液压系统爬行

一、概述

液压设备的执行元件常需要以很低的速度(例如每分钟几毫米甚至不到1毫米)移动(油缸)或转动(油马达)。此时，往往会出现明显的速度不均，出现断续的时动时停，一快一慢，一跳一停的现象，这种现象称为爬行，即低速平稳性的问题。

爬行有很大危害。例如对机床类液压设备而言会破坏工件的表面质量(粗糙度)和加工精度，降低机床和刀具的使用寿命，甚至会产生废品和发生事故。必须排除。

爬行这一故障的原因在于：

①当摩擦面处于边界摩擦状态时，存在着动、静摩擦系数的变化(动、静摩擦系数的差异)和动摩擦系数随着速度的增加而降低的现象；

②传动系统的刚度不足(如油中混有空气);

③运动速度太低，而运动件的质量较大。

不出现爬行现象的最低速度，称为运动平稳性的临界速度。消除爬行现象的途径有：

①减少动、静摩擦系数之差：如采用静压导轨和卸荷导轨、导轨采用减摩材料、用滚动摩擦代替滑动摩擦以及采用导轨油润滑导轨等；

②提高传动机构(液压的、机械的)的刚度K:如提高活塞杆及油缸座的刚度、防止空气进入液压系统以减少油的可压编性带来的刚度变化等；

③采取措施降低其临界速度及减少移动件的质量等措施。

二、产生爬行的具体原因

同样是爬行，其故障现象是有区别的：有有规律的爬行，有无规律的爬行；有的爬行无规律且振幅大；有的爬行在极低的速度下才产生。产生这些不同现象的爬行其原因各有不同的侧重面，有些是机械方面的原因为主、有些是液压方面的原因为主、有些是油中进人空气的原因为主，有些是润滑不良原因为主。液压设备的维修和操作人员必须不断总结归纳，迅速查明产生爬行的原因，予以排除，现将爬行原因具体归纳如下：

(一)静、动摩擦系数的差异大

①导轨精度差；

②导轨面上有锈斑；

③导轨压板镶条调得过紧；

④导轨刮研不好，点数不够，点子不均匀；

⑤导轨上开设的油槽不好，深度太浅，运行时已磨掉，所开油槽不均匀；

⑥新液压设备，导轨未经跑合；

⑦油缸轴心线与导轨不平行；

⑧油缸缸体孔内局部段锈蚀(局部段爬行)和拉伤；

⑨油缸缸体孔、活塞杆及活塞精度差；

⑩油缸装配及安装精度差，活塞、活塞杆、缸体孔及缸盖孔的同轴度差；

⑪油缸活塞或缸盖密封过紧、阻滞或过松；

⑫停机时间过长，油中水分(特别是磨床冷却液)导致有些部位锈蚀；

⑬静压导轨节流器堵塞，导轨断油。

(二)液压系统中进入空气，容积模数降低

1,油系吸入空气

①油箱油面低于油标规定值，吸油滤油器或吸油管裸露在油面上；

②油箱内回油管与吸油管靠得太近，二者之间又未装隔板隔开(或未装破泡网),回油搅拌产生的泡沫来不及上浮便被吸入泵内；

③裸露在油面至油泵进油口处之间的管接头密封不好或管接头因振动松动，或者油管开裂，而吸进空气；

④因泵轴油封破损、泵体与泵盖之间的密封破损而进气；

③吸油管太细太长：吸油滤油器被污物堵寨或者设计时滤油器的容量本来就选得过小造成吸油阻力增加；

⑥油液劣化变质，因进水乳化，破泡性能变差，气泡分散在油层内部或以网状气泡浮在油面，泵工作时吸入系统。

2.空气从回油管反灌

①回油管工作时或长久裸露在油面以上；

②在未装背压阀的回油路上而缸内有时又为负压时；

③油缸缸盖密封不好、有时进气，有时漏油。

(三)液压元件和液压系统方面的原因

①压力阀压力不稳定，阻尼孔时堵时通，压力振摆大，或者调节的工作压力过低；

②节流阀流量不稳定，且在超过阀的最小稳定流量下使用；

③泵的输出流量脉动大，供油不均匀；

④油缸活塞杆与工作台非球副联结，特别是长油缸因别劲产生爬行；

⑤油缸内外泄漏大，造成缸内压力脉动变化；

⑥润滑油稳定器失灵，导致导轨润滑油不稳定，时而断流；

①润滑压力过低，且工作台又太重；

⑧管路发生共振；

⑨液压系统采用进口节流方式且又无背压或背压调节机构，或者虽有背压调节机构，但背压调节过低，这样在某种低速区内最易产生爬行。

(四)液压油原因

①油牌号选择不对，粘度太稀或太稠；

②油温影响，粘度有较大变化。

(五)其它原因

①油缸活塞杆、油缸支座刚性差；密封方面的原因(§7-6);

②电机动平衡不好、电机转速不均匀及电流不稳定等。

三、消除爬行的方法

根据上述产生爬行的原因，可逐一采取排除方法，主要措施有：

①在制造和修配零件时，严格控制几何形状偏差、尺寸公差和配合间隙；

②修刮导轨，去锈去毛刺，使两接触导轨面接触面积≥75%,调好镶条，油槽润滑油畅通；

③以平导轨面为基准，修刮油缸安装面，保证在全长上平行度小于0.1mm;以V形导轨为基准调整油缸活塞杆侧母线，二者平行度在0.1mm之内。活塞杆与工作台采用球副连接；

④油缸活塞与活塞杆同轴度要求≤0.04/1000,所有密封安装在密封沟槽内不得出现四周上的压缩余量不等现象，必要时可以外圆为基准修磨密封沟槽底径。密封装配时，不得过紧和过松；

⑤防止空气从泵吸入系统，从回油管反灌进入系统，根据上述产生进气的原因逐一采取措施；

⑥排除液压元件和液压系统有关故障

例如系统可改用回油节流系统或能自调背压的进油节流系统等措施；

⑦采用合适导轨润滑用油、必要时采用导轨油，因为导轨油中含有极性添加剂，增加了油性，使油分子能紧紧吸附在导轨面上，运动停止后油膜不会被挤破而保证流体润滑状态，使动、静摩擦系数之差极小：

⑧增强各机械传动件的刚度；参阅§7-6二款的内容，排除因密封方面的原因产生的爬行现象；

⑨在油中加入二甲基硅油抗泡剂破泡；

⑩注意油液和液压系统的清洁度。