品牌 REXROTH/德国力士乐 流动方向 换向 3C阀门类别 工业 公称通径 6mm 工作温度 80℃ 位置数 6 使用压力 350mpa 有效截面积 6mm2 动作方式 电磁 最高动作频率 380
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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安沃驰R900570825安沃驰R900959606安沃驰7472427361安沃驰R900703543
安沃驰R900570897安沃驰R900379098安沃驰7472427362安沃驰R900703550
安沃驰R900570898安沃驰R901035540安沃驰7472427363安沃驰R900703552
安沃驰R900570907安沃驰R901003246安沃驰7472427365安沃驰R900703573压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
安沃驰R900578602安沃驰R901103173安沃驰7472427676安沃驰R900705931
安沃驰R900578614安沃驰R900360325安沃驰7472427677安沃驰R900705947
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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安沃驰R900603354安沃驰R900777584安沃驰R900861003安沃驰R900711040
安沃驰R900603359安沃驰R900446693安沃驰R900861004安沃驰R900711056
安沃驰R900603366安沃驰R900311061安沃驰R900861005安沃驰R900711069
安沃驰R900603373安沃驰R900765517安沃驰R900861006安沃驰R900711071
安沃驰R900603386安沃驰R900748262安沃驰R900861007安沃驰R900711073
安沃驰R900603387安沃驰R901089347安沃驰R900861008安沃驰R900711079
安沃驰R900603389安沃驰R901104518安沃驰R900861009安沃驰R900711105
安沃驰R900603391安沃驰R900726584安沃驰R900861010安沃驰R900711122
安沃驰R900603392安沃驰R900639274安沃驰R900861011安沃驰R900711124压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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安沃驰R900609111安沃驰R900617033安沃驰R900874207安沃驰R961007378
安沃驰R900609114安沃驰R900728461安沃驰R900874208安沃驰R961007418
安沃驰R900609116安沃驰R900025203安沃驰R900874209安沃驰R961007421
安沃驰R900609117安沃驰R900562362安沃驰R900874215安沃驰R961007426
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安沃驰R900616383安沃驰R900560833安沃驰R900874227安沃驰R961007461
安沃驰R900616384安沃驰R900597284安沃驰R900874229安沃驰R961007480压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
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力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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安沃驰R902067437安沃驰R901185723安沃驰R900926890安沃驰R902002439压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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安沃驰0510715320安沃驰R901202346安沃驰R900938630安沃驰R902007711压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
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安沃驰0510725413安沃驰R901208843安沃驰R901329062安沃驰R902011557压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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安沃驰0510900042安沃驰R901224225安沃驰R901335971安沃驰R902019946压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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安沃驰0811024105安沃驰0811405554安沃驰R928046371安沃驰0811404239压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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安沃驰R910804525安沃驰0811404928安沃驰R928048918安沃驰1517222924压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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安沃驰R910908569安沃驰R900221130安沃驰R928049880安沃驰0490626204压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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安沃驰R910913937安沃驰R900021967安沃驰R928050218安沃驰R407012720
安沃驰R910913938安沃驰R901105709安沃驰R928050219安沃驰R407012726
安沃驰R910913939安沃驰R900703010安沃驰R928050220安沃驰R407012727
安沃驰R910913954安沃驰R900897062安沃驰R928050221安沃驰R407012728
安沃驰R910913997安沃驰R900319351安沃驰R928050222安沃驰R407012732
安沃驰R910913998安沃驰R901069531安沃驰R928050223安沃驰R407012741
安沃驰R910914001安沃驰R900976154安沃驰R928050226安沃驰R407012754
安沃驰R910914003安沃驰R900921623安沃驰R928050227安沃驰R407012760
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安沃驰R910914162安沃驰R900522883安沃驰R928050232安沃驰R407012805
安沃驰R910914163安沃驰1818509745安沃驰R928050233安沃驰R407012806
安沃驰R910914164安沃驰R900921638安沃驰R928050234安沃驰R407012813
关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
安沃驰R910914167安沃驰R901053272安沃驰R928050235安沃驰R407012832
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安沃驰R910914198安沃驰R900219290安沃驰R928050237安沃驰R407012844
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安沃驰R910914281安沃驰R961000875安沃驰R928050244安沃驰R407012919
安沃驰R910914286安沃驰R900311363安沃驰R928050245安沃驰R407012929
安沃驰R910914287安沃驰R900541501安沃驰R928050248安沃驰R407012946
安沃驰R910914300安沃驰R900916425安沃驰R928050249安沃驰R407012965
安沃驰R910914302安沃驰R901016480安沃驰R928050250安沃驰R407012967
安沃驰R910914305安沃驰R900928517安沃驰R928050251安沃驰R407012975压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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安沃驰R910917590安沃驰0811402515安沃驰7472421390安沃驰R407021729压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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安沃驰R900229870安沃驰0810070035安沃驰7472421461安沃驰R407022167压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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安沃驰R900306444安沃驰R901293521安沃驰7472421639安沃驰R407026075
安沃驰R900306445安沃驰R901293565安沃驰7472421641安沃驰R407026108
安沃驰R900306522安沃驰R901293572安沃驰7472421642安沃驰R407026114
安沃驰R900306744安沃驰R901293573安沃驰7472421643安沃驰R407026122
安沃驰R900306745安沃驰R901293575安沃驰7472421644安沃驰R407026128
安沃驰R900307066安沃驰R901293582安沃驰7472421645安沃驰R407026144
安沃驰R900307167安沃驰R901293623安沃驰7472421646安沃驰R407026159
关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
安沃驰R900307174安沃驰R901293636安沃驰7472421647安沃驰R407026178
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安沃驰R900311899安沃驰R901293950安沃驰7472421698安沃驰R407026471
安沃驰R900311943安沃驰R901293974安沃驰7472421699安沃驰R407026474
安沃驰R900311960安沃驰R901293992安沃驰7472421700安沃驰R407026476压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
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力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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安沃驰R900500618安沃驰R901300253安沃驰7472422691安沃驰0822394607压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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安沃驰R900502331安沃驰R901300824安沃驰7472422782安沃驰0822395215压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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安沃驰R900505843安沃驰R901301886安沃驰7472422896安沃驰0822396017压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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安沃驰R900511660安沃驰R901302851安沃驰7472423088安沃驰0822397216
安沃驰R900511690安沃驰R901302852安沃驰7472423089安沃驰0822397217
安沃驰R900511692安沃驰R901302853安沃驰7472423090安沃驰0822397218
安沃驰R900511727安沃驰R901302878安沃驰7472423091安沃驰0822397219
安沃驰R900511793安沃驰R901302893安沃驰7472423092安沃驰0822397220压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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安沃驰R900597741安沃驰R901307414安沃驰R900730904安沃驰0822496002关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
安沃驰R900598722安沃驰R901307436安沃驰R900732536安沃驰0822496003
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安沃驰R902402263安沃驰R900229218安沃驰R900860294安沃驰0822900801
安沃驰R902402313安沃驰R900929940安沃驰R900860295安沃驰0822900802
安沃驰R902402377安沃驰R900029824安沃驰R900860468安沃驰0822900803
安沃驰R902402387安沃驰R900321447安沃驰R900860470安沃驰0822900804
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安沃驰R902403152安沃驰R900207557安沃驰R900860952安沃驰0822901806
关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
安沃驰R902403231安沃驰R901134181安沃驰R900860953安沃驰0822901807
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安沃驰R902403560安沃驰R901040946安沃驰R900861004安沃驰0822902038
安沃驰R902403562安沃驰R900777882安沃驰R900861005安沃驰0822902042
安沃驰R902403595安沃驰R900311404安沃驰R900861006安沃驰0822902043
安沃驰R902403658安沃驰R900066292安沃驰R900861007安沃驰0822902044压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
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安沃驰R902417621安沃驰1818509582安沃驰R900909139安沃驰1670410000压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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安沃驰R902420662安沃驰R900977802安沃驰R900912588安沃驰7472070719压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
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BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
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力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
安沃驰R902424032安沃驰R901061602安沃驰R900915675安沃驰7472401667
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安沃驰R902425300安沃驰R901003051安沃驰R900916663安沃驰7472401881
安沃驰R902425312安沃驰R900878175安沃驰R900916664安沃驰7472401884压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
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力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
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力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
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力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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安沃驰R902429695安沃驰R900442351安沃驰R900924030安沃驰7472402465压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
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安沃驰R902443462安沃驰R900981374安沃驰R900937068安沃驰7472403805压力损失
由于液体具有黏性,在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力,一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]
流量损失
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [2]
液压冲击
原因:执行元件换向及阀门关闭使流动的液体因惯性和某些液压元件反应动作不够灵敏而产生瞬时压力峰值,称液压冲击。其峰值可超过工作压力的几倍。
危害:引起振动,产生噪声;使继电器、顺序阀等压力元件产生错误动作,甚至造成某些元件、密封装置和管路损坏。
措施:找出冲击原因避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间,估算出压力峰值,采用相应措施。如将流动换向阀和电磁换向阀联用,可有效地防止液压冲击。 [2]
空穴现象
现象:如果液压系统中渗入空气,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪声和振动。另外,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。
原因:液压油中总含有一定量的空气,通常可溶解于油中,也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时,溶解于油中的空气分离出来,形成气泡;当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时,油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态,这种现象称为空穴现象。
部位:吸油口及吸油管中低于大气压处,易产生气穴;油液流经节流口等狭小缝隙处时,由于速度的增加,使压力下降,也会产生气穴。
危害:气泡随油液运动到高压区,在高压作用下迅速破裂,造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充,引起局部瞬间冲击,压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施:要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路,尽量避免油道狭窄和急弯,防止产生低压区;合理选用机件材料,增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因:空穴伴随着气蚀发生,空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位:气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]
故障诊断
液压传动系统由于其独特的优点,即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本,在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当,且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,不象机械设备那样直观,也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中,仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数,其他参数难以测量,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。 [3]
在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确、简便和GX地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用,用简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不再发生同样故障。
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,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,终找出故障部位。
(4)验证可能故障原因时,一般从可能的故障原因或易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
(5)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。
故障诊断方法
1、日常查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。
基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、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,终找出故障原因和引起故障的具体条件。
故障诊断过程中要求维修人员具有液压系统基础知识和较强的分析能力,方可保证诊断的效率和准确性。但诊断过程较繁琐,须经过大量的检查,验证工作,而且只能是定性地分析,诊断的故障原因不够准确。为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量,传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求。随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展,又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱技断,可从油液中分离出来的各种磨粒的数量、形状、尺寸、成分以及分布规律等情况,及时、准确地判断出系统中元件的磨损部位、形式、程度等。而且可对液压油进行定量的污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
基于人工智能的专家诊断系断,它通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法。将故障现象通过人机接口输入计算机,计算机根据输入的现象以及知识库中的知识,可推算出引起故障的原因,然后通过人机接口输出该原因,并提出维修方案或预防措施。这些方法给液压系统故障诊断带来广阔的前景,给液压系统故障诊断自动化奠定了基础。但这些方法大都需要昂贵的检测设备和复杂的传感控制系统和计算机处理系统,有些方法研究起来有一定困难,一般情况下不适应于现场推广使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
2、基于参数测量的故障诊断系统
一个液压系统工作是否正常,关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温度和执行器速度等参数的正常与否。液压系统的故障现象是各种各样的,故障原因也是多种因素的综合。同一因素可能造成不同的故障现象,而同一故障又可能对应着多种不同原因。例如:油液的污染可能造成液压系统压力、流量或方向等各方面的故障,这给液压系统故障诊断带来极大困难。
参数测量法诊断故障的思路是这样的,任何液压系统工作正常时,系统参数都工作在设计和设定值附近,工作中如果这些参数偏离了预定值,则系统就会出现故障或有可能出现故障。即液压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化。因此当液压系统发生故障时,必然是系统中某个元件或某些元件有故障,进一步可断定回路中某一点或某几点的参数已偏离了预定值。这说明如果液压回路中某点的工作参数不正常,则系统已发生了故障或可能发生了故障,需维修人员马上进行处理。这样在参数测量的基础上,再结合逻辑分析法,即可快速、准确地找出故障所在。参数测量法不仅可以诊断系统故障,而且还能预报可能发生的故障,并且这种预报和诊断都是定量的,大大提高了诊断的速度和准确性。这种检测为直接测量,检测速度快,误差小,检测设备简单,便于在生产现场推广使用。适合于任何液压系统的检测。测量时,既不需停机,又不损坏液压系统,几乎可以对系统中任何部位进行检测,不但可诊断已有故障,而且可进行在线监测、预报潜在故障。 [4]
参数测量法原理
只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数,将其与系统工作的正常值相比较,即可判断出系统工作参数是否正常,是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统中的工作参数,如压力、流量、温度等都是非电物理量,用通用仪器采用间接测量法测量时,首先需利用物理效应将这些非电量转换成电量,然后经放大、转换和显示等处理,被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器,检测装置较复杂,测量结果误差大、不直观,不便于现场推广使用。
参数测量方法
第1步:测压力,首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打开球阀2,关死溢流阀3,切断回油通道,这时从压力表上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。
第2步:测流量和温度——慢慢松开溢流阀7手柄,再关闭球阀1。重新调整溢流阀7,使压力表4读数为所测压力值,此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。
第3步:测转速(速度)——不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素,即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积),所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量),除以其排量或面积即得到转速或速度值。
参数测量法举例
此系统在调试中出现以下现象:泵能工作,但供给合模缸和注射缸的高压泵压力上不去(压力调至8.0Mpa左右,再无法调高),泵有轻微的异常机械噪声,水冷系统工作,油温、油位均正常,有回油。
从回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流阀故障。可能原因:调整不正确,弹簧屈服,阻尼孔堵塞,滑阀卡住。
(2)电液换向阀或电液比例阀故障。可能原因:复位弹簧折断,控制压力不够,滑阀卡住,比例阀控制部分故障。
(3)液压泵故障。可能原因:泵转速过低,叶片泵定子异常磨损,密封件损坏,泵吸入口进入大量空气,过滤器严重堵塞。
3、总结
参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法,它与逻辑分析法相结合,大大提高了故障诊断的快速性和准确性。首先这种测量是定量的,这就避免了个人诊断的盲目性和经验性,诊断结果符合实际。其次故障诊断速度快,经过几秒到几十秒即可测得系统的准确参数,再经维修人员简单的分析判断即得到诊断结果。再者此法较传统故障诊断法降低系统装拆工作量一半以上。
此故障诊断检测回路具有以下功能:
(1)能直接测量并直观显示液流流量、压力和温度,并能间接测量泵、马达转速。
(2)可以利用溢流阀对系统中被测部分进行模拟加载,调压方便、准确;为保证所测流量准确性,可从温度表直接观察测试温差(应小于±3℃)。
(3)适应于任何液压系统,且某些系统参数可实现不停车检测。
(4)结构轻便简单,工作可靠,成本低廉,操作简便。
这种检测回路将加载装置和简单的检测仪器结合在一起,可做成便携式检测仪,测量快速、方便、准确,适于在现场推广使用。它为检测、预报和故障诊断自动化打下基础。
结论
1、应用传统的逻辑分析逐步逼近法。需对以上所有可能原因逐一进行分析判断和检验,终找出故障原因和引起故障的具体元件。此法诊断过程繁琐,须进行大量的装拆、验证工作,效率低,工期长,并且只能是定性分析,诊断不够准确。
2、应用基于参数测量的故障诊断系统。只需在系统配管时,在泵的出口a、换向阀前b及缸的入口c三点设置双球阀三通,则利用故障诊断检测回路,在几秒钟内即可将系统故障限制在某区域内并根据所测参数值诊断出故障所在。检测过程如下:
(1)将故障诊断回路与检测口a接通,打开球阀2并旋松溢流阀7,再关死球阀1,这时调节溢流阀7即可从压力表4上观察泵的工作压力变化情况,看其是否能超过8.0Mpa并上升至所需高压值。若不能则说明是泵本身故障,若能说明不是泵故障,则应继续检测。
(2)若泵无故障,则利用故障诊断回路检测b点压力变化情况。若b点工作压力能超过8.0Mpa并上升至所需高压值,则说明系统主溢流阀工作正常,需继续检测。
若溢流阀无故障,则通过检测c点压力变化情况即可判断出是否换向阀或比例阀故障。
通过检测终故障原因是叶片泵内漏严重所引起。拆卸泵后方知,叶片泵定子由于滑润不良造成异常磨损,引起内漏增大,使系统压力提不高,进一步发现是由于水冷系统的水漏入油中造成油乳化而失去润滑作用引起的。
维护保养
一个液压系统的好坏不仅取决于系统设计的合理性和系统元件性能的的优劣,还因系统的污染防护和处理,系统的污染直接影响液压系统工作的可靠性和元件的使用寿命,据统计,国内外的的液压系统故障大约有70%是由于污染引起的。
油液污染
1、油液污染对系统的危害主要如下:
1)元件的污染磨损
油液中各种污染物引起元件各种形式的磨损,固体颗粒进入运动副间隙中,对零件表面产生切削磨损或是疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对元件的表面冲击引起冲蚀磨损。油液中的水和油液氧化变质的生成物对元件产生腐蚀作用。此外,系统的油液中的空气引起气蚀,导致元件表面剥蚀和破坏。
2)元件堵塞与卡紧故障
固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯阻塞和卡紧,影响工作性能,甚至导致严重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空气以其热能是油液氧化的主要条件,而油液中的金属微粒对油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和悬浮气泡显著降低了运动副间油膜的强度,使润滑性能降低。
2、污染物的种类
污染物是液压系统油液中对系统起危害作用的的物质,它在油液中以不同的形态形式存在,根据其物理形态可分成:固态污染物、液态污染物、气态污染物。
固态污染物可分成硬质污染物,有:金刚石、切削、硅沙、灰尘、磨损金属和金属氧化物;软质污染物有:添加剂、水的凝聚物、油料的分解物与聚合物和维修时带入的棉丝、纤维。
液态污染物通常是不符合系统要求的切槽油液、水、涂料和氯及其卤化物等,通常我们难以去掉,所以在选择液压油时要选择符合系统标准的液压油,避免一些不必要的故障。
气态污染物主要是混入系统中的空气。
这些颗粒常常是如此的细小,以至于不能沉淀下来而悬浮于油液之中,后被挤到各种阀的间隙之中,对一个可靠的液压系统来说,这些间隙的对实现有限控制、重要性和准确性是极为重要的。
3、污染物的来源:
系统油液中污染物的来源途径主要有以下几个方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大气中的沙砾或尘埃,通常通过油箱气孔,油缸的封轴,泵和马达等轴侵入系统的。主要是使用环境的影响。
2)内部污染物:元件在加工时、装配、调试、包装、储存、运输和安装等环节中残留的污染物,当然这些过程是无法避免的,但是可以降到低,有些特种元件在装配和调试时需要在洁净室或洁净台的环境中进行。3)液压系统产生的污染物:系统在运作过程当中由于元件的磨损而产生的颗粒,铸件上脱落下来的砂粒,泵、阀和接头上脱落下来的金属颗粒,管道内锈蚀剥落物以其油液氧化和分解产生的颗粒与胶状物,更为严重的是系统管道在正式投入作业之前没有经过冲洗而有的大量杂质。 [5]
系统维护
一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗,冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等,在初两小时工作中,即使没有完全损坏系统,也会引起一系列故障。所以应该按下列步骤来清洗系统油路:
1)用一种易干的清洁溶剂清洗油箱,再用经过过滤的空气清除溶剂残渣。
2)清洗系统全部管路,某些情况下需要把管路和接头进行浸渍。
3)在管路中装油滤,以保护阀的供油管路和压力管路。
4)在集流器上装一块冲洗板以代替精密阀,如电液伺服阀等。
5)检查所有管路尺寸是否合适,连接是否正确。
要是系统中使用到电液伺服阀,我不妨多说两句,伺服阀得冲洗板要使油液能从供油管路流向集流器,并直接返回油箱,这样可以让油液反复流通,以冲洗系统,让油滤滤掉固体颗粒,冲洗过程中,没隔1~2小时要检查一下油滤,以防油滤被污染物堵塞,此时旁路不要打开,若是发现油滤开始堵塞就马上换油滤。
冲洗的周期由系统的构造和系统污染程度来决定,若过滤介质的试样没有或是很少外来污染物,则装上新的油滤,卸下冲洗板,装上阀工作!
有计划的维护:建立系统定期维护制度,对液压系统较好的维护保养建议如下:
1)至多500小时或是三个月就要检查和更换油液。
2)定期冲洗油泵的进口油滤。
3)检查液压油被酸化或其他污染物污染情况,液压油的气味可以大致鉴别是否变质。
4)修护好系统中的泄漏。
5)确保没有外来颗粒从油箱的通气盖、油滤的塞座、回油管路的密封垫圈以及油箱其他开口处进入油箱。 [6]
常见问题
一、液压系统泄漏的原因
(1)设计及制造的缺陷所造成的;
(2)冲击和振动造成管接头松动;
(3)动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚);
(4)油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。下面就结合以上几个方面浅谈一下控制泄漏的措施。
二、控制液压系统泄漏的控制方案
方案一:设计及制造缺陷的解决方法
1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中,对缸、泵、阀件,密封件,液压辅件等的选择,要本着好中选优,优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。
2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时,为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损,安装面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要达到0.8μm,平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕,连接螺钉的预紧力要足够大,以防止表面分离。
3、在制造及运输过程中,要防止关键表面磕碰,划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控,保证装配质量。
4、对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心,必须加以排除。
方案二:减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏,可以采取以下措施:
①使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动;
②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击;
③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件;
④尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接;
⑤使用直螺纹接头,三通接头和弯头代替锥管螺纹接头;
⑥尽量用回油块代替各个配管;
⑦针对使用的高压力,规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩,防止结合面和密封件被蚕食;
⑧正确安装管接头。
方案三:减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计,如果动密封件加工合格,安装正确,使用合理,均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲,设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:
1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷;
2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆,防止磨料、粉尘等杂质进入;
3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积;
4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案四:对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差,使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷,并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时,配合表面将在油液压力作用下分离,造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动,静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件,变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案五:控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的,一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半,所以应合理设计GX液压系统或设置强制冷却装置,使佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题,应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质,以解决相容性问题,延长密封件的使用寿命。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。 [7]
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
发展历程
1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界地位。
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关于安沃驰气动阀几位几通的解释:
几位就是阀芯有几个工作位置,几通就是有几个进出口。例如我现在用的比较多的三位四通阀,阀芯不通电时在中间位置,两边两个线圈控制着阀芯向左还是向右动,这样左中右三个位置叫三位,三位四通阀有4个进出口,比较常用的是没电时4个口互不相通,线圈通电时,经过阀芯的移动,两个和两个相通,实现油、气路的循环。
工作原理:
电磁阀里有密闭的腔,在不同位置开有通孔,每个孔连接不同的管,腔中间是活塞,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油(气)孔,而进油(气)孔是常开的,油(气)孔就会进入不同的排油(气)孔管,然后通过油(气)孔的压力来推动油(气)孔缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
三位五通顾名思义,三个工作位置,五个口。 三个位置是指电磁阀的阀芯有三个位置。三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A和B线圈。AB都不通电的时候阀芯是一个位置,A通电时阀芯会动作,这是第二个位置,A断电,B通电的时候阀芯的位置是第三个位置。所以一共三个位置。请注意三位五通电磁阀有三种,指AB都不通电的时候阀芯的状态不同分为中封,中开和中闭。
安沃驰气动开关阀与安沃驰调节阀的区别:
种类不一样,开关阀就是两通阀,作用是开或关以导通和截断里面的工作介质;调节阀又分为调压和调速两种,用于控制流体的两大参数特性:压力和流量。
其中又有一点可以相通的: 调节阀(不管是调压阀还是调速阀),只要把调整旋钮拧到Z小,直到关断的状态,也都可以关住阀门,就相当于开关阀在关的状态了
气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。
控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
比较
气动控制阀和液压阀的比较
(一) 使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
(二) 对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
(三) 对润滑的要求不同
液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
(四) 压力范围不同
气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过容许压力下使用。往往会发生严重事故。
(五) 使用特点不同
一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合。
结构特性
气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
(一)截止式阀的结构及特性
截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。 图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出
安沃弛传感器,安沃弛气动三联件安沃弛气动两联件aventics气动阀
,aventics气缸,aventics传感器,BOSCH气动元件,BOSCH气缸
BOSCH电磁阀,BOSCH换向阀,BOSCH气动阀,BOSCH手动阀
BOSCH线圈,REXROTH传感器,REXROTH活塞杆气缸rexroth滑块
REXROTH压力表力,力士乐气缸,博世力士乐气缸bosch气缸
BOSCH气动元件,博世力士乐气动元件,BOSCH气缸rexroth滑块
BOSCH空气处理组件,博世力士乐气缸,博世力士乐空气处理组件
力士乐传感器,力士乐活塞杆气缸,力士乐电磁阀,力士乐换向阀
力士乐方向阀,力士乐溢流阀,力士乐比例阀,力士乐伺服阀
力士乐流量控制阀,力士乐截止阀,力士乐柱塞泵,力士乐叶片泵
力士乐油缸,力士乐马达,力士乐气动阀,力士乐气缸,力士乐气动
力士乐线圈,力士乐插头, 力士乐放大器力士乐导轨力士乐齿轮泵
力士乐内齿轮泵力士乐滑块,力士乐滑轨,力士乐线轨
安沃驰R902445618安沃驰R900973868安沃驰R900938159安沃驰7472404112
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