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1、毕业设 计或论文）课题名称数控机床液压系统分析及维护院/专业机械工程学院 / 机电一体化班级机 电 0531学号0501101313学生姓名指导教师：2008年 5月 25日数控机床液压系统分析及维护机电 0531 高于成摘要在现代的工业生产过程中，数控车床得到了大量的运用，而我国也在这个领域得到了长足的发展。数控车床主要包括电气系统、液压系统以及机械部分。因此对数控车床的维护也是生产过程中的重要组成部分。液压系统的维护，由定期维护与日常维护组成。为了在维护的过程尽量的解决问题，对液压系统应有充足的了解，而本课题则是主要介绍了典型的液压系统以及维修维护的主要方向以及办法，应此本课题的研究具有重

2、要的现实意义。关键词： 数控机床；液压系统；维护AbstractIn the modern industrial production process, the numerical control lathe obtained the massive utilization, but our country also obtained the considerable development in this domain. The numerical control lathe mainly includes the electrical system, the hydraulic syste

3、m as well as the machine part.Therefore to the numerical control lathe maintenance also is in the production process important constituent.The hydraulic system maintenance, is composed by the maintenance routine and the routine maintenance. In order to as far as possible solves the problem in the ma

4、intenance process, should have the sufficient understanding to the hydraulic system, but this topic was mainly introduced the model hydraulic system as well as the service maintenance main direction as well as the means, should this topic research have the vital practical significance.Key words: Num

5、erical control engine bed ；Hydraulic system ； Maintenance目录数控机床液压系统分析及维护11/25第 1章概述 31.1数控技术的发展趋势31.2对我国数控技术及其产业发展的基本估计5第 2 章常见数控机床的类型、原理及结构72.1 按数控机床的加工功能72.2按所用进给伺服系统的类型分类92.2按所用进给伺服系统的类型分类10第三章数控机床工作过程分析、主要元件介绍以及主要液压系统原理103.1 液压传动系统的组成103.2. 液压基本回路11第 4 章液压系统常见故障及处理方法144.1 液压系统故障诊断的一般原则144.2 一些常见

6、故障的检测15第 5 章正确使用和维护液压系统215.1正确选择使用液压油、确保液压油和液压系统的清洁215.2防止油温过高 225.3防止液压系统进入空气235.4正确执行操作规程、防止操作粗暴和随意操作作业235.5加强液压系统的日常维护和保养23第 6章总结 24答谢词 24参考资料25第1章概述1.1数控技术的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业IT 、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的2/25大趋势。从目前世界上

7、数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面。高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5 大现代制造技术之一，国际生产工程学会CIRP ）将其确定为21 世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产 30 万辆的生产节拍是 40 秒 /辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用

8、大型整体铝合金坯料 掏空 的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。从EMO2001 展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min ，甚至更高，空运行速度可达100m/min 左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的 HyperMach 机床进给速度最大达60m/min ，快速为100m/min ，加速度达2g，主轴转速已达60 000r/min 。加工一薄壁飞机

9、零件，只用30min ，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国 DMG 公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达 12*!000r/mm 和 1g。数控，机床，模具设计,数控车床，数控技术在加工精度方面，近10 年来，普通级数控机床的加工精度已由10m提高到 5m，精密级加工中心则从3 5m，提高到1 1.5 m，并且超精密加工精度已开始进入纳M 级0.01 m）。在可靠性方面，国外数控装置的 MTBF 值已达 6 000h 以上，伺服系统的 MTBF 值达到 30000h 以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了

10、快速的发展，应用领域进一步扩大。轴联动加工和复合加工机床快速发展采用5 轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1 台 5 轴联动机床的效率可以等于2 台 3 轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5 轴联动加工可比3 轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5 轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3 轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5 轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现 5 轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩

11、小。因此促进了复合主轴头类型5 轴联动机床和复合加工机床含 5 面加工机床）的发展。在 EMO2001 展会上，新日本工机的5 面加工机床采用复合主轴头，可实现4 个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5 面加工和5 轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG 公司展出 DMUV oution 系列加工中心，可在一次装夹下5 面加工和 5 轴联动加工，可由CNC 系统控制或 CAD/CAM直接或间接控制。数控，机床，模具设3/25计 ,数控车床，数控技术。智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控

12、系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGCThe Next Generation Work-Station/Machine Control ）、欧共体的 OSACAOpen System A

13、rchitecture forControlwithin Automation Systems ） 、 日 本 的OSECOpen System Environment for Controller），中国的 ONCOpen Numerical Control System ）等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控

14、系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在 EMO2001展 中 ， 日 本 山 崎 马 扎 克 Mazak ） 公 司 展 出 的CyberProduction Center 智能生产控制中心，简称CPC）；日本大隈 Okuma ）机床公司展出ITplaza

15、信 息 技 术 广 场 ， 简 称IT广 场 ） ； 德 国 西 门 子 Siemens ） 公 司 展 出 的OpenManufacturingEnvironment 开放制造环境，简称OME ）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。重视新技术标准、规范的建立关于数控系统设计开发规范如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范OMAC 、 OSACA 、 OSEC）的研究和制定，世界3 个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在

16、2000 年也开始进行中国的ONC 数控系统的规范框架的研究和制定。关于数控标准数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50 年间的信息交换都是基于ISO6983 标准，即采用G，M 代码描述如何 how ）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。4/25为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC 系统标准ISO14649STEP NC），其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。STEP-NC 的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控

17、技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC 提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC 加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC 程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC 数控系统还可大大减少加工图纸约 75）、加工程序编制时间约35）和加工时间约50）。目前，欧美国家非常重视STEP-NC 的研究，欧洲发起了STEP-NC 的 IMS 计划）。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20 个 CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools 公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经

18、开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型Super Model ），其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS 、 FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。1.2对我国数控技术及其产业发展的基本估计我国数控技术起步于1958 年，近50 年的发展历程大致可分为3 个阶段：第一阶段从1958年到1979 年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的 六五 、 七五 期间以及 八五 的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革

19、开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的八五 的后期和 九五 期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在 九五 末期，国产数控机床的国内市场占有率达50，配国产数控系统普及型）也达到了10。纵观我国数控技术近50 年的发展历程，特别是经过4 个 5 年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。1）奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化

20、开发的基础，部分技术已商品化、产业化。2）初步形成了数控产业基地在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。5/253）建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比 与国外对比）不仅技术

21、水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。1）技术水平上，与国外先进水平大约落后 1015 年，在高精尖技术方面则更大。2）产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可靠性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。3）可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。1）认识

22、方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。2）体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多，从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。3）机制方面。不良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。4）技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。1.3对我国数控技术和产业化发展

23、的战略思考战略考虑我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步空芯 。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际加工中心 和 组装中心 ，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我

24、国实现禁运和限制， 东芝事件 和 考克斯报告 就是最好的例证。发6/25展策略从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21 世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）

25、的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以做得出、用得上、卖得掉 为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。随着科学技术的发展, 数控机床由于具有优越的加工特点 , 在机械制造业中的应用越来越广泛, 现代工人必须掌握好数控技术装备的发展趋势和对策。第 2 章 常见数控机床的类型、原理及结构

26、2.1 按数控机床的加工功能点位控制 positioning control）数控机床控制特点：在加工平面内，从一个位置快速移动到下一个位置，并有高的定位精度。移动时不加工，到位后，第三轴进行加工。用于加工孔系钻、镗、冲），这类数控机床有：数控钻床、 镗床 、冲床、三坐标测量机等。.直线控制line motion control）数控机床控制特点：控制刀具或工作台，以适当的速度，沿平行坐标轴的方向直线移动和加工。速度在一定范围可调。用于加工台阶轴，铣削平面，这类机床有：简易数控车床、直线控制的数控铣床。还有数控组合机床。轮廓控制 contouring control）数控机床控制特点：连续、按

27、一定联系、协调控制联动）两个以上坐标轴任何时刻的运动位置、速度和方向，使刀具相对工件按要求的轮廓轨迹运动。也称连续控制或多坐标联动数控机床。1）平面轮廓加工的数控机床控制两个坐标轴联动，使刀具相对工件在某一坐标平面做平面曲线运动，从而加工由平面曲线组成的轮廓的零件。常用于车削回转曲面、铣削平面曲线轮廓零件 平面凸轮）。亦称两坐标联动数控机床。加工平面轮廓时，无论轮廓是什么曲线组成，常用小段直线来逼近曲线：7/25以铣削平面轮廓为例，设当前铣刀回转中心在I/点，轮廓上的切削点为I ，在单位时间内，数控系统控制刀具相对工件在X 、 Y 两个坐标轴方向同时进给xI和yi产生合成直线位移Li，移到 J

28、点，从而在工件上加工出一小段直线IJ，逼近弧段IJ，如此连续控制X 、 Y 轴的进给运动，便可加工出多段小直线组成的折线来逼近曲线轮廓。这里，控制的关键是确定每个单位时间内的进给位移分量xI和yI，这是由插补运算和刀具半径补偿运算来完成的。运算条件：合成进给速度、单位时间长短、轮廓曲线方程、由刀具半径 和加工裕量所决定的刀具中心偏移量。2）空间轮廓加工的数控机床加工空间轮廓，根据空间曲面形状、所用刀具、加工精度和粗糙度要求等的不同，使用不同的加工方法：两轴半联动、三轴联动、四轴联动、五轴联动。两轴半联动加工对任何曲面，以平行于某坐标平面的平面连续剖分，得到一系列平面曲线。加工曲面时，采用球头铣

29、刀，刀具中心在剖分坐标平面X 、 Y 、 Z 中的任意两轴）内作平面曲线的插补运动，第三轴作周期进给。就可加工出该曲面。称行切法。三坐标联动加工三坐标联动，刀具作空间曲线插补运动。可加工空间曲线轮廓回珠器滚道）。还可加工曲面轮廓。加工曲面时，也采用行切法。与两轴半不同的是，刀具作空间曲线插补运动，从而，使刀具在工件上切出的轨迹是平面曲线，切痕规则，容易得到低的表面粗糙度。四坐标联动加工从理论上，有三轴联动，使用球头铣刀，可加工任意空间轮廓。但从加工效率和加工表面粗糙度考虑，对很多曲面，采用三坐标联动加工是不合适的，需要采用更多的坐标联动来加工。飞机大梁是一个直纹扭曲面。若采用圆柱铣刀周边切削方

30、式，因是直纹，在加工中，使刀具与加工型面始终保持贴合，不仅加工表面光洁，而且效率高。为了实现这种加工方式，不仅要X 、 Y 、 Z 三坐标联动控制刀具刀位点在空间的位置，而且要同时控制刀具绕刀位点的摆角，使刀具始终贴合工件，且还要补偿因摆角所引起的刀位点的改变。这就是四坐标联动加工。五坐标联动加工对大型曲面轮廓，零件尺寸和曲率半径比较大，可用端面铣刀进行加工，以提高生产率和减少加工残留量。加工时，使铣刀端面与切削点的切平面重合凸面）或与切平面成某一夹角凹面，避免产生刀刃干涉）。这时，切削点的坐标和法线方向时不断变化的，那么，刀具的刀位点和轴线也要相应变化。故需要X 、Y 、 Z 和绕两个坐标的

31、角度联动控制，即五坐标联动控制。三坐标以上联动的编程很复杂，需要使用自动编程系统来编制。2.2按所用进给伺 服系统的类型分类开环 open loop ） 数控 机床开环数控机床采用开环进给伺服系统。典型的开环伺服系统是有功率步进电机和驱动电源组成的伺服系统。控制原理：数控装置根据所要求的进给速度和进给位移，输出一定频率和数量的进给指令脉冲，经驱动电路放大后，每个进给脉冲驱动功率步进电机旋转一个步距角，在经减速齿轮、丝杠螺母副，驱动工作台移动一个当量直线位移称为脉冲当量）。8/25从理论上，对应一个进给脉冲，步进电机转过一个步距角，工作台移动一个当量位移，进给脉冲数量控制工作台的位移量，脉冲频率

32、控制运动速度。无须对实际位移进行检测。所以开环数控机床没有位移检测装置。实际上，由于存在步距角误差、转动间隙和误差，实际位移与指令位移之间有误差。又由于没有检测装置检测实际位移，实际位移误差不能被补偿，所以，开环数控机床的精度较低，速度也较低。开环伺服系统多用于经济型数控机床或对旧机床进行改造。闭环closed loop）数控机床闭环伺服系统按闭环原理工作。由安装在进给执行部件上的位移检测装置直接检测的实际位移，经反馈回路反馈给数控装置，数控装置将位移指令与实际位移进行比较，根据其差值与指令进给速度的要求，按一定的规律进行转换后，得到进给伺服系统的速度指令。同时，测速元件测量伺服电机的转速，作

33、为速度反馈信号，它与速度指令信号相比较后，其速度误差，对伺服电机的速度进行调节校正。从而控制工作台准确的按指令位移和速度运动。位置反馈回路、速度反馈回路与主控回路构成两个封闭环，所以称闭环控制。由位置控制和速度控制构成的双闭环控制，可以获得比开环进给系统精度更高、速度更快、驱动功率更大的特性指标。半闭环semi-closed loop）数控机床若将位置检测装置安装在伺服电机或传动丝杠的端部，间接测量执行部件的实际位移，按闭环原理控制。则构成半闭环控制。因为控制环路不包含实际需要被控制的执行部件，所以，是半闭环。由于不是直接检测实际位移进行控制，所以，精度低于闭环控制，但仍比开环的精度高。而且，

34、控制系统的稳定性比闭环系统容易获得。现在，大多数数控机床都采用半闭环进给伺服系统。2.2按所用进给伺服系统的类型分类硬线数控 NC ）机床使用硬线数控系统。它的输入处理、插补运算和控制功能，都是由专用的固定组合逻辑电路来实现。不同功能的数控机床，组合逻辑电路也不同。因而改变或增减控制和运算功能时，需要改变硬件电路。故通用性、灵活性差，制造周期长，成本高。计算机数控CNC）机床使用计算机数控装置软线数控装置）。硬件电路由小型或微型计算机、加上通用或专用的大规模集成电路组成。输入处理、插补运算等主要数控功能几乎全部由系统软件来实现。不同功能的机床只是系统软件不同。修改或增减功能，不需变动硬件电路，

35、只需改变系统软件。因此，具有较高的灵活性，而且，由于硬件基本上通用，有利于大量生产提高质量和可靠性，缩短制造周期和降低成本。9/25第三章 数控机床工作过程分析、主要元件介绍以及主要液压系统原理3.1 液压传动系统的组成液压传动的基本原理是在密闭的容器内，利用有压力的油液作为工作介质来实现能量转换和传递动力的。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。液压系统主要由：动力元件油泵）、执行元件油缸或液压马达）、控制元件各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。1）动力元件 油泵）它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动

36、力部分。2）执行元件 油缸、液压马达）它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。）控制元件包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。4）辅助元件除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件及 油箱等，它们同样十分重要。5）工作介质工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。3.2. 液压基本回路所谓液压基本回路就是由有关的液压元件组成用来完成某种特定功能的典型回路。一些液压设备的液压系统虽然很复杂，但它通常都由一些基本回路组成

37、，所以掌握一些基本回路的组成、原理和特点将有助于认识分析一个完成的液压系统。压力控制回路压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路，这类回路包括调压、减压、增压、保压、卸荷和平衡等多种回路。如 1单级调压回路如图3-1 所示，在液压泵出口处设置并联溢流阀2 即可组成单级调压回路，从而控制了液压系统的工作压力。图 3-1 溢流阀的作用速度控制回路快速运动回路又称增速回路,其功用在于使液压执行元件在空载时获得所需的高速,以提高系统的工作效率或充分利用功率。实现快速运动的方法不同有多种方案,下面介绍一种常用的快速运动回路。差动回路：图3-2 所

38、示。其特点为当液压缸前进时，活塞从液压缸右侧排出的油再从左侧进入液压缸，增加进油处的一些油量，即和泵同时供应液压缸进口处的液压油，可使液压缸快速前进，但使液压缸推力变小。在液压系统中,如果由一个油源给多个液压缸输送压力油,这些液压缸会因压力和流量的彼此影响而在动作上相互牵制,必须使用一些特殊的回路才能实现预定的动作要求。图 3-2 差动回路图 3-3 所示的同步回路在液压装置中常需使两个以上的液压缸作用步运动，理论上依靠流量控制即可达到，但若要作到精密的同步，则可采用比例式阀门或伺服阀配合电子感测元件、计算机来达成。11/25图 3-3 使用调速阀的同步回路动力滑台液压系统液压动力滑台液压动力

39、滑台是组合机床上用以实现进给运动的一种通用部件，其运动是靠液压缸驱动的。滑台与其他一些通用部件可组成各种不同机床，并能按多种进给方式实现半自动工作循环。液压动力滑台虽有不同的规格，但其液压系统的组成与工作原理却基本相同,如图3-4 所示：1- 过滤器 2- 变量泵 3，7， 13-单向阀 4-电液换向阀5-背压阀 6- 液控顺序阀8，9- 调速阀 10- 电磁换向阀11-行程阀12- 压力继电器图 3-4 动力滑台液压系统原理图动力滑台液压系统的工作原理1）快进按下启动按钮，电磁铁1YA 通电，电磁换向阀B 左位接入系统，液动换向阀A 在控制压力油作用下也将左位接入系统工作，其油路为：控制油路

40、 进油路：过滤器1 泵 2 阀 B 左） I1 阀 A 左端出油路：阀A 右端 L2 阀 B左）油箱。于是液动换向阀A 的阀芯右移，使其左位接入系统换向时间由L2 调节）。主油路 进油路：过滤器1 泵 2 单向阀 3 阀 A 左）行程阀11 缸左端12/25出油路：缸右腔阀A 左）单向阀7 行程阀 11 缸左端此时由于负载较少，液压系统的工作压力较少，所以液控顺序阀7 关闭，液压缸左右腔形成差动连接，泵在低压下输出最大流量，滑台快进。2）第一次工作进给当滑台块进终了时，滑台上的挡块压下行程阀11，切断了快进油路。电液换向阀4 的工作状态不变，控制油路因此没有变化。而主油路中，压力油只能通过调速

41、阀8 和电磁换向阀10右位）进入液压缸左端。由于油液流经调速阀而使液压系统压力升高，液控顺序阀开启，单向阀7关闭，液压缸右侧的油液经液控顺序阀6 和背压阀5 流回油箱。同时，泵2 的流量也自动减少。滑台实现有调速阀8 调速的第一次工作进给。主油路 进油路：过滤器1 泵 2 阀 3 阀 A 左）阀 8 阀 10右）缸左侧回油路：缸右腔阀A 左）阀 6 背压阀 5 油箱。3）第二次工作进给第二次工作进给的控制油路和第一次工作进给是时的相同，其主油路的回油路也与第一次工作进给时的相同，不同之处是主油路的进油路。当第一次工作进给终了，挡块压下形程开关，使电磁铁3YA 通电，阀10 左位接入系统使其油路

42、关闭，压力有需要通过调速阀8， 9 进入液压缸左腔。由于调速阀9 的通流截面积比调速阀8 的通流截面积小，所以进给速度进一步降低，因而滑台实现由阀9 调速的第二次工作进给。其猪油陆的进油路与第一次进给的不同也不仅仅是由阀9 代替阀 10.4）死挡铁停留当滑台第二次工作进给完毕，碰上死挡铁后停止前进，停留在死挡铁处。这时液压缸左腔油液的压力升高，当达到压力继电器 12 的开启压力时，压力继电器动作，发出信号给时间继电器，由时间继电器控制停留时间。系统内的油液基本停止流动。设置死挡铁可提高滑台工作进给终点的位置精度。5）快退滑台停留时间结束时，时间继电器发出信号发出信号，使电磁铁2YA 通电， 1

43、YA， 3YA 断电。这时地磁换向阀B 的右位接通，控制油液使液动换向阀A 接入系统工作。滑台返回时负载小，系统压力低，泵2 的流量自动开到最大，所以动力滑台快速退回。控制油路 进油路：过滤器1 泵 2 阀 B右） I2 阀 A 右端回油路：阀A 左端 L1 阀 B油）油箱。液动换向阀A 有控制油路使其换为右位换向时间由L1 调节）主油路 进油路：过滤器 1 泵 2 阀 B右） I2 阀 A 右端回油路：缸左腔阀 13 阀 A 右）油箱。13/25第 4 章 液压系统常见故障及处理方法4.1 液压系统故障诊断的一般原则正确分析故障是排除故障的前提，系统故障大部分并非突然发生，发生前总有预兆，当

44、预兆发展到一定程度即产生故障。引起故障的原因是多种多样的，并无固定规律可寻。统计表明，液压系统发生的故障约 90%是由于使用管理不善所致为了快速、准确、方便地诊断故障，必须充分认识液压故障的特征和规律，这是故障诊断的基础。以下原则在故障诊断中值得遵循：1 ）首先判明液压系统的工作条件和外围环境是否正常需首先搞清是设备机械部分或电器控制部分故障，还是液压系统本身的故障，同时查清液压系统的各种条件是否符合正常运行的要求。2 ）区域判断根据故障现象和特征确定与该故障有关的区域，逐步缩小发生故障的范围，检测此区域内的元件情况，分析发生原因，最终找出故障的具体所在。3 ）掌握故障种类进行综合分析根据故障

45、最终的现象，逐步深入找出多种直接的或间接的可能原因，为避免盲目性，必须根据系统基本原理，进行综合分析、逻辑判断，减少怀疑对象逐步逼近 ,最终找出故障部位。4 ）故障诊断是建立在运行记录及某些系统参数基础之上的。建立系统运行记录，这是预防、发现和处理故障的科学依据；建立设备运行故障分析表，它是使用经验的高度概括总结，有助于对故障现象迅速做出判断；具备一定检测手段，可对故障做出准确的定量分析。5 ）验证可能故障原因时，一般从最可能的故障原因或最易检验的地方开始，这样可减少装拆工作量，提高诊断速度。6）目前查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。此法的基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员

46、通过观察、听、触摸和简单的测试以及对液压系统的理解，凭经验来判断故障发生的原因。当液压系统出现故障时，故障根源有许多种可能。采用逻辑代数方法，将可能故障原因列表，然后根据先易后难原则逐一进行逻辑判断，逐项逼近，最终找出故障原因和引起故障的具体条件。4.2 一些常见故障的检测表 4-114/25故障源故障产生的原因解决措施1. 泵与电机的联轴节不在一条中心线上1重新找中心机械元件2联轴节松或出现问题2应紧固或更换联轴节3防震装置出现问题3检查紧固或更换新件1出油口过滤器堵塞或自数过大1. 检查清理或更换合适新件吸油管路阻力过大2.吸油管路堵塞或有泄漏发生2检查处理3. 油位太低3. 检查加油1泵

47、的防震装置出现问题1检查紧固或更换新件液压泵2泵的最大设定压力太大2重新设定最大压力3转轴密封或吸油口密封出现问题3检查更换新密封4泵的控制系统紊乱4重新调整控制系统供、回油管路1供、回油管路松或安装位置不好1检查紧固管路或重新走管2回油管咯堵寒或没有油2检查处理或清理供油管路中的阀1. 阀因脏物堵塞1检查清理2. 阀的节流或喷嘴太小2检查并更换合适元件1流量控制阀震动影响到其他控制元件1检查处理2流量过大引起的噪音2适当调节流量或比例控制板流量、比例控制3控制系统紊乱3重新调节控制系统4电磁阀因电磁力小或电压引起堵塞或控4检查电磁阀线包及其线路制系统故障5阀体因磨损或脏物堵5检查清理或更换新

48、件塞出现问题6系统压力失控6重新调整压差控制板1因油位低或油温低液压油粘度大造成吸1检查并处理液压油油困难液压油2更换新油品2液压油脏损坏内部元件3检查原因或更换新油品3液压油起泡压力不足 输出力和力矩不足） 压力不足 输出力和力矩不足）故障产生原因及解决措施见表 4-2。表 4-215/25故障源机械元件吸油管路液压泵供、回油管路供油管路中的阀流量、比例控制阀液压油其他问题故障产生的原因解决措施1电机联轴节磨损1.检查或更换联轴节2液压泵或电机转向不对2.检查处理3防震装置出现问题3.检查紧固或更换新减震4电机或液压泵传动轴上的键被剪切4.检查处理1.过滤器堵塞或目数过大1检查清理或更换合适

49、新件2.由于磨损，泵的内部出现泄漏2检查处理或更换合适新件3.液压泵控制元件出现故障或控制压力设定3. 检查处理或重新设定压力传感器设值过低定值1供、回油管路出现泄漏1.检查处理2管路内部阻力过大或吸油口过滤器堵2.检查清理或更换新件1阀的工作压力设定太低1重新调整设定压力2因阀体或密封件磨损产生的内部泄漏2. 检查修复或更换新备件3阀体的弹簧损坏3. 检查更换新备件4. 更换合适部件4阀的型号不对或内部节流喷嘴）太小1. 内部流量阻尼太大产生压降太大1.检查处理2流量调节阀的调节不合理或故障2.重新调节流量或更换新件比例控制阀工作状态不对 如零点漂移或压3. 通过调整比例控制板重新调整零点力

50、设定为零时柱塞不在中间位置）4. 阀体因或强制性复位，或检查压力传感器信磨损而产生的内部泄漏或内部单向阀出现问号 4. 检查电磁阀阀芯或单向阀或修复题5.控更换制阀阀芯卡住造成故障5. 检查处理或更换新件1粘度刘氏而产生的内部泄漏比较严重1检查油品、油温或更换新油品2粘度太高而产生的流量受阻较大2检查油温油品3液压油起泡3检查原因或更换油品1压力控制系统控制程序出现问题1通过 PC 更改、更新控制程序2执行元件出现故障2检查处理油缸或马达紧急动作 压力和流量波动较大） 油缸或马达紧急动作压力不口流量波动较大）故障产生原因及解决措施见表4-3。16/25表 4-3故障源机械元件吸油管路阻力过大液

51、压泵供、回油管路供油管路中的阀流量、方向控制阀液压油其他问题故障产生的原因解决措施1泵与电机的联轴节不在一条中心线上1重新对中心2吸油管路太小或拐弯较多2适当调整吸油管路3出油口过滤器堵塞或目数太大3检查或更换过滤器4吸油管路堵塞或有泄漏4检查处理1变量输出泵的流量调节器出现问题1调整或更换新备件2泵的系统压力调节装置的背压阀出现问2检查调整压力或更换新备件题1供、回油管路缓；中不好或内部阻力太1检查调整或清理大 2回油管路过滤器堵塞2检查清理或更换新件1管路中阀的远程控制出现问题1检查控制线路2管路中的单向阀出现问题2检查处理或更换新件1流量控制阀震动影响到其他控制元件1检查处理2流量过大引

52、起的噪音2调节流量或更换新件3控制系统紊乱3通过调整比例控制板重新调整零点4电磁阀因电磁力小或电压低引起堵塞或或强制性复位，或检查压力传感器信控制系统故障号4检查电磁阀阀芯或单向阀或修5阀体因磨损或脏物堵塞出现问题，系统复更换 5检查处理或更换新件压力失控1液压油污染1更换新油品2液压油起泡2检查原因1在输出端没有足够大的反作用力如降压1考虑更换喷嘴、减压阀）工作时液压油温度过高液压油温度过高故障产生原因及解决措施见表4-4。表 4-4故障源故障产生的原因解决措施17/251液压泵因磨损而导致工作效率降低2变量液压泵泵的调节器出现故障3液压泵流量或速度调节的太大1供、回油管路截面积小导致较大的

53、摩擦力供、回油管路2管路中的过滤器堵塞1连续工作时间过长供油管路中的阀2压力设定过高1更换新备件2检查调整或更换新备件3重新调整流量1考虑更换新管路2检查清理1适当停机降温2重新设定压力1重新调整流量设定值或更换新件流量、方向控制阀液压油其他问题1流量设定值过低经泵回流量太多）或流量控制阀出现问题2比例控制阀因泄漏损失较大3信号为零时比例控制阀阀芯没有处于中间状态1温度太低而产生的内部泄漏比较严重2温度太高而产生的流量受阻较大3液压油起泡1系统冷却能力不足或冷却效率低2液压泵一直处于负荷运转状态，液压泵压力定值低于系统压力阀设定值或系统压力传感器 压力控制开关）设定值过高3液压油量不足4冷却水

54、温差控制开口比例的流量阀出现问题 5冷却系统温差设定值过高6没有低温冷却水或冷却电机泵）故障7低温冷却水温度过高8环境温度过高或空气相对湿度过大9列管式换热器内部结垢2检查、处理比例阀内外部泄漏点及内部单向阀磨损情况3通过调整比例控制阀的比例控制板重新调整零点或强制性复位，检查压力传感器信号1检查油品、油温或更换新油品2检查油温油品3检查原因或更换油品1检查冷却循环泵和低温）令却水工作状况，或热交换器内部结垢清理2检查压力控制阀电磁铁是否能够失电后阀设自动复位3适量添加液压油4.检查阀的工作状态5调整温差设定值6检查处理或更换新备件7检查低温：令却水循环系统8采取管路保温措施9检查清理液压油起

55、泡液压油起泡故障产生原因及解决措施见表4-5。表 4-518/25故障源故障产生的原因解决措施吸油口1吸油管路泄漏 2油位过低1检查处理2适量加油液压泵及回油管1液压泵转轴密封或吸油端密封坏1检查更换密封件或进行处理路2回油管路没有浸没入油中2采取措施使回油管路浸没入油中液压油缸动作不正常液压油缸动作不正常故障产生原因及解决措施见表4-6。表 4-6故障源故障产生的原因解决措施1管路软管弹性太大1重新走管供油管路2电磁铁失效2更换部件3比例控制阀发生泄漏3检查处理或更换部件4阀体内部脏4检查清理1由于密封失效或控制故障造成远程控制1检查清理密封或远程控制线路其他问题单向阀没有立即关闭2检查相关

56、限位开关位置2限位开关位置不对工作时液压管路撞击或震动剧烈工作时液压管路撞击或震动剧烈故障产生原因及解决措施见表4-7。表 4-7故障源故障产生的原因解决措施1供油管路容积过大1适当缩短供油管路供、回油管路2回油管路控制太快2适当调节流量控制阀3回油管路节流或喷嘴失效3检查调整液压泵启动频繁液压泵启动频繁故障原因及解决措施见表4-8。表 4-819/25故障源故障产生的原因解决措施1液压泵因磨损吸油盘）出现泄漏1检查修复或更换新备件液压泵2液压系统的工作压力范围设定太小2重新调整压力开关的设定范围1蓄压器安全阀泄漏或电磁铁故障造成回1检查更换密封件或电磁铁供油管路中的阀流 2供油管路单向阀不起

57、作用2检查处理或更换新件1比例控制阀工作状态不对零点漂移或1调整比例控制板重新调整零点，不得电时阀芯不在中间位置）或检查处理比例阀比例控制阀2压力传感器信号不正确2检查或更换压力传感器3比例阀内部单向阀磨损而产生内部泄漏3检查处理或更换单向阀1工作时间长液压油温度高，粘度降低1适当停车降温液压油2液压油污染或乳化变质2第 5 章 正确使用和维护液压系统液压系统由于其结构紧凑，工作平稳、操作简便和省力等优点，被广泛应用于建筑机械上。但如果使用维护不当，则会大大提高故障发生率，严重影响机械的可靠性和使用寿命。为此，有必要谈谈正确使用和维护液压系统的方法。5.1 正确选择使用液压油、确保液压油和液压

58、系统的清洁根据一些资料统计证明，液压系统产生故障的原因有70 85是由于液压油受污染变质而引起的。因为液压系统所用的各种泵、阀类元件，相对运动件之间都有光洁度很高的配合面和精密度很高的配合间隙，有些元件还设有阻尼孔、缝隙式控制阀口，如果油液中混人杂质，将会堵塞这些缝隙、小孔，阻碍油液的运动，破坏液压件的正常工作。如杂质进人阀内，就可能破坏阀芯与阀体的配合面，或卡在它们中间，造成阀的密封不严或动作不灵。如油液中污物过多，将会堵塞滤油器，使系统循环受阻，安阀常常开启，冷却不良，系统温度升高。所以，保持液压系统和液压油的清洁，是维护液压系统的关键。为此，应做到以下几点：1）按说明书的规定，选用合适的

59、液压油。液压油的种类及精度要求，必须依据液压系统和元件厂家的具体规定和要求；如果因故使用代用油时，则尽可能满足原牌号油的性能要求；切忌不同牌号的液压油混合使用。2）采用封闭式油箱，在油箱人口处安装具有一定精度的空气滤清器。20/253）在使用过程中，应防止水分、乳化液。灰尘。纤维杂物及其它机械杂物的侵人。4）液压油的油量要适当。液压油箱的油量在系统管路和元件充满油后，应保持在规定的油位范围内。5）元件、管路和系统在投人使用前，必须进行严格的清洗。6）加油时必须严格过滤。经常检查滤油器，发现脏时予以更换。7）定期检查液压油质量，保持液压油的清洁。在检查液压油质量时，主要检查以下三个方面的内容：液

60、压油的氧化程度液压油在使用中，由于温度的变化，空气中氧及太阳光的作用，将会逐渐被氧化，使其粘度等性能改变。氧化的程度，通常从液压油的颜色、气味上判断。如果液压油的颜色呈黑褐色，并有恶臭味说明已被氧化。褐色越深，恶臭味越浓，则说明被氧化的程度越厉害。此时，应更换新油。液压油中含水分的程度液压油中如果混人水分，将会降低其润滑性能，腐蚀金属。判断液压油中混入水分的程度，通常有两种方法，一是根据其颜色和气味的变化情况，如液压油的颜色呈乳白色，气味没变，则说明混人水分过多。二是取少量液压油滴在灼热的铁板上，如果发出“叭叭 ”的声音，则说明含有水份。此时，应更换新油。液压油中含有杂质的情况在机械工作一段时