液压传动系统的原理和故障维护

李志学

摘 要：在现代工程机械传动过程中，除了机械传动结构和电气装置，工程机械液压传动应用最为广泛。与电力传动、气体传动等相比，工程机械液压传动系统的故障率较低，使用寿命较长。不过，液压传动主要以液压油为工作介质，在实际运行中难免会发生泄漏问题，再加上液压油的黏度会随着温度变化而逐渐发生变化，最后都会影响到传动系统的工作性能。因此，相关人员一定要对工程机械液压传动系统的故障进行合理分析和研究，以确保其稳定运行。

关键词：液压传动;工作原理;故障维护

一、系统的工作原理

（1）液压传动系统的组成：主要由动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等5部分组成。

（2）液压传动系统的工作原理。液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件（液压缸或马达）把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。

（3）液压传动系统的优点：1）体积小、重量轻，例如同功率液压马达的重量只有电动机的10%～20%。因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击;2）能在给定范围内平稳地自动调节牵引速度，并可实现无极调速，且调速范围最大可达1：2 000（一般为1：100）;3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换;4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制;5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长;6）操纵控制简便，自动化程度高;7）容易实现过载保护;8）液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。

（4）液压传动系统的运用。液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式，由于其具备诸多优点因而应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等;行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等;钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等;土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等;船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等;特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等。

二、液压传动系统常见故障和排除方法

（一）液压传动系统故障分类

一般而言，根据各类液压设备的液压系统和液压元件运行状况，可以将故障分为3类：（1）共性故障，即各类液压设备的液压系统和液压元件经常出现的液压故障;（2）个性故障，即各类液压设备的液压系统和液压元件所具有的特有液压功能所出现的特殊性故障;（3）理性故障，即液压系统设计不合理或者不完善，液压元件结构设计不合理或者选用不当而引起的故障。

（二）液压传动系统故障的诊断

一是“望”，即看液压系统压力、速度、油液、泄漏、振动等是否存在问题。二是“闻”，即听液压系统声音：冲击声、泵的噪声及异常声，判断液压系统工作是否正常。三是“问”，即询问设备操作者，了解设备运行状况，其中包括：液压系统工作是否正常，液压泵有无异常现象，液压油检测清洁度的时间及结果，滤芯清洗和更换情况，发生故障前是否对液压元件进行了调节，是否更换过密封元件，故障前后液压系统出现过哪些不正常现象，过去该系统出现过什么故障，是如何排除的等，要对这些问题逐一进行了解，以便科学诊断。四是“切”，即摸温升、振动、爬行及联接处的松紧程度，判定运动部件工作状态是否正常。

（三）液压传动系统常见具体故障原因和排除方法

1、系统无压力或压力不足

（1）故障原因：1）溢流阀开启，由于阀芯被卡住，不能关闭，阻尼孔堵塞，阀芯与阀座配合不好或弹簧失效;2）其他控制阀阀芯由于故障卡住，引起卸荷;3）液压元件磨损严重，或密封损坏，造成内、外泄漏;4）液位过低，吸油堵塞或油温过高;5）泵转向错误，转速过低或动力不足。

（2）排除方法：1）修研阀芯与壳体，清洗阻尼孔，更换弹簧;2）找出故障部位，清洗或修研，使阀芯在阀体内运动灵活;3）检查泵、阀及管路各连接处的密封性，修理或更换零件和密封;4）加油，清洗吸油管或冷却系统;5）检查动力源。

2、流量不足

（1）故障原因：1）油箱液位过低，油液粘度大，过滤器堵塞引起吸油阻力大;2）液压泵转向错误，转速过低或空转磨损严重，性能下降;3）回油管在液位以上，空气进入;4）蓄能器漏气，压力及流量供应不足;5）其他液压元件及密封件损坏引起泄漏;6）控制阀动作不灵活。

（2）排除方法：1）检查液位，补油，更换粘度适宜的液压油，保证吸油管直径;2）检查原动机、液压泵及液压泵变量机构，必要时换泵;3）检查管路连接及密封是否正确可靠;4）检查蓄能器性能与压力;5）修理或更换。

3、泄漏

（1）故障原因：1）接头松动，密封损坏;2）板式连接或法兰连接接合面螺钉预紧力不够或密封损坏;3）系统压力长时间大于液压元件或辅件额定工作压力;4）油箱内安装水冷式冷却器，如油位高，则水漏入油中，如油位低，则油漏入水中。

（2）排除方法：1）拧紧接头，更换密封;2）预紧力应大于液压力，更换密封;3）元件壳体内压力不应大于油封许用压力，换密封;4）拆修。

4、过热

（1）故障原因：1）冷却器通过能力小或出现故障;2）液位过低或粘度不适合;3）油箱容量小或散热性差;4）压力调整不当，长期在高压下工作;5）油管过细过长，弯曲太多造成压力损失增大，引起发热;6）系统中由于泄漏、机械摩擦造成功率损失过大;7）环境温度高。

（2）排除方法：1）排除故障或更换冷却器;2）加油或换粘度合适的油液;3）增大油箱容量，增设冷却装置;4）调整溢流阀压力至规定值，必要时改进回路;5）改变油管规格及油管路;6）检查泄漏，改善密封，提高运动部件加工精度、装配精度和润滑条件;7）尽量减少环境温度对系统的影响。

三、工程机械液压传动系统故障预防措施研究

提高液压油的清洁度。在工程机械液压传动系统当中，液压油不仅是工作的介质，同时还是一种润滑剂。因此，油液的清洁度对工程机械液压传动系统性能以及元件安全性、可靠性具有重要作用和意义。由于液压元件的配合精度非常高，因此，对油液中的污物杂质所造成的淤积以及阻塞等非常敏感。所以，在实际的工程机械液压传动系统工作过程中，相关人员一定要全面提高液压油的清洁度，对液压油中侵入的杂质以及污物等进行严格把控，从而保证系统可以正常工作和运行。

避免液压油混入到空气当中。在工程机械液压传动系统运行过程中，液压油是不能压缩的，但是空气的可压缩性非常大，所以，即使工程机械液压传动系统中含有少量的空气，也会对系统的运行造成较大影响和制约。溶解在油液中的空气，在压力较低的情况下会从油液溢出非常多的气泡，并且这些气泡非常容易被击碎，从而致使工程机械液压传动系统产生了一定的噪声，影响系统的稳定运行。此外，当气体受到一定压缩时，就会产生热能，导致局部发热的情况，这样不仅会对液压油以及液压元件造成一定损坏，还会导致传动系统工作出现不稳定的情况。因此，在今后的工程机械液压传动系统工作过程中，一定要避免油管出现破裂或者接头松动的輪情况，确保密封件不被损坏。在加油的过程中，一定要避免不适当的向下倾倒。还有，在回油管插入油面的过程中，应该防治液压泵人口滤油器阻塞的情况，减小吸油的阻力，确保油中的空气不会分离。

四、结束语

对于工程机械液压传动系统的故障，相关人员在实际的工作过程中，一定要根据实际情况，沉着冷静对待问题，合理分析故障产生的原因，并且根据自身经验，科学应用先进技术，对故障进行及时排查和清除，确保相关设备可以顺利工作。此外，相关管理人员还要建立健全的机械设备管理制度，对设备进行定期的维护和更新，延长设备使用寿命，进一步提高工程机械液壓传动系统的运行效率。

参考文献

[1]盛艳，陈思羽.谈工程机械液压传动系统故障及维护[J].科研，2015（10）：4.

[2]刘沁钢.煤矿工程机械液压传动系统故障的分析与处理[J].低碳世界，2015（13）：110-111.

（作者单位：江西工业职业技术学院）