機床液壓系統常見故障及使用維護方法分析

張 亮，王 會，辛治宏

（山西航天清華裝備有限責任公司，山西 長治 046012）

機械、液壓等裝置共同組成機床液壓系統，故障分析往往會受到各種因素的影響。一般情況下，液壓系統故障診斷首先是通過相關工作人員的感官亦或者儀器進行故障檢測，然后相關工作人員根據自身經驗和知識，縮小故障范圍，確定故障位置，最后排除故障。但在故障排除工作中，有些故障問題發生頻率比較高。因此，本文對常見的故障問題和診斷方法進行介紹，希望對機床液壓系統的維護提供幫助。

1 機床液壓系統常見故障和故障診斷方法

（1）機床液壓系統振動和噪音。機床液壓系統在工作過程中產生的噪音和振動，由于噪音和振動會對工作人員造成一定的影響，很容易使得工作人員產生疲憊感，嚴重影響工作人員的情緒、健康和工作環境，進而引發安全事故。而機床液壓系統產生振動和噪音的主要原因，具體而言：液壓泵在工作過程中與數控機床的工作頻率一致，從而產生共振，如果溢液閥不穩定亦或者換向閥調不恰當，都可能產生振動。液壓泵吸油管路如果產生空穴情況，主要是由于液壓泵在工作中，大量的空氣進入，在高壓的沖擊下，導致氣泡爆破，促使高頻沖擊力提升，使得泵產生大量的壓力脈動，進而引發高頻噪音，有時可以達到155MPa～210MPa。另外，有時還會出現液壓泵空吸情況，這主要是由于液壓泵在吸油過程中，油內存在大量的空氣而引發氣蝕，增加噪音量，從而產生振動和噪音。故障診斷方法：①可以適當擴大吸油管的直徑，可以有效縮減和避免吸油管道彎曲情況的發生，進一步縮減吸油速度，使得管道阻力有所減少。②選擇符合實際情況的吸油濾油器，同時還應要定期進行養護和清洗，避免堵塞情況的出現。③液壓泵的吸入高度應要小于50cm。④應要杜絕出現由于油粘度過高，導致吸油不足情況的發生。⑤應要采取正確的配管方式，保障管道的合理性和規范性。

（2）液壓系統的沖擊。造成液壓沖擊的主要原因是由于液體流動方向發生無規則轉變，使得液壓系統中的壓力達到峰值，造成液壓系統的穩定性和安全性發生變化。如果液壓系統中的壓力達到峰值，會造成液壓系統溫度上升，導致連接件發生變化，這樣就會產生振動和噪音，最為嚴重的情況會導致管理出現故障。通常情況下引發液壓系統沖擊的因素，主要有以下幾點：①液流方向發生改變，引發液壓沖擊。如果換向閥位置移動到中間時，就會使得液壓缸與壓力油液發生終止，而液流由于慣性的影響，導致液壓缸一端的油液受到壓縮因素的影響，壓力快速上升，這時的液壓缸另一端油腔壓力下降，從而出現真空的情況[1]。故障診斷方法：可以根據實際工作需求，改變換向閥閥芯形狀，將其制作成為2°～3°錐角，根據密封長度設計錐長，也可以設置開軸向三角槽，使換向閥在換向時，液流運動軌跡發生變化。②節流緩沖裝置失靈，引發液壓沖擊。在液壓缸中設置節流緩沖設備，如果活塞移動到終點時，導致活塞的緩沖柱塞和液壓缸的柱塞空隙變小，使得油液無法通過，緩沖柱塞的油液遮擋住小孔，出現回油情況。故障診斷方法：保障節流緩沖裝置的正常運作，這樣不僅可以提高工作效率，而且還可以有效避免液壓沖擊的發生。

（3）液壓系統中的“爬行”。如果液壓系統出現“爬行”情況，是一種不正常運動跡象。如果液壓系統中的“爬行”情況比較微小，不容易被人們發現，雖然不會產生的嚴重的影響，但會導致運動件發生微弱的振動，嚴重影響加工工作的準確度。而較為嚴重的“爬行”情況，會使得運動件發生劇烈的振動，對刀具造成嚴重的影響，導致加工質量得不到保障。液壓系統中出現“爬行”情況的主要影響因素有三個方面：①驅動剛性比較差，進而引發“爬行”情況的出現。②液壓元器件空隙較大，而引起“爬行”。③孔摩阻力發生變化，導致“爬行”發生。

故障診斷方法：①應要保障液壓元件的精確性，提高密封件的密封性，可以有效防止各類泄漏情況的發生，同時油箱的油量要保持充足，不能夠低于油標線。②適當增加排氣塞亦或者放氣閥，這樣可以有效防止系統中出現真空的情況，另外，還應要保障驅動的剛性。③提高對機床導軌保養的重視度，保持表面擁有油膜，從而可以有效避免導軌問題引發“爬行”情況的發生。

（4）液壓泵出現吸空情況。液壓泵出現吸空情況，這是由于泵吸進的油中含有空氣，這樣不僅可能會引發氣蝕，增加噪音量，而且在一定程度上會對壓泵的容積效率產生負面作用，很容易使得工作油液發生變質。這些都不能夠在液壓系統中存在。液壓泵出現吸空情況的主要原因：①油箱中的油液較少亦或者油管進入油箱的距離太短。②吸油泵的吸油位置過高。③油液粘度過高。④液壓泵的吸油孔較小，影響吸油工作的順利進行。故障診斷方法：①液壓泵和吸油管連接處，應要做好密封處理。②油箱中應要有隔板，這樣可以在一定程度上增加氣泡從油中的分離時間，同時回油管應要保持450切口向上傾斜，切口應盡可能朝向，要原理液壓泵吸入孔，插入在箱壁的油中，使得回油速度減緩。

（5）液壓系統溫度上升。如果液壓系統溫度發生上升情況，其主要是受到以下四個因素影響：①液壓系統不合理的設置。②液壓系統容積消耗過高。③液壓系統的壓力消耗過大。④機械消耗過大。

故障診斷方法：根據實際情況科學、合理設計方案，并且選擇符合實際的液壓元器件；改善管路設計和安裝流程，使壓力能轉化為熱能。另外，還應盡可能減少連接處和配合間隙，減少外泄情況的發生，而且還能夠減少容積的消耗。除此之外，還可以改進密封結構，合理調試密封件的松緊程度，從而可以保障密封裝置的密封性，不僅可以減少摩擦阻力的發生，而且還可以使得機械消耗有所減少。

2 機床液壓系統的使用和維護注意事項

為有效減少故障問題的發生，在機床液壓系統使用過程中，需要注意以下幾點：①如果在工作過程中，推力足夠充足，那么可以適當減少系統的工作壓力，這樣就可以使得能量轉化率有所減少；反之，如果能量轉化率過高，導致液壓系統中的油溫升高，使得導軌發生變形，同時如果壓力過大，就會對不對稱力部位產生巨大的影響，致使能源受到損失。②定期對濾油器進行清理和更換油。每半年更換一次油，每三個月清洗一次濾油器。③保持液壓系統工作溫度在25℃～55℃。如果天氣溫度過高，可以選擇具有良好粘度的20號機械油；而如果天氣溫度較低，可以選擇粘度較低的10號機械油。

3 結語

在機床維修過程中，機床發生故障的原因并不是單一的一種，而是多種因素交織在一起而形成的故障，這就需要相關工作人員根據實際情況進行全面分析，進行比較，分清主次關系，根據自身的經驗，對故障進行維修，從而保障機床液壓系統的正常運作。