机床液压系统故障诊断与分析

刘志强 李士博

摘要：液压系统是我厂产品故障点较多的部分，严重影响了整机的产品质量，本文根据某机床企业近一年半液压系统的故障统计，分析了机床液压系统常见的故障问题，并提出了故障诊断与解决方法。

关键词：机床；液压系统；故障；分析

1 引言

机床液压系统作为实现主轴松卡刀、伺服轴抱闸、液压卡盘（具）、重力平衡、刀库驱动等辅助动作的动力与控制系统，是数控机床外围系统不可或缺的一部分，是影响整机可靠性及产品性能的关键功能部件之一。一直以来，液压系统作为机床外围辅助系统，没有得到足够的重视，在机床制造过程中更多注重机床动作的实现，而在液压系统可靠性方面重视不够，导致液压系统质量不高；污染、降噪、安全可靠性等性能较低；导致液压系统故障频发，成为影响机床整机可靠性及产品质量提高的瓶颈，被许多机床用户所诟病。

2 机床液压系统故障诊断与分析

2.1 液压系统故障报告

2011年至2012年上半年，某机床企业共反馈液压系统故障252起，故障分析统计如图1和图2，从图中可见机床液压系统常见故障主要有油泵故障，阀组故障，液压缸故障，电机故障，泄漏、油温过高和其他故障等。

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2.2 液压系统故障诊断与分析

2.2.1 油泵故障

（1）油泵漏油。故障原因主要有：油泵轴颈密封圈损坏；泵轴与电机轴同轴度超差；油泵进出口接头密封不良。处理措施主要有以下几个方面：更换新密封圈；重新安装安装电机泵组，或者直接更换电机泵组。（2）油泵压力波动。故障原因主要有；泵的滤油器阻塞不起作用；油位不足；吸油管露出油面；泵的主动轴与电动机联轴器不同轴；泵齿轮啮合精度不够；泵轴的油封骨架脱落；泵体不密封等。处理措施：用清洗油将滤油器清洗干净；加油到位或降低吸油位置；调整两者的同轴度使其不超过0.2mm；修复使其达到啮合精度；更换油封等。

2.2.2阀组故障

（1）流量不足，阀内泄露。故障原因：使用油液不当；滑润与阀体配合间隙过大等。处理措施主要有：更换油液、零件等。（2）滑阀无动作卡阀。故障原因：滑阀被拉坏；阀体变形；复位弹簧失效等。处理措施主要有：拆卸清洗，修整滑阀与阀孔的毛刺及拉坏面；矫正阀体，调整安装螺钉的压紧力到合适为止；更换弹簧等。

2.2.3液压缸故障

（1）液压缸漏油。故障原因主要有：活塞杆碰伤拉毛；防尘密封圈被挤出或反唇；活塞或活塞杆上的密封件磨损与损伤：液压缸安装定心不良，使活塞杆伸出困难等。处理措施主要有以下几个方面：用细砂纸宠由石修磨或更换：更换密封圈、密封件：拆卸检查安装位置是否符合要求等。（2）活塞杆爬行或蠕动。故障原因主要有：液压缸内进入空气或油中有气泡：活塞杆弯曲；内锈蚀或拉伤；液压缸的安装位置偏移。处理措施主要有以下几个方面：松开接头排气；矫正使其直线度小于0.3mm/1000mm，更换活塞杆：除锈或更换缸筒：安装检查使其与主机方向平行等。

2.2.4 电机故障

电机烧坏：电机接线柱错接；泵轴与电机轴同轴度超差，导致电机过载；电机质量问题。维修或更换电机。

2.2.5液压系统漏油

这类故障产生的原因复杂，主要是因振动、腐蚀、压差、温度、装配不良等原因造成的。液压元件的质量，管路的连接，系统的设计，使用维护不当引起外漏。出现的部位也许多，如接头、接合面、密封面及泵体等。外漏是液压系统常见的故障，特别是管接头漏油，经常被忽略，它约占漏油故障的30%一40%。不管使用哪种形式的管接头，均要确保密封面紧密接触，并紧固螺母与接头上的螺纹应配合适当，用扳手拧紧，又要避免旋力过大使管接头损坏。

2.2.6系统温升过高

油温过高产生的原因较多，主要的是液压系统在作业过程中大量的油液由压力溢流阀回油箱，使压力油变热。排除方法：在决定所用液压元件时，要合理选用相适应的泵、阀等元件，尽可能使其规格合适，要应用简单的回路：优化系统设计，应用卸荷设计，使非工作过程中的能量损耗尽可能减小，布置管路尽可能减少弯曲，减少管道截面突变；元件制造要提高相对运动件的加工精度和装配精度，改善润滑条件及油箱的散热环境；有效增加油箱的容积，应用强制冷却的办法。

2.2.7系统噪声与振动

液压泵的流体噪声主要是由泵的压力、流量的周期性变化以及氣穴现象引起的。在液压泵的吸油和压油循环中，产生周期性的压力和流量变化，形成压力脉动，从而引起液压振动，并经出口向整个系统传播。同时液压回路的管道和阀类将液压泵的压力反射，在回路中产生波动，使泵产生共振，发出噪声；另一方面，液压系统中溶解的空气。当系统中的压力因某种原因而低于空气分离压时，其中溶解于油中的气体就迅速地大量分离出来，形成气泡，这些气泡遇到高压便被压破，产生较强的液压冲击。降低液压系统噪声的措施：在电动机，液压泵和液压阀的安装面上应设置防振胶垫；尽量用液压集成块代替管道，以减少振动；用蓄能器和橡胶软管减少由压力脉动引起的振动；系统中应设置放气装置。

3结束语

综上所述为机床液压系统的主要故障，将这些故障点进行诊断与分析，可有效降低液压系统的外部故障率，确保整机的可靠性与稳定性，提高产品的整体质量。

参考文献

[1]王存堂，公称机械液压系统及故障维修，化学工业出版社，2007.10.1

[2]史纪定，嵇光国.液压系统故障诊断与维修技术[M].北京：机械工业出版社，2000.

作者简介：刘志强，男，1983年生，毕业于吉林大学机械工程及自动化专业，工学学士沈阳优尼斯智能装备有限公司，工程师。主要研究方向：数控车床切削力测试、数控车床装配工艺、数控车床整机性能优化，

（作者单位：沈阳优尼斯智能装备有限公司）