蓄能器引發(fā)液壓系統(tǒng)故障的診斷與排除
- 發(fā)布時間：2024-06-28 09:06:08
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摘要 蓄能器在液壓系統(tǒng)使用中有時會出現(xiàn)不能保壓、夾緊、加速、快壓射、增壓、緩和液壓沖擊和吸收壓力脈動的情況。這些功能失效的故障大多是由蓄能器吞吐壓力油的能力引起的，故稱蓄能器引發(fā)故障。發(fā)生故障的原因和故障源是多方面的。
蓄能器在液壓系統(tǒng)使用中有時會出現(xiàn)不能保壓、夾緊、加速、快壓射、增壓、緩和液壓沖擊和吸收壓力脈動的情況。這些功能失效的故障大多是由蓄能器吞吐壓力油的能力引起的，故稱蓄能器引發(fā)故障。發(fā)生故障的原因和故障源是多方面的。
摘要: 蓄能器在液壓系統(tǒng)使用中有時會出現(xiàn)不能保壓、夾緊、加速、快壓射、增壓、緩和液壓沖擊和吸收壓力脈動的情況。這些功能失效的故障大多是由蓄能器吞吐壓力油的能力引起的，故稱蓄能器引發(fā)故障。發(fā)生故障的原因和故障源是多方面的。
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蓄能器在液壓系統(tǒng)使用中有時會出現(xiàn)不能保壓、夾緊、加速、快壓射、增壓、緩和液壓沖擊和吸收壓力脈動的情況。這些功能失效的故障大多是由蓄能器吞吐壓力油的能力引起的，故稱蓄能器引發(fā)故障。發(fā)生故障的原因和故障源是多方面的。
(1)故障的分析
①充氣壓力p0的影響
蓄能器中所容納氣體的狀態(tài)方程為：
由式(5-1)可推出蓄能器提供壓力油的體積公式：
式中V?——充液前的充氣體積(即蓄能器容積);
Po——充液前的充氣壓力；
P?——系統(tǒng)允許的最高工作壓力(蓄能器最高工作壓力);
p?——系統(tǒng)允許的最低工作壓力(蓄能器最低工作壓力);
△V——系統(tǒng)允許的最高和最低工作壓力對應的蓄能器內(nèi)氣體體積V?
與V1之差(蓄能器提供壓力油的體積);
k——指數(shù)(在蓄能器補油保壓時其內(nèi)氣體可視為等溫變化k=1;
當蓄能器作輔助動力源用于補油時充氣壓力po=0.6～0.65p?(或po=0.8～0.85p?)一般比最低工作壓力p?低。
若P0太低，由公式(5-2)知供油體積△V太小，保壓壓力由p?降到p?的過程快，保壓時間短會導致液壓泵頻繁地給蓄能器充油。在夾緊時夾緊壓力也下降快。當壓力下降到最低工作壓力p?時液壓泵又開始向蓄能器供油充液，但到充液壓力實際回升要延遲一段時間。在這段時間內(nèi)夾緊壓力一直會下降到臨界工作壓力以下導致夾緊失效。相反若po壓力高，保壓和夾緊時間長，液壓泵就不會頻繁地啟動，給蓄能器充壓，夾緊也不易失效。
當蓄能器用于補油加速、快壓射、增壓之類用途時，若充氣壓力在蓄能器最低工作壓力p?之上且比較高時，由方程(5-1)可知P2′P0=V2/V0的比值比較小，Vo與V?的差小，蓄能器從p?到po的供油體積就很小。蓄能器提供的壓力油少，就無法進行補油，以實現(xiàn)加速、快壓射和增壓動作。相反充氣壓力比較低時，蓄能器從po充壓到儲存的壓力油多，就能完成加速、快壓射和增壓動作。
當蓄能器用于緩和液壓沖擊和吸收壓力脈動時，充氣壓力po分別為系統(tǒng)工作壓力的90%和液壓泵出口壓力的60%時較合適。若充氣壓力太低，蓄能器幾乎無儲能作用，但對緩和液壓沖擊和吸收壓力脈動仍有作用。
②蓄能器最高工作壓力p?的影響
當蓄能器最高工作壓力p?較低時，由公式(5-2)可知，蓄能器的供油體積△V比較小。這種情況下若用蓄能器補油保壓和夾緊，必然出現(xiàn)壓力下降快、保壓時間短、夾緊失效之類的故障；若用蓄能器加速、快壓射和增壓時也因供油體積太小，不能補油，必然導致不能加速、快壓射和增壓。特別是po也同時增大時問題更嚴重。相反蓄能器最高工作壓力比較高(但滿足要求)時不會產(chǎn)生以上故障。蓄能器最高工作壓力過高時，不但不能滿足工作要求而且會損壞液壓泵，浪費功率。
③蓄能器鄰接液壓元件泄漏的影響
在液壓傳動中和蓄能器相連接的液壓元件有單向閥、電磁換向閥和液壓缸等。這些液壓元件常出現(xiàn)密封不嚴、卡死不能閉合、因磨損間隙過大和密封件失效造成蓄能器在儲油和供油時壓力油大量泄漏。在這種情況下，若蓄能器是用來補油保壓和夾緊的，會因為補油不足而不能保壓、保壓時間短或夾緊失效。若蓄能器是用來補油加速、快壓射和增壓的，也會因補油不足而使這些動作無法完成。
④控制元件失靈而致蓄能器旁流的影響
有些換向閥動作失靈，?？蓪е屡c蓄能器相連接的液壓元件呈開啟狀態(tài)。這樣蓄能器在充油和供油時會形成旁路分流，導致以上故障發(fā)生。
(2)故障的排除
當發(fā)生保壓時間短和夾緊失效故障時，原因有充氣壓力低、蓄能器的接鄰元件泄漏、蓄能器最高工作壓力低。前兩個原因是主要的。當發(fā)生不能補油加速、快壓射和增壓故障時，其原因一般是充氣壓力高、蓄能器最高工作壓力低、蓄能器的接鄰元件有泄漏。實際上，前兩個原因同時出現(xiàn)導致的故障不少。
當發(fā)生蓄能器不能緩和液壓沖擊和吸收壓力脈動故障時，其原因主要是充氣壓力太低。
當發(fā)生蓄能器不能緩和液壓沖擊和吸收壓力脈動故障時，其原因主要是充氣壓力太低。
通過分析，確定故障原因是充氣壓力不合適時，首先應排出蓄能器內(nèi)壓力油，測定蓄能器內(nèi)氣壓，給以確診。其次，要找出具體故障源，以便排除。當測知充氣壓力低時，可能是設定值過低，也可能是充氣不足，還可能是蓄能器充氣嘴泄漏、皮囊破裂、活塞密封不好等，應通過檢測確定。當測知充氣壓力高時，可能是設定值過高、充氣過量、或者環(huán)境條件(如溫度升高)所致(若工作中環(huán)境條件無法改變，可將蓄能器放氣到適當壓力)。
當確定原因是蓄能器最高工作壓力不合適時，首先設法測定蓄能器最高工作壓力以證實。若蓄能器最高工作壓力過低(也有過高的),可能是液壓泵故障或液壓泵吸空；也可能是調(diào)壓不當；也可能壓力閥及調(diào)壓裝置有故障；還可能是有關液壓元件泄漏，造成系統(tǒng)壓力及蓄能器最高工作壓力過低或過高，也可直接造成蓄能器最高工作壓力過低或過高。
當確定故障原因是液壓元件泄漏時，首先應確定和蓄能器鄰接的液壓元件。在這些液壓元件中，單向閥、液控單向閥、各類換向閥和液壓缸泄漏故障是較常見的。泄漏的原因大概有閥芯和閥座密封不嚴，閥芯卡死不能閉合，磨損造成相對運動面間隙大，密封元件失效。對所有可疑元件應按檢測的難易程度和發(fā)生故障的概率大小排序(易檢測的，故障概率大的排在前面),再按順序檢測，確定泄漏的故障元件。最后，拆開故障元件檢查、維修。
對充氣壓力和蓄能器最高工作壓力不合適引起的故障，也應按以上原則給可疑故障源排序。
在充氣壓力、蓄能器最高工作壓力、接鄰元件泄漏三個原因中，若初步確定為兩個以上者，也可按檢測的難易和故障的概率排序，按排序檢測。一般來說，蓄能器最高工作壓力比充氣壓力測定方便。元件泄漏較難測定，但有的泄漏很直觀。
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