液壓機(jī)液壓系統(tǒng)發(fā)展史

　　1795年英國(guó)約瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)。1905年將工作介質(zhì)水改為油,又進(jìn)一步得到改善。

第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動(dòng)廣泛應(yīng)用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在 19 世紀(jì)末 20 世紀(jì)初的20年間,才開(kāi)始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925 年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動(dòng) 的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20 世紀(jì)初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)對(duì)能量波動(dòng)傳遞所進(jìn)行的理論及實(shí)際研究;1910年對(duì)液力傳動(dòng)(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻(xiàn)，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。

　　第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間,在美國(guó)機(jī)床中有30%應(yīng)用了液壓傳動(dòng)。應(yīng)該指出,日本液壓傳動(dòng)的發(fā)展較歐美等國(guó)家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速發(fā)展液壓傳動(dòng),1956 年成立了“液壓工業(yè)會(huì)”。近20~30 年間，日本液壓傳動(dòng)發(fā)展之快，居領(lǐng)先地位。

 

　　液壓機(jī)液壓系統(tǒng)注意事項(xiàng)

 

　　有一點(diǎn)機(jī)械常識(shí)的人都知道，能量會(huì)互相轉(zhuǎn)換的，而把這個(gè)知識(shí)運(yùn)用到液壓系統(tǒng)上解釋液壓系統(tǒng)的功率損失是更好不過(guò)了，液壓系統(tǒng)功率一方面會(huì)造成能量上的損失，使系統(tǒng)的總效率下降，另一方面，損失掉的這一部分能量將會(huì)轉(zhuǎn)變成熱能，使液壓油的溫度升高，油液變質(zhì)， 導(dǎo)致液壓設(shè)備出現(xiàn)故障。因此，設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，在滿足使用要求的前提下，還應(yīng)充分考慮降低系統(tǒng)的功率損失。

 

　　第一，從動(dòng)力源——泵的方面來(lái)考慮，考慮到執(zhí)行器工作狀況的多樣化，有時(shí)系統(tǒng)需要大流量，低壓力；有時(shí)又需要小流量，高壓力。所以選擇限壓式變量泵為宜，因?yàn)檫@種類(lèi)型的泵的流量隨系統(tǒng)壓力的變化而變化。當(dāng)系統(tǒng)壓力降低時(shí)，流量比較大，能滿足執(zhí)行器的快速行程。當(dāng)系統(tǒng)壓力提高時(shí)流量又相應(yīng)減小，能滿足執(zhí)行器的工作行程。這樣既能滿足執(zhí)行器的工作要求，又能使功率的消耗比較合理。

 

　　第二，液壓油流經(jīng)各類(lèi)液壓閥時(shí)不可避免的存在著壓力損失和流量損失，這一部分的能量損失在全部能量損失中占有較大的比重。因此，合理選擇液壓器，調(diào)整壓力閥的壓力也是降低功率損失的一個(gè)重要方面。流量閥按系統(tǒng)中流量調(diào)節(jié)范圍選取并保證其最小穩(wěn)定流量能滿足使用要求，壓力閥的壓力在滿足液壓設(shè)備正常工作的情況下，盡量取較低的壓力。

 

　　第三，如果執(zhí)行器具有調(diào)速的要求，那么在選擇調(diào)速回路時(shí)，既要滿足調(diào)速的要求，又要盡量減少功率損失。常見(jiàn)的調(diào)速回路主要有：節(jié)流調(diào)速回路，容積調(diào)速回路，容積節(jié)流調(diào)速回路。其中節(jié)流調(diào)速回路的功率損失大，低速穩(wěn)定性好。而容積調(diào)速回路既無(wú)溢流損失，也無(wú)節(jié)流損失，效率高，但低速穩(wěn)定性差。如果要同時(shí)滿足兩方面的要求，可采用差壓式變量泵和節(jié)流閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路，并使節(jié)流閥兩端的壓力差盡量小，以減小壓力損失。

第四，合理選擇液壓油。液壓油在管路中流動(dòng)時(shí)，將呈現(xiàn)出黏性，而黏性過(guò)高時(shí)，將產(chǎn)生較大的內(nèi)摩擦力，造成油液發(fā)熱，同時(shí)增加油液流動(dòng)時(shí)的阻力。當(dāng)黏性過(guò)低時(shí)，易造成泄漏，將降低系統(tǒng)容積效率，因此，一般選擇黏度適宜且黏溫特性比較好的油液。另外，當(dāng)油液在管路中流動(dòng)時(shí)，還存在著沿程壓力損失和局部壓力損失，因此設(shè)計(jì)管路時(shí)盡量縮短管道，同時(shí)減少?gòu)澒堋?/span>

 

　　以上就是避免液壓系統(tǒng)功率損失所提出來(lái)的幾點(diǎn)工作，但是影響液壓系統(tǒng)功率損失的因素還有很多，所以如果當(dāng)具體設(shè)計(jì)一液壓系統(tǒng)時(shí)，還需綜合考慮其他各個(gè)方面的要求。

 

　　

　　液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的修理維護(hù)

 

　　一個(gè)液壓系統(tǒng)的好壞不僅取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性和系統(tǒng)元件性能的的優(yōu)劣，還因系統(tǒng)的污染防護(hù)和處理，系統(tǒng)的污染直接影響液壓系統(tǒng)工作的可靠性和元件的使用壽命，據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)外的的液壓系統(tǒng)故障大約有70%是由于污染引起的。

 

　　油液污染對(duì)系統(tǒng)的危害主要如下：

 

　　1）元件的污染磨損

 

　　油液中各種污染物引起元件各種形式的磨損，固體顆粒進(jìn)入運(yùn)動(dòng)副間隙中，對(duì)零件表面產(chǎn)生切削磨損或是疲勞磨損。高速液流中的固體顆粒對(duì)元件的表面沖擊引起沖蝕磨損。油液中的水和油液氧化變質(zhì)的生成物對(duì)元件產(chǎn)生腐蝕作用。此外，系統(tǒng)的油液中的空氣引起氣蝕，導(dǎo)致元件表面剝蝕和破壞。

 

　　2）元件堵塞與卡緊故障

 

　　固體顆粒堵塞液壓閥的間隙和孔口，引起閥芯阻塞和卡緊，影響工作性能，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。

 

　　3）加速油液性能的劣化

 

　　油液中的水和空氣以其熱能是油液氧化的主要條件，而油液中的金屬微粒對(duì)油液的氧化起重要催化作用，此外，油液中的水和懸浮氣泡顯著降低了運(yùn)動(dòng)副間油膜的強(qiáng)度，使?jié)櫥阅芙档汀?/span>

 

　　一、污染物的種類(lèi)

 

　　污染物是液壓系統(tǒng)油液中對(duì)系統(tǒng)起危害作用的的物質(zhì)，它在油液中以不同的形態(tài)形式存在，根據(jù)其物理形態(tài)可分成：固態(tài)污染物、液態(tài)污染物、氣態(tài)污染物。

 

　　固態(tài)污染物可分成硬質(zhì)污染物，有：金剛石、切削、硅沙、灰塵、磨損金屬和金屬氧化物；軟質(zhì)污染物有：添加劑、水的凝聚物、油料的分解物與聚合物和維修時(shí)帶入的棉絲、纖維。

液

　　態(tài)污染物通常是不符合系統(tǒng)要求的切槽油液、水、涂料和氯及其鹵化物等，通常我們難以去掉，所以在選擇液壓油時(shí)要選擇符合系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的液壓油，避免一些不必要的故障。

氣態(tài)污染物主要是混入系統(tǒng)中的空氣。

 

　　這些顆粒常常是如此的細(xì)小，以至于不能沉淀下來(lái)而懸浮于油液之中，最后被擠到各種閥的間隙之中，對(duì)一個(gè)可靠的液壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這些間隙的對(duì)實(shí)現(xiàn)有限控制、重要性和準(zhǔn)確性是極為重要的。

 

　　二、污染物的來(lái)源：

 

　　液壓機(jī)液壓系統(tǒng)油液中污染物的來(lái)源途徑主要有以下幾個(gè)方面：

 

　　1）外部侵入的污染物：外部侵入污染物主要是大氣中的沙礫或塵埃，通常通過(guò)油箱氣孔，油缸的封軸，泵和馬達(dá)等軸侵入系統(tǒng)的。主要是使用環(huán)境的影響。

 

　　2）內(nèi)部污染物：元件在加工時(shí)、裝配、調(diào)試、包裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和安裝等環(huán)節(jié)中殘留的污染物，當(dāng)然這些過(guò)程是無(wú)法避免的，但是可以降到更低，有些特種元件在裝配和調(diào)試時(shí)需要在潔凈室或潔凈臺(tái)的環(huán)境中進(jìn)行。3）液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的污染物：系統(tǒng)在運(yùn)作過(guò)程當(dāng)中由于元件的磨損而產(chǎn)生的顆粒，鑄件上脫落下來(lái)的砂粒，泵、閥和接頭上脫落下來(lái)的金屬顆粒，管道內(nèi)銹蝕剝落物以其油液氧化和分解產(chǎn)生的顆粒與膠狀物，更為嚴(yán)重的是系統(tǒng)管道在正式投入作業(yè)之前沒(méi)有經(jīng)過(guò)沖洗而有的大量雜質(zhì)。

 

　　液壓機(jī)系列故障診斷

 

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，即具有廣泛的工藝適應(yīng)性、優(yōu)良的控制性能和較低廉的成本，在各個(gè)領(lǐng)域中獲得愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。但由于客觀上元件、輔件質(zhì)量不穩(wěn)定和主觀上使用、維護(hù)不當(dāng)，且系統(tǒng)中各元件和工作液體都是在封閉油路內(nèi)工作，不象機(jī)械設(shè)備那樣直觀，也不象電氣設(shè)備那樣可利用各種檢測(cè)儀器方便地測(cè)量各種參數(shù),液壓設(shè)備中，僅靠有限幾個(gè)壓力表、流量計(jì)等來(lái)指示系統(tǒng)某些部位的工作參數(shù)，其他參數(shù)難以測(cè)量，而且一般故障根源有許多種可能，這給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來(lái)一定困難。

 

在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，由于受生產(chǎn)計(jì)劃和技術(shù)條件的制約，要求故障診斷人員準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便和高效地診斷出液壓設(shè)備的故障；要求維修人員利用現(xiàn)有的信息和現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)條件，盡可能減少拆裝工作量，節(jié)省維修工時(shí)和費(fèi)用，用最簡(jiǎn)便的技術(shù)手段，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)，準(zhǔn)確地找出故障部位和發(fā)生故障的原因并加以修理，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，并力求今后不再發(fā)生同樣故障。

 

　　液壓系統(tǒng)故障診斷的一般原則

 

　　正確分析故障是排除故障的前提，系統(tǒng)故障大部分并非突然發(fā)生，發(fā)生前總有預(yù)兆，當(dāng)預(yù)兆發(fā)展到一定程度即產(chǎn)生故障。引起故障的原因是多種多樣的，并無(wú)固定規(guī)律可尋。統(tǒng)計(jì)表明，液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障約90%是由于使用管理不善所致為了快速、準(zhǔn)確、方便地診斷故障，必須充分認(rèn)識(shí)液壓故障的特征和規(guī)律，這是故障診斷的基礎(chǔ)。

 

　　以下原則在故障診斷中值得遵循：

 

　　（1）首先判明液壓系統(tǒng)的工作條件和外圍環(huán)境是否正常需首先搞清是設(shè)備機(jī)械部分或電器控制部分故障，還是液壓系統(tǒng)本身的故障，同時(shí)查清液壓系統(tǒng)的各種條件是否符合正常運(yùn)行的要求。

 

　　（2）區(qū)域判斷根據(jù)故障現(xiàn)象和特征確定與該故障有關(guān)的區(qū)域，逐步縮小發(fā)生故障的范圍，檢測(cè)此區(qū)域內(nèi)的元件情況，分析發(fā)生原因，最終找出故障的具體所在。

 

　　（3）掌握故障種類(lèi)進(jìn)行綜合分析根據(jù)故障最終的現(xiàn)象，逐步深入找出多種直接的或間接的可能原因，為避免盲目性，必須根據(jù)系統(tǒng)基本原理，進(jìn)行綜合分析、邏輯判斷，減少懷疑對(duì)象逐步逼近,最終找出故障部位。

 

　　（4）驗(yàn)證可能故障原因時(shí)，一般從最可能的故障原因或最易檢驗(yàn)的地方開(kāi)始，這樣可減少裝拆工作量，提高診斷速度。

 

　　（5）故障診斷是建立在運(yùn)行記錄及某些系統(tǒng)參數(shù)基礎(chǔ)之上的。建立系統(tǒng)運(yùn)行記錄，這是預(yù)防、發(fā)現(xiàn)和處理故障的科學(xué)依據(jù)；建立設(shè)備運(yùn)行故障分析表，它是使用經(jīng)驗(yàn)的高度概括總結(jié)，有助于對(duì)故障現(xiàn)象迅速做出判斷；具備一定檢測(cè)手段，可對(duì)故障做出準(zhǔn)確的定量分析。