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1、数控车床液压系统故障诊断与维修绪论： 随着我国工业化程度的不断提高，液压传动与控制技术在经济和国防领域 的应用越来越普遍。而一旦液压系统在生产途中发生故障，就会降低生产率，严 重的甚至造成灾难性后果。车床液压设备的故障诊断与维修是保证其运行可靠， 性能良好并充分发挥效益的重要途径。1 国内外数控机床故障诊断的研究现状及发展趋势 1.1 数控机床故障诊断的研究现状 根据液压系统故障诊断技术的要求， 依靠近代科学的最新研究成果和各种先 进的监测手段，目前我国研究开发及引进的故障诊断方法有：计算机仿真、直观 法、自诊断功能法、功能程序测试法、交换法、转移法、参数检查法、测量比较 法、敲击法、局部升温
2、法、原理分析法等1.2 数控机床故障诊断的发展趋势 由于机械设备工作状态的多样性，其故障诊断技术的发展趋势是不解体化、 高精度化、智能化及网络化 1.2.1 不解体化 为了对系统温度及重要部件的工作参数进行监测， 并利用光纤传感器监测系统温 度、液压油粘度和压力等的变动将超微型传感器安置于液压系统内的不解体检 测。 1.2.2 高精度化 在信号技术落后处理方面，是指提高信号分析的信噪声比，对于较复杂的 液压系统而言，其信号、系统瞬态的、非平稳的、突变的。将小波理论用于这些 信号的分析处理上，则可大大提高其分辨率。在振动信号的处理上，全息分谱分 析方法则充分考虑了幅、频、相三者的结合，弥补了普通
3、傅立叶谱只考虑幅、频 关系的不足，能够比较全面的获取振动信号。 1.2.3 智能化 车床液压系统的完全自动化诊断， 减轻了工作量， 并提高诊断速度及正确性。 就要丰富故障诊断专家系统的知识库，必须深入研究故障形成机理。同时将模糊 神经网络方法用于故障诊断的专家系统中，使之具有一定的智能，具有自组织、 自学习联想功能，从而使诊断系统自我完善，自我发展。此外诊断系统将有集中 式走向分布式，系统的硬件生产标准化、软件设计规范化模块化，这有利于缩短 系统的开发周期，提高系统的可靠性。 1.2.4 网络化 是本世纪故障诊断技术的发展方向， 随着计算机网络技术的发展及通信技术 的进步， 自用各种通信手段将
4、多个故障诊断系统联系起来，实现资源共享可提高质量和精度。 将故障诊断系统与数据采集系统结合起来组成网络，有利于机组的 管理，提高设备的利用率，必要时可与企业的 MIS 系统相连接，促进企业管理 的一体化、现代化。2 数控机床液压元件常见故障的分类及其分析方法与排除方 案2.1 液压元件故障可以分为以下几类 2.1.1 按故障的性质分类可分为 （1）确定性故障 （2）随机性故障 2.1.2 按故障的指示形式分类 （1）有报警显示的故障 （2）无报警显示的故障 2.2 液压元件故障分析方法 为了高效率的查找液压故障原因，必须设定一个合理的故障检测次序。排定 故障检测次序有两个原则， 一是根据故障原
5、因可能性大小排序，二是根据元件或 部件的拆缸分解及装配的难易程度排序。 面对液压故障的多种可能原因，在各种故障原因可能性大小不清楚的情况 下， 应按照拆卸分解及观测液压元件的难易程度设定检测次序，即先检查比较容 易观察测试或易于拆卸的元件与环境因素（如油、电气系统、冷却水等），再检 查较难拆卸的元件，特别是体积大、重量大的元件；先检查外部因素，再检查无 件内部；先检查比较简单的元件，再检查比结构功能比较复杂，其状况不甚明了 的元件。就各元件而言，应先检查阀，再检查泵，最后检查液压缸与液压马达。故障现象原因分析 （1）吸油管或滤油器部分堵塞排除方法 （1）除去赃物，使吸油畅通（2）吸油端连接处密
6、封不太严，有空气进入， （2）在吸油端连接出涂油，若有 吸油位置太高。 （3）从泵轴油缝处有空气走入 （4）泵盖螺器不懂或松动 （5）泵与联轴器不动或松动 （6）油液粘度过高，油中有气泡 （7）吸入口滤油器通过能力太小 （8）转速太高 （9）泵体腔道塞 噪声严重 （10）齿轮泵齿形精度不高或接触不良，泵内 （7）改用通过能力较大的滤油器 零件损坏。 （11）齿轮泵轴向间隙过小，齿轮内也与断面 垂直度或泵盖上两也平行度超差 （12）溢流阀阻尼孔堵塞 （13）管路振动 （8）使转速降至允许最高转速以 下 （9）清理或更换泵体 （10）更换齿轮或研磨修正，更 换损坏零件 （11）检查并修复有关零件
7、（12）拆卸溢流阀清洗 （13）采取隔离消振措施 好转，则紧固连接件，或 更换密封，降低吸油高度。 （3）更换油 （4）适当拧紧 （5）重新安装，使其同心，紧固 连接件。 （6）换粘度适当液压油，提高油 液质量（1）柱塞泵中心弹簧损坏，使缸体与配油盘 间失去密封性 泄漏 （2）油封或密封圈损伤 （3）密封表面不良 （4）泵内零件间磨损、间隙过大。(1)更换弹簧 (2)更换油封或密封圈 (3)检查修理 (4)更换或重新配研零件（1）油液粘度过高或过低 （2）侧板和轴套与齿轮端面严重摩擦 过热 （3）油液变质，吸油阻力增大 （4）油箱容积太小，散热不良 （1）在控制油路上，可能出现阻塞 柱塞泵变
8、（2）变量活塞以及弹簧心轴卡死 量机构失 灵（1）更换粘度适合的液压油 （2）修理或更换侧板和轴套 （3）换油 （4）加大油箱，扩大散热面积 （1）净化油，必要时冲洗油路 （2）如机械卡死可研磨修复：如 油液污染，则清洗零件并 更换油液柱塞泵不 转（1）柱塞与缸体卡死 （2）柱塞坏头折断，滑履脱落（1）研磨、修复 （2）更换零件2.3 液压泵常见故障及排除方法 液压泵是液压系统的能源部分，若液压泵出现故障不能正常工作，将使整个 系统不能正常用工作。 液压泵的故障有上的原因，也有使用维护及装配问题等方 面的原因。液压泵的主要故障及排除方法如“表 1” 表 1 液压泵的主要故障及排除方法 故障现象
9、 原因分析 （1）原动机和液压泵转向不一致 （2）油箱油位过低 （3）吸油管或滤油器堵塞 不排出油或无 压力 （4）启动时转速过低 （1）纠正转向 （2）补油至油标线 （3）清洗吸油管路或滤油器，使其畅通 （4） 使转速达到液压泵的最低转速以上 排除方法（5）油液粘度过大或叶片移动不灵 （5）检查油质，更换黏度适合的液压油 活 或提高油温（6）叶片泵配油盘与泵体接触不良 （6）修理接触面，重新调试，清洗滑槽 或叶片在滑槽内卡死 和叶片，重新安装（7）排油口漏气 （8）组装螺钉过松（7）更换密封件或街头 （8）拧紧螺钉（1）吸油管滤油器部分堵塞（1）除去赃物，使吸油畅通（2）吸油端连接处密封不严
10、，有空 （2）在吸油端连接出涂油，若有好转， 气进入，吸油位置太高 （3）叶片泵个别叶片装反，运动不 灵活 流量不足或压 力不能升高 （4）泵盖漏油 （5）系统漏油 （6）齿轮泵轴向和径向间隙过大 （7）叶片泵定子内表面磨损 则紧固连接件，或更抽象密填充， 降低吸油高度 （3）逐个检查，不灵活叶片应重新研配 （4）适当打拧紧 （5）对系统进行顺序检查 （6）找出间隙过大部分，采取措施 （7）更换零件（8）柱塞泵柱塞与缸体或配油盘与 （8）更换柱塞，修磨配流盘与缸体的接 缸体间的磨损，柱塞回程不 够或不能回 2.4 液压马达的部分主要故障及排除方法 液压马达一液压泵的结构基本相同， 其主要故障即
11、排除方法与液压泵相同液 压马达的特殊问题是启动转矩和启动效率等， 这些问题与油泵的故障也有一定关 系。 由于液压马达的工况与液压泵不同，怕以液压马达还具有一些与液压泵不同 的故障。液压马达与液压泵不同的部分故障原因及排除方示如“表 2 蟹面，保证接触良好，检查或更 换中心弹簧表 2 液压马达与液压泵不同部分故障及排除方法 液压马达故障 故障原因 现象 故障排除方法（1）油泵出口压力过低 （2）供油量不足 回转无力或速（1）调整溢流阀压力或排除溢 流阀故障，或针对液压泵 产生压力不足的原因进 行排除度迟缓 （2）检查液压泵供油情况，针 对液压泵排油量不足的 原因进行排除 （1）液压马达的装配质量
12、、 （1）根据温度与噪声的异样变 零件磨损，润滑状态 不良、油的粘度及污 染度等引起摩搾阻力 大小不均匀或不稳定 爬行 （2）泄漏量不稳定 （2）选择粘度合适的液压油并 保持良好的密封，及时检 查泄漏部位，并采取防漏 措施 化及时判断液压马达的 摩擦磨损情况，保证相对 运动表面具有足够的润 滑因转速提高，惯性力作用使 连杆时面贴紧时而脱离曲轴 表面（曲柄连杆液压马达） 脱空与撞击 或回程运动的柱塞和滚轮脱 离导轨同面（内同线液压马 达） 2.5 液压缸的主要故障原因及排除方法 保证回油腔具有背压液压缸故障中问题最多、 缸筒与端盖结合部密封不良及进油管等引起。液压 缸的其他故障多由液压缸的内、外
13、泄漏、吸入空气、溢流阀压力调节过低、液压 缸的装配和安装不良等引起。所以，及时检查、更换依破损的密封件、排空液压 缸中的空气吸入、 严格按技术要求进行装配和安装等，可有效地防止和及时排除 故障，如“表 3”表 3 液压缸故障原因及排除方法液压缸故障现象故障原因 （1）外界空气进入液压缸内 （2）密封压得过紧 （3）活塞与活塞杆不同心 （4）活塞杆不直 （5）液压缸内壁拉毛，局部磨损严 重或腐蚀 （6）液压缸的安装位置偏差 （7）双活塞杆两端螺母拼的过紧故障排除方法 （1）设置排气装置，若无排气装 置，可空载启动液压系统 以最大行程往复运动数 次，强行排出空气 （2） 调整密封圈， 使其松紧适度
14、， 保证活塞杆能来回用千动 拉动，但不得有泄漏 （3）两者装在一起，放在 V 形铁 上校正，是不同心度在 0.04mm 以内，否则换新活 塞 （4）单个或连通活塞放在 V 形铁 上，用千分表校正调直 （5）适当修理，严重者可重新加 上内也，并按要求配活塞 （6）检查液压缸与导轨的平行 度，并修刮接触面加以校爬行正 （7）不宜太紧，保持活塞杆处于 自由状态（1）用间隙密封的活塞与缸筒间隙 过大，节流阀失去作用 冲击 （2）端部缓冲的节流阀失去作用， 缓冲不起作用 （1）由于缸筒与活塞配合间隙过大 或 O 型密封圈损坏，使高低 压腔互通 （2）工作段不均匀，造成局部几何（1）更换活塞，使间隙达到规
15、定 的要求：检查节流阀 （2）修正，配研单向阀与阀座或 进行更换 （1）更换活塞或密封圈，并调整 为合适的间隙 （2）膛磨修复液压孔径，垂配活 塞形状误差， 失去高低压腔密封 （3）放松油封，挖直活塞杆 推力不足，速度不 够逐渐下降 性 （3）液压缸端部活塞油封压的过紧 （4）检查温升原因，采取散热隆 温措施或活塞杆弯曲， 使摩擦力或阻 （5）检查液压泵或流量调节阀的 力增加 （4）油温太高，粘度降低，泄漏增 加 （5）液压泵流量不足 故障，并加以排除（1）活塞杆处于油封不严，可能活 塞杆表面损伤或密封圈损伤 （2）管接头密封不严 外泄漏 （3）缸盖密封不良（1）检查活塞杆有无拉伤，并加 以修
16、复，密封圈磨损应换 （2）检查密封圈与接触面有无伤 痕，并加以修复或更换 （3）检查缸盖密封，并加以修复 或更换2.6 液压阀的常见故障 液压阀是液压系统的控制部分， 若液压阀出现故障， 将使系统的压力、 流量、 液流方向等的控制失灵，从而影响系统的正常工作 2.6.1 压力阀常见的故障 常用的压力控制阀有溢流阀、减太阀、顺序阀等。压力阀的主要故障是调压 失灵或调压不稳，从而引起系统压力不稳、减压阀不减压、顺序阀不起作用等系 统故障。主阀心上的阻尼孔被堵、泄油孔被堵（减压阀和顺序阀）、阀心被卡死、 弹簧折断或弯曲等均可引起压力阀的故障。及时进行清洗、更换已损零件可防止 及排除故障，溢流阀的常见故障如“表 4”表 4 溢流阀的常见故障
