吃什么补充维生素e:机床液压传动系统的爬行问题

机床液压传动系统的爬行问题

摘 要 机床的液压系统出现爬行的原因是多种多样的，如液压缸别劲、密封件的影响、液压系统中进入空气、液压零件的磨损等由于液压系统内部的情况观察不到，一般很难直接，断产生故障的原因。液压系统中爬行现象常出现于运动速度较低和润滑条件不良时，爬行对机床的工作是非常有害的，因此我们要找出解决液压系统爬行的办法，如防止空气进行系统、增强系统的刚性、合理选用油的黏度等。
关键词 机床液压 液压传动 爬行

1 液压系统产生爬行的可能原因
1.1液压缸别劲
液压缸在运动中，除推动载荷运动所必须克服的阻力外，还必须克服液压缸本身内摩擦阻力，如内摩擦阻力过大，说明液压缸存在别劲现象。由于液压缸运动时别劲，所以最易出现振动及爬行现象，造成液压系统别劲常有以下原因：
①装配不当。不给液压缸加载，测量其最低工作阻力，如阻力过高说明有别沙叫象，因此，装配液压缸时应严格执行装配工艺要求，保证活塞、活塞杆运动时不受扭力作用，保证密封件阻力大小适宜及条件良好。
②载荷的反作用力使液压缸发生歪斜。这种因载荷的作用力而导致液压缸别劲，一般在液压缸推动载荷运动时才表现出来。如带地脚的液压缸由于地脚刚性不足，在推动载荷运动时，在载荷的反作用力作用下，引起地脚挠性变形，从而使液压缸发生歪斜，而出现别劲现象。因此，液压缸安装时，除应有位置精度外，还应有足够的刚性。
③大行程液压缸的别劲现象。卧式大行程液压缸当活塞从缸体的起端位置开始运动时，因活塞杆的重量对活塞产生一个倾倒力矩，造成活塞滑动部位两端接触面压力增高，同时，活塞杆的转矩也作用在衬套滑动部位局部圆面上，形成很大的表面接触压力。活塞运动到终端位置时，也有类似的情况。滑动表面接触压力过大，润滑油膜被破坏，便出现别劲和爬行现象。如龙门刨床工作台油缸，汽车起重机的伸缩臂液压缸就属这一类型。为了防止滑动面的压力过高，可用无缝钢管作活塞杆，以减轻其自身重量：活塞体加长，同时增加聚甲醛支承环作为滑动部分等方法，可避免别劲和爬行现象的产生。
④故障现象
压力表显示值较高或稍高，爬行部位及规律性较强，甚至伴有抖动。

⑤故障原因及检测排除
运动部件尺何精度发生变化、装配精度低均会导致摩擦阻力不均，容易引起执行器产生爬行。例如液压缸活塞杆弯曲，液压缸与导轨不平行，导轨或滑块的压紧块(条)夹得太紧，或活塞杆两端螺母旋得太紧，密封件压盈量过大，活塞杆与活塞不同轴，液压缸内壁或活塞表面拉毛，这些情况都是引起故障的原因。有的情况表现为液压缸两端爬行逐渐加剧，如活塞与活塞杆不同轴；有的情况表现为局部压力升高，爬行部位明显，如液压缸内壁或活塞表面拉伤、局部磨损严重或腐蚀等。

这类故障常在特定情况下发生，如新设备调试中、设备外伤时。主要原因是制造、装配精度未能保证，或外伤后精度被破坏。至于是否为液压缸内壁或活塞表面质量破坏所致，则需对液压缸进行拆卸方能得知，而这一工作量是较大的。


1.2密封件的影响
液压缸产生爬行现象，受密封件的影响很大。一般情况下，应先检查活塞杆密封件和活塞密封件是否太紧。当液压缸运动速度低于5mm/s出现爬行应在密封圈的选择上加以注意。为了消除爬行现象，密封圈应具备下列基本条件：密封材料的动摩擦阻力与静摩擦阻力之差要小；在密封结构上，滑动阻力应尽量小；密封件的刚性要大，受到拉伸作用时，伸长量要小；理想的密封材料应具有负的阻力特性即滑动速度增大时，阻力也增大。
①O型密封圈。O型密封圈是依靠强制的体积变形即挤压作用，增大接触面压力来实现密封作用。O型圈与不承受内压作用的U形圈相比，在低压下使用时因其动摩擦阻力与静摩擦阻力之差较大，所以易出现爬行现象。
②U型密封圈。U型密封圈在无压时是依靠使唇缘变形的反作用力产生面压以达到密封作用。然而随着内压的增高，密封圈滑动部分的面压也增大，密封效果得到提高，但静摩擦阻力与动摩擦阻力之差也变大。另外内压增高也影响到橡胶的弹性，由于唇缘的接触阻力增大，U型密封圈将发生倾倒及唇缘伸长等现象，这是引起爬行的原因。
③V型密封圈。V型密封圈的材质如选用得当，在允许有少量泄漏的情况下，对密封圈适当的压紧力，这种密封装置可以在低速下使用。皮革和聚四氟乙烯材料制作的密封圈适应于液压缸的低速运行，只含丁腈橡胶的V型密封圈不适应于低速运动。
1.3由于液压系统中进入空气而使工作器官产生爬行
液压缸进油腔内有空气，输入压力油时即起蓄能器作用，压力升高较慢。当供油压力克服活塞的静摩擦阻力之后，活塞开始起动，这时活塞阻力减小为动摩擦阻力，缸内空气贮存的压力能推动活塞向前冲，这时缸内压力迅速降低，当缸内压力降低到克服动摩擦阻力所需的压力值时，活塞便停止运动。由于继续向缸内输入压力油，进油腔内空气再次被压缩，于是重复上述的过程，这样的过程反复进行，液压缸便出现爬行。同样液压缸在负载的情况下，由于负载不可能是恒定的所以只要液压缸内有过量空气，就必然出现爬行。液压系统进入空气主要有以下原因：液压缸内空气未排尽；液压缸内形成负压；弯曲管道中进入并积有空气；液压泵吸油系统进入空气进、回油管口高出油箱液面。
1.4工作油液的压缩性
液压油与空气相比，其压缩性很小，在一般情况下它的影响可忽略不计。但低压空气的可压缩性很大，所以即使系统中有少量空气，它的影响也是很大的，使工作器官产生爬行，破坏工作平稳性，有时甚至引起振动，影响机床的正常工作。如立式油压机的升降液压缸，活塞杆在回程时是自重下降的。如果活塞的运动速度在某一时刻内大于液压缸的排油量所决定的活塞运动时，其运动动能由于油液的压缩性而被吸收，使液压缸内压上升，当上升压力与活塞下行作用力相平衡时，活塞停止运动。由于液压缸作用，这时密封件的滑动阻力增大，此后液压缸继续回油，内压下降，密封件滑动阻力减小，活塞又向下运动。如此反复上述过程，液压缸将明显地出现爬行现象。其消除方法是：在回油路上设置背压阀，并控制回油速度，使液压缸活塞匀速下降，便可消除爬行。
1.5液压零件磨损
①泵内零件磨损。由于磨损使间隙增大，引起液压泵输出流量和压力不足或波动，运动件低速运动时，由于运动件的阻力变大而液压泵不能提供压力变化则必然出现爬行现象。
②阀类元件及液压缸磨损。由于磨损间隙变大，使高压腔与低压腔互通引起压力不足，在外界磨擦阻力变化的情况下，低速运动时也必然出现爬行现象。元件如属正常磨损，可修复或更换，可如不时正常磨损，一定要找出原因，采取措施。
1.6磨擦阻力的变化
机床导轨副的精度达不到要求，局部金属表面直接接触或运动副接合面间隙调得太小油膜被破坏出现干磨擦或半干磨擦现象，导致低速重载爬行的出现。另外运动件接触面间润滑油不充分或选用不当，也容易出现爬行现象。因此相对运动件如导轨、油缸、活塞和活塞杆等应当保证规定的几何精度、表面粗糙度以及相互位置精度等，相对运动表面间夹有污物也会增加磨擦阻力，所以应当经常保持液压设备的清洁和油液干净，也要注意拖板的楔铁或压板不要调得太紧。滑动副摩擦阻力不均导致爬行故障

1.7导轨面润滑条件不良

①故障现象
压力表显示值正常，用手触检执行器有轻微摆振且节奏感很强。

②故障原因及检测排除
执行器低速运动时润滑油油楔作用减弱，油膜厚度减小。这时润滑油选择不当或因油温变化导致润滑性能差、润滑油稳定器工作性能差或压力与流量调整不当、润滑系统油路堵塞均可使油膜破裂程度加剧；导轨面刮点不合要求、过多过少等都会造成油膜破裂形成局部或大部分的半干摩擦或干摩擦，从而出现爬行。而后一因素主要发生在新设备上。

由此看来，本机床若属润滑条件不良，应为润滑油温度变化改变润滑油性能、压力与流量的调整、以及润滑油路的堵塞等因素。用手搓捻润滑油检查滑感，观察油槽内润滑油流速，检查压力、流量(流速过低为压力低、流量少，流速过高则为压力高所致)，判断润滑油稳定器工作情况，如有相应问题则或更换润滑油、或调整其压力与流量、或清洗润滑孔道系统，从而恢复润滑性能，直至执行器运动平稳。

通过观察此机床并无明显的润滑条件的变化，初步否定上述因素。
1.8　液压泵连续进气

①故障现象
压力表显示值较低，液压缸工作无力，油面有气泡，甚至出现油液发白及尖叫声。

②故障原因及检测排除
由于液压泵吸油侧油管接头螺母松动而吸气；密封件损坏或密封不可靠而进气；油箱内油液不足，油面过低，吸油管在吸油时因液面波浪状导致吸油管端间断性地露出液面而吸入空气；吸油过滤器堵塞使吸油管形成局部真空产生气穴现象。

较大进气部位可以通过直观观察较易找到，微小渗漏部位须经必要的检查方能查出。可将液压泵吸油侧和吸油管段部分清洗干净后，涂上一层稀润滑脂，重新起动泵，涂有润滑脂各部位没有被吸而成为皱褶状或开裂表明并非有密封不严的部位，反之则表明形成皱褶甚至开裂处即为进气部位。找到进气部位时根据具体情况或拧紧管接头或更换密封圈及液压元件。如系油面过低应及时加油，若噪声过大则应检查并清洗过滤器。

油液混有空气而发出的尖叫声极易分辨，根据Z126型机床的噪声及油液气泡情况、液压缸工作压力不难否定此故障原因。



1.9液压元件内漏或失灵

① 故障分析
若液压元件磨损、堵塞、卡死失灵也会造成低速爬行。比如图中若单向行程阀因磨损而造成关闭不严，低速运动时则会对液压缸回油流量有较大影响，负载波动使压力脉动时造成单向行程阀内漏量忽大忽小，引起液压缸速度忽快忽慢；若调速阀中室差式减压阀阀芯被卡住失灵，此时调速阀所调节的流量稳定性就会无法保证，甚至出现周期性的脉动，而节流孔的“堵塞现象”也是典型的引起流量周期性脉动的因素，最后导致低速时的爬行。总之，液压元件故障会在系统中产生相对应的现象。

2 消除爬行的基本方法
①防止空气进入液压系统或设有放气装置，将空气经过放气阀或其它部位排除。②提高传动系统的刚性。
③降低磨擦阻力，提高液压元件的加工精度和装配质量。④合理选用液压油的a度，并应具有良好的润滑性能。
⑤运动件有充分的润滑油进行润滑。
结语



液压故障维修通常应遵循这样的过程：认真观察故障现象→看懂液压原理图→详细、全面地分析→最后拆卸检修。

在进行故障原因的分析与检测时，通常可采用观、听、摸、闻、问等手法；在考虑故障原因的可能性因素时，还应对新老设备区别对待，这样才能判断准确、少走弯路。总之，在正确分析的基础之上，最大限度地缩小检查范围，对最有可能的故障源进行由简到繁的检测，应是我们遵循的宗旨。
综上所述在今后的机床维修工作中，如何更有效地防止和消除液压传动系统的爬行问题其它各方面的故障还需不断学习探讨。