液壓系統(tǒng)中爬行現(xiàn)象故障分析

摘? 要：本文針對液壓系統(tǒng)產生爬行的現(xiàn)象，綜合分析系統(tǒng)中各方面的具體作用及結構，分別提出了導致爬行產生的具體原因，并提出了一系列的解決措施。

關鍵詞：爬行 液壓缸 摩擦阻力

Abstract： Aiming at the phenomenon of crawling in the hydraulic system， this paper comprehensively analyzes the specific functions and structures of various aspects in the system， puts forward the specific causes of crawling， and puts forward a series of solutions.

Abstract：KEYS：Crawl;Hydraulic cylinder;Friction resistance

0引言

“爬行”是液壓傳動中經常出現(xiàn)的不正常運動狀態(tài)。輕微的爬行使運動件產生目光不易覺察的振動;顯著的“爬行”使運動件產生大距離地跳動。液壓傳動中的爬行現(xiàn)象是很有害的，特別是在工件加工類液壓系統(tǒng)中，執(zhí)行機構出現(xiàn)爬行，就不能加工出合格的工件。因此，消除爬行現(xiàn)象對于改善液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性和提高機構運行精度是非常重要的。

1爬行原因故障分析

一、液壓缸阻力過大

液壓缸阻力過大俗稱別勁，它是液壓缸產生爬行現(xiàn)象主要原因之一。

（1）由于裝配不當，引起液壓缸別勁。液壓缸裝配不當很容易造成別勁，因此液壓缸裝配時，應嚴格執(zhí)行裝配工藝要求。液壓缸裝配后，活塞、活塞桿運動時，不應受彎、扭力的作用，密封摩擦阻力適宜，潤滑條件良好等。

（2）因載荷反作用力使液壓缸歪斜，引起別勁

這種情況是液壓缸工作時產生的別勁現(xiàn)象。無載荷時，多數場合檢查不出來。帶地腳的液壓缸，因安裝地腳剛性不足，引起的撓性變形。檢測方法是：在液壓缸與載荷之間，連接牽引力測定器，或在活塞桿滑動部分的頂端貼上應變儀傳感器進行測定。求出實際載荷與液壓缸實際運動時所產生牽引力的差值，便可確定。

（3） 大行程液壓缸的別勁現(xiàn)象

臥式的大行程液壓缸，如熱連軋支撐輥推拉缸。當活塞從缸體的最內端位置，或活塞從最外端位置（即活塞碰到活塞桿伸出一側端蓋時的位置）開始運動時，活塞桿工作條件處于最不利的情況.尤其是前一種情況最為危險。因活塞桿的重量對活塞產生一個傾斜力矩，造成活塞滑動部位兩端接觸面的壓力極大增高?；钊麠U襯套存在同樣的情形，活塞桿的轉矩也作用在襯套滑動部位的兩端局部圓面上，形成很大的表面接觸壓力。表面接觸壓力過太時，造成滑動面斷油將出現(xiàn)爬行現(xiàn)象活塞進入缸體最內端位置時，產生的活塞面壓異常增高，從外部結構來看，為防止面壓升高，可減輕活塞桿的重量，增加活塞的寬度，或加聚甲醛支承環(huán)作為滑動部分等

（4）缸壁和襯套的燒接現(xiàn)象

前述故障進一步發(fā)展.便可能發(fā)生燒接現(xiàn)象。如果缸內進有異物。便加快燒接故障的發(fā)生，導致燒接部位的工作阻力增高，此時液壓缸將不能平滑運行。

二、液壓缸進入空氣對爬行的影響

液壓缸內若有空氣，則一開始供壓力油時，缸內的空氣即起蓄能器作用，壓力升高的速度就會變慢。當供油壓力克服活塞的靜摩擦阻力之后，活塞開始啟動時，活塞的阻力即減小為動摩擦阻力，缸內積存的空氣所儲存的壓力能推動活塞向前沖行，這是缸內壓力又迅速降低，如果液壓缸內部壓力降到低于克服動摩擦阻力所需的壓力值時，活塞停止運動。由于繼續(xù)向液壓缸內供壓力油，缸內空氣被壓縮，壓力升高，當壓力達到克服靜摩擦阻力時，活塞又開始向前沖行。這樣，反復進行，便產生爬行現(xiàn)象。這是缸內空氣的可壓縮性對阻力變化的必然反應。

同樣，液壓缸在有負載的情況下，由于負載不可能是絕對恒定，所以只要液壓缸缸內有空氣，就必然產生爬行現(xiàn)象。

液壓缸內侵入空氣的原因主要有以下幾個方面：

（1）液壓缸內空氣未排盡

低速運動的液壓缸，特別是嚴格要求不能產生爬行現(xiàn)象設備上使用的液壓缸，其工作運動前必須充分排除空氣。有些液壓缸中活塞桿的導向套較長，空氣不容易排盡。這種情況下，排氣閥設在什么位置很重要。設計時應注意兩個原則：一是設計在最高位;二是設計在易于積氣的地方。

（2）液壓缸內形成負壓

當負載速度大于液壓缸輸入流量所產生的速度時，該液壓缸腔內將會出現(xiàn)負壓。若活塞桿采用唇形密封圈，因其密封圈是有方向性的，唇緣里側加壓時則有密封作用，若缸內變成了負壓，則密封圈外側大氣壓大于內側的壓力，這時就要從外側向內側漏入空氣。

這種情況下防止缸內產生負壓的辦法較多，如在回油路上設置背壓閥;采用回油節(jié)流調速等措施。

（3）彎曲的管路中積有空氣

與液壓缸連接的管路有彎曲時.特別是高處彎曲，空氣向高處積聚，很難排盡。為了排盡管路中的空氣.應在管路的最高處安裝排氣閥。

（4）直通管路積存空氣

在有些液壓系統(tǒng)中，液壓缸到換向閥之間的管路較長，其容積大于液壓缸的容積，如錒銑廠高爐液壓最統(tǒng)就存在這種工況。當液壓缸工作時，進入液壓缸工作腔的壓力油是換向閥到液壓缸進油口間管路中的油液.而從液壓缸非工作腔排出的油液置換了回油管路中的油液，即回油管路中的油液回油箱，液壓缸非工怍腔的油液回到回油管路中。這樣液壓缸中的油液只是在管路和缸之間來回運動，并沒有參與整個系統(tǒng)的油液循環(huán)。在這種工況下，油液中的空氣很難排掉。

為了排除這部分液壓油中的空氣，直在液壓缸或管路的最高處安裝排氣閥，隨時排出積存的空氣。

（5）液壓泵吸油側進八空氣

由液壓泵吸油工作原理可知，泵吸油側有一定的真空度.真空度的高低與泵至油箱液面的距離以及吸油管有密切關系。如果泵吸油側管接頭密封不良，空氣就會進入泵內，因此應隨時檢查密封狀況，并適當增大吸油管徑，這將有利于防止空氣的進入 如果液壓泵的吸入性能差，吸油阻力也降不下來時，應設置低壓泵向主泵供低壓油。

（6）管路中油液回流現(xiàn)象

在一些液壓設備中，液壓缸安裝在比液壓泵高得多的位置上，當液壓泵停止工作時，管路中的油液由于重力的作用向液壓泵倒流，最后滲漏回油箱。此時，如果管路有密封不良的地方，空氣就容易進入系統(tǒng)。為此，在油流方向一定的油路中，如泵的出油管中，安裝單向閥，就能防止這一現(xiàn)象的產生。

三、摩擦阻力的變化

運行機構摩擦阻力發(fā)生變化也容易引起執(zhí)行機構產生爬行。如熱軋機組支撐輥推拉系統(tǒng)、卷取區(qū)卸卷小車等，帶導軌的運動機構由于導軌本身的接觸面光潔度不一致、潤滑不良或不均勻、多段導軌接頭不平整，使運動件在該處的摩擦阻力變化而產生跳動，產生爬行現(xiàn)象。

結束語：

通過以上分析，當液壓系統(tǒng)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象時，我們可根據上面邏輯診斷流程圖找出故障產生的內在原因，這樣才能判斷快速準確。在正確分析的基礎之上，做出科學的解決方法，最大限度地縮小不必要的拆修工作，從設計、加工、裝配、使用等方面找到根本原因，對最有可能的故障源進行檢測維修，這樣才能夠徹底解決問題。

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作者簡介：

孫國志，2004年畢業(yè)于內蒙古科技大學機械制造及其自動化專業(yè)，現(xiàn)擔任本鋼熱連軋廠設備管理室主任工程師，負責連軋廠液壓潤滑專業(yè)管理工作。