可通过更换密封件，修复缸筒内径或将活塞槽底尺寸加大来解决内泄现象。列举一个特例：当液压缸活塞杆全伸出时很正常，当收回活塞杆时，压力指示为0 MPa，即活塞杆不能动作。很少出现这种情况。分析原因，首先想到的是内泄，可能活塞密封损坏造成，当即拆开检查，发现活塞密封完好无损，接着重新做试验，检查试验台的泵运转正常，手动换向阀也在工作状态，液压缸伸出再缩回时依然不能动作，工作暂时停下。经过对图纸仔细分析，初步认定活塞杆不能收回的原因还是内泄

18、，是活塞端密封有问题，是活塞与活塞杆连接0型圈失效造成的，因为活塞左端面受油压推力的作用紧贴在A面上，又因A面与活塞轴线的垂直度误差很小，一般要求小于004 mm，A面相当一个密封环，油压能推动活塞前进，走完整个行程。当换向后从左面推动活塞收回活塞杆时，活塞离开端面A，紧贴卡键，由于卡键为两半结构，有开口(这样结构是为了便于装配)，液压油便从破损的0型圈流出，直接流回到油箱，相当卸荷了，所以工作压力为0 MPa。分析原因后，拆开检查，发现0型圈已被切掉一半。换上一个新的O型密封圈，并将活塞的内孔倒角车成4x20，并去除毛刺(图4-2)，活塞内孔这样倒角才能使0形圈在装配时不被切伤，缸筒也是如此

19、。1活塞杆2防尘圈3支承环4导向套5轴用Y密封圈60型圈7斯特封8活塞90型圈 10组合密封11.轴用卡键12卡键帽 13缸筒图4-1 液压缸装配图 活塞 钢筒局部图4-2 活塞内孔和钢筒倒角3.2.5 声响与噪声原因分析及排除方法1 声响与噪声原因分析：（1）滑动面的油膜破坏或压力过高，造成润滑不良，导致滑动金属表面的摩擦声响。（2）滑动面油膜破坏或密封圈的刮削过大，导致密封圈外出现异常声响。（3）活塞运动到缸的端部时，特别是立式液压缸，活塞下行到端头终点时，发生抖动和很大的噪声，系活塞下部空气绝热压缩所致。2 声响与噪声消除方法:（1）停车检查，防止滑动面的烧结,加强润滑。（2）加强润滑，

20、若密封圈刮削力过大则用砂纸轻轻打磨唇边，或调整密封圈压紧度，以消除异常声响。（3）将活塞慢慢运动,往复数次,每次均走到顶端,以排除缸中气体,即可消除此严重噪声。平时必须使用正确的安装方法,运转前的调整、拆卸、检查和组装等都是日常的维护管理，而且还要根据使用状态确定定期检查时间，以便提高设备的完好率和利用率，降低设备的维修费用提高企业的经济效益。液压缸的故障多种多样，而且一般情况下都属于突发性故障。为了避免液压缸故障，影响生产，就需要我们仔细观察液压缸的工作情况。平时通过查看液压系统的工作情况，从而理解系统的工作原理并检查有可能出现故障的部位，对简单的故障加以排除。油缸使用前要放气，缓冲调节阀要

21、调到合理的位置，油液清洁度要定期检查，油缸上的灰尘定期清理，另外注意防水、防火。生产过程中出现的突发性故障，一般都是因为液压油过脏或弹簧折断造成密封不严引起的，渐发性故障多数是因元件磨损严重或密封圈老化导致的。对于一般性的故障，可以通过机器运转声响的节奏和音律来判断出发生故障的部位。经过试验证明，通过不断的优化液压缸的设计，并采取以上措施对液压缸进行保养，能够有效的防止液压缸爬行、冲击、推力不足、漏油、声响与噪声等故障的发生，明显的降低液压缸的故障率和提高液压缸的使用寿命。3.3维修液压缸故障时的注意事项压故障问题都可归纳为：压力、流量、方向三大问题引起的，泄漏、堵塞、油管接错、压力调整不对等

22、是造成挖掘机液压故障的主要原因。因此我们在维修液压系统故障时必须注意：(1)拆卸液压油缸之前，应使液压回路卸压。否则，当把与油缸相联接油管接头拧松时，回路中的高压油就会迅速喷出。液压回路卸压时应先拧松溢流阀等处的手轮或调压螺钉，使压力油卸荷，然后切断电源或切断动力源，使液压装置停止运转。 (2)拆卸时应防止损伤活塞杆顶端螺纹、油口螺纹和活塞杆表面、缸套内壁等。为了防止活塞杆等细长件弯曲或变形，放置时应用垫木支承均衡。 (3)拆卸时要按顺序进行。由于各种液压缸结构和大小不尽相同，拆卸顺序也稍有不同。一般应放掉油缸两腔的油液，然后拆卸缸盖，最后拆卸活塞与活塞杆。在拆卸液压缸的缸盖时，对于内卡键式联

23、接的卡键或卡环要使用专用工具，禁止使用扁铲；对于法兰式端盖必须用螺钉顶出，不允许锤击或硬撬。在活塞和活塞杆难以抽出时，不可强行打出，应先查明原因再进行拆卸。 (4)卸卸前后要设法创造条件防止液压缸的零件被周围的灰尘和杂质污染。例如，拆卸时应尽量在干净的环境下进行；拆卸后所有零件要用塑料布盖好，不要用棉布或其他工作用布覆盖。 （5）卸后要认真检查，以确定哪些零件可以继续使用，哪些零件可以修理后再用，哪些零件必须更换。 (6)装配前必须对各零件仔细清洗。 (7)要正确安装各处的密封装置。安装O圈时，不要将其拉到永久变形的程度，也不要边滚动边套装，否则可能因形成扭曲状而漏油。安装Y和V密封圈时，要注

24、意其安装方向，避免因装反而漏油。对Y密封圈而言，其唇边应对着有压力的油腔；此外，YV封圈还要注意区分是轴用还是孔用，不要装错。V密封圈由形状不同的支承环、密封环和压环组成，当压环压紧密封环时，支承环可使密封环产生为形而起密封作用，安装时应将密封环的开口面向压力油腔；调整压环时，应以不漏油为限，不可压得过紧，以防密封阻力过大。密封装置如与滑动表面配合，装配时应涂以适量的液压油。拆卸后的O封圈和防尘圈应全部换新。 (8)螺纹联接件拧紧时应使用专用扳手，扭力矩应符合标准要求。 (9)活塞与活塞杆装配后，须设法测量其同轴度和在全长上的直线度是否超差。 (10)装配完毕后活塞组件移动时应无阻滞感和阻力大

25、小不匀等现象。 (11)液压缸向主机上安装时，进出油口接头之间必须加上密封圈并紧固好，以防漏油。 (12)按要求装配好后，应在低压情况下进行几次往复运动，以排除缸内气体。液压系统出现故障，不要盲目处理，按照“先易后难、先外后内、先重点后一般”的顺序逐步分析和解决问题，一般先检查外部泄漏情况，检查油量油质，检查堵塞情况。针对液压元器件内部磨损引起的故障，必需先弄懂原理后再作针对性的检查。要想在液压缸出现故障时能够迅速找出故障原因，主要靠我们平时注重设备检查和维修保养工作的细节，在故障早期就将引起故障的各种因素消除，通过对工作循环不断的改进与提高，从而使维修工作能在不断变化的工作环境中更进一步，确

26、保机械设备发挥更大的效益，提高设备的完好率和使用率，有效防止或预防设备事故的发生。4 液压缸故障诊断4.1液压缸故障诊断方法主观诊断法。在实际工程中,往往缺少检测液压系统的设备,在这种情况下, 主观诊断法可以检测出液压系统的故障。主观诊断法主要是通过闻、听、触摸和看来进行诊断。闻诊,主要判断电机电器以及电磁铁是否烧坏,油压是否变质。听诊,主要是根据不正常的声音判断机械发生故障的部位和损伤程度。例如:液压缸有泄露,声音小并且长,连续不断。摩擦声,声音尖并且短,常常接触面研磨烧伤所致。触摸,主要是通过触摸机械的温度、裂纹、爬行和松紧来进行判断。看诊,主要是通过看速度、颜色、外表和作用力来进行诊断。

27、参数测量诊断法。工程实际中, 液压系统的性能的好与坏是决定恶劣台机械的好与坏,决定液压系统的性能的参数主要是压力、流量、温度和泵组功率。通过对这些参数进行监测与故障诊断, 与正常工作时机械参数进行比较,可以判断系统的工作状况,以及发生状况的部位。铁谱诊断法。铁谱诊断法是通过对油压缸中的油进行分离分析, 从中得出磨损微粒和污染微粒的形状、颜色、成分以及分布规律,通过这些信息可以判断发生故障的部位。振动测量法。振动测量法是通过系统振动的改变来系统振动信号的改变,从而对系统故障部位进行判断。专家系统。通过一组计算机智能程序,用计算机模拟专家解决问题,来解决系统故障的问题。4.2故障诊断技术发展趋势液

28、压缸维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感官经验，通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识。建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量

29、的规则。另外，还应开发液压缸自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进行补偿，这是液压行业努力的方向。如果液压系统故障诊断能够取得快速发展，势必给液压行业带来重大变革。结论液压缸出现故障常常都需要逐件拆解，效率低而且繁琐。其实对于液压缸故障只需要我们平时多注重实践总结，然后通过理论知识来分析故障原因，通过分析总结对以后出现的同类或相似的问题将有很大的帮助。通过本文的理论研究和试验分析总结得出一下总结：（1）液压系统十分复杂，因而导致故障的原因的很复杂，只有十分了解整个系统原理才能够更好的排除故障。在故障排除前需对故障原因进行详细分析，按照先易后难的顺序仔细进行检查，排除故障并在日常维修中要注意总结经验。（2）液压系统经常会发生突发性故障因此要定期和不定期的检查系统元件的磨耗情况。定期和不定期检查是延长液压缸使用寿命的关键。每次使用前都要进行全面严格检查。周期性的检查和维护是提高液压缸使用效率和延长使用寿命的重要