1.5 常见故障及排除（课件）《液压与气动综合实训》（教科版）同步精品课堂

1.5 常见故障及排除 《液压与气动综合实训》（科学出版社） 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 学习 目标 1.全面识别液压执行系统的常见故障，并能详细分析每种故障可能存在的原因 2.准确阐述液压传动的组成部分 3.明确列举常见的液压执行元件和控制元件 4.独立完成对液压执行系统常见故障的排除操作 新知学习 情景导入 同学们，想象一下在一家大型物流仓库里，货物搬运全靠液压叉车来完成。今天，叉车在搬运货物时却突然 “罢工” 了，货叉升不起来，司机师傅急得团团转。这叉车的货叉升降就是典型的液压执行系统在工作。它为啥会出现这样的故障呢？是哪个部件出了问题？其实，像这种液压执行系统故障在工业生产中很常见。今天，咱们就一起深入探究液压执行系统常见故障、背后的原因及排除方法，还要了解液压传动组成等相关知识，帮司机师傅解决难题。 新知学习 一、常见故障及排除 液压执行系统发生故障存在的原因是多方面的，可能是机械结构出现问题，也有可能是电路、液压回路方面出现问题，总之遇到问题首先要保持冷静的头脑，然后逐一进行仔细的分析、推敲，最终找出故障所在，解决问题。本项目实施过程中可能遇到的故障及排除方法如表 1.6 所示。 新知学习 一、常见故障及排除 新知学习 单击“下一步”按钮，出现图12所示界面，输入产品序列号 单击“下一步”按钮，出现图12所示界面，输入产品序列号 二、液压传动组成及特点 液压传动以液压油为工作介质，利用高压的液体经由机控元件完成运动与动力的传递与转换，以实现各种机械传动和自动控制的传动形式，其特点是工作平稳、输出力大质量小、有污染、传动效率低、成本较高。液压传动系统主要由以下四部分组成：动力元件、执行元件、控制元件以及辅助元件。 新知学习 二、液压传动组成及特点 动力元件主要是指液压泵，液压泵又分为单向定量泵、单向变量泵、双向定量泵和双向变量泵，具体如图 1.39 所示。 新知学习 二、液压传动组成及特点 执行元件是指液压传动系统最终的输出负载，如液压缸、液压马达、工作台、机械结构等。 控制元件又分为方向控制、压力控制、流量(速度)控制元件。 除上述动力元件、执行元件、控制元件以外的元件统称为辅助元件，如油箱、油管、过滤器、蓄能器、液压油等。 新知学习 二、液压传动组成及特点 新知学习 在图 1.40所示的液压传动基本回路中，1、2属于辅助元件，3属于动力元件，4、5、6、7属于控制元件，4为压力控制元件，5、7为方向控制元件，6为流量控制元件，8、9属于执行元件。 三、液压冲击与空穴现象 新知学习 在液压系统中，当回路突然关闭或换向时，会产生急剧的压力升高，这种现象称为液压冲击。造成液压冲击的主要原因是液压速度的急剧变化、高速运动工作部件的惯性力和某些液压元件的反应动作不够灵敏。产生液压冲击时，系统中的压力瞬间就要比正常压力大好几倍，特别是在高压、大流量的情况下，极易引起系统的振动、噪声，甚至会导致导管或某些液压元件的损坏。这样既影响了系统的工作质量，又会缩短系统的使用寿命。避免液压冲击的主要办法是避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间，能有效地防止液压冲击，如将液动换向阀和电磁换向间联用可减少液压冲击，这是因为液动换向阀能把换向时间控制得慢一些。 三、液压冲击与空穴现象 新知学习 在液流中，当某点压力低于液体所在温度下的空气分离压力时，原来溶于液体中的气体会分离出来而产生气泡，这种现象称为空穴现象，当压力进一步减小直至低于液体的饱和蒸气压时，液体就会迅速汽化形成大量蒸气气泡，使空穴现象更为严重，从而使液流呈不连续状态。如果液压系统中发生了空穴现象，液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时，一方面，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；另一方面，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，因此影响了其使用寿命。 三、液压冲击与空穴现象 新知学习 同时气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面，这种因发生空穴现象而造成的腐蚀称为汽蚀。在液压传动装置中，汽蚀现象可能发生在液压泵、管路以及其他具有节流装置的地方，特别是液压泵装置(这种现象最为常见)。为了减少汽蚀现象，应使液压系统内所有点的压力均高于液压油的空气分离压力。例如，应注意液压泵的吸油高度不能太大，吸油管径不能太小(因为管径过小就会使流速过快，从而造成压力降得很低)，液压泵的转速不要太高，管路应密封良好，油管出口应没入油面以下等，总之应避免流速的剧烈变化和外界空气的混入。汽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这一点。 四、液压执行元件 新知学习 液压缸可分为单作用液压缸和双作用液压缸两类，如图1.44所示。双作用液压缸又可分为单杆型、双杆型两种。本书介绍的主要是双作用液压缸单杆型，其结构和工作原理如图 1.45 和图 1.46 所示。 四、液压执行元件 新知学习 四、液压执行元件 新知学习 液压缸有两个重要的参数，分别是压力p与速度，其计算公式如下: 式中，F为驱动力；A为圆形面积d2/4；Q为输入流量；W为外界负载。当进油管与回油管直接相连时称为差动缸，此回路称为差动回路,其特点是速度快，输出力小。 四、液压执行元件 图1.47中，p为输入压力，Q为输入流量，Q’为输出流量，A1为圆形面积(D2/4)，A2为环形面积(D2/4-d2/4)，D为活塞直径，d为活塞杆直径，v3为活塞杆输出速度，F3为驱动力。 新知学习 五、液压控制元件 新知学习 蓄电池的作用 液压控制又分为方向控制、压力控制、流量(或速度)控制。最简单的方向控制阀为单向阀，其工作原理为单方向导通(简化画法从左往右看)，反方向截止，如图 1.48所示。 五、液压控制元件 此外还有液控单向阀，其工作原理为单向导通(简化画法从右往左看)，另一方向由液压支路C控制，如图1.49所示。换向阀一般是利用阀芯对阀体的相对位置改变来控制油路接通、关断或改变油液流动方向的,其命名方式为几位几通换向阀,如图 1.50所示。 新知学习 五、液压控制元件 位指的是阀芯所处的位置，通指的是进、出油管数量。本书中P代表进油管，T代表回油管，A、B 分别代表接入执行元件两侧的油管。换向阀的驱动方式有很多，如手动、机械动、电磁动、弹簧、液压动等，其简化画法如图1.51所示。 新知学习 五、液压控制元件 压力控制阀有溢流阀、减压阀、顺序阀、平衡阀、增压器等。溢流阀分为直动与先导式两种，其作用分别是作为安全阀使用和作为溢流阀使用，直动式溢流阀如图1.52所示，其工作原理如下:当pI≧pS时，不通;当pI≦pS时，不通。其中，pI为输入压力，pS为溢流阀设定压力值。 新知学习 五、液压控制元件 当多个溢流阀并联连接时，其油管中的最高压力取决于压力值设置最小的，这样即可实现油路中的多级压力控制，如图1.53所示，A、B两溢流阀依次与100MPa溢流阀并联，其油管中最高压力设置值为 3MPa。 新知学习 五、液压控制元件 图 1.54 所示为直动式减压阀结构，其工作原理如下:当pI≧pS时，pO=pS;当pI≦pS时，pO=pI；总之：pO≦pS·因此不管减压阀输入压力为多少，其输出管路的油压永远小于减压阀设定的压力值。顺序阀结构如图 1.55所示，顺序阀的功能是控制执行元件，即定位缸与夹紧动作的先后顺序，一般的顺序是先定位，后夹紧。平衡阀结构如图 1.56 所示，由于该阀体起到平衡的作用，因此名为平衡阀，其简化画法与顺序阀基本一致，不同之处是引压位置不同。 新知学习 随堂练习 (1)简述液压传动系统的组成部分及各部分作用。 (2)列举三种液压执行系统常见故障及排除方法。 课堂练习 1.以下不属于液压执行元件的是（ ）​ A. 液压缸​ B. 液压泵​ C. 液压马达​ D. 摆动液压缸 答案：B​ 解析：液压泵是动力元件，为系统提供压力油，液压缸、液压马达、摆动液压缸均为液压执行元件，将液压能转化为机械能，所以选 B。 课堂练习 2.液压系统中，用于控制油液流动方向的元件是（ ）​ A. 溢流阀​ B. 节流阀​ C. 换向阀​ D. 单向阀 答案：C​ 解析：换向阀用于改变油液流动方向，实现执行元件的换向动作。溢流阀主要用于调节系统压力，节流阀控制流量，单向阀使油液单向流动，所以选 C。 课堂练习 3.当液压系统出现油温过高的故障时，可能的原因是（ ）​ A. 油箱油位过高​ B. 系统压力过低​ C. 冷却器故障​ D. 换向阀内泄 答案：C​ 解析：冷却器故障会导致散热不良，使油温升高。油箱油位过高一般不会直接导致油温高；系统压力过低与油温过高关系不大；换向阀内泄可能导致压力不足等问题，不是油温过高的常见原因，所以选 C。 课堂练习 4.液压传动的主要特点不包括（ ）​ A. 能实现无级调速​ B. 传动平稳​ C. 传动效率高​ D. 易于实现自动化 答案：C​ 解析：液压传动能实现无级调速、传动平稳、易于实现自动化，但由于存在泄漏、机械摩擦等，传动效率相对不高，所以选 C。 课堂练习 5.液压系统中，油液污染可能导致的故障是（ ）​ A. 液压缸速度不稳定​ B. 系统压力过高​ C. 液压泵噪声过小​ D. 换向阀无法换向 答案：A​ 解析：油液污染可能使阀芯卡滞、节流口堵塞等，导致液压缸速度不稳定。系统压力过高一般与溢流阀等调压元件有关；液压泵噪声过小不是故障表现；换向阀无法换向可能是电磁铁故障等，油液污染不是主要原因，所以选 A。 课堂练习 6.以下哪种情况会引发液压冲击（ ）​ A. 液压泵转速过低​ B. 液压缸运动速度过慢​ C. 换向阀突然关闭​ D. 系统油温过低 答案：C​ 解析：换向阀突然关闭，使油液流速急剧变化，会引发液压冲击。液压泵转速过低、液压缸运动速度过慢、系统油温过低一般不会直接导致液压冲击，所以选 C。 课堂练习 7.液压缸出现爬行现象，可能的原因是（ ）​ A. 系统压力过高​ B. 液压缸内有空气​ C. 液压泵输出流量过大​ D. 油温过高 答案：B​ 解析：液压缸内有空气，会使液压缸运动时产生爬行现象。系统压力过高、液压泵输出流量过大、油温过高一般不会直接导致爬行，所以选 B。 课堂练习 8.空穴现象对液压系统的危害不包括（ ）​ A. 产生噪声和振动​ B. 使油液氧化变质​ C. 降低系统效率​ D. 导致阀芯磨损 答案：B​ 解析：空穴现象产生噪声和振动，降低系统效率，气泡破裂时产生的冲击力会导致阀芯等元件磨损。使油液氧化变质一般与油温、油液质量等有关，不是空穴现象的危害，所以选 B。 课堂小结 感谢观看 $$