液压伺服实验台的常见故障排除与维护

2022-09-12

液压伺服实验台可以完成伺服阀静动态性能和电液伺服控制系统性能等实验, 是高校机械专业常用的一种实验设备, 在教学和科研中发挥着重要的作用。作为一种液压设备除具有一般机电设备的技术特征外, 还具有其独有的一些特征: (1) 工作介质质量和清洁度与实验台的运行状况及实验结果密切相关, 比液压传动实验台的要求高;伺服阀是实验台的核心元件, 其性能和可靠性对伺服系统性能和可靠性有重要影响, 它对液压油的清洁度较为敏感。为了保证输入油液的清洁度, 特在伺服阀入口油路上设置了一个绝对过滤度不大于10m的过滤器;实验台的油箱或管道, 常常采用不锈钢材料制成, 以防铁锈等污染油液。 (2) 实验台是“液压-机械-电气-计算机”控制结合于一体, 自动化程度高;组成液压伺服系统的伺服阀、传感器等元件都是精密的高科技产品, 故障诊断与维修技术要求很高。 (3) 液压伺服系统的故障具有隐蔽性和可变性, 症状与原因之间存在着交错性, 使故障诊断与维修更为困难。 (4) 实验台由标准化程度高、通用性强的液压元件组成, 可采用更换有故障元件的方法, 使实验台能较快地正常运行。

引发实验台的故障因素较多, 但是它与在工矿企业使用的液压伺服设备相比, 具有其不同的特点: (1) 作为使用者的学生, 个别学生在实验前予习不充分, 对实验步骤、操作规程不熟悉而损坏设备。 (2) 一次实验需多人分别操作、配合来完成实验内容, 使用者因误操作或配合不当, 从而损坏仪器、设备。 (3) 实验时间长, 实验内容变化多。

液压伺服实验台常见故障有液压元件、传感器与测试仪表、低压电器这三方面。

1 主要液压元件常见故障与排除方法

1.1 实验台的供油压力是 (21~28) MPa, 采用

轴向柱塞泵作主泵。柱塞泵常见故障是出油压力或流量不足

(1) 主要原因是: (1) 泵的斜盘、滑靴磨损严重; (2) 泵体密封件损坏, 出现泄漏; (3) 泵体因装配或安装不到位, 同轴度差, 运转时震动大导致联接件松动; (4) 泵出口密封不好, 造成泄漏。

(2) 排除方法: (1) 将柱塞泵拆开, 清洗和更换磨损的零件; (2) 更换密封件; (3) 重新装配或安装泵。泵经拆开或更换零件后, 必须在液压泵性能试验台上检验合格后, 方可再使用。

1.2 先导式溢流阀或远程调压阀产生剧烈振动与尖叫声或无法调压

(1) 主要原因是: (1) 调节弹簧变形或折断;使锥阀或钢球与阀座合不严; (2) 阀芯在开口位置卡住, 无法建立压力; (3) 油液中的杂质使阀的阻尼孔堵塞; (4) 阀的遥控口接回油箱。

(2) 排除方法: (1) 更换调节弹簧或磨损零件; (2) 清洗阀, 疏通阻尼孔; (3) 过滤液压油; (4) 重接阀的遥控口液压管。

1.3 伺服阀的常见故障, 以电液伺服阀为例有

(1) 电气部分: (1) 电源输入极性接反; (2) 输入信号与电压超过额定值的25%; (3) 电气线路板密封受损, 滲漏破坏了绝缘层, 使电气元件损坏; (4) 零点或放大系数飘移。

(2) 机械部分: (1) 伺服阀的阀芯和反馈杆小球球头磨损; (2) 阀芯节流锐边受磨损变钝; (3) 密封件老化, 造成阀的泄漏严重。图1是我校Q D S-2 1 0电液伺服阀实验台 (1983年沈阳机电学院研制) 上用过的电液伺服阀, 阀芯密封件老化后泄漏严重, 使它无法正常使用。

(3) 油液污染引起的故障: (1) 油中杂质淤积和堵塞引起阀芯卡滞; (2) 堵塞阀的控制孔和内置过滤器滤芯。 (3) 磨损阀芯表面和节流锐边, 影响伺服阀的流量增益。

排除方法是: (1) 向阀输入颤振信号使阀芯保持在一种振幅很小的运动状态中, 防阀堵塞; (2) 因电气、机械等原因产生的故障, 须更换故障伺服阀, 将阀返厂检修, 一般实验室不具备拆洗此阀条件。

(4) 油温引起的故障:主要表现在阀的零飘上。处理办法是经常监测油温, 保持工作油温正常。

1.4 液压缸的常见故障与排除方法

液压缸是伺服系统的执行元件或流量变送器。用缸作流量变送器来检测伺服阀流量的优点是 (1) 可测高压下的流量; (2) 可测的流量范围广; (3) 能判断流量极性; (4) 附带可测伺服阀的零偏。它应满足: (1) 在记录一个完整的控制流量曲线周期内, 活塞不发生撞缸; (2) 缸内漏很小, 只允许成滴, 摩擦力小; (3) 活塞和缸筒耐磨, 等要求。产生故障主要原因有以下几方面。

(1) 机械原因: (1) 液压缸的缸套或活塞环磨损; (2) 密封件损坏。

(2) 油液污染引起的原因: (1) 安装时, 缸接口处未清理干净或在更换管路时, 管内未冲洗干净, 留有杂质; (2) 使用中的油液受污染。

故障导至缸出现泄漏, 容积效率下降;活塞运行卡滞, 摩擦力增大;严重影响伺服系统或伺服阀动态性能的测试。排除方法: (1) 更换缸的磨损零件或密封件; (2) 清洗缸及其管道。

2 传感器、测试仪表和低压电器的常见故障与排除方法

2.1 传感器的常见故障与排除方法

实验台测试装置采用的是光栅位移传感器, 既可传感缸的活塞位移, 又可传感活塞运动速度, 而它的常见故障是:检测精度失准。压力传感器常见故障是显示压力超差。处理方法都是更换故障传感器, 返厂检修。

2.2 测试仪表的常见故障与排除方7法

(1) 弹性式压力表故障: (1) 指针不能复零位。产生原因是:从压力表开关到表弹簧管之间的油路被杂质所阻滞。排除方法是:清洗该油管。 (2) 指针摆动严重。产生原因是表前的节流器内有杂质, 或表的传动机构间隙增大, 或表前导管固定不好。排除方法是:清洗节流器及管路、表的传动机构和紧固表前导管。

(2) 齿轮流量计常见故障:指针转动或字轮滚动很慢, 或不动。故障原因是:流量计中的磁力传动器的磁力矩变弱所造成。排除方法是拆开流量计, 用充磁机给磁力传动器的磁套充磁至正常值, 并校正流量计。

2.3 低压电器故障与排除方法

(1) 交流接触器在运行中噪音过大。产生原因常为电源电压不足或铁心极面上的油污过多等所至。排除方法是调整电源电压至正常值, 或清洗铁心极面。

(2) 交流接触器的线圈损坏或烧毁。产生原因常为使用环境过于潮湿, 或操作过于频繁, 或铁心气隙过大。排除方法是更换特殊设计的线圈, 或降低操作频繁或更换适合高频操作的接触器。

(3) 电机烧坏而热继电器不动作。故障原因常为热继电器触头接触不良, 或触头失灵。排除方法是清除触头表面的油污等物。

3 液压伺服实验台的维护要点

根据我们的工作经验, 要使实验台常处于良好的技术状态, 就应有良好的维护保养。其要点在于以下几方面。

3.1 熟悉实验台的各种故障现象

掌握和合理选用液压伺服系统故障检测仪器及方法;提高排除故障和维修的水平。

3.2 严格执行日常维护和定期维护的制度

(1) 日常维护: (1) 每次启动泵前, 要检查油箱中的油量和油质, 油量不足要及时补充;油质不好, 及时换上过滤后的新油。 (2) 常检查各处是否有渗漏, 如有渗漏要及时紧固或更换密封件。 (3) 严格控制工作液的温升。 (4) 检查蓄能器的气量, 充气量要符合规定。 (5) 查各个液压元件、仪表仪器的工作状况是否正常。 (6) 在多雨水季节, 要经常启动实验台和电子仪器去潮。

(2) 定期维护每年一般为2~3次, 主要是对实验台重点部位或元件, 实施维护、保养, 并将维护情况记录在《实验设备使用情况记录表》上, 以作今后维护、修理的依据。 (1) 严格执行对实验台定期清洗、紧固制度。 (2) 定期过滤油液, 清洗或更换滤芯, 避免二次污染。控制工作液的清洁度在NASS1638-5级以上。 (3) 定期对压力、温度、流量等测试仪表进行检验校正, 确保其精度不变。 (4) 定期对伺服阀等主要元件进行性能测定。 (5) 定期检查实验台的电气器件和线路。

摘要：基于液压伺服实验台的技术特征与使用状况, 介绍了它的常见故障及其排除方法, 并提出了做好液压伺服实验台维护工作的要点。

关键词：液压伺服实验台,故障,排除,维护