液压柱塞泵及单向阀故障现象维修-大学毕业设计.doc

浙江广厦建设职业技术学院机电一体化技术专业毕业设计说明书设计题目 液压柱塞泵及单向阀 故障现象维修学生姓名 董 子 湖 学 号 0210090208 指导教师 刘 守 林 专 业 机电一体化技术年 级 2009级 浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书摘 要轴向柱塞泵是液压系统中的主要部件，它可以分斜盘式和恒压式。斜盘式轴向柱塞泵是靠柱塞在柱塞腔内的往复运动，改变柱塞腔内容积实现吸油和排油的，是容积式液压泵。对于斜盘式轴向柱塞泵，柱塞、滑靴、配油盘、缸体是其重要部分。柱塞是其主要受力零件之一；滑靴是高压柱塞泵常采用的形式之一，它能适应高压力高转速的需要；配油盘与缸体直接影响泵的效率和寿命。由于配油盘与缸体、滑靴与柱塞这两对高速运动副均采用了静压支承，省去了大容量止推轴承，因此它具有结构紧凑、零件少、工艺性好、成本低、体积小、重量轻、比径向泵结构简单等优点。由于斜盘式轴向柱塞泵容易实现无级变量、维修方便等优点，因而斜盘式轴向柱塞泵在技术经济指标上占很大优势。关键词: 斜盘 柱塞泵 轴向 单向阀 配油盘1 目 录1 引言12轴向柱塞泵概述221轴向柱塞泵简介22.2轴式轴向柱塞泵的工作原理33柱塞泵常见故障的原因分析53.1流量不足53.2压力无法建立或压力不足53.3噪声过大53.4异常发热54柱塞泵常见故障的排除64.1流量不足的解决办法74.2压力无法建立或压力不足的解决办法74.3噪声过大的解决办法74.4经常发热的解决办法75 YUKEN变量柱塞泵失压故障的诊断及修理85.1 YUKEN变量柱塞泵结构及工作原理86失压故障过程及原因分析106.1 事故现象106.2故障分析106.2.1正在组织组织解设备运行情况106.2.2检查7A顶轴油泵实际运行情况106.2.3油泵失压过程分析107柱塞泵失效形式及部位分析127.1柱塞泵失效形式分析127.2 YUKEAN系列斜盘式柱塞泵的结构特性127.3柱塞泵三对主要摩擦副的润滑及磨损泄漏原因分析127.3.1配油盘与柱塞缸体配流面1373.2柱塞头与斜盘滑靴、斜盘与斜盘托架支持轴承138零件的修复与故障排除158.1零件的修复158.2故障排除159单向阀的工作原理1710单向阀使用注意事项及故障诊断与排除1810.1 单向阀的常见故障及诊断排除方法见表2l1911液控单向阀使用注意事项及故障诊断与排除2011.1液控单向阀2常见故障及诊断排除方法见表222212 致谢2413 参考文献25 1 引 言液压由于其传动力量大，易于传递及配置，在工业、民用行业应用广泛。在各部件制造中，对密封性、耐久性有很高的技术要求，目前在液压部件制造中已广泛采用滚压工艺，很好的解决了圆度、粗糙度的问题。特别是液压缸制造中广泛应用。液压技术的应用广泛选择液压维修，便选择了更多的工作领域。(1)用于机械等装备工业设备。如普通机床、数控机床、加工中心、组合机床、各种用途的油压机等，都离不开液压。(2)用于工程机械。高速公路、机场、铁路、水库大坝等工地上，活跃着成群结队的液压工程机械，从而使大型建筑工地告别了“人海战术”。(3)用于建筑机械。楼高一尺，塔高一丈，液压混凝土泵车可将混凝土湿浆输送到100多米高的高楼顶层，液压自升塔式起重吊，借助于液压顶升装置可塔身的不断自升，是现代高层建筑不可缺少的建筑设备。（4）用于矿山冶金。如高炉炉顶设备，钢坯连铸机、板带轧机压下系统、快锻机、铜铝材挤压机、各种压力机、力大无比，玩铁如玩泥，且传递大功率数液压体积最小。（5）用于煤矿与石油等能源的开采。如煤矿液压支架、液压采煤机、石油钻井平台等，在能源工业中显神威。（6）用于汽车与汽车工业。（7）用于塑料、橡胶、纺织、造纸等轻工行业等。液压设备应用领域越来越多。在工业企业中，设备维修工作的水平，直接影响着生产能力、产品质量、产量、能源消耗、生产成本和劳动生产效率等各个方面。充分发挥设备管理与维修工作的效能，使企业的生产经营活动建立在良好的物资技术基础之上，企业经济效益的提高才有保障。对液压设备的维修工作，液压设备才能得到合理的使用，正确而适时的维护和保养，有计划的管理、更新、改造、企业可以获得明显的效益，主要体现：（1）提高设备完好率，延长设备的使用寿命。（2)降低设备的故障率，保证企业生产的顺利进行。（3)提高设备利用率，充分挖掘设备潜力。（4)降低成本，减少停工损失和维修费用。（5)提高产品加工质量，减少废品损失。（6)降低能源消耗，提高劳动生产率。基于液压轴向柱塞泵和液压单向阀出现各种故障造成生产企业成本加大、不能是使企业正常的工作。对液压轴向柱塞泵和液压单向阀维修具有重大意义。2 轴向柱塞泵概述21轴向柱塞泵简介轴向柱塞泵由于柱塞结构紧凑、工作压力高、效率高、容易实现变量等优点，因此被广泛应用于工作压力高、流量大而又需要调节的液压系统中。轴向柱塞泵可分为阀配流与轴配流两大类。阀配流轴向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺点。国际上70、80年代发展的轴配流轴向柱塞泵克服了阀配流轴向柱塞泵的不足。由于轴向泵结构上的特点，轴配流轴向柱塞泵耐冲击、寿命长、控制精度高。使其成为一种优良的高压泵，代表当今国际上液压泵制造的先进水平。但是，它技术含量高、加工制造难度大，国际上只有博世（ BOSCH）公司、沃依特（ VOITH）公司等少数几家公司能够生产。而博世公司只能生产90mL以下规格的泵，沃依特公司只生产 110一250mLr规格的泵。 我国从80年代末90年代初有很多科研机构与生产厂家开始研究开发这种产品，但都没有取得实质性进展。主要因为在理论上有待深化，在实际生产中不能解决转子与配流轴、滑靴与定子两对摩擦副烧研的问题。有些生产厂家在柱塞内孔通过浇铸轴承合金等方法来克服烧研，但效果并不理想。这种办法在小排量泵中使用，虽然能够防止摩擦副烧研的问题，但泵的使用寿命不长。由我国著名的液压专家卢望研究员和材料专家闰秉均教授及其课题组经过多年研究与开发，取得了“过平衡压力补偿方法及双排轴向柱塞泵”和“一种新型高压大排量轴向柱塞泵”两项技术专利、“合金奥氏体贝氏体球铁开发应用研究”一项国家新材料技术成果。这些技术成果的取得，使我国轴向柱塞泵的研制在设计理论与材料工艺方面取得突破性进展。兰州永新科技股份有限公司以上述两项专利与一项新材料技术成果为支持，成功地开发生产的JBP系列机电控制式轴向柱塞泵，是国家科技部“八五”攻关和国家科技部火炬计划项目。该泵在多家企业进行了2-3年的工业考核试验，性能优良。泵的技术发展一如其他产业的发展一样，是由市场需求的推动取得的。当今社会，可进发展日新月异，人们在以环保、电子等领域高科技发展及世界可持续发展为主所产生的巨大需求的大背景下，对于包括泵行业在内的许多行业或领域都带来了技术的飞速变革和发展。随着电子、计算机、材料、制造等相关技术的发展，多学科交叉应用于轴向柱塞泵的研究，使仿真和试验更为接近现实，轴向柱塞泵设计和优化的效率大大提高。产品的生命力在于市场的需求。如今的市场需求正是要求创新，做到与众不同，正是这一点，造就了泵产品的多元化趋势。它的多元性主要体现在：（1） 输送介质的多样性（2） 产品结构的差异性（3） 运行要求的不同性从输送介质来看，最早泵的输送对象为单一的水及其它可流动的液体、气体或浆体到现在可输送固液混合物、气液混合物、固液气混合物，直至输送活的物体，如土豆、鱼等等。不同的输送对象对于泵的内部结构要求均不同。 除了输送对象对泵的结构有不同要求外，泵的安装形式、管道布置形式、维护维修等方面对泵的内在或外在的结构也提出了新要求。同时，各个生产厂商在结构的设计上又加入了各自企业的理念，更加提高了泵结构的多元化程度。基于可持续发展和环保的总体背景，泵的运行环境对泵的设计又提出了众多的要求，如泄漏减少、噪声振动降低、可调性增加、寿命延长等等均对泵的设计提出了不同的侧重点或几个着重点并行均需考虑，也必然形成泵的多元化形式。目前我国的轴向柱塞泵技术还比较落后，但旺盛的需求对轴向柱塞泵技术的发展有很大的推动作用。因此只要能紧跟国际技术潮流，发挥后发优势，一定能赶上国际先进水平，甚至后来居上。2.2轴式轴向柱塞泵的工作原理 轴向柱塞泵是依靠柱塞在缸体孔内的往复运动，造成密封容积的变化，来实现吸油和排油。直轴式轴向柱塞泵的结构如图2.2所示，柱塞的头部安装有滑靴，滑靴底面始终贴着斜盘平面运动。当缸体带动柱塞旋转时，由于斜盘平面相对缸体平面（xoy面）存在一倾斜角r，迫使柱塞在柱塞腔内作直线往复运动。缸体按n方向旋转，在范围内，柱塞由开始不断伸出，柱塞腔容积不断增大，直至。在这过程中，柱塞腔刚好与配油盘吸油窗相通，油液被吸人柱塞腔内，这是吸油过程。随着缸体继续旋转，在，柱塞在斜盘约束下开始不断进入腔内，柱塞腔容积不断减小，直至下孔点止。在这过程中，柱塞腔刚好与配油盘排油窗相通，油液通过排油窗排出。这就是排油过程。可见，缸体每转一圈，各个柱塞有半周吸油、半周排油。如果缸体不断旋转，泵便连续地吸油和排油。如果改变传动轴的旋转方向或斜盘的倾斜方向，就可改变泵的吸、排油方向；泵的排量大小可通过改变斜盘的倾角r的大小来实现。这也是斜盘式轴向柱塞泵通常为双向变量泵的原因。1-斜盘 2-回程盘 3-滑靴 4-柱塞 5-缸体 6-配油盘 7-传动轴图2.1 直轴式轴向柱塞泵工作原理 3柱塞泵常见故障的原因分析目前, 轴向柱塞泵的常见故障有以下四种：流量不足、压力无法建立和压力不足、噪声过大、异常发热。3.1流量不足液压油箱油位太低，吸入管路上过滤器堵塞或漏气。泵壳体内未充满液压油并存有空气。柱塞泵中心弹簧折断，是柱塞泵不能回程，造成缸体和配流盘失去密封性。配油盘及缸体或柱塞与缸体之间摩擦。对于变量泵有两种可能，如为低压，可能是油泵内部摩擦等原因，是变量机构不能达到极限位置，偏角小所致；如为高压，可能是调整误差所致。油温太高或太低。3.2压力无法建立或压力不足漏油严重。变量机构角太小，使流量太小，加上内漏影响，因而不能连续对外供压力油。伺服活塞与变量活塞运动不协调，出现偶尔或经常性的脉动。 进油管堵塞，阻力变大或漏气。3.3噪声过大泵轴与电动机的同轴度差，泵轴受径向力，转动时产生振动。油的粘度太高。柱塞泵吸油腔距油箱液面大于500mm，是柱塞泵吸油不良。油箱中通气孔被堵。3.4异常发热油液粘度调高或粘温特性差。油箱容量小。柱塞泵内部油液漏损太大、运动件磨损异常。4柱塞泵常见故障的排除对于轴向柱塞泵的流量不足、压力无法建立和压力不足、噪声过大、异常发热的四种常见故障，现就一一叙述其排除方法。图4.1轴向柱塞泵的外形图4.2轴向柱塞泵的原理图4.1流量不足的解决办法增加油液值至油箱标线范围，拆下过滤器清洗污物，并用压缩气 体吹净，紧固吸油管各连接处，严防空气进入。排出泵内空气。更换损坏的中心弹簧。磨平配油盘与缸体的接触面，单缸研配，并更换柱塞。低压时，使活塞及变量头活动自如；高压时，纠正调整误差。根据温升选择合适的油液。4.2压力无法建立或压力不足的解决办法磨平配油盘与缸体的接触面，单缸研配，并更换柱塞，紧固各连接处螺栓，排出漏损。 适当加大变量机构偏角，排出内部除损。偶尔脉动，多因油脏，可更换新油，经常脉动，可能是配合研伤或憋劲，应拆下修研。疏通进油管，并清洗进口过滤器，紧固进油管段德连接螺栓。4.3噪声过大的解决办法调整泵轴与电动机轴的同轴度降低油液粘度，可用同类的油液进行调配，或更换合适油液降低柱塞泵吸油口高度清洗油箱中通气孔4.4经常发热的解决办法适当降低油液的粘度。增大油箱容量，或增设冷却器。检修柱塞泵，减小泄露。修复或更换磨损件，并排除异常陌生的原因。5 YUKEN变量柱塞泵失压故障的诊断及修5.1 YUKEN变量柱塞泵结构及工作原理YUKEN变量柱塞泵结构如图5.1所示，主要由传动轴、泵体、斜盘、斜盘托架支持轴承、配油盘、柱塞等件组成，中间泵体1的一端通过螺钉连接泵端盖2，中间泵体1的另一端通过螺钉斜盘托架支持轴承相连，该泵是将9个柱塞配置在一个共同缸体的圆周上，并使柱塞中心线和缸体中心线平行，柱塞头部连有滑靴，滑靴由压盘紧压在斜盘上，斜盘轴线与缸体轴线倾斜一角度，斜盘由斜盘托架支持轴承保持在泵体上，在泵壳内中装有径向支持轴承作为泵转轴的径向支承，传动轴3上设有键槽，在柱塞缸体4内装有的中心弹簧、弹簧座、内套及回程盘17的联合作用下迫使滑履9在斜盘7上作平面运动。当电机带动传动轴旋转时，传动轴带动缸体旋转，由于斜盘的作用，迫使柱塞8在缸体内作往复运动，并通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油，缸体每转一周，每个柱塞各完成吸、压油一次，如改变斜盘倾角，就能改变柱塞行程的长度，即改变液压泵的排量。. 图5.1： YUKEN变量柱塞泵结构1. 中间泵体 2泵端盖 3.传动轴 4. 柱塞缸体 5. 配油盘 6. 斜盘托架支持轴承7. 斜盘 8. 柱塞 9.滑靴 10.中心枢轴6失压故障过程及原因分析6.1 事故现象2007年8月12日，运行人员进行例行的定期工作：进行汽轮机油系统油泵试验，发现7A顶轴油泵电流8.5A，泵出口表压为零，两次试验情况相同。6.2故障分析6.2.1正在组织组织解设备运行情况检查7月22日、8月2日运行日志记录油泵试验正常，询问设备操作者确认8月2日泵出口压力为18Mpa，电流正常，但是由于I/O故障在计算机上没有显示。8月3日运行日志记录：消除其电流I/O缺陷，电气试转7A顶轴油泵电流为8.5A。6.2.2检查7A顶轴油泵实际运行情况检查泵注油及入口压力正常，试转7A顶轴油泵电流8.5A，泵出口表压为零，缓慢关 闭出口门，检查油泵电流不上升，并且泵疏油管及泵体温度比正常低，停止该泵运行。6.2.3油泵失压过程分析系统无压力其原因往往与动力机、泵、阀等部分有关。查找生产现场液压系统故障的常用方法是逻辑诊断法，它是从故障的现象出发，采取符合逻辑、适合液压故障规律的查找顺序进行分析，减少怀疑对象，逐渐逼近，找出故障发生部位的一种方法，采用这种方法，首先要提出各种可能引起故障的原因，然后对其进行分析、验证，从而找出真正原因，并给以排除，以至恢复整机功能， 具体排除过程见下表。顶轴油泵失压过程排除顺序表序号可能原因排除方法结果1泵内吸入空气检查泵注油及入口压力正常。排除。2溢流阀故障泵疏油管及泵体温度低。排除。3系统存在泄漏慢关出口门检查油泵电流不上升。排除。4泵反向检查8月3日运行日志记录电气有工作，且顶轴油泵电流为空载电流。观察泵旋转方向与泵体旋转标志相反。5泵内部零件磨损，间隙过大，密封件损坏关闭出口和卸压手动门，正反向手盘转轴，轻松，不泵油。电机调相后试转，出口压力为零。不能排除。7 柱塞泵失效形式及部位分析图7.1 YUKEN斜盘式轴向柱塞泵工作原理 7.1柱塞泵失效形式分析泵在使用过程中一般要经过初期磨损、正常磨损和异常磨损等三阶段。该泵8月2日运行正常，8月3日出现失压故障，可以认为由于电机泵反向造成异常磨损。7.2 YUKEAN系列斜盘式柱塞泵的结构特性从泵工作原理图7.1上可以看出，为了维持轴向柱塞泵的正常工作，三对摩擦副在正常工作状态均存在由高压油进行润滑和密封。柱塞泵在高速、高压下工作，由滑靴和斜盘、柱塞杆和缸体孔、缸体配流面和配油盘所形成的三对主要摩擦副，是影响柱塞泵工作性能和寿命的主要因素，它们既要保证密封性，又要尽量减少磨损，由于电机反向运行，泵出口没有高压油导致了异常磨损和非正常的泄漏，正是这些泄漏将会导致其丧失工作能力。7.3柱塞泵三对主要摩擦副的润滑及磨损泄漏原因分析根据柱塞泵结构，反向运行造成异常磨损，其磨损主要存在于斜盘与斜盘托架支持轴承、缸体和配油盘、滑靴和斜盘三对摩擦副中，它们是8月3日柱塞泵失压故障的重要因素。7.3.1配油盘与柱塞缸体配流面a 配油与柱塞缸体，配油盘通过定位环和定位销安装在壳体上，并且通过轴向弹力和柱塞孔端部液压力紧贴在壳体平面上。配油盘与缸体摩擦副是静对动配流方式，由于泵体的进、出油液通过具有腰形孔的配油盘，进、出高速旋转的柱塞缸体柱塞孔，配油盘和端盖缸体间在液体压力作用下形成静压油膜，配油盘与柱塞缸体配流面之间存在相对运动造成磨损，同时柱塞泵工作时压力油对柱塞缸体产生一个轴向推力，加上中心弹簧的作用力使缸体对配油盘保持一定的压紧力,两者之间通常密封良好。当泵反向时，没有高压油润滑，造成配油盘磨损。b动静配油盘具有相对运动，并且相对运动速率高达10m/s。因此该平面的动静配油盘表面，要有较高耐磨要求和平面度要求，同时也需要有较大的贴合力（即轴向弹力）。为了提高耐磨性能，通常将动静配油盘采用不同硬度的材料制成 缸体配油面为高硬度的优质合金钢，配油盘表面喷涂较软的铜铝合金，其表面都是经过高精度研磨加工而成，其平面度都非常高。另外，动配油盘的高低压窗口距离非常近，该部位稍有损伤将会引起大量的泄漏，甚至很快就使液压泵失去工作能力，特别是磨损，只要该表面有几道非常细小的磨痕都会引起液压泵的性能下降很多。例如一台柱塞泵，表面有一道1mm宽，0.5mm深的磨痕，该泵压力从15Mpa下降至5Mpa。在15Mpa时输出流量由200L/min降至0L/min，可见柱塞泵容不得半点“砂子”。C闭泵出口和卸压手动门，正向手盘泵转轴，轻松，不泵油，说明泵存在严重泄露；当泵正常情况下，关闭其出口，由于泵内仅存在极少量泄漏，正向手盘泵转轴只能盘动1-2圈。电机调相后转向正常，试转泵出口压力仍然为零，是由于反转后使中心弹簧偏斜，导致轴向推力不足使配油盘贴合力不够，引起较大泄漏，同时由于缺油运行，动静配油盘摩擦过热，使泄漏量增大。73.2柱塞头与斜盘滑靴、斜盘与斜盘托架支持轴承 a 斜盘与斜盘托架支持轴承的滑动磨擦部位是一个非常特殊的部位，也是轴向柱塞泵非常敏感的位置。高压油通过柱塞泵体进入托架支持轴承，使之和斜盘之间形成一定厚度的油膜，这样高速滑动摩擦为液体摩擦，减小了摩擦和磨损。当反向时，没有高压油润滑，斜盘与斜盘托架支持轴承发生金属接触磨擦，造成支持轴承失效。b 柱塞头与斜盘滑靴是三对磨擦副中最为复杂的一对，柱塞头在斜盘上除进行自转外还进行公转，柱塞头和滑靴上的小孔，将压力油引入盘形腔，即从柱塞腔引出高压油在柱塞头与斜盘滑靴间形成13m厚的油膜，柱塞头和斜盘滑靴的高速滑动摩擦为液体摩擦，依靠液体压力承受柱塞载荷，避免金属直接接触磨损；当泵反向时，柱塞头与斜盘滑靴接触形成固体之间的摩擦，而非液体摩擦，柱塞头和滑靴将很快磨损。c) 柱塞杆与缸体孔摩擦副是无静压卸载式，柱塞杆在缸体孔内作直线往复运动，柱塞移动的行程随斜盘角度的变化而变化，并通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油。8零件的修复与故障排除8.1零件的修复对YUKEN柱塞泵进行解体检查，发现配油盘、斜盘与斜盘托架轴承出现明显的磨损和拉毛，见图8.1。在对其进行人工研磨，以达到所需的粗糙度。本次故障是因磨损、拉毛从而导致其与配油盘和泵体配流平面斜盘托架支持轴承配合不好，密封性能下降，造成泄漏而达不到设计泵压，采用手工研磨的方法修理，具体方法是研磨前先将配油盘拉毛或不平处用细油石推平，在二级以上精度的平板上研磨；将斜盘和斜盘托架支持轴承加研磨膏和红丹粉进行对研，研磨后的配油盘的结合面用煤油清洗后抛光，表面粗糙度应达到Ra0.032m，平面度应小于 0.005mm ，托架支持轴承、安装配流盘在修理、安装过程中，须注意下问题： 1）、缸体与配油盘运动端面要达到规定要求二者接触均匀。 2）、安装时要保证缸体、轴承、花键轴等部的同轴度，泵体、配油盘对花键轴的垂直度，配盘两端平行度，以保证配油盘与缸体全面贴合，免烧盘。8.2故障排除泵回装后进行试转，由于机组正常运转中，用向汽轮机轴瓦供油的方法进行流量试验，其运行参数正常，并且由于消除了泵初期磨损、正常磨损,内漏减少，效率提高，超过故障前的流量，达到了设计参数，通过流量调整保持系统压力18.8MPa.。项目单位设计损坏前修复后压力MPa20.581821流量L/min37.5-电流A353135功率KW18.5516.4318.55转速r/min150015001500图8.1：配油盘、斜盘与斜盘托架支持轴承磨损及研磨情况9单向阀的工作原理如图9.l所示，单向阀是气流只能一个方向流动而不能反向流动的方向控制阀。其工作原理与液压单向阀一样。压缩空气从阀进入，克服弹簧力和摩擦力使单向阀阀口开启，压缩空气从P流至A；当P口无压缩空气时，在弹簧力和A口(腔)余气力作用下；阀口处于关闭状态，使从A至P气流不通。单向阀应用于不允许气流反向流动的场合，如空压机向气罐充气时，在空压机与气罐之间设置一单向阀，当空压机停止工作时，可防止气罐中的压缩空气回流到空压机。单向阀还常与节流阀、顺序阀等组合成单向节流阀、单向顺序阀使用。 见 图9.110单向阀使用注意事项及故障诊断与排除 正常工作时，单向阀的工作压力要低于单向阀的额定工作压力；通过单向阀的流量要在其通径允许的额定流量范围之内，并且应不产生较大的压力损失。单向阀的开启压力有多种，应根据系统功能要求选择适用的开启压力，应尽量低，以减小压力损失；而作背压功能的单向阀，其开启压力较高，通常由背压值确定。在选用单向阀时，除了要根据需要合理选择开启压力外，还应特别注意工作时流量应与阀的额定流量相匹配，因为当通过单向阀的流量远小于额定流量时，单向阀有时会产生振动。流量越小，开启压力越高，油中含气越多，越容易产生振动。 使用时一定要注意认清进、出油口的方向，保证安装正确，否则会影响液压系统的正常工作。特别是单向阀用在泵的出口，如反向安装可能损坏泵或烧坏电机。但是，单向阀安装位置不当，会造成自吸能力弱的液压泵的吸空故障，尤以小排量的液压泵为甚。故应避免将单向阀直接安装于液压泵的出口，尤其是液压泵为高压叶片泵、高压柱塞泵以及螺杆泵时，应尽量避免。如迫不得已，单向阀必须直接安装于液压泵出口时，应采取必要措施，防止液压泵产生吸空故障。如采取在联接液压泵和单向阀的接头或法兰上开一排气口。当液压泵产生吸空故障时，可以松开排气螺塞，使泵内的空气直接排出，若还不够，可自排气口向泵内灌油解决。或者使液压泵的吸油口低于油箱的最低液面，以便油液靠自重能自动充满泵体；或者选用开启压力较小的单向阀等措施。单向阀闭锁状态下泄漏量是非常小的甚至于为零。但是经过一段时期的使用，因阀座和阀芯的磨损就会引起泄漏。而且有时泄漏量非常大，会导致单向阀的失效。故磨损后应注意研磨修复。单向阀的正向自由流动的压力损失也较大，一般为开启压力的35倍，约为0.20.4MPa，高的甚至可达0.8Mpa。故使用时应充分考虑，慎重选用，能不用的就不用。 10.1 单向阀的常见故障及诊断排除方法见表2l。表2-1 单向阀的常见故障及诊断排除方法11液控单向阀使用注意事项及故障诊断与排除在液压系统中使用液控单向阀时，必须保证液控单向阀有足够的控制压力，绝对不允许控制压力失压。应注意控制压力是否满足反向开启的要求。如果液控单向阀的控制引自主系统时，则要分析主系统压力的变化对控制油路压力的影响，以免出现液控单向阀的误动作。 根据液控单向阀在液压系统中的位置或反向出油腔后的液流阻力(背压)大小，合理选择液控单向阀的结构(简式还是复式?)及泄油方式(内泄还是外泄?)。对于内泄式液控单向阀来说，当反向油出口压力超过一定值时，液控部分将失去控制作用，故内泄式液控单向阀一般用于反向出油腔无背压或背压较小的场合；而外泄式液控单向阀可用于反向出油腔背压较高的场合，以降低最小的控制压力，节省控制功率，如图11.1所示。若采用内卸式，则柱塞缸将断续下降发出振动和噪声。当反向进油腔压力较高时,则用带卸荷阀芯的液控单向阀，此时控制油压力降低为原来的几分之一至几十分之一。如果选用了外泄式液控单向阀，应注意将外泄口单独接至油箱。另外，液压缸无杆腔与有杆腔之比不能太大，否则会造成液控单向阀打不开。 图11.1 液控单向阀用于反向出油腔背压较高的场合 用两个液控单向阀或一个双单向液控单向阀实现液压缸锁紧的液压系统中，应注意选用Y型或H型中位机能的换向阀，以保证中位时，液控单向阀控制口的压力能立即释放，单向阀立即关闭，活塞停止。假如采用0型或M型机能，在换向阀换至中位时，由于液控单向阀的控制腔压力油被闭死，液控单向阀的控制油路仍存在压力，使液控单向阀仍处于开启状态而不能使其立即关闭，活塞也就不能立即停止，产生了窜动现象。直至由换向阀的内泄漏使控制腔泄压后，液控单向阀才能关闭，影响其锁紧精度。但选用H型中位机能应非常慎重，因为当液压泵大流量流经排油管时，若遇到排油管道细长或局部阻塞或其他原因而引起的局部摩擦阻力(如装有低压滤油器、或管接头多等)，可能使控制活塞所受的控制压力较高，致使液控单向阀无法关闭而使液压缸发生误动作。Y型中位机能就不会形成这种结果。 工作时的流量应与阀的额定流量相匹配。 安装时，不要搞混主油口、控制油口和泄油口，并认清主油口的正、反方向，以免影响液压系统的正常工作。带有卸荷阀芯的液控单向阀只适用于反向油流是一个封闭容腔的情况，如油缸的一个腔或蓄能器等。这个封闭容腔的压力只需释放很少的一点流量，即可将压力卸掉。反向油流一般不与一个连续供油的液压源相通。这是因为卸荷阀芯打开时通流面积很小，油速很高，压力损失很大，再加上这时液压源不断供油，将会导致反向压力降不下来，需要很大的液控压力才能使液控单向阀的主阀芯打开。如果这时控制管道的油压较小，就会出现打不开液控单向阀的故障。图l1.2为具有卸荷功能的三位四通电液换向阀。当换向阀处在中位时，油泵卸荷，出口压力极低，即使先导阀换向，主阀也不能换向，因此主阀的中位具有卸荷机能时，若控制油源来自主油路，则应在控制油路接入点后加装背压阀，以使泵能提供足以使主阀换向的压力油。图11.2 具有卸荷功能的三位四通电液换向阀液控单向阀用于平衡回路中（如图11.3所示）。在进行平衡回路设计时，液控单向阀一般不能单独用于平衡回路，否则活塞下降时，由于运动部件的自重使活塞的下降速度超过了由进油量设定的速度，致使缸6上腔出现真空， 液控单向阀4的控制油压过低，单向阀关闭，活塞运动停止，直至油缸上腔压力重新建立起来后，单向阀又被打开，活塞又开始下降。如此重复即产生了爬行或抖动现象，出现振动和噪声。而通过在无杆腔油口与液控单向阀4之间串联一单向节流阀5， 系统构成了回油节流调速回路。这样既不致因活塞的自重而下降过速，又保证了油路有足够的压力，使液控单向阀4保持开启状态，活塞平稳下降。换向阀3同样应采用H或Y型机能，若采用M 型机能(或0型机能)，则由于液控单向阀控制油不能得到即时卸压，将回路锁紧。从而使工作机构出现停位不准，产生窜动现象。另外，通过在液控单向阀控制油路中设置阻尼，使其可单独工作于平衡回路，此种回路可节省节流阀，更经济。图11.3 平衡回路11.1液控单向阀 2常见故障及诊断排除方法见表11.1表11.1 液控单向阀的常见故障及诊断排除方法12 致谢论文定稿之际，特别感谢刘守林老师对我的指导、提供具有代表性的课题、材料、以及在我遇到难题时，能及时为我解答，使我顺利完成毕业设计。在此，谨向我的指导老师所授予的严谨、细致、认真的指导和所付出的心血，致以崇高的敬意和衷心的感谢！浙江广厦建设职业技术学院的多位教师在我撰写毕业论文过程中以及在校学习期间，给予了很多热情帮助和大力支持。为此，向他们表示诚挚的谢意！向所有关心、支持、帮助过我的各位老师、同学、朋友们表示谢意！最后，向热心评审论文和参加答辩的老师们致以衷心的感谢!13 参考文献1于军、白柳.液压与气动传动.机械工业出版社.2009.82陆望龙、江祖专.液压维修问答湖南科学技术出版社.2011.13官忠范液压传动系统机械工业出版社1997.34雷天觉液压工程手册机械工业出版社2001.55杨培元.液压设计简明手册.机械工业出版社.1993.11 第 25 页 共25页