液压系统元件工作原理文档格式.docx
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齿轮泵常见的故障有：
容积效率低、压力提不高、噪声大、堵头或密封圈被冲出等。
产生这些故障的原因及排除方法如表7—1所示。
表7—1齿轮泵的常见故障及排除方法
故障现象
产生原因
排除方法
噪声大
①吸油管接头、泵体与盖板结合面、堵头和密封圈等处密封不良，有空气被吸
②齿轮齿形精度太低
③端面间隙过小
④齿轮内孔与端面不垂直、盖板上两孔轴线不平行、泵体两端面不平行等
⑤两盖板端面修磨后，两困油卸荷槽距离增大，产生困油现象
⑥装配不良，如主动轴转一周有时轻时重现象
⑦滚针轴承等零件损坏
⑧泵轴与电动机轴不同轴
⑨出现空穴现象
①用涂脂法查出泄漏处。
更换密封圈；
用环氧树脂粘结剂涂敷堵头配合面再压进；
用密封胶涂敷管接头并拧紧；
修磨泵体与盖板结合面保证平面度不超过0.005mm
②配研或更换齿轮
③配磨齿轮、泵体和盖板端面，保证端面间隙
④拆检，修磨或更换有关零件
⑤修整困油卸荷槽，保证两槽距离
⑥拆检，装配调整
⑦拆检，更换损坏件
⑧调整联轴器，使同轴度误差小于φ0.1mm
⑨检查吸油管、油箱、过滤器、油位及油液粘度等，排除空穴现象
容积效率低、压力提不高
①端面间隙和径向间隙过大
②各连接处泄漏
③油液粘度太大或太小
④溢流阀失灵
⑤电动机转速过抵
⑥出现空穴现象
①配磨齿轮、泵体和盖板端面，保证端面间隙；
将泵体相对于两盖板向压油腔适当平移，保证吸油腔处径向间隙，再紧固螺钉，试验后，重新配钻、铰销孔，用圆锥销定位
②紧固各连接处
③测定油液粘度，按说明书要求选用油液
④拆检，修理或更换溢流阀
⑤检查转速，排除故障根源
⑥检查吸油管、油箱、过滤器、油位等，排除空穴现象
堵头或密封圈被冲掉
①堵头将泄漏通道堵塞
②密封圈与盖板孔配合过松
③泵体装反
④泄漏通道被堵塞
①将堵头取出涂敷上环氧树脂粘接剂后，重新压进
②检查，更换密封圈
③纠正装配方向
④清洗泄漏通道
液压泵在使用中应经常检查油平面高度和液压油质量；
注意油温变化，采取有力措施使最高油温不超过机械说明书所规定的温度值；
保持液压油清洁，及时更换液压油，清洗滤油器。
液压泵的常见故障有泵不排油、流量不足、噪声过大、油温过高等。
对于正在使用中的机械，出现液压泵不排油现象，多数是由于机械传动部分的问题，例如键被切断或挤坏或传动系统的其他零件损坏等。
对于拆装后尚未工作过的机械，液压泵不排油可能由于油泵转向不对；
进、排油口装反；
装配不正确或漏装了零件；
油箱油面过低等。
液压泵流量不足或压力升不到要求值，可能由于泵磨损严重或密封损坏，造成内泄漏明显增加；
吸油管太细太长、液压油粘度过高、滤油器堵塞造成进油阻力过高；
油箱油面过低或进油管密封不严等。
液压泵噪声过大可能由于吸油不足、吸油管路进气；
泵的固定联接部分松动、传动轴同轴度差、传动部分配合表面磨损严重产生机械冲击等。
油温过高，除环境温度高及系统压力损失大外，对泵而言，主要因泄漏量太大造成的。
此外，液压油粘度过高或过低，液压泵装配过紧时也会出现过热现象。
2、拆装与维修液压缸
图7—3单活塞杆液压缸的结构
拆卸过程中注意观察导向套、活塞、缸体的相互联接关系，卡键的位置及与周围零件的装配关系，油缸的密封部位、密封原理，以及液压缸的缓冲结构的结构形式和工作原理。
拆卸下来的全部零件同样必须用煤油或柴油清洗。
注意检查密封元件、弹簧卡圈等易损件是否损坏，必要时应予以更换。
装配时要注意调整密封圈的压紧装置，使之松紧合适，保证活塞杆能用手来回拉动，而且在使用时不能有过多泄漏（允许有微量的泄漏）。
在拆装液压缸时应注意密封圈有无过度磨损、老化而失去弹性，唇边有无损伤；
检查缸筒、活塞杆、导向套等零件表面有无纵向拉痕或单边过大磨损并予修整。
液压缸的常见故障有爬行、冲击、速度逐渐下降和外泄漏等。
爬行可能由于有空气侵入或是缸盖V形密封圈压得过紧或过松或是活塞杆与活塞同轴度差或是由于活塞杆弯曲等原因所致。
冲击可能由于采用间隙密封的活塞与缸筒间隙过大，节流阀失去作用或是由于端头缓冲的单向阀失灵，不起缓冲作用等原因。
速度逐渐下降可能由于活塞与缸筒配合间隙过大或密封圈损坏，使高低压腔互通；
工作段不均匀，造成局部几何形状误差，失去高低压腔密封性；
缸端活塞杆油封压得太紧或活塞杆弯曲使摩擦力增加；
缸壁拉伤严重；
油温过高，粘度降低，泄漏增加，致使油缸速度减慢。
液压油外漏可能由于缸盖与缸筒间的O形密封圈损坏或失效；
导向套有裂纹；
导向套与活塞杆间的密封损坏；
活塞杆表面损伤等。
以上故障应有针对性地采取措施，予以排除。
3、拆装与维修方向控制阀
（1）单向阀
a采用钢球作阀芯b、c采用带锥面的圆柱作阀芯
图7—4单向阀的结构
1一阀体；
2一阀芯；
5一弹簧
图7—5液控单向阀的结构
1—活塞；
2—顶杆；
3—阀芯；
4—弹簧；
5—阀体
单向阀的结构比较简单，拆装应注意阀芯和阀体的配合间隙应在0.008~0.015mm。
如若阀芯已经锈蚀、拉毛或被污物堵塞，则需清洗，并用金相砂纸抛光阀芯外圆表面。
此外，要检查密封元件是否工作可靠，弹簧弹力是否合适。
（2）换向阀
图7—6二位四通电磁换向阀的结构
1—电磁铁；
4—阀体；
5—弹簧；
P—压力油口；
A、B—工作口；
O—回油口
换向阀拆装时除检查密封元件工作要可靠，弹簧弹力要合适之外，特别要检查配合间隙，配合间隙不当是换向阀出现机械故障的一个重要原因。
当阀芯直径小于20mm时配合间隙应为0.008~0.015mm；
当阀芯直径大于20mm时配合间隙应为0.015~0.025mm。
对于电磁控制的电磁换向阀还要注意检查电磁铁的工作情况，对于液控换向阀还要注意控制油路的连接和畅通，以防使用中出现电气故障和液控系统故障。
电液换向阀的常见故障有：
冲击和振动、电磁铁噪声大、滑阀不动作等。
产生这些故障的原因及排除方法如表7—2所示。
表7—2电液换向阀的常见故障及排除方法
冲击和振动
①主阀芯移动速度太快（特别是大流量换向阀）
②单向阀封闭性太差而使主阀芯移动过快
③电磁铁的紧固螺钉松动
④交流电磁铁分磁环断裂
①调节节流阀使主阀芯移动速度降低
②修理、配研或更换单向阀
③紧固螺钉，并加防松垫圈
④更换电磁铁
电磁铁噪声较大
①推杆过长，电磁铁不能吸合
②弹簧太硬，推杆不能将阀芯推到位而引起电磁铁不能吸合
③电磁铁铁心接触面不平或接触不良
①修磨推杆
②更换弹簧
③清除污物，修整接触面
滑阀不动作
①滑阀堵塞或阀体变形
②具有中间位置的对中弹簧折断
③电液换向阀的节流孔堵塞
①清洗及修研滑阀与阀孔
③清洗节流阀孔及管道
4、拆装与维修压力控制阀
（1）溢流阀
图7—7直动式溢流阀的结构
1—滑阀；
2—阀体；
3—弹簧；
4—盖；
5—螺母；
6—调压弹簧；
7—螺母盖
图7—8先导式溢流阀的外形和结构
1—调压螺母；
2—柱塞；
3—锥阀弹簧；
4—锥阀；
5、6、14—先导阀油孔；
7—主阀弹簧；
8—阻尼孔；
9—主滑阀；
10—油孔；
11—中心孔；
12、13—主滑阀两端油腔；
a—主滑阀进油内腔；
b—主滑阀出油内腔
溢流阀拆装过程中特别要注意的是保证阀芯运动灵活，拆卸后要用金相砂纸抛除阀芯外圆表面锈蚀，去除毛刺等；
滑阀阻尼孔要清洗干净，以防阻尼孔被堵塞，滑阀不能移动；
弹簧软硬应合适，不可断裂或弯曲；
液控口要加装螺塞，拧紧密封防止泄漏；
密封件和结合处的纸垫位置要正确；
各连接处的螺钉要牢固。
先导型溢流阀的常见故障有：
系统无压力、压力波动大、振动和噪声大等。
产生这些故障的原因及排除方法如表7—3所示。
表7—3先导型溢流阀的常见故障及排除方法
无压力
①主阀芯阻尼孔堵塞
②主阀芯在开启位置卡死
③主阀平衡弹簧折断或弯曲使主阀芯不能复位
④调压弹簧弯曲或未装
⑤锥阀（或钢球）未装（或破碎）
⑥先导阀阀座破碎
⑦远程控制口通油箱
①清洗阻尼孔，过滤或换油
②检修，重新装配（阀盖螺钉紧固力要均匀），过滤或换油
③换弹簧
④更换或补装弹簧
⑤补装或更换
⑥更换阀座
⑦检查电磁换向阀工作状态或远程控制口通断状态，排除故障根源
压力波动大
①液压泵流量脉动太大使溢流阀无法平衡
②主阀芯动作不灵活，时有卡住现象
③主阀芯和先导阀阀座阻尼孔时堵时通
④阻尼孔太大，消振效果差
⑤调压手轮未锁紧
①修复液压泵
②修换零件，重新装配（阀盖螺钉紧固力应均匀），过滤或换油
③清洗阻尼孔，过滤或换油
④更换阀芯
⑤调压后锁紧调压手轮
振动和噪声大
①主阀芯在工作时径向力不平衡，导致溢流阀性能不稳定
②锥阀和阀座接触不好（圆度误差太大），导致锥阀受力不平衡，引起锥阀振动
③调压弹簧弯曲（或其轴线与端面不垂直），导致锥阀受力不平衡，引起锥阀振动
④系统内存在空气
⑤通过流量超过公称流量，在溢流阀口处引起空穴现象
⑥通过溢流阀的溢流量太小，使溢流阀处于启闭临界状态而引起液压冲击
⑦回油管路阻力过高
①检查阀体孔和主阀芯的精度，修换零件，过滤或换油
②封油面圆度误差控制在0.005～0.01mm以内
③更换弹簧或修磨弹簧端面
④排除空气
⑤限在公称流量范围内使用
⑥控制正常工作的最小溢流量（对于先导型溢流阀，应大于拐点溢流量）
⑦适当增大管径，减少弯头，回油管口离油箱底面应2倍管径以上
（2）减压阀
减压阀拆装过程中特别要注意的是直动式减压阀的顶盖方向要正确，否则会堵塞回油孔；
滑阀应移动灵活，防止出现卡死现象；
阻尼孔应疏通良好；
阀体和滑阀要清洗干净，泄漏通道要畅通；
密封件不能有老化或损坏现象，确保密封效果；
紧固各连接处的螺钉。
图7—9直动式减压阀的结构
1—阻尼孔；
2—油腔；
3—回油孔；
4—螺母盖；
5—铜垫；
6—螺母；
7—调压弹簧8、12—弹簧；
9—阀套；
10—钢球；
11—阀座；
13—滑阀；
14—螺塞；
15—阀体
图7—10先导式减压阀的外形和结构
2—先导阀弹簧；
3—锥阀；
4、5、6—先导阀油孔；
7—主滑阀弹簧；
8—主滑阀；
9—中心孔；
10—阻尼孔
a—主滑阀进油内腔b—主滑阀出油内腔
（3）顺序阀
图7—11直动式顺序阀的结构图7—12先导式顺序阀的外形和结构
1—端盖；
2—中心孔；
1、14—滑阀两端油腔；
2、7、8—先导阀油孔；
3—调压螺母；
4—柱塞；
5—先导阀弹簧；
6—锥阀；
5—调压螺母；
L—泄油口9—滑阀弹簧；
10—阻尼孔；
11—滑阀；
12—油孔；
13—中心孔；
a—进油腔；
b—出油腔；
L—泄油孔
顺序阀拆装过程中要注意的是滑阀与阀体的配合间隙要合适。
配合间隙太大，会使滑阀两端串油，导致滑阀不能移动；
配合间隙过小，又可能会使滑阀在关闭位置卡死。
此外，同样还要注意液控管路接头螺母要拧紧，防止控制油泄漏；
密封件安装要正确，各连接处的螺钉要紧固等。
（4）压力继电器
压力继电器是将液体的压力变化转变为电信号的一种液电转换装置，它能根据油压的变化自动接通或断开有关电路，实现程序控制或起安全保护作用。
压力继电器按结构特点可分为柱塞式、弹簧管式、膜片式、波纹管式四种。
图7—13所示为单触点柱塞式压力继电器。
压力油作用在柱塞1的底部，当系统压力达到调压弹簧的调定值时，弹簧被压缩，压下微动开关触头，发出电信号。
当系统压力下降到一定数值时，弹簧复位，电路断开。
调节弹簧的压缩量可以控制压力继电器的动作压力。
图7—13单触点柱塞式压力继电器
a）结构图b）图形符号
1—柱塞；
2—调节螺钉；
3—微动开关
5、拆装与维修流量控制阀
图7—14普通节流阀结构
（a）结构图
（b）外形图
图7—15单向调速阀的外形和结构
流量控制阀拆装过程中，除了要注意阀体和阀芯的配合间隙要合适、弹簧软硬要合适、密封可靠以及连接紧固等问题外，特别要注意阀体和阀芯的清洗，节流阀的节流口不能有污物，以防节流口的堵塞。
如果是调速阀，还要注意减压阀中的阻尼小孔要畅通，否则会影响阀芯的动作灵敏程度。
设备使用前应检查系统中各调节手轮、手柄位置是否正常，电气开关和行程挡铁是否牢固可靠；
设备使用后，如果较长时间内不再用，应将各手轮全部放松，防止弹簧产生永久变形，影响元件的性能。
调速阀的常见故障有：
调节失灵、流量不稳定等。
产生这些故障的原因及排除方法如表7—4所示。
表7—4调速阀的常见故障及排除方法
调节失灵
①定差减压阀阀芯与阀套孔配合间隙太小或有毛刺，导致阀芯移动不灵活或卡死
②定差减压阀弹簧太软、弯曲或折断
③油液过脏使阀芯卡死或节流阀孔口堵死
④节流阀阀芯与阀孔配合间隙太大而造成较大泄漏
⑤节流阀阀芯与阀孔间隙太小或变形而卡死
⑥节流阀阀芯轴向孔堵塞
⑦调节手轮的紧定螺钉松或掉、调节轴螺纹被脏物卡死
①检查，修配间隙使阀芯移动灵活
③拆卸清洗、过滤或换油
④修磨阀孔，单配阀芯
⑤清洗、配研保证间隙
⑥拆卸清洗、过滤或换油
⑦拆卸清洗，紧固紧定螺钉
流量不稳定
①定差减压阀阀芯卡死
②定差减压阀阀套小孔时堵时通
③定差减压阀弹簧弯曲、变形，端面与轴线不垂直或太硬
④节流孔口处积有污物，造成时堵时通
⑤温升过高
⑥内外泄漏量太大
⑦系统中有空气
①清洗、修配，使阀芯移动灵活
②清洗小孔，过滤或换油
③更换弹簧
④清洗元件，过滤或换油
⑤降低油温或选用高粘度指数油液
⑥消除泄漏，更换新元件
⑦将空气排净
换向阀的常见故障有阀芯动作不灵活甚至被卡死、泄漏量大等。
若是由于液压油太脏引起阀芯卡住则应予以清洗并换油；
若是由于阀芯弯曲应予校直，对于表面划伤应予研磨；
若是由于复位弹簧太软或折断应予换新；
对于多片式换向阀常因阀体变形太大，动作不灵，应重新安装并均匀拧紧螺栓使阀芯移动自如。
对于过度磨损引起泄漏量过大其维修主要是研磨阀孔、阀芯表面镀铬并与阀体研配的修复方法。
溢流阀的常见故障有压力调不高或调不低、压力不稳定并拌有噪声和振动等。
前者可能由于：
弹簧折断；
阻尼孔堵塞；
先导阀口不密封使主阀始终开启；
进出油口装反；
主阀芯毛刺或油污卡死。
造成压力不稳定的一般原因有：
阻尼孔太大或主芯与阀体配合间隙过大，阻尼作用减小；
阀芯与阀座接触不良；
弹簧弯曲或太软；
油不清洁，阻尼孔堵塞；
出口油路有空气；
和泵或其他阀发生共振等。
三、生产质量检测
表7—5
工作任务一训练记录与成绩评定
总得分________________
项次
拆装与维修工件
实训记录
配分
得分
图形符号
工作原理
拆装质量
故障排除
1
齿轮泵
12
2
液压缸
3
单向阀
8
4
换向阀
5
溢流阀
10
6
减压阀
7
顺序阀
压力继电器
9
节流阀
调速阀
四、相关知识
（一）液压系统工作原理
图7—16是一个能实现工作台往复运动的简单的液压系统工作原理图。
电动机（图中未示出）带动液压泵3旋转，泵3从油箱1吸油，然后将具有压力能的油液输入管路，油液通过节流阀4再经过换向阀6进入液压缸左腔（或右腔），液压缸右腔（或左腔）的油液则经过换向阀后流回油箱[图7—l6b（或图7—16c）]。
图7—16液压传动系统工作原理图
1—油箱；
2—滤油器；
3—液压泵；
4—节流阀；
5—溢流阀；
6—换向阀；
7—操纵手柄；
8—液压缸；
9—活塞；
10—工作台
由于设置了换向阀6，就能改变油液流动方向，并使液压缸换向，以实现工作台所需要的往复运动。
工作台运动速度的调节，可以通过改变节流阀开口的大小，以调节通过节流阀的流量来达到。
工作台移动需克服的负载（如切削力、摩擦力等）不同时，所需要的工作压力也不同。
因此，液压泵输出油液的压力应能调整。
另外，由于工作台速度需要调节，所以进入液压缸的流量也要改变。
一般情况下，液压泵输出的压力油多于液压缸所需要的油液，因此，多余的油液应能及时排回油箱，这些功能由溢流阀5来完成。
图中的2为网式滤油器，起滤清油液的作用。
（二）液压系统中的图形符号
在图7—16a中所示的液压系统图，其中的元件基本上都是用结构（或半结构）式的图形画出的示意图，故称为结构原理图。
这种图形较直观，易为初学者接受，但图形较复杂。
为此，目前国内外都广泛采用元件的图形符号来绘制液压的系统图。
液压图形符号脱离元件的具体结构，只表示元件的功能，使系统图简化；
原理简单明了，便于阅读、分析、设计和绘制。
图7—17液压传动系统工作原理图（用图形符号）
图7—17即为用图形符号绘制的图7—16所示的液压系统原理图。
将图7—16与图7—17进行一一对应比较、分析，要明了用图形符号表示的液压构件与液压系统工作原理图中原来器件的关系。
（三）齿轮泵原理和结构
在机床液压系统中经常使用的液压泵有，齿轮泵、叶片泵和柱塞泵三大类。
齿轮泵按其结构形式可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种。
外啮合齿轮泵的工作原理见图7—18。
在泵体内有一对模数相同、齿数相等的齿轮，当吸油口和压油口各用油管与油箱和系统接通后，齿轮各齿槽和泵体、以及齿轮前后端面贴合的前后端盖（图中未表示）间形成密封工作腔，而啮合线又把它们分隔为两个互不串通的吸油腔和压油腔。
当齿轮按图示方向旋转时，右侧轮齿脱开啮合（齿与齿分离时），让出空间使容积增大而形成真空，在大气压力作用下从油箱吸进油液，并被旋转的齿轮带到左侧。
在左侧齿与齿进入啮合时，使密封容积缩小，油液从齿间被挤出而压油输入系统。
我国生产的CB—B型低压齿轮泵的结构如图7—2所示，它是分离三片式结构。
所谓三片是指泵盖1、5和泵体4。
泵体内的一对齿轮分别用键固定在主动轴7和从动轴9上，主动轴由电动机带动旋转。
图7—18外啮合齿轮泵工作原理图
一般外啮合齿轮泵结构简单，制造方便，重量轻，自吸性能好，价格低廉，对油液污染不敏感；
但由于径向力不平衡及泄漏的影响，一般使用的工作压力较低，另外其流量脉动也较大，噪声也大，因而常用于负载小、功率小的机床设备及机床辅助装置如送料、夹紧等不重要场合。
在工作环境较差的工程机械上也广泛应用。
液压泵按泵的输出流量能否调节，可分为定量泵（流量不可调）和变量泵（流量可调）。
（流量是指单位时间内流过液体的量。
）液压泵的图形符号见图7—19，a为定量泵，b为变量泵。
图7—19液压泵的图形符号
（四）液压缸
液压缸是液压系统的执行元件，是将液压能转变成机械能的转换装置，它使运动部件实现往复直线运动或摆动。
活塞缸可分为双杆式和单杆式两种结构，其固定方式有缸体固定和活塞固定两种。
1．双杆活塞缸
（1）工作原理
图7—20为双杆活塞缸原理图，其活塞的两侧都有伸出杆。
图7—20a为缸体固定式结构简图；
图7—20b为活塞固定式结构简图。
当压力油从进、出油口交替输入液压缸左、右工作腔时，压力油作用于活塞端面，驱动活塞（或缸体）运动，并通过活塞杆（或缸体）带动工作台作直线往复运动。
图7—20双杆活塞缸
（2）特点和应用
当两活塞杆直径相同、缸两腔的供油压力和流量都相等时，活塞（或缸体）两个方向的运动速度和推力也都相等。
因此，这种液压缸常用于要求往复运动速度和负载相同的场合，如各种磨床。
缸体固定式的结构，其工作台的运动范围略大于缸有效行程的三倍，一般用于行程短或小型液压设备上；
活塞固定式结构，其工作台的运动范围略大于缸有效行程的两倍，所以工作台运动时所占空间面积较小，适用于行程长的大、中型液压设备。
2．单杆活塞缸
图7—21为单杆活塞缸原理图，其活塞的一侧有伸出杆，因此两腔的有效工作面积不相等。
图7—21单杆活塞缸
单杆活塞缸常用于一个方向有较大负载，但运行速度较低；
另一个方向为空载快速退回运动
3．液压缸结构上的几个问题
（1）液压缸端部与端盖的连接
液压缸端部与端盖的连接方式很多（图7—22）。
铸铁、铸钢和锻钢制造的缸体多采用法兰式（图7—22a），这种结构容易加工和装配，其缺点是外形尺寸较大。
用无缝钢管制作的缸筒，常
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