【文章內容簡介】 上裝上必需的液壓閥可以直接控制液壓執(zhí)行元件工作。為了防止泄漏和污染，隔離振動，減小發(fā)熱對主機的影響，減少管路連接并使整個液壓系統(tǒng)整齊美觀，便于裝配維護和電液信號的采集，液壓系統(tǒng)應盡量采用液壓站集成方式。液壓泵站上泵組的布置方式分成上置式和非上置式。泵組置于油箱上的上置式液壓泵站中，采用立式電動機并將液壓泵置于油箱之內時，稱為立式（圖1）；采用臥式電動機時稱為臥式（圖2）。非上置式液壓泵站中，泵組與油箱并列布置的為旁置式（圖3）；泵組置于油箱下面時為下置式（圖4）。 圖1 上置式液壓站（立式）圖2 上置式液壓站（臥式）圖3 旁置式液壓站圖圖4下置式液壓站 液壓系統(tǒng)總體布局有集中式、分散式。集中式結構是將整個設備液壓系統(tǒng)的油源、控制閥部分獨立設置于主機之外或安裝在地下，組成液壓站。采用集中供油這種結構。如下圖的照片所示。液壓閥采用集成式配置。它是將液壓閥件安裝在集成塊上，集成塊一方面起安裝底板作用，另一方面起內部油路作用。這種配置結構緊湊、安裝方便。油箱采用開式油箱。開式油箱應用最廣，油箱內的液面與大氣相通。為了減少油液的污染，在油箱蓋上設置空氣濾清器。使大氣與油箱內的空氣經(jīng)過濾清器相通。（詳見附錄）泵站的布置形式采用上置式液壓站（立式）。因為這里我所選用的電機尺寸比較大，為了在油箱的面版上能合理安排下所有元件，故電機采用立式安裝。我在這套系統(tǒng)中，有兩路控制回路，我所選用泵站的回路如下圖所示。泵站的回路 閥塊的設計由于這臺機器是中低壓固定設備，所以集成塊的材料采用鑄鐵。塊體加工成長方形。我采用的是底下一塊集成塊，上面疊加3個疊加閥，旁邊安裝一個電磁溢流閥。鉆有公共壓力油孔P，公共回油孔T，還有A、B孔和4個用于疊積緊固的螺栓孔。具體閥塊的結構圖，見（附錄） 集成塊結構尺寸的確定外形尺寸要滿足閥件的安裝，孔道布置及其他工藝要求。為減少工藝孔，縮短孔道長度 ，閥的安裝位置要仔細考慮，使相通油孔盡量在同一水平面或是同一豎直面上。各通油空孔的內徑要滿足允許流速的要求，一般來說，與閥直接相通的孔徑應等于所裝閥的油孔通徑。油孔之間的壁厚σ不能太小，一方面防止使用過程中，由于油的壓力而擊穿，另一方面避免加工時，因油孔的偏斜而誤通。對于中低壓系統(tǒng)，壁厚σ不得小于5mm。 以下是10通徑的疊加閥的安裝尺寸。如下圖所示。 4 液壓系統(tǒng)的調試與液壓設備的維護 液壓系統(tǒng)的調試液壓設備安裝、循環(huán)沖洗合格后，都要對液壓系統(tǒng)進行必要的調整試車，使其在滿足各項技術參數(shù)的前提下，按實際生產(chǎn)工藝要求進行必要的調整，使其在重負荷情況下也能運轉正常。液壓系統(tǒng)調度前的準備工作：1）需調試的液壓系統(tǒng)必須在循環(huán)沖洗合格后，方可進入調試狀態(tài)。2）液壓驅動的主機設備全部安裝完畢，運動部件狀態(tài)良好并經(jīng)檢查合格后，進入調試狀態(tài)。3）控制液壓系統(tǒng)的電氣設備及線路全部安裝完畢并檢查合格。4）熟悉調試所需技術文件，如液壓原理圖、管路安裝圖、系統(tǒng)使用說明書、系統(tǒng)調試說明書等。根據(jù)以上技術文件，檢查管路連接是否正確、可靠、選用的油液是否符合技術文件的要求，油箱內油位是否達到規(guī)定高度，根據(jù)原理圖、裝配圖認定各液壓元器件的位置。5）清除主機及液壓設備周圍的雜物，調試現(xiàn)場應有必要明顯的安全設施和標志，并由專人負責管理。6）參加調試人員應分工明確，統(tǒng)一指揮，對操作者進行必要的培訓，必要時配備對講機，方便聯(lián)絡。液壓系統(tǒng)調度步驟： 調試前的檢查1）根據(jù)系統(tǒng)原理圖、裝配圖及配管圖檢查并確認每個液壓缸由哪個支路的電磁閥操縱。2）電磁閥分別進行空載換向，確認電氣動作是否正確、靈活，符合動作順序要求。3）將泵吸油管、回油管路上的截止閥開啟，泵出口溢流閥及系統(tǒng)中安全閥手柄全部松開；將減壓閥置于最低壓力位置。4）流量控制閥置于小開口位置。5）按照使用說明書要求，向蓄能器內充氮。 啟動液壓泵1）用手盤動電動機和液壓泵之間的聯(lián)軸器，確認無干涉并轉動靈活。2）點動電動機，檢查判定電動機轉向是否與液壓泵轉向標志一致，確認后連續(xù)點動幾次，無異常情況后按下電動機啟動按鈕，液壓泵開始工作。 系統(tǒng)排氣啟動液壓泵后，分別控制電磁閥換向，使油液分別循環(huán)到各支路中，擰動管道上設置的排氣閥，將管道中的氣體排出；當油液連續(xù)溢出時，關閉排氣閥。液壓缸排氣時可將液壓缸活塞桿伸出側的排氣閥打開，電磁閥動作，活塞桿運動，將空氣擠出，升到上止點時，并閉排氣閥。打開另一側排氣閥，使液壓缸下行，排出無桿腔中的空氣，重復上述排氣方法，直到將液壓缸中的空氣排凈為止。 系統(tǒng)耐壓試驗系統(tǒng)耐壓試驗主要是指現(xiàn)場管路，液壓設備的耐壓試驗應在制造廠進行。對于液壓管路。工作壓力≥21MPa的高壓系統(tǒng)。如系統(tǒng)自身液壓泵可以達到耐壓值時，可不必使用電動試壓泵。升壓過程中應逐漸分段進行，不可一次達到峰值，每升高一級時，應保持幾分鐘，并觀察管路是否正常。試壓過程中嚴禁操縱換向閥。 空載調試試壓結束后，將系統(tǒng)壓力恢復到準備調試狀態(tài)，然后按調試說明書中規(guī)定的內容，分別對系統(tǒng)的壓力、流量、速度、行程進行調整與設定，可逐個支路按先手動后電動的順序進行，其中還包括壓力繼電器和行程開關的設定。手動調整結束后，應在設備機、電、液單獨無負載試車完畢后，開始進行空載聯(lián)動試車。 負載試車設備開始運行后，應逐漸加大負載，如情況正常，才能進行最大負載試車。最大負載試車成功后，應及時檢查系統(tǒng)的工作情況是否正常，對壓力、噪聲、振動、速度、溫升、液位等進行全面檢查，并根據(jù)試車要求做出記錄。液壓系統(tǒng)的驗收液壓系統(tǒng)試車過程中，應根據(jù)設計內容對所有設計值進行檢驗，根據(jù)實際記錄結果判定液壓系統(tǒng)的運行狀況，由設計、用戶、制造廠、安裝單位進行交工驗收，并在有關文件上簽字。油液清潔度的控制油液的污染是導致液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的主要原因。油液的污染，造成元件故障占系統(tǒng)總故障率的70%～80%。它給設備造成的危害是嚴重的。因此，液壓系統(tǒng)的污染控制愈來愈受到人們的關注和重視。實踐證明：提高系統(tǒng)油液清潔度是提高系統(tǒng)工作可靠性的重要途徑，必須認真做好。污染物的來源與危害 液壓系統(tǒng)中的污染物，指在油液中對系統(tǒng)可靠性和元件壽命有害的各種物質主要有以下幾類：固體顆粒、水、空氣、化學物質、微生物和能量污染物等。不同的污染物會給系統(tǒng)造成不同程度的危害（見表7）?？刂莆廴疚锏拇胧┽槍Ω黝愇廴疚锏膩碓床扇∠鄳拇胧┦呛苡斜匾?，對系統(tǒng)殘留的污染物主要以預防為主。生成的污染物主要靠濾油過程加以清除。詳細控制污染的措施見表8。表7 污染物的種類、來源與危害種類來源危害固體切屑、焊渣、型砂制造過程殘留 加速磨損、降低性能，縮短壽命，堵塞閥內阻尼孔，卡住運動件引起失效，劃傷表面引起漏油甚至使系統(tǒng)壓力大幅下降，或形成漆狀沉積膜使動作不靈活塵埃和機械雜質從外界侵入磨屑、鐵銹、油液氧化和分解產(chǎn)生的沉淀物工作中生成水通過凝結從油箱侵入，冷卻器漏水 腐蝕金屬表面，加速油液氧化變質，與添加劑作用產(chǎn)生膠質引起閥芯粘滯和過濾器堵塞空氣 經(jīng)油箱或低壓區(qū)泄漏部位侵入 降低油液體積彈性模量，使系統(tǒng)響應緩慢和失去剛度，引起氣蝕，促使油液氧化變質，降低潤滑性化學污染物溶劑、表面活性化合物、油液氣化和分解產(chǎn)物 制造過程殘留，維修時侵入，工作中生成與水反應形成酸類物質腐蝕金屬表面，并將附著于金屬表面的污染物洗滌到油液中微生物 易在含水液壓油中生存并繁殖引起油液變質劣化，降低油液潤滑性，加速腐蝕能量污染熱能、靜電、磁場、放射性物質 由系統(tǒng)或環(huán)境引起粘度降低，泄漏增加，加速油液分解變質，引起火災表8 控制污染的措施污染來源控制措施殘留污染物 液壓元件制造過程中要加強各工序之間的清洗、去毛刺，裝配液壓元件前要認真清洗零件。加強出廠試驗和包裝環(huán)節(jié)的污染控制，保證元件出廠時的清潔度并防止在運輸和儲存中被污染 裝配液壓系統(tǒng)之前要對油箱、管路、接頭等徹底清洗，未能及時裝配的管子要加護蓋密封 在清潔的環(huán)境中用清潔的方法裝配系統(tǒng) 在試車之前要沖洗系統(tǒng)。暫時拆掉的精密元件及伺服閥用沖洗蓋板代之。與系統(tǒng)連接之前要保證管路及執(zhí)行元件內部清潔侵入污染物 從油桶向油箱注油或從中放油時都要經(jīng)過過濾裝置過濾 保證油桶或油箱的有效密封 從油桶取油之前先清除桶蓋周圍的污染物 加入油箱的油液要按規(guī)定過濾。加油所用器具要先行清洗 系統(tǒng)漏油未經(jīng)過濾不得返回油箱 與大氣相通的油箱必須裝有空氣過濾器，通氣量要與機器的工作環(huán)境與系統(tǒng)流量相適應。要保證過濾器安裝正確和固定緊密。污染嚴重的環(huán)境可考慮采用加壓式油箱或呼吸袋 防止空氣進行系統(tǒng)，尤其是經(jīng)泵吸油管進入系統(tǒng)。在負壓區(qū)或泵吸油管的接口處應保證氣密性。所有管端必須低于油箱最低液面。泵吸油管應該足夠低，以防止在低液面時空氣經(jīng)旋渦進入泵 防止冷卻器或其他水源的水漏進系統(tǒng) 維修時應嚴格執(zhí)行清潔操作規(guī)程生成污染物 要在系統(tǒng)的適當部位設置具有一定過濾精度和一定納污容量的過濾器，并在使用中經(jīng)常檢查與維護，及時清洗或更換濾芯 使液壓系統(tǒng)遠離或隔絕高溫熱源。設計時應使油溫保持在最佳值，需要時設置冷卻器 發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)污染度超過規(guī)定時，要查明原因，及時消除 單靠系統(tǒng)在線過濾器無法凈化污染嚴重的油液時，可使用便攜式過濾裝置進行系統(tǒng)外循環(huán)過濾 定期取油樣分析，以確定污染物的種類，針對污染物確定需要對哪些因素加強控制 定期清洗油箱，要徹底清理掉油箱中所有殘留的污染物油液的過濾 在防止污染物侵入油液的基礎上，對系統(tǒng)殘留和生成的污染物進行強制性清除非常重要。而對油液進行過濾是清除油液中污雜物最有效的方法。過濾器可根據(jù)系統(tǒng)和元件的要求，可分別安裝在系統(tǒng)不同位置上，如泵吸油管、壓力油管、回油管、伺服閥的進油口及系統(tǒng)循環(huán)冷卻支路上?？刂朴鸵褐蓄w粒污染物的數(shù)量，是確保系統(tǒng)性能可靠、工作穩(wěn)定，延長使用壽命最有效的措施，選擇過濾器時，需考慮以下幾個方面的問題。1）過濾精度應保證系統(tǒng)油液能達到所需的污染度等級。2）油液通過過濾器所引起的壓力損失應盡可能小。3）過濾器應具有一定納污容量，防止頻繁更換濾芯。液壓系統(tǒng)泄漏的控制 液壓系統(tǒng)泄漏的原因是錯綜復雜的，主要與振動、溫升、壓差、間隙和設計、制造、安裝及維護不當有關。泄漏可分為外泄漏和內泄漏兩種。外泄漏是指油液從元器件或管件接口內部向外部泄漏；內泄漏是指元器件內部由于間隙、磨損等原因有少量油液從高壓腔流到低壓腔。外泄漏會造成能源浪費，污染環(huán)境，危及人身安全或造成火災。內泄漏能引起系統(tǒng)性能不穩(wěn)定，如：使壓力、流量不正常，嚴重時會造成停產(chǎn)事故。為控制內泄漏量，國家對制造元件廠家生產(chǎn)的各類元件頒布了元件出廠試驗標準，標準中對元件的內泄漏量做出了詳細評等規(guī)定?？刂仆庑孤?，常以提高幾何精度、表面粗糙度和合理的設計，正確的使用密封件來防止和解決漏油問題。液壓系統(tǒng)外泄漏的主要部位及原因可歸納以下幾種：1）管接頭和油塞在液壓系統(tǒng)中使用較多，在漏油事故中所占的比例也很高，可達30%～40%以上。管接頭漏油大多數(shù)發(fā)生在與其它零件聯(lián)接處，如集成塊、閥底板、管式元件等與管接頭聯(lián)接部位上，當管接頭采用公制螺紋連接，螺孔中心線不垂直密封平面，即螺孔的幾何精度和加工尺寸精度不符合要求時，會造成組合墊圈密封不嚴而泄漏。當管接頭采用錐管螺紋連接時，由于錐管螺紋與螺堵之間不能完全吻合密封，如螺紋孔加工尺寸、加工精度超差，極易產(chǎn)生漏油。以上兩種情況一旦發(fā)生很難根治，只能借助液態(tài)密封膠或聚四氟乙烯生料帶進行填充密封。管接頭組件螺母處漏油，一般都與加工質量有關，如密封槽加工超差，加工精度不夠，密封部位的磕碰、劃傷都可造成泄漏。必須經(jīng)過認真處理，消除存在的問題，才能達到密封效果。2）元件等接合面的泄漏也是常見的，如：板式閥、疊加閥、閥蓋板、方法蘭等均屬此類密封形式。接合面間的漏油主要是由幾方面問題所造成：與O形圈接觸的安裝平面加工粗糙、有磕碰、劃傷現(xiàn)象、O型圈溝槽直徑、深度超差，造成密封圈壓縮量不足；溝槽底平面粗糙度低、同一底平面上各溝槽深淺不一致、安裝螺釘長、強度不夠或孔位超差，都會造成密封面不嚴，產(chǎn)生漏油。解決辦法：針對以上問題分別進行處理，對O形圈溝槽進行補充加工，嚴格控制深度尺寸，提高溝槽底平面及安裝平面的粗糙度、清潔度，消除密封面不嚴的現(xiàn)象。3）軸向滑動表面的漏油，是較難解決的。造成液壓缸漏油的原因較多，如活塞桿表面粘附粉塵泥水、鹽霧、密封溝槽尺寸超差、表面的磕碰、劃傷、加工粗糙、密封件的低溫硬化、偏載等原因都會造成密封損傷、失效引起漏油。解決的辦法可從設計、制造、使用幾方面進行，如選耐粉塵、耐磨、耐低溫性能