《数控机床故障分析与维修》课件第9章

第9章机械故障诊断9.1数控机床常见的机械故障现象9.2机床中常见的故障信号类型与图貌特征9.3机械故障诊断常用的信号分析方法9.4常见机械零件的故障、故障信号特征及其特征频率9.5常见液压系统故障及诊断方法简介9.1数控机床常见的机械故障现象

1．进给传动链故障由于普遍采用了滚动摩擦副，因而，其大部分传动链故障现象表现为运动品质的下降。诸如反向间隙过大引起的定位精度下降、润滑不良或相对滑动面间隙不当造成的机械爬行或工作台不能移动、撞车后或磨损/缺损所导致的与位置无关而与转速有关的轴承噪声与振动过大等等。需要诊断定位故障部件，然后通过调整运动副的预紧力、间隙、松动环节和补偿环节，补足润滑油油量，或修理与更换部件来排除故障。这类故障往往可以影响工件加工表面的质量。

2．主轴部分的机械故障主轴由于采用了电气调速控制，主轴箱内结构比较简单。自动变挡装置、制动装置，以及自动换刀的拉紧刀柄装置是常见的机械故障部位。常见的与机械相关的故障现象：主轴运转中与主轴转速有关的异常噪声(大多为主轴轴承破损)、与转速无关的噪声(润滑不足、后轴承端面过度压紧、主轴与电机的连接皮带过紧或皮带轮的动不平衡所致)，以及加工中心的主轴箱不能移动(往往与坐标轴联轴节螺丝松脱、压板或与导轨研伤或间隙超过范围(一般为0.02～0.03mm)、镶条过紧等有关)、调速不正常(往往与其轴承精度与润滑有关)等；离合器与制动器的气缸/油缸泄漏、制动用的弹簧失效或电磁阀失效、摩擦块磨损、破裂或间隙不当卡死等故障。

3．自动换刀装置(ATC)的机械故障在加工中心与车削中心上，50%以上的机械故障都与之自动换刀装置有关。故障表现为：ATC回转不停或不转、刀库运动故障、换刀定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定、不能夹紧或不能松开、机械手运动误差过大、换刀速度过快/过慢或卡住等，以致最终造成不能换刀而出现整机停机现象。需要分别检查：接近开关、位置开关的松动或机构失效(弹簧失效或转轴/卡紧销锈死等)，相关风/油泵的压力与系统的泄漏，节流阀的流量调整不当，紧固螺丝的松动或预紧力过大等等。

4．机械压合式行程开关故障这类压合方式的行程开关大量被用作限制运动位置式限位开关。开关的位置稳定与机械装置的可靠性，直接与整机的故障率相关。

5．机床辅助装置的机械故障指诸如冷却液装置、排屑器、主轴冷却恒温油箱系统、液压油箱系统，以及导轨防护罩、冷却液防护罩与机床防护门等机床辅助装置出现的机械故障，也会导致停机故障。例如：气动/液压系统的压力不足会造成无动作、调节阀/换向阀损坏而导致的反向行程中的冲击，或由油缸中混有空气并导致爬行、平衡油缸调整不良导致的往返速度的差异、气缸滤清器积水导致的导致失灵、冷却液/工作油箱因过滤器铁屑堵塞造成的压力升高等。

根据故障现象，如果判定故障类型为机械运转部件故障(例如进给传动链或主轴系的振动与噪声，或者工件加工表面有周期性振纹)后，需要判出故障零件及其真正的故障成因。采用合理的测试方法与手段，来采集故障信号(反映机械运动特征的物理量)与获取故障信息(机械运动的特征——运动的状态和方式)。根据故障机理与所得故障信号的因果关系，就能够进行故障零件的精确定位。因此，进行机械故障精密诊断，首先应该了解机床中故障信号的类型。

9.2机床中常见的故障信号类型与图貌特征

9.2.1一般测试系统的组成机械故障精密诊断，采用的测试系统一般组成如图9.2.1所示。

图9.2.1一般测试系统的组成框图

现代测试仪器一般包括了信号的预处理，同时具有二次仪表与三次仪表的综合功能。其荧光屏可显示信号的各种图貌。所选用的传感器必须对故障信号物理量敏感，并且应该方便地安装传感器于故障信号通道的最敏感处。在机床的振动与噪声测试中常用的传感器是加速度计与噪音传感器。在测试回转频率时，常采用光电传感器来接受来自转体上固定光标的光脉冲信号，通过频率计来获得转子频率。另外，在回转精度测试中采用电磁感应回转装置、加工精度与刀具磨损检测中采用刀具功能传感器与噪音传感器是有效的。功率谱分析是常用的信号分析法。

9.2.2机械设备中的周期信号种类与特征反映机械运动部件运动特征的信号(即“有用信号”，这里即指故障信号)往往被其它噪声(即“无用信号”)所掩埋，采用合理的测试手段与信号处理，可以在允许的测量误差范围内达到“不失真”地提取有用信号。

任何机械在运动中都表现出极强的周期性。绝大部分机械是按严格的周期进行运转的。部分机械在高速工况下工作时也在不同时间段表现出周期性。当机械零部件存在有各种缺陷或超大误差时，会由这些缺陷或误差的形状与分布产生附加的振动。这些附加振动会因成因不同而呈现出不同的周期信号特征。振动测试所得到的是这些机械零部件复合振动信号，即正常运转的周期信号与那些因缺陷产生的附加振动的周期信号以某种方式的组合。我们要获取得故障信号就是那些附加振动信号。

首先，要认识一些典型故障的复合信号所具有的信号时域图貌特征：

(1)机械零部件误差周期振动的类简谐信号(类正弦振动)渐变特征(如图9.2.2(a)所示)。回转的机械零部件在允许的范围内或多或少存在着一定的质心偏移误差。这种误差造成的惯性离心力是类似于正弦型变化的，在其作用下导致零部件作类简谐振动。零部件的运转频率，就是振动的频率，称作特征频率。正常情况下，其振动幅值较小。随着零部件的不均匀磨损，会逐渐加大质心偏移，其类简谐振动也逐渐加大。所以，如果定期的检测可以发现这种回转零部件正常磨损所表现的类简谐振动(类正弦振动)具有渐变特征。(后面称此图貌的信号为平稳性信号)

(2)装配松动、轴系不对中、不同轴与转子动不平衡时，在低速时机床上会出现这类类简谐振动(如图9.2.2(a)所示)。

(3)机械零部件的点缺陷、缺损或局部超大误差，例如，零部件上的表面点蚀、咬合、破损、毛刺或混入的杂物粒子等会在运转中造成周期性冲击力(如图9.2.2(d)所示)，导致机床出现周期性冲击振动，同时激励机床发生共振。因为经机械结构传递的阻尼，每个冲击呈衰减振动形态(如图9.2.2(b)所示)(后面简称该图貌为“冲击性”)。

图9.2.2

典型信号时域图

图9.2.3(a)(或(b)信号经整流的图貌)是一个这种冲击信号的实测时域图。渐变信号对应的频谱特征为：特征频率处出现主峰谱线，并伴有少量的谐波谱线。这类信号约占机械诊断信号的20%。

周期性冲击振动信号的高频范围频谱图(高频谱)将呈“共振图貌”，即如图9.2.3(c)那样的各阶共振振型图。那是由间隔频率为特征频率的谱线组成的共振峰群。共振峰的中心频率为共振频率。各阶共振频率近似为机械设备的各阶固有频率。一般机床的各阶固有频率在几百赫兹至几千赫兹。其中一阶固有频率一般小于2kHz。所以，一般所谓的高频谱，可以选取频率范围为0～2kHz左右的幅值谱或功率谱。冲击信号的低频谱上往往不能显示其特征频率，必须进行解调，而后从分析处理得到的解调谱(见图9.3.1)上才可获得调制频率——故障特征频率。

图9.2.3周期性冲击所得实测信号的各种图貌

另外还有：机械零部件的面缺陷与超大误差出现调频特征周期性振动，以及机械零部件的误差出现调相特征(例如滑动轴承发生粘着时)周期振动等。

转子动不平衡时，出现的失衡振动信号特征：是频率为转子转动频率、相位恒定的简谐振动。如果简谐振动时域图(可在示波器上观察，参见图9.2.4)上的相位恒定，但频率不是转子频率，例如转子频率的2倍频，则可能为轴系不对中或不同轴所引起。如果相位变化，则多是装配松动问题所致。因此，如果信号时域图不满足失衡特征，则必须作故障诊断。待消除其它振动现象后，再判断信号是否满足失衡特征与是否需要作动平衡工作(与规定值比较)。

图9.2.4动平衡测试系统组成

由上述可见，机械零部件上的缺陷或超大误差等在机械运行中成为机床附加振动的激励源，也就是故障源。故障源造成的周期性策动力主要可分成：平稳性(指幅值的变化与)和冲击性两类。被激励的机床的响应输出的振动信号也主要有两类：平稳性与冲击性。机床中存在激励源，不仅能使机床产生附加振动，而且同时产生额外的声响——噪声。因为声音与振动在运动规律上都具有振动与波动学的规律，所以，噪声与振动都可以用相同的信号分析与处理方法。

在测试技术中通称为“振动分析法”(或“振噪分析法”)。它们在测试系统中的不同，在于采用不同的传感器与适配的放大器。振动测试中常采用加速度计与电荷放大器，而噪声测试中常采用噪声传感器(例如驻电式话筒)与电压放大器。在轴承故障监测时，噪声信号测试往往比振动测试更敏感、更及时与更准确。(当采用特殊的“埋入式测试点”方法时，噪声传感器采集的是应力弹性波——可称谓“固体声”，其对材料(包括零部件与刀具)磨损、裂纹萌生与发展监测的预报性与准确性远高于声发射法。)因此，下面的振动信号分析方法同样适用于噪声测试。

9.3机械故障诊断常用的信号分析方法

就机床本身而言，零部件总存在一定的粗糙度，它们经组装后相互之间仍存在一定的间隙，以及预紧的零部件(特别是轴承中滚动体尺寸误差叠加)位置也总存在某些随机变化。所以，正常的机械设备中除了正常的周期性振动外也存在一些小幅度的随机振动。因此，机械设备中有用信号的统计参数应该是不随时间变化的平稳随机信号。它们是窄带随机信号。窄带随机信号的概率密度曲线特点是窄而高(如图9.2.3(d)实例所示，纵轴为概率密度，横轴为信号幅值)。窄带随机信号的自相关时域图特点是其曲线的包络线随时间延迟的增大而衰减更快(如图9.2.3(e)实例所示)。

但是，我们通过传感器测试系统所采集的信号是一个复合信号，即包含有用信号，又包含了各种“渠道”来的无用噪声信号。通常，除了选用合适的传感器与测试仪器系统，并要求可靠地接地与干净的电源供给外，还需要合理地选择方便可靠、安装又最好是故障信号直接通道的测点。所以，为了判定传感器安装是否可靠、安装位置(测试点位)的信号通道是否能有效而可靠地反映有用信号，可以将所采集的信号先进行概率密度分析或自相关分析，判别它是否为窄带随机信号。例如，对于轴系故障，一般将加速度计直接用磁铁吸牢在相关的轴承外壳上(见图9.2.4)。

提取出的有用信号，可能仍然是一个由多种成分组成的复合信号。为了判出可能的故障零部件，需要进行信号分解。按照傅立叶信号合成/分解原理，不同的信号具有不同的成分(信号分量)。最简单的信号是余弦信号(简谐信号)，有三个特征参数：幅值、初相位与频率(周期的倒数)。如果信号具有多个分量，即由多个简谐信号组成，那么该信号将具有对应的多个频率分量、相位分量与幅值分量。现代测试仪器上，除了可以像示波器那样显示信号的时间图，还可以进行各种信号分析。常用的是利用傅立叶相关分析原理来进行信号的分解，获取各种成分组成的频谱图(横轴为频率f)：幅(值)频谱(可分成实频谱与虚频谱，即信号的实数幅值谱an-f图与信号的虚数幅值谱bn-f图)与相(位)频谱等。常采用幅值平方或幅值的绝对值来作为功率谱的纵轴。对应频率分量上的谱线高度正比于该成分的百分能量大小。所以，根据谱线高度可以判定该成分在振动中的贡献大小。

在机床中的振动，可以划分为三个频率段：

(1)低频振动(0～200Hz至300Hz)，是机器上集中质量的运行部件周期运动频率。例如：以轴频与齿轮啮合频率相关的振动，一般与轴或齿轮故障有关。

(2)中频振动(200～2kHz)，是机床上存在冲击激励力时机床响应输出的各阶共振型(近似于各阶/零部件固有频率)、非线性元件振动的高次谐波、传动副几何形状破坏时的振动、机器零部件之间及其与环境之间相互动态作用产生的振动。例如：齿面磨损、渐开线失形、齿侧间隙过大、齿面有点蚀、塑性变形、胶合与缺损等出现啮合频率各阶倍频。又如：滚动轴承的各种缺陷导致的振动特征频率(见表9.4.2)。

(3)高频振动(大于2kHz)，多为前述振动的高次谐波。它们在机器机构中的振动能量很小，而且随距振源距离的增加迅速衰减。但是，轴承或刀具严重磨损会有明显的高频振动。(因此，测量用的传感器最好是置于轴承座上或机箱的龙骨上。)周期性衰减型的机床信号(见图9.2.3(a))具有调幅特征。实际上是机床受冲击而共振的共振频率作为了载波频率，而冲击性故障的零部件特征频率及其谐波作为调制频率。故障零部件可能不止一个，在时域图上不易精确定位。高频谱(见图9.2.3(c))上由于分辨率所限，也不能精确度量作为谱线间隔的特征频率(多种且间隔又极小——即特征频率很低时)。而经低频滤波器后所得的低频谱(后面称谓“滤波谱”)上，这种调制频率处往往没有明显的谱线出现。

因此，对于时域图上出现明显调幅特征的信号，必须进行“解调”。根据信号的调幅与解调原理，窄带包络解调方法与倒谱分析法是传统方法。但是，前者往往会丢失一些有用信息(会丢失某些频率的包络线)，而后者则要求测试仪器具有足够的内存并要求较长的分析时间。上海第二工业大学采用自制的JGZY各型仪器，对采集来的这类信号进行“极限宽带幅值解调”后作功率谱分析(也即包络线的功率频谱图)，可高效地进行故障定位。所得功率谱(后面称谓“解调谱”)(如图9.3.1所示)将密集的谱线间隔展开。谱线所在的频率，即为调制频率(可以显示所有包络线的频率)——故障特征频率。根据传动链计算，极容易判出冲击性故障零部件的位置。

图9.3.1周期性冲击信号的解调谱

以齿轮为例来理解双特征法判据的使用方法。在机床大修中，需要决定一对啮合频率为fm的齿轮是否需要更换。通过加速度计有效采集到有用信号之后，对同一信号分别作滤波谱与解调谱。滤波谱上反映的是机床主振动(简谐振动)频率成分的分布图貌，所以它反映的是零部件磨损的渐变特性——属于“平稳型”故障。而解调谱上的谱线所在频率为调幅信号的特征频率，具有冲击性故障零部件才会在解调谱上出现其特征频率——属于“冲击型”故障。所以，故障信号的渐变型与冲击型分别由滤波谱与解调谱来体现。如果在谱图上频率fm处出现谱线，则表面它有故障，其对应形式故障状态为“1”。如果此谱线不出现，则其对应形式的故障状态为“0”，从而决定对策。具体列表如下：

另外，在采集振动信号时，一次仪表上选用信号限幅开关来防止信号上下截波而产生的额外多出来的频率成分。一般来说，在不发生上下限幅(即：仪器上的上限幅与下限幅指示灯都不亮)时，而加速度计信号最大幅值又大于1m/s2时，异常振动的故障状态才为“1”。采用双特征判别法，曾为多台大型进口机床的巨大轴承与精密齿轮，以及相关轴系振动声过大等是否需要开箱大修或定货更换时进行精密诊断，几个小时就判定决策，为企业节省了庞大的资金与停机时间。对新机床出厂检验与解决加工表面质量问题也曾起到有效的作用。

//注：平稳性或平稳型图貌，是指信号具有类简谐信号的各种分析图貌。冲击性或冲击型图貌是指信号具有周期性衰减振动信号的各种分析图貌。信号的特征图貌，在确定了信号为窄带随机信号后，一般先在时域图上识别信号是属于平稳性的、冲击性的，还是两者的组合。如果是平稳性的，根据时域图上显现的明显周期来确定作相应的频谱图，分析故障特征频率。若时域图具有一定的冲击性，必须在高频谱上观察是否具明显的共振图貌。如果是，则必须作滤波谱与解调谱，用双特征分析法判出故障特征频率，机械故障定位，并且判别故障的程度，以确定是否需要大修修复或更换零部件。//9.4常见机械零件的故障、故障信号特征及其特征频率

1．齿轮齿轮公差分为长周期误差与短周期误差。长周期误差——齿轮所在轴每转一圈重复一次的误差，所以其复现频率即为所在轴轴率(fri)。故障表现为一齿或多齿故障。短周期误差——每齿都重复出现的误差。其复现频率即为齿轮的啮合频率(fm)。齿轮啮合频率是齿轮齿数(Zj)与所在轴轴频的乘积：

fmi＝fri

Zj

如图9.4.1所示，分别处于轴Ⅰ与轴Ⅱ上，分别具有齿数Z1与Z2的两个齿轮啮合，它们的啮合频率相等：

fmⅠ＝frⅠ

Z1＝frⅡ

Z2＝fmⅡ

齿轮各类故障及其对应的故障信号特征与特征频率，见表9.4.1。

图9.4.1一对啮合齿轮的啮合频率相等

表9.4.1齿轮故障对应的故障信号特征与特征频率

图9.4.2同时具有平稳性与冲击性的信号时域图

2．滚动轴承滚动轴承是由滚子、内外滚道环与保持架等组成的。按工作特点可分类为向心轴承、向心推力轴承与推力轴承三大类。向心轴承共有六个系列：0000、1000、2000、3000、4000与5000。除了1000系列与3000系列的压力角

≈10

之外，其它的压力角都是

＝0

。向心推力轴承有6000与7000两个系列。其中6000系列的可具有的压力角范围

＝12

～45

，而7000系列的典型值为

＝15

。

推力轴承有8000与9000两个系列。除少量的9000系列之外，它们的

＝90

。在所在轴轴频为fr，具有直径为d、轴承节径(常用中径代之)为D、滚子列数为k、单列滚子数为n、压力角为

的滚动轴承，可具有如下几种特征频率。①

滚动体公转频率：

②

外滚道特征频率：

③

轴承未预紧时，内滚道特征频率：

④

轴承预紧时，内滚道的特征频率：

⑤

滚子故障特征频率：

表9.4.2滚珠轴承故障、对应的故障信号特征与特征频率

3.滑动轴承滑动轴承，可因缺乏润滑严重磨损或装配松动造成间隙过大、因超载而引起过热疲劳造成表面脱落或胶合(“粘着”)、因灰尘或杂质进入造成表面划伤(“拉毛”)、因润滑油不良造成表面的疲劳与点蚀、因装配不当或中心线偏移造成轴颈失圆等。滑动轴承故障及其对应的故障信号特征与特征频率，见表9.4.3。

表9.4.3滑动轴承故障、对应的故障信号特征与特征频率

注：有资料讲：1/n＝0.42～0.48。n与k为正整数。

4.轴与联轴节轴的故障主要表现为弯曲和与滑移件配合部分的磨损。轴的故障及其对应的故障信号特征与特征频率，见表9.4.4。

表9.4.4轴的故障、对应的故障信号特征与特征频率

表9.4.5联轴节的故障、对应的故障信号特征与特征频率

5.皮带皮带故障有时可以激发齿轮的振动与噪声。所以，在齿轮箱存在振动与噪声时，首先应该判定是否是皮带故障所致。若皮带长度为l，皮带带轮直径为D，带轮所在轴轴频为fr，则皮带走一圈的环圈频率就为f环：

平皮带的接头不良、三角皮带的截面不均匀是常见的故障。在频谱图上会出现皮带的环圈频率及其倍频。如果是带轮故障引起的齿轮振动信号，往往呈冲击性。

6.电机电机故障分为机械故障与电气故障。电机中常见的机械故障有轴承失效、轴弯曲、碰极等。可以应用前面的相关内容来进行诊断。电机的电气故障也往往导致机械振动。例如，绕组的局部短路就可引起电机转子或整体按电机同步速的频率的振动。电机可分成三大类：直流电机、交流同步电机与交流异步电机。直流电机故障特征频率主要为：轴频fr与整流子冲击频率fZ。如果整流子槽数为k，则fZ＝kfr。

交流电机由于可以有不同的磁场极数(见表9.4.6)，磁场极数决定了它们的轴频，从而才可得到不同的特征频率(见表9.4.7)。从表9.4.6可见，异步电机的转速总是小于磁场同步速。异步电机实际转频，会因负载的大小而有所波动。通过实时测量可获得它的即时值。

表9.4.6交流电机的转频表

表9.4.7交流异步电机故障、对应的故障信号特征与特征频率

9.5常见液压系统故障及诊断方法简介

9.5.1油温过高液压系统要求一定的油温。一般要求油温≤60℃，高压系统油温≤50℃，精密机床油温≤10℃或15℃。油温过高会导致严重后果。例如：油液变质产生氧化物导致液压元件中的堵塞、油粘度下降与元件热变形增大配合间隙而使泄漏增加，导致降低工作压力(影响夹紧力与切削力)/降低工作速度/工作速度不稳定(例如导致进给量不稳定)、相对运动元件热膨胀不同导致配合间隙变小而卡死不能工作、造成机床元件的热变形而导致破坏机床精度或影响加工质量等。可见，当数控机床上出现上述故障现象时，观察油温与油液分析，是一个不可忽视的环节。

油温过高的成因：①

主要是非工作时(例如较长时间的测量与装卸工件，而液压泵仍然满载工作)及工作过程中大量油液由溢流阀溢回油池将大量压力能转变成了热能。②

油液粘度太大(油液选择不当或滤油网损坏)。③

流速过大(节流调速方式不当或调整不当、部分油管不通畅)/液流噪声或振动过大、装配不良/机械摩擦力过大/工作压力过大等，使大量机械能转换成热能。④

环境温度过高(切削热等外界热流导致)与油缸散热不良(冷却装置故障或油温自动调节装置故障)。但是，油温过低又可能造成油液粘度增大。所以，必须保证数控机床的环境温度。

9.5.2渗漏液压设备是以油液为工作介质的。各液压元件的密封件密封性能不好/损坏或密封件方向装反、油管破裂、纸垫被压力油击穿、各配合件因磨损而间隙增大等会引起渗漏。其结果导致：液压提不高、工作机构速度达不到设计要求、容积效率低、液压系统不能正常工作、外泄漏造成浪费并污染环境，甚至引起意外事故。

渗漏，还与下述成因有关：油液选择不符合规定要求或油温过高而使油粘度太小；油箱容量不足导致停用时的溢油；回油管未插入油面以下造成的回油飞溅；油标观察孔/螺钉孔/封油未用耐油的密封件等造成渗漏；长期失修以致于油箱、管道、液压元件结胶/结碳/杂质积聚造成油路堵塞等等。

9.5.3噪声与振动

1．振噪诊断法由于液压系统的油液存在，系统内的机械故障又可激发流体噪声的加大。于是，与机床其它部位的机械振动与噪声测量有所不同。用加速度传感器或噪声传感器所组成的测试系统，可以进行各频段的振动或噪声的时域图与幅值谱测量。但是，更注重测点位置与三个方向上的测量，注重的不是绝对幅值大小而是相对幅值比较，并与正常系统的频谱作幅值状态对比后，才可作出故障判定。因此，液压系统故障诊断中，需要注意平时监测数据的积累。除了振动与噪声诊断方法外，需要配合“功能诊断法”。

2．功能诊断法液压设备是一个完整的系统，它具有确定的输入(参数)与响应输出(参数)。可通过测量其输出参数的实时曲线变化规律，来判断设备的状态，进行功能诊断。在线检测的主要输出参数有：油液压力、流量与容积效率。例如液压系统的压力表显示低于某额定值或出现剧烈波动时表明油液通道存在阻塞或内泄漏等故障。又如测定液压系统工况变化的过渡过程，来判定故障部位。例如，某液压油缸执行机构的过渡过程中速度-时间关系曲线，如图9.5.1所示，当过渡过程曲线偏离正常特性曲线时表明液压缸系统存在故障。

图9.5.1某液压油缸的速度-时间过渡过程

经验表明：液压系统的噪声，有以下两种。一种是连续的嗡嗡声为主。主要发生于液压泵中心线以下的低压区。例如油液粘度过大或滤油器表面堵塞；油池中油液不足；回油管没有浸入油池或管道泄漏、泵吸油位置过高或泵进油不畅导致泵内压力波动、进油管浸入油池过少(使进油区油压较低)或管道密封不良造成大量混入空气从而导致泵中空穴噪声与振动。(显然，这些故障成因与操作工的日常检查与维护有关，也与机床调试或定期维修工作质量密切相关。)另一种是有规律或无规律的刺耳吱嗡声。主要为节流阀/溢流阀/单向阀//换向阀/电磁阀等控制阀失灵(阀选择不当而导致流量过大或过小；阀内：调压弹簧的调整不良或弹性失效/损坏/变形、滑阀拉毛/剥蚀/变形移动不灵活/卡死、润滑不良造成磨损或装配不良导致滑阀与阀体间隙过大、阀口过小而流速过高导致涡流振动与噪声、阀座损坏/密封不良或装配松动，以及油液杂质堵塞阻尼孔等)。另外，液压泵或液压马达中因磨损造成间隙增加也会导致泵内压力脉动发出噪声，或卸油槽/配油盘精度不良会导致困油噪声或紊流与涡流噪声。泵的密封不良会造成漏油噪声。系统内部机械零件精度不良/装配不良/表面粗糙(拉毛或刮伤)/破损与断裂等机械故障也会导致振动与噪声，甚至出现卡死与移动不灵活现象。(这些故障成因与机床的长期失修有关。)其它：电磁铁(励磁线圈烧坏或)机构失效/松动会导致电磁吸力不足与电磁噪声与振动。液压缸缸体开裂与螺钉断裂、还有进油管与回油管距离太近或管道夹紧固定的重叠会造成管道的撞击。

9.5.4爬行爬行是液压设备常见的不正常运动状态：轻微时表现为目光不易察觉的振动，严重时表现为大距离的跳动。爬行现象是发生在相对滑动表面上的一种“负阻尼”现象。一般情况下，阻力大小正比于移动物体速度，而阻力方向与物体移动方向相反，即： 。但是当相对移动的表面存在蓄能机构时(例如：一定粗糙度表面内有油液、水或其它液体；或者微观晶格移动的晶界)，会将阻尼力所作的功转换成应变能储存在表面的薄层内。当积蓄的能量超过了势垒极限时，就会像“雪崩”一样地瞬间释放出与移动方向一致的“正阻力”。这种正阻力起到加速移动作用(F＝Ma)，即出现爬行现象。

显然，爬行现象中加速度愈大，则爬行愈严重。加速作用的倍率大小，是由油液的性质与温度、相对移动表面的粗糙度以及两表面间油膜厚度与油膜压力等因素所决定的。当油液选择不当、油温过高、油液中混入空气(密封不良、回油飞溅搅起泡沫，或阀等回油管在油面之上造成停用时空气进入)，或是系统压力低于空气分离压而使溶解于油中的空气分离出来，从而改变了油液的润滑性质；液压元件或导轨间的配合间隙调整不当、导轨或液压系统内部零件磨损或精度不良(拉毛、不平行、不同轴、弯曲)造成过大间隙从而增大了油膜厚度而压力下降；堵塞造成进油管中的局部真空、进油管浸入油池太少等造成进油不畅、回油管中背压不足等造成油膜厚度过小；或是油液压力控制失灵造成油液供给的不稳定等都可引发爬行。

9.5.5液压冲击液压系统中，当液流方向迅速改变或停止时，液流速度急速改变而产生的大冲量，导致系统内瞬时大压力，即出现液压冲击现象。液压冲击，使液压系统失去稳定，严重影响构件的结构