液壓傳動系統的原理和故障維護

李志學

摘 要：在現代工程機械傳動過程中，除了機械傳動結構和電氣裝置，工程機械液壓傳動應用最為廣泛。與電力傳動、氣體傳動等相比，工程機械液壓傳動系統的故障率較低，使用壽命較長。不過，液壓傳動主要以液壓油為工作介質，在實際運行中難免會發生泄漏問題，再加上液壓油的黏度會隨著溫度變化而逐漸發生變化，最后都會影響到傳動系統的工作性能。因此，相關人員一定要對工程機械液壓傳動系統的故障進行合理分析和研究，以確保其穩定運行。

關鍵詞：液壓傳動;工作原理;故障維護

一、系統的工作原理

（1）液壓傳動系統的組成：主要由動力元件（油泵）、執行元件（油缸或液壓馬達）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質等5部分組成。

（2）液壓傳動系統的工作原理。液壓系統利用液壓泵將原動機的機械能轉換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執行元件（液壓缸或馬達）把液體壓力能轉換為機械能，從而驅動工作機構，實現直線往復運動和回轉運動。

（3）液壓傳動系統的優點：1）體積小、重量輕，例如同功率液壓馬達的重量只有電動機的10%～20%。因此慣性力較小，當突然過載或停車時，不會發生大的沖擊;2）能在給定范圍內平穩地自動調節牽引速度，并可實現無極調速，且調速范圍最大可達1：2 000（一般為1：100）;3）換向容易，在不改變電機旋轉方向的情況下，可以較方便地實現工作機構旋轉和直線往復運動的轉換;4）液壓泵和液壓馬達之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴格限制;5）由于采用油液為工作介質，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長;6）操縱控制簡便，自動化程度高;7）容易實現過載保護;8）液壓元件實現了標準化、系列化、通用化，便于設計、制造和使用。

（4）液壓傳動系統的運用。液壓傳動是用液體作為工作介質來傳遞能量和進行控制的傳動方式，由于其具備諸多優點因而應用非常廣泛，如一般工業用的塑料加工機械、壓力機械、機床等;行走機械中的工程機械、建筑機械、農業機械、汽車等;鋼鐵工業用的冶金機械、提升裝置、軋輥調整裝置等;土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機構等;船舶用的甲板起重機械（絞車）、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等;特殊技術用的巨型天線控制裝置、測量浮標、升降旋轉舞臺等。

二、液壓傳動系統常見故障和排除方法

（一）液壓傳動系統故障分類

一般而言，根據各類液壓設備的液壓系統和液壓元件運行狀況，可以將故障分為3類：（1）共性故障，即各類液壓設備的液壓系統和液壓元件經常出現的液壓故障;（2）個性故障，即各類液壓設備的液壓系統和液壓元件所具有的特有液壓功能所出現的特殊性故障;（3）理性故障，即液壓系統設計不合理或者不完善，液壓元件結構設計不合理或者選用不當而引起的故障。

（二）液壓傳動系統故障的診斷

一是“望”，即看液壓系統壓力、速度、油液、泄漏、振動等是否存在問題。二是“聞”，即聽液壓系統聲音：沖擊聲、泵的噪聲及異常聲，判斷液壓系統工作是否正常。三是“問”，即詢問設備操作者，了解設備運行狀況，其中包括：液壓系統工作是否正常，液壓泵有無異?，F象，液壓油檢測清潔度的時間及結果，濾芯清洗和更換情況，發生故障前是否對液壓元件進行了調節，是否更換過密封元件，故障前后液壓系統出現過哪些不正?，F象，過去該系統出現過什么故障，是如何排除的等，要對這些問題逐一進行了解，以便科學診斷。四是“切”，即摸溫升、振動、爬行及聯接處的松緊程度，判定運動部件工作狀態是否正常。

（三）液壓傳動系統常見具體故障原因和排除方法

1、系統無壓力或壓力不足

（1）故障原因：1）溢流閥開啟，由于閥芯被卡住，不能關閉，阻尼孔堵塞，閥芯與閥座配合不好或彈簧失效;2）其他控制閥閥芯由于故障卡住，引起卸荷;3）液壓元件磨損嚴重，或密封損壞，造成內、外泄漏;4）液位過低，吸油堵塞或油溫過高;5）泵轉向錯誤，轉速過低或動力不足。

（2）排除方法：1）修研閥芯與殼體，清洗阻尼孔，更換彈簧;2）找出故障部位，清洗或修研，使閥芯在閥體內運動靈活;3）檢查泵、閥及管路各連接處的密封性，修理或更換零件和密封;4）加油，清洗吸油管或冷卻系統;5）檢查動力源。

2、流量不足

（1）故障原因：1）油箱液位過低，油液粘度大，過濾器堵塞引起吸油阻力大;2）液壓泵轉向錯誤，轉速過低或空轉磨損嚴重，性能下降;3）回油管在液位以上，空氣進入;4）蓄能器漏氣，壓力及流量供應不足;5）其他液壓元件及密封件損壞引起泄漏;6）控制閥動作不靈活。

（2）排除方法：1）檢查液位，補油，更換粘度適宜的液壓油，保證吸油管直徑;2）檢查原動機、液壓泵及液壓泵變量機構，必要時換泵;3）檢查管路連接及密封是否正確可靠;4）檢查蓄能器性能與壓力;5）修理或更換。

3、泄漏

（1）故障原因：1）接頭松動，密封損壞;2）板式連接或法蘭連接接合面螺釘預緊力不夠或密封損壞;3）系統壓力長時間大于液壓元件或輔件額定工作壓力;4）油箱內安裝水冷式冷卻器，如油位高，則水漏入油中，如油位低，則油漏入水中。

（2）排除方法：1）擰緊接頭，更換密封;2）預緊力應大于液壓力，更換密封;3）元件殼體內壓力不應大于油封許用壓力，換密封;4）拆修。

4、過熱

（1）故障原因：1）冷卻器通過能力小或出現故障;2）液位過低或粘度不適合;3）油箱容量小或散熱性差;4）壓力調整不當，長期在高壓下工作;5）油管過細過長，彎曲太多造成壓力損失增大，引起發熱;6）系統中由于泄漏、機械摩擦造成功率損失過大;7）環境溫度高。

（2）排除方法：1）排除故障或更換冷卻器;2）加油或換粘度合適的油液;3）增大油箱容量，增設冷卻裝置;4）調整溢流閥壓力至規定值，必要時改進回路;5）改變油管規格及油管路;6）檢查泄漏，改善密封，提高運動部件加工精度、裝配精度和潤滑條件;7）盡量減少環境溫度對系統的影響。

三、工程機械液壓傳動系統故障預防措施研究

提高液壓油的清潔度。在工程機械液壓傳動系統當中，液壓油不僅是工作的介質，同時還是一種潤滑劑。因此，油液的清潔度對工程機械液壓傳動系統性能以及元件安全性、可靠性具有重要作用和意義。由于液壓元件的配合精度非常高，因此，對油液中的污物雜質所造成的淤積以及阻塞等非常敏感。所以，在實際的工程機械液壓傳動系統工作過程中，相關人員一定要全面提高液壓油的清潔度，對液壓油中侵入的雜質以及污物等進行嚴格把控，從而保證系統可以正常工作和運行。

避免液壓油混入到空氣當中。在工程機械液壓傳動系統運行過程中，液壓油是不能壓縮的，但是空氣的可壓縮性非常大，所以，即使工程機械液壓傳動系統中含有少量的空氣，也會對系統的運行造成較大影響和制約。溶解在油液中的空氣，在壓力較低的情況下會從油液溢出非常多的氣泡，并且這些氣泡非常容易被擊碎，從而致使工程機械液壓傳動系統產生了一定的噪聲，影響系統的穩定運行。此外，當氣體受到一定壓縮時，就會產生熱能，導致局部發熱的情況，這樣不僅會對液壓油以及液壓元件造成一定損壞，還會導致傳動系統工作出現不穩定的情況。因此，在今后的工程機械液壓傳動系統工作過程中，一定要避免油管出現破裂或者接頭松動的輪情況，確保密封件不被損壞。在加油的過程中，一定要避免不適當的向下傾倒。還有，在回油管插入油面的過程中，應該防治液壓泵人口濾油器阻塞的情況，減小吸油的阻力，確保油中的空氣不會分離。

四、結束語

對于工程機械液壓傳動系統的故障，相關人員在實際的工作過程中，一定要根據實際情況，沉著冷靜對待問題，合理分析故障產生的原因，并且根據自身經驗，科學應用先進技術，對故障進行及時排查和清除，確保相關設備可以順利工作。此外，相關管理人員還要建立健全的機械設備管理制度，對設備進行定期的維護和更新，延長設備使用壽命，進一步提高工程機械液壓傳動系統的運行效率。

參考文獻

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[2]劉沁鋼.煤礦工程機械液壓傳動系統故障的分析與處理[J].低碳世界，2015（13）：110-111.

（作者單位：江西工業職業技術學院）