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液压系统中4类液压元件液压系统中噪声来源及原因《资讯》防冰剂

文章来源:海欧机械网  |  2020-08-18

2019-02-08 16:11:21来源:贤集网 赵媛

液压系统是一种以油液作为工作介质,利用油液的压力能并通过控制阀门等附件操纵液压执行机构工作的整套装置。液压系统能产生很大的力,而且容易控制。用液压泵可以很容易地得到具有很高压力(20~30MPa)的液压油,把此压力油送入液压缸后即可产生很大的力。例如,缸径为30cm、压力为20MPa,由液压缸产生的力可达1413kN。所以液压技术能广泛地应用于压力机、机床、汽车等机器上。液压系统安全性高,很容易防止过载。机械设备如果承受许用界限以上的负载是很危险的。液压系统中通过使用安全阀(溢流阀)可以很容易地防止过载。即使在工程机械等可能发生预想不到的负载变动的场合,也可以确保安全。液压系统尺寸小出力大,安装位置可自由选择。无论把控制阀、执行元件装在什么位置,只要把管子或软管接过去就可以了,所以设计上的自由度很大。下面贤集网小编来为大家介绍液压系统中4类液压元件、液压系统中噪声的来源及原因分析、液压系统其它故障的原因、液压系统故障表现。

液压系统中4类液压元件

一、动力元件

动力元件指的是各种液压泵及其原动机,作用为将原动机(电动机或内燃机)供给的机械能转变为流体的压力能,输出具有一定压力的油液

(1)齿轮油泵和串联泵(包括外啮合与内啮合)两种结构型式。

(2)叶片油泵(包括单级泵、变量泵、双级泵、双联泵)。

(3)柱塞油泵,又分为轴向柱塞油泵和径向柱塞油泵,轴向柱塞泵有定量泵、变量泵、(变量泵又分为手动变量与压力补偿变量、伺服变量等多种)从结构上又分为端面配油和阀式配油油两种配油方式,而径向柱塞泵的配油型式,基本上为阀式配油。

二、控制元件

控制元件主要指各种压力、流量、方向控制阀及其控制元件等,作用为控制调节系统中从动力源到执行元件的液体压力、流量和方向,从而控制执行元件输出的力、速度和方向,以确保执行元件驱动的主机工作机构完成预定的运动规律。

1、压力阀

(1)压力控制阀有:溢流阀、电磁溢流阀、卸荷溢流阀、单向溢流阀和减压阀、单向减压阀以及顺序阀和单向顺序阀等。

(2)顺序阀又分为直控顺序阀、远控顺序阀、卸荷阀、直控单向顺序阀、远控单向顺序阀、直控平衡阀和远控平衡阀等七种,还有压力继电器,以及各种压力控制阀,在各类液压传动系统中,按不同使用条件和特性要求,用于各类液压系统中。

2、方向控制阀

方向控控制阀包括单向阀、液控单向阀、电磁换向阀、电磁球阀、电磁换向阀和手动换向阀以及手动旋转阀等多种。

3、流量控制阀

流量控制阀有:节流阀、单向节流阀、调速阀、单向调速阀和行程节流阀以及单向行程节流阀、单向行程调速阀等。

三、执行元件

执行元件主要有液压缸、液压马达等,作用为将工作介质(液体)的压力能转变为机械能,用以驱动工作机构的负载做功,进而实现往复直线运动、连续回转运动或摆动等。

1、液压缸

车辆用油缸、单作用油缸、液压机油缸、摆动油缸、单作用多级油缸(套筒油缸)还有双作用多级油缸以及弹簧复位油缸等多种。

2、液压马达

液压马达,有齿轮马达、叶片马达、柱塞马达等,就是说几乎定量油泵在理论上均可作为马达作用。

3、低速大扭矩液压马达

(1)内啮合摆线马达。

(2)内曲线液压马达,分轴转和壳转两种型式。

(3)双料盘轴向柱塞马达。

(4)径向柱塞式液压马达。

(5)球塞式低速大扭矩液压马达。

(6)静力平衡低速大扭矩低液压马达。

四、辅助元件

其主要为油箱、过滤器、管件、热交换器、蓄能器及指示仪表等,作用为存放;提供和回收工作介质(油液),滤除介质中的杂质、保持系统正常工作所需的截至清洁度;实现元件之间的连接及运输载能介质;现实系统压力、温度等。

液压系统故障的特点

1、隐蔽性:发生在系统内部,难以直接观测;

2、交错性:症状与原因之间交叉重叠,一个症状可能由多种原因引起,一个故障源可能引起多出症状;

3、随机性:电压,环境温度,工作任务的变化,污染侵入的随机性;

4、差异性:设计,加工材料及应用环境的差异,液压元件磨损劣化速度相差很大。

液压系统中噪声的来源及原因分析

一、常见噪声

(一)柱塞泵或马达的噪声

当油液中混入空气后,易在其高压区形成气穴现象,并以压力波的形式传播,造成油液振荡,导致系统产生气蚀噪声。

其主要原因有:

1、液压泵的滤油器、进油管堵塞或油液粘度过高,均可造成泵进油口处真空度过高,使空气渗入。

2、液压泵、先导泵轴端油封损坏,或进油管密封不良,造成空气进入。

3、油箱油位过低,使液压泵进油管直接吸空。

当液压泵工作中出现较高噪声时,应首先对上述部位进行检查,发现问题及时处理。

(二)溢流阀的噪声

溢流阀易产生高频噪声,主要是先导阀性能不稳定所致,即为先导阀前腔压力高频振荡引起空气振动而产生的噪声。

其主要原因有:

1、油液中混入空气,在先导阀前腔内形成气穴现象而引发高频噪声。此时,应及时排尽空气并防止外界空气重新进入。

2、针阀在使用过程中因频繁开启而过度磨损,使针阀锥面与阀座不能密合,造成先导流量不稳定、产生压力波动而引发噪声,此时应及时修理或更换。

3、先导阀因弹簧疲劳变形造成其调压功能不稳定,使得压力波动大而引发噪声,此时应更换弹簧。

(三)液压缸的噪声

1、油液中混有空气或液压缸中空气未完全排尽,在高压作用下产生气穴现象而引发较大噪声。此时,须及时排尽空气。

2、缸头油封过紧或活塞杆弯曲,在运动过程中也会因别劲而产生噪声。此时,须及时更换油封或校直活塞杆。

(四)管路噪声。

管路死弯过多或固定卡子松脱也能产生振动和噪声。因此,在管路布置上应尽量避免死弯,对松脱的卡子须及时拧紧。

二、液压系统振动和噪声的产生原因及消除措施

1、振动和噪声的来源

造成液压系统中的振动和噪声来源很多,大致有机械系统,液压泵,液压阀及管路等几方面。 机械系统的振动和噪声 机械系统的振动和噪声,主要是由驱动液压泵的机械传动系统引起的,主要有以下几方面。

(1)回转体的不平衡 在实际应用中,电机大都通过联轴节驱动液压泵工作,要使这些回转体做到完全的动平衡是非常困难的,如果不平衡力太大,就会在回转时产生较大的转轴的弯曲振动而产生噪声。

(2)安装不当 液压系统常因安装上存在问题,而引起振动和噪声。如系统管道支承不良及基础的缺陷或液压泵与电机轴不同心,以及联轴节松动,这些都会引起较大的振动和噪声。

2、液压泵(液压马达)通常是整个液压系统中产生振动和噪声的最主要的液压元件。 液压泵产生振动和噪声的原因,一方面是由于机械的振动,另一方面是由于液体压力流量积聚变化引起的。

(1)液压泵压力和流量的周期变化

液压泵的齿轮,叶片及拄塞在吸油,压油的过程中,使相应的工作产生周期性的流量和压力的过程中使相应的工作腔产生周期的流量和压力的变化,进而引起泵的流量和压力脉动,造成液压泵的构件产生振动,而构件的振动又引起了与其相接触的空气产生疏密变化的振动,进而产生噪声的声压波传播出去。

(2)液压泵的空穴现象

液压泵在工作时,如果液压油吸入管道的阻力过大,此时,液压油来不及充满泵的吸油腔,造成吸油腔内局部真空,形成负压.如果这个压力恰好达到了油的空气分离压力时,原来溶解在油液内的空气便会大量析出,形成游离状态的气泡.随着泵的动转,这种带有气泡的油液转入高压区,此时气泡由于受到高压而缩小,破裂和消失,形成很高的局部高频压力冲击。

(3)液压泵内的机械振动

液压泵是由很多的零件构件的,由于零件的制造误差,装配不当都有可能引起液压系统的振动和噪声

3、液压阀的振动和噪声

液压阀产生的噪声,因阀的种类,使用条件等具体情况不同而有所不同。按其发生的原因大致可分为机械声和流体声两大类。此外,外部震源也可能引起管路共振;而当管路的截面积突然变化(急剧扩大和缩小或急转弯)时,都会使其中的液流发生变化,易产生紊流而发出噪声。

防止油中混入空气:液压系统往往在运转开始的一段时间内噪声较小,一定时间后,噪声增大,若此时观察油箱中的液压油,可发现液压油变为了黄色,这主要是由于油中混入微小气泡,故此变色。对于这种情况主要从二个方面采取措施,一是从根本上解决,防止空气混入。二是尽快排除混入油体的空气。

具体方法为:

(1)泵的吸油管接头密封要严,防止吸入空气;

(2)合理设计油箱。 防止液压阀产生空穴现象 液压阀的空穴现象的产生,主要作到使泵的吸油阻力尽量减小。常用的措施包括:采用直径较大的吸油管,大容量的吸油滤器,同时要避免滤油器堵塞,泵的吸油高度应尽量变小,防止管道内紊流和旋流的产生。

①在对液压系统管路进行设计时,管道截面应尽量避免突然扩大或收缩;如采用弯管,其曲率半径应为管道直径五倍以上,这些措施都可有效的防止管路内紊流和旋流的产生。

②采用蓄能器或消声器吸收管道内的压力脉动。管道内的压力脉动是系统产生振动和噪声主要原因。在液压回路中设置蓄能器,可以有效地吸收振动,而在发生振动部位附近设置消振器也可有效地减少系统振动。

③避免系统发生共振。在液压系统中常会发生振源(如液压泵,液压马达,电机等)引起底板,管道等部位产生共振;或是泵,阀等道等元件的共振而造成较大的噪声。对于这种现象,可通过改变管道的长度来改变管道的固有振动频率,以及对一些阀的安装位置进行改变措施来消除。

液压系统其它故障的原因

1、设计原因

由于技术、工艺和经验等方面的原因,液压系统并非尽善尽美,选择的液压元件也不一定最合适,所以在分析故障原因时,首先考虑设计上是否存在问题。

2、制造原因

整套设备安装调试的过程中操作不当的话可能导致意想不到的故障出现。

3、使用原因

液压系统使用维护不当,不仅使设备故障频率增加。而且会降低设备的使用寿命。

4、维修原因

系统在维修中因为大拆大卸、不规范操作、随意调节、配件不配套等原因,会出现小故障修成大故障的现象。

液压系统故障表现

表现一:执行元件动作太慢

原因1:內泄漏严重。

a、密封件破损严重。

消除方法:更换密封件。

b、油的粘度太低。

消除方法:更换适宜粘度的液压油。

c、油温过高。

消除方法:检查原因并消除。

原因2:外载荷过大。

a、设计错误,选用压力过低。

消除方法:核算后更换元件,调大工作压力。

b、工艺和使用错误,造成外载比预定值大。

消除方法:按设备规定值使用。

原因3:活塞移动时“别劲”。

1、加工精度差,缸筒孔锥度和圆度超差。

a、活塞杆与活塞不同轴。

消除方法:校正二者同轴度。

b、活塞杆全长或局部弯曲。

消除方法:校直活塞杆。

c、液压缸内孔直线性不良(鼓形锥度等)。

消除方法:镗磨修复,重配活塞。

d、缸内腐蚀、拉毛。

消除方法:轻微者修去锈蚀和毛刺,严重者必须镗磨。

2、装配质量差。

a、活塞、活塞杆与缸盖之间同轴度差。

消除方法:按要求重新装配。

b、液压缸与工作台平行度差。

消除方法:按要求重新装配。

c、活塞杆与导向套配合间隙过小。

消除方法:检查配合间隙,修刮导向套孔,达到要求的配合间隙。

3、液压缸端盖密封圈压得太紧或过松。

消除方法:调整密封圈,使它不紧不松,保证活塞杆能来回用手平稳地拉动而无泄漏。

4、双活塞杆两端螺母拧得太紧,使其同轴度不良。

消除方法:螺母不易拧得太紧,一般用手旋紧即可,以保持活塞杆处于自然状态。

原因4:脏物进入滑动部位。

a、油液过脏。

消除方法:过滤或更换油液。

b、防尘圈破损。

消除方法:更换防尘圈。

c、装配时未清洗干净或带入脏物。

消除方法:拆开清洗,装配时要注意清洁。

原因5:活塞在端部行程时速度急剧下降。

a、缓冲调节阀的节流口调节过小,在进入缓冲行程时,活塞可能停止或速度急剧下降。

消除方法:缓冲节流阀的开口度要调节适宜,并能起到缓冲作用。

b、固定式缓冲装置中节流孔直径过小。

消除方法:适当加大节流直径。

c、缸盖上固定式缓冲节流环与缓冲柱塞之间间隙过小。

消除方法:适当加大间隙。

表现二:机构爬行

液压缸运动速度在5mm/s以下时,应设法防止爬行现象产生。

原因1:新液压缸、修理后的液压缸或设备停机时间过长的液压缸,缸内有气或液压缸管道中排气未排净。

消除方法:空载大行程往复运动,直到把空气排完。

原因2:油缸内部形成负压,从外部吸入空气。

消除方法:先用油脂封住结合面和接头处,若吸空情况好转,则把紧固螺钉和接头拧紧。

原因3:从油缸到换向阀之间管道的容积比液压缸内容积大得多,液压缸工作时,这段管道内油液未排完,所以空气也很难排净。

消除方法:可在靠近液压缸的管道中最高处加排气阀,拧开排气阀,活塞杆在全行程情况下运动多次,把空气排完后再把排气阀关闭。

原因4:泵吸入空气。

a、油液中溶解一定量的空气,在工作过程中又生成气泡。

消除方法:在油箱内增设隔板,将回油经过隔板消泡后再吸入,油液中消泡剂。

b、回油涡流强烈生成泡沫。

消除方法:吸油管与回油管要隔开一定距离,回油管口要插入油面以下。

c、管道内或泵壳内存有空气。

消除方法:进行空载运转,排除空气。

d、吸油管浸入油面的深度不够。

消除方法:加长吸油管,往油箱中注油使其液面升高。

上述是贤集网小编为大家讲解的液压系统中4类液压元件、液压系统中噪声的来源及原因分析、液压系统其它故障的原因、液压系统故障表现。希望这些知识能够帮助到大家!想要延长液压系统的使用寿命,要注意保养,设备的正确使用与精心保养,按使用说明书规定的品牌号选用液压油。在加油之前,油液必须过滤。同时,要定期对油质进行取样化验,若发现油质不合使用要求时必须更换。可以防止机件过早磨损和遭受不应有的损坏,从而延长使用寿命。还有注意不准使用有缺陷的压力表或无压力表的情况下工作或调压。最后,经常观察蓄能器工作性能,若发现气压不足或油气混合时,应及时充气和修理。只要对设备进行有计划的修理,可使设备经常处于良好的技术状态,发挥应有的效能。

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