QCS系列液压教学实验台的故障分析与排除

夏一桥， 郑民欣

（郑州轻工业学院 机电工程学院，郑州450002）

1 引 言

QCS 系列液压教学实验台是某机床厂生产的适合大、中专院校机电类专业、机床液压传动课程的实验教学用设备。QCS 系列实验台可进行压力形成、液阻特性、节流调速、油泵性能、溢流阀动静态特性、基本调速回路等实验。但在实验教学中，该机床经常会出现一些故障，尤其是使用年限较长的实验台。液压系统故障有别于其他机械传动设备的故障，不易通过表象观察来正确分析判断，故障的隐藏性强，关联性很复杂，系统发生了故障,要迅速找出故障原因往往比较困难。我院的QCS 系列液压教学实验台已经用于实验教学多年，在使用过程中积累了许多维修经验，根据系统的具体情况和特点，用主观判断、逻辑分析的方法解决了在实验教学中出现的问题，大大地提高了设备的使用率和实验教学质量。

2 故障分析基本要点

（1）在对QCS 系列液压教学实验台进行液压系统的故障分析之前,要清楚整个液压系统的传动原理、结构特点。根据结构及其内在联系进行故障现象的分析、判断。QCS 系列液压教学实验台的特点是：传动原理采用的是教科书所讲到的基本回路和典型回路，动力部分均采用叶片泵，液压系统元件大部分采用板接式连接，易于拆装维修。

（2）熟悉液压系统的组成部分及元气件的结构与工作原理。如果不熟悉液压系统的基本组成及液压元件的结构与工作原理, 就不能很好地分析判断和排除液压系统的故障。

液压系统主要由动力装置、执行机构、压力流量控制装置、辅助装置构成。

ⓐ动力装置主要是将机械能转换成油液的液压能，给液压系统提供压力油，例如油泵、电机、系统安全阀等。ⓑ执行装置是把液压能转换成机械能，如液压缸、液压马达。ⓒ压力流量控制装置是控制液压系统中的油液压力,流量和流动方向的，控制元件有溢流阀、调速阀、电磁换向阀、减压阀等。ⓓ辅助装置是上述三项以外的其它装置,如油箱、过滤器、油管、流量计压力表等,以保证液压系统可靠、稳定、持久地工作。

（3）故障分析要有逻辑性、要方法对路、逐一排除。当液压系统出现了故障，在没有找到故障原因之前,不要主观盲目地将设备进行拆卸，首先应当根据系统的因果关系分析故障现象，可采用工作原理分析法、故障机理分析法、液压传动知识分析法、经验分析法和各种基于上述方法的因果关系分析法，这些方法均具有逻辑分析的特点。按合理的程序查找产生故障的原因，找出故障出现在系统的那一部分，对于以往经常出现的故障现象,可以进行经验判断。有时引起故障的原因是多方面的,当初步判定故障产生的范围或者已经确定故障产生于系统的某一部分而尚未找到其根本原因时,可以采取隔离分析的方法：即把受到怀疑的部分与其他部分隔离开来, 然后逐一进行检查。否则不仅浪费人力、物力和时间，而且还会增加故障的复杂性。

3 液压系统常见故障逻辑分析与排除

3.1 压力异常

压力异常表现为：压力为零、压力小、压力调不上去、压力不稳定，液压缸负载增大时压力上不去。

首先要分析动力装置部分：（1）检查电机转速，新进设备要注意电机是否反转。（2）溢流阀是否有问题，由于是板接式连接拆卸方便，可用替代法换新阀试验。（3）液压泵是否内泄漏。在检查泵之前应先检查溢流阀，因为若溢流阀有问题，即使泵没问题，压力也调不上去。如果泵内泄漏，其主要原因是内部有杂质，转子与配油盘结合的端面摩擦划伤，产生沟痕造成内泄严重。排除方法：检验油液是否有杂质，如果油液可继续使用，则要清洗液压泵体，同时修整转子、配油盘和叶片，装配测试后方可再用。如油液已不适合再用，须及时更换油液。（4）若上述几种情况没问题，液压缸正在工作且负载较大压力上不去时，一般应该是液压缸活塞密封圈损坏泄漏、进油腔与出油腔连通引起的。（5）检查系统管路连接是否漏油。

3.2 液压缸工作异常

异常情况有：液压缸不动作、液压缸爬行、达不到设定的压力负载。

分析方法与步骤：（1）先检查节流阀或调速阀是否有问题，可用替代法换新阀试验。（2）控制液压缸的换向阀在中位时，检查系统压力是否与设定的参数一致。（3）换向阀换向是否到位，若不到位可能有以下原因：换向阀阀芯卡死、换向阀电磁铁失效无磁性、换向阀电磁铁未供电、换向阀电磁线圈损坏。（4）工作缸内有污物造成卡死。(6)当工作缸负载增大时、工作缸推力不足，达不到设定的压力负载，原因是液压缸活塞密封圈损坏，造成进出油腔连通。（6）液压缸爬行与缸内存有空气有关，应排除其内部的空气。

3.3 流量速度异常

异常情况：（1）执行机构不动作，只有一个速度；（2）速度调节不稳。

QCS 系列液压教学实验台采用的是节流阀或调速阀控制系统回路速度，对某一回路的分析方法与步骤：（1）如果只有一个速度或速度不稳定，在系统拆卸比较困难并且条件允许的情况下，可通过对系统进行加载实验，因为节流阀或调速阀是有一定速度—负载特性曲线的，若不符合其曲线特征，就基本可以断定是阀的问题。（2）若执行机构不动作，在溢流阀和换向阀没问题的情况下，可用替代法换新的节流阀或调速阀试验。

3.4 液压系统振动和噪声

振动和噪声会影响人的情绪，影响实验教学的进行，容易使人产生疲倦,造成实验设备故障。产生振动和噪声的主要原因有空气的侵入、液压泵本身的质量问题、零件的磨损后间隙过大、溢流阀不稳定、换向阀电磁铁接触不良及零件松动等。

分析噪声产生原因的方法和步骤：（1）首先检查电机、油泵是否有问题。油泵的选用也很重要，笔者曾经购买过某小厂生产的油泵，在使用过程中噪音非常大。（2）看油泵进油路是否畅通，油液面是否太低吸入空气，过滤器是否阻塞等。（3）系统内是否进入空气引起高频振动。

4 结 语

目前，我国许多理工科院校在液压传动课的实验教学中普遍使用QCS 系列的教学设备。此系列教学设备在设计上有许多共性及特点。以QSC 系列实验台液压系统的共性、特点为基础，用主观判断和逻辑分析相结合的方法分析判断故障、制定排除的方法，是一种重要的解决问题的方法，需要进行研究总结。

［1］ 嵇光国.液压系统故障诊断与排除［M］.北京：海洋出版社，1998.

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