QCS系列液壓教學實驗臺的故障分析與排除

夏一橋， 鄭民欣

（鄭州輕工業學院 機電工程學院，鄭州450002）

1 引 言

QCS 系列液壓教學實驗臺是某機床廠生產的適合大、中專院校機電類專業、機床液壓傳動課程的實驗教學用設備。QCS 系列實驗臺可進行壓力形成、液阻特性、節流調速、油泵性能、溢流閥動靜態特性、基本調速回路等實驗。但在實驗教學中，該機床經常會出現一些故障，尤其是使用年限較長的實驗臺。液壓系統故障有別于其他機械傳動設備的故障，不易通過表象觀察來正確分析判斷，故障的隱藏性強，關聯性很復雜，系統發生了故障,要迅速找出故障原因往往比較困難。我院的QCS 系列液壓教學實驗臺已經用于實驗教學多年，在使用過程中積累了許多維修經驗，根據系統的具體情況和特點，用主觀判斷、邏輯分析的方法解決了在實驗教學中出現的問題，大大地提高了設備的使用率和實驗教學質量。

2 故障分析基本要點

（1）在對QCS 系列液壓教學實驗臺進行液壓系統的故障分析之前,要清楚整個液壓系統的傳動原理、結構特點。根據結構及其內在聯系進行故障現象的分析、判斷。QCS 系列液壓教學實驗臺的特點是：傳動原理采用的是教科書所講到的基本回路和典型回路，動力部分均采用葉片泵，液壓系統元件大部分采用板接式連接，易于拆裝維修。

（2）熟悉液壓系統的組成部分及元氣件的結構與工作原理。如果不熟悉液壓系統的基本組成及液壓元件的結構與工作原理, 就不能很好地分析判斷和排除液壓系統的故障。

液壓系統主要由動力裝置、執行機構、壓力流量控制裝置、輔助裝置構成。

?動力裝置主要是將機械能轉換成油液的液壓能，給液壓系統提供壓力油，例如油泵、電機、系統安全閥等。?執行裝置是把液壓能轉換成機械能，如液壓缸、液壓馬達。?壓力流量控制裝置是控制液壓系統中的油液壓力,流量和流動方向的，控制元件有溢流閥、調速閥、電磁換向閥、減壓閥等。?輔助裝置是上述三項以外的其它裝置,如油箱、過濾器、油管、流量計壓力表等,以保證液壓系統可靠、穩定、持久地工作。

（3）故障分析要有邏輯性、要方法對路、逐一排除。當液壓系統出現了故障，在沒有找到故障原因之前,不要主觀盲目地將設備進行拆卸，首先應當根據系統的因果關系分析故障現象，可采用工作原理分析法、故障機理分析法、液壓傳動知識分析法、經驗分析法和各種基于上述方法的因果關系分析法，這些方法均具有邏輯分析的特點。按合理的程序查找產生故障的原因，找出故障出現在系統的那一部分，對于以往經常出現的故障現象,可以進行經驗判斷。有時引起故障的原因是多方面的,當初步判定故障產生的范圍或者已經確定故障產生于系統的某一部分而尚未找到其根本原因時,可以采取隔離分析的方法：即把受到懷疑的部分與其他部分隔離開來, 然后逐一進行檢查。否則不僅浪費人力、物力和時間，而且還會增加故障的復雜性。

3 液壓系統常見故障邏輯分析與排除

3.1 壓力異常

壓力異常表現為：壓力為零、壓力小、壓力調不上去、壓力不穩定，液壓缸負載增大時壓力上不去。

首先要分析動力裝置部分：（1）檢查電機轉速，新進設備要注意電機是否反轉。（2）溢流閥是否有問題，由于是板接式連接拆卸方便，可用替代法換新閥試驗。（3）液壓泵是否內泄漏。在檢查泵之前應先檢查溢流閥，因為若溢流閥有問題，即使泵沒問題，壓力也調不上去。如果泵內泄漏，其主要原因是內部有雜質，轉子與配油盤結合的端面摩擦劃傷，產生溝痕造成內泄嚴重。排除方法：檢驗油液是否有雜質，如果油液可繼續使用，則要清洗液壓泵體，同時修整轉子、配油盤和葉片，裝配測試后方可再用。如油液已不適合再用，須及時更換油液。（4）若上述幾種情況沒問題，液壓缸正在工作且負載較大壓力上不去時，一般應該是液壓缸活塞密封圈損壞泄漏、進油腔與出油腔連通引起的。（5）檢查系統管路連接是否漏油。

3.2 液壓缸工作異常

異常情況有：液壓缸不動作、液壓缸爬行、達不到設定的壓力負載。

分析方法與步驟：（1）先檢查節流閥或調速閥是否有問題，可用替代法換新閥試驗。（2）控制液壓缸的換向閥在中位時，檢查系統壓力是否與設定的參數一致。（3）換向閥換向是否到位，若不到位可能有以下原因：換向閥閥芯卡死、換向閥電磁鐵失效無磁性、換向閥電磁鐵未供電、換向閥電磁線圈損壞。（4）工作缸內有污物造成卡死。(6)當工作缸負載增大時、工作缸推力不足，達不到設定的壓力負載，原因是液壓缸活塞密封圈損壞，造成進出油腔連通。（6）液壓缸爬行與缸內存有空氣有關，應排除其內部的空氣。

3.3 流量速度異常

異常情況：（1）執行機構不動作，只有一個速度；（2）速度調節不穩。

QCS 系列液壓教學實驗臺采用的是節流閥或調速閥控制系統回路速度，對某一回路的分析方法與步驟：（1）如果只有一個速度或速度不穩定，在系統拆卸比較困難并且條件允許的情況下，可通過對系統進行加載實驗，因為節流閥或調速閥是有一定速度—負載特性曲線的，若不符合其曲線特征，就基本可以斷定是閥的問題。（2）若執行機構不動作，在溢流閥和換向閥沒問題的情況下，可用替代法換新的節流閥或調速閥試驗。

3.4 液壓系統振動和噪聲

振動和噪聲會影響人的情緒，影響實驗教學的進行，容易使人產生疲倦,造成實驗設備故障。產生振動和噪聲的主要原因有空氣的侵入、液壓泵本身的質量問題、零件的磨損后間隙過大、溢流閥不穩定、換向閥電磁鐵接觸不良及零件松動等。

分析噪聲產生原因的方法和步驟：（1）首先檢查電機、油泵是否有問題。油泵的選用也很重要，筆者曾經購買過某小廠生產的油泵，在使用過程中噪音非常大。（2）看油泵進油路是否暢通，油液面是否太低吸入空氣，過濾器是否阻塞等。（3）系統內是否進入空氣引起高頻振動。

4 結 語

目前，我國許多理工科院校在液壓傳動課的實驗教學中普遍使用QCS 系列的教學設備。此系列教學設備在設計上有許多共性及特點。以QSC 系列實驗臺液壓系統的共性、特點為基礎，用主觀判斷和邏輯分析相結合的方法分析判斷故障、制定排除的方法，是一種重要的解決問題的方法，需要進行研究總結。

［1］ 嵇光國.液壓系統故障診斷與排除［M］.北京：海洋出版社，1998.

［2］ 黃富，王宣.液壓系統故障診斷方法綜述［J］.液壓與氣動，2006（1）：75-77.

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［4］ 姜佩東.液壓與氣動技術［M］.北京：高等教育出版社，2000.