机床液压系统维护与修理
一、液压系统介绍
液压系统的正常运行是机床良好技术状况的一个主要标志，合格的液压油是液压系统可靠运行的保障，正确的维护是液压系统可靠运行的根本。根据多年的维修经验，总结出对机床液压系统故障采用采用“听、摸、查、看、闻”五字法进行检修方法，可达到迅速准确地检出故障和排除故障的目的。
液压系统由于其结构紧凑、工作平稳、操作简便和省力等优点，被广泛应用于机床上。但如果使用维护不当，则会大大提高故障发生率，严重影响机床的可靠性和使用寿命。
机床液压系统泄漏涉及的主要因素有密封件结构形式与材料、密封槽与密封接触表面的质量、密封件磨损、密封件安装与工作环境、液压系统污染及液压缸缺陷。但所有液压系统在使用一段时间后的泄漏，几乎都可以归结为三个原因：冲击和振动造成管接头松动；动密封件及配合件磨损(液压缸尤甚)；油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。
二、液压系统泄漏故障诊断方法
设备液压系统外漏非常直观，而液压缸内泄漏既看不见，也摸不到。液压缸内泄漏与液压阀间有着相互牵连的关系。液压系统泄漏量一般采用液压缸或工作装置位移量指标来衡量，国家和行业标准对典型机械设备液压缸或工作装置因液压系统内泄漏引起的位移量作了
具体规定。在机械设备使用过程中，一旦发现液压缸或工作装置位移量超过规定值时，可断定是由于液压系统内泄漏引起的故障。通过采用经验诊断法、相关分析法和试验方法，在不拆卸液压缸的前提下，对液压系统的泄漏故障进行诊断。
经验方法可重点用“问、检”二字概括，“问”就是维修人员向操作人员询问故障机械的基本情况。主机有哪些异常现象，故障是突发的还是渐发的，使用中是否有违章操作，液压系统的维护情况，液压油是否更换过等。一般来讲，突发性故障，大多是因液压系统受到污染或意外载荷造成液压阀或密封件失效引起的，渐发性故障，则多是因密封件磨损严重而产生的。
“检”主要是维修人员亲自检查液压系统的工作情况。首先排除非泄漏性故障，然后检查液压油的变质和污染程度。最后维修人员操作液压换向阀，使液压缸运动到极限位置时，可观测液压系统工作压力，一旦工作压力达不到规定值，而通过调节安全阀压力仍不发生变化时，则是液压缸内泄问题。拆开液压缸回油腔管路，通过观察油口是否有液压油流出，可判断液压缸的泄漏情况。
三、液压缸拆检与维修方法
活塞密封是防止液压缸内泄的主要元件。对于唇形密封件应重点检查唇边有无伤痕和磨损，对于组合密封应重点检查密封面的磨损量，然后判定密封件是否仍可用。另外，还需检查活塞与活塞杆间静密封圈有无挤伤情况。活塞杆密封应重点检查密封件和支撑环的磨损情况，一旦发现密封件和导向支承环存在缺陷，应根据被修液压缸密
封件的结构形式，选用相同结构形式和适宜材料的密封件进行更换，这样能最大限度地降低密封件与密封表面之间的油膜厚度，减少泄漏量。
液压缸缸筒内表面与活塞密封是引起液压缸内泄的主要因素，如果缸筒内产生纵向拉痕，即使更换新的活塞密封，也不能有效解决故障。缸筒内表面主要检查尺寸公差和形位公差是否满足技术要求，有无纵向拉痕，并测量纵向拉痕深度。如果缸筒存在微量变形和浅状拉痕，可采用强力珩磨工艺修复缸筒。强力珩磨工艺可修复比原公差超差2.5 倍以内的缸筒，通过强力珩磨机对尺寸或形状误差超差的部位进行珩磨，使缸筒整体尺寸、形状公差和粗糙度满足技术要求。
如果缸筒内表面磨损严重，存在较深纵向拉痕，最好按照实物进行测绘，由专业生产厂重新生产进行更换，也可采用热喷涂、流镀和粘接等表面修复技术修复缸筒。热喷涂缸筒内表面修复是将熔融状态下的喷涂材料，通过高速气流使其雾化喷射在缸筒表面上，形成喷涂层的一种金属表面处理方法。热喷涂后，通过强力珩磨机对缸筒进行珩磨，使整体尺寸、形状公差和粗糙度满足技术要求。热喷涂缸筒表面修复有火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和粉末爆炸喷涂等方法。
活塞杆与导向套间相对运动副是引起外漏的主要因素，如果活塞杆表面镀铬层因磨损而剥落或产生纵向拉痕时，将直接导致密封件失效。如果活塞杆弯曲，应按照实物进行测绘，由专业生产厂重新制造。如果活塞杆表面镀层磨损、滑伤、局部剥落可采取磨去镀层，重新镀铬处理。导向套应重点检查套内与活塞杆相对运动的表面，如果产生
不均匀磨损，圆度＞0.3mm 时，应按照实物进行测绘、更新。
对于阀缓冲液压缸，应重点检查阀芯与阀座磨损情况。一旦发现磨损量加大、密封失效时，最好是按照实物进行测绘、更换，也可更新阀芯，运用磨料对阀座配磨方法进行修复。
四、液压系统的正确维护
4.1 液压油的选用
系统对于液压油的选择不正确或不恰当是液压系统早期故障和功能下降的主要原因，液压油在液压系统中的主要作用是润滑、传递压力、密封以及冷却等。在对液压油进行选择时应按该机型的使用说明书中的规定进行选用，当情况特殊时，选用代用油的原则是其性能尽量与原牌号的液压油相同。当液压油的牌号不同时不能进行混合，以免影响液压油的性能。当液压油的颜色呈乳白色或深褐色并出现异味时，为液压油的变质现象，就不能够使用。
4.2 油液中混入空气的维护
当油液中有空气混入时，油箱中会出现针状的气泡，当进入的空气量比较大时，气泡的量也会相应变多，气泡增大。由于气体易于被压缩，所以系统的压力就会受到影响，能量的传递也会变得不稳定，产生噪音以及振动等情况，严重时会造成爬行现象或换向冲击等故障。
如何防止空气混入油液是解决该问题的根本，在使用过程中要经常对油箱的油量进行检查，避免吸入空气情况的发生；要对油液的外观、气味进行定期检查，防止其变质；在对液压系统进行安装以及维
修等操作时，要使元件以及管路中的空气排干净，同时要将泵体和吸油管灌满油液，使其密封性能良好；要定期频繁地对过滤器进行检查，查看其是否堵塞；排气装置对于解决该问题也起到了至关重要的作用，在管道上部和液压缸上设置排气装置，可以及时排除进入系统中的空气。
4.3 油液中混入水分的维护
当油液中掺杂了水分，并且水分的含量超过一定值时，油液的颜色就会发生变化，变成乳白色，使油液变质不能继续使用。严重时，会使整个液压系统出现瘫痪。造成该情况的主要原因：使用了变质的液压油；过滤器不能过滤掉潮湿空气中的水蒸气；冷却器漏水等。 判断油液中是否含有水分的方法如下：
（１）爆裂试验。取一个厚度在３ｍｍ以下的金属薄片，加热至110℃以上，滴一滴液压油，如果油出现爆裂的情况即证明其中还有水分。此方法的精确度为含水量0.2％。
（２）试管声音判别试验。取一个洁净干燥的试管，滴入２～３滴液压油，静置３～５min，待油气泡完全消失后，用酒精灯（为了方便可以使用打火机）加热试管，然后倾听。如果发生“嘭嘭”声，证明油中含有水分，该声音就是因油中的水粒碰撞沸腾产生的水蒸气造成的。声音越大，响声的频率越高，含水量越多。
（３）棉球试验。取洁净的棉球或棉纸一张，沾取液压油少许，然后点燃，若伴随有炸裂声以及闪光现象的发生即证明液压油中含有水分。
为了杜绝液压油中有液体混入，一是选用正规厂家生产的指定牌号的液压油，二是及时对冷却油箱进行检查。
３.4 油液中混入杂质的维护
这里的混入杂质包括砂土、焊渣、锈片、切屑等其他固体粉末，都会使液压系统的工作性能受到很大的影响，减少机械的使用寿命。为了预防这种情况的发生，首先要保证油箱的洁净，在进行灌油前，要对油箱进行清洗。在使用过程中，箱盖要严密覆盖，向油箱注油时，要使用专门的过滤设备，使油液中的微小杂质得以滤除。表１为油液污染情况的判别标准。
表１ 油液污染情况的判别标准
4.4 作业中注意事项
(1) 机械作业要柔和平顺机械作业应避免粗暴，否则必然产生冲击负荷,使机械故障频发，大大缩短使用寿命，作业时产生的冲击负荷,一方面使机械结构件早期磨损、断裂、破碎；另一方面使液压系统中产生冲击压力，冲击压力又会使液压元件损坏，油封和高压油管接头与胶管的压合处过早失效漏油或爆管，溢流阀频繁动作油温上升，必 须严格执行操作规程。液压阀开、闭不能过猛过快，避免使工作装置构件运动到极限位置产生强烈撞击。没有冲击功能的液压设备不能用工作装置猛烈冲击作业对象以达到破碎的目的%。还有一个值得注意的问题，操作工要保持稳定。因为每台设备操纵系统的自由间隙都有一定差异，连接部位的磨损程度不同因而其间隙也不同，这些因素赋予了设备的个性%，只有使用该设备的操作工认真摸索，修正自己的操纵动作以适应设备的个性"经过长期作业后，才能养成符合设备个性的良好操作习惯。一般机械行业坚持定人定机制度，这也是因素之一。
（2） 要注意气蚀和溢流噪声
作业中要时刻注意液压泵和溢流阀的声音，如果液压泵出现气蚀,噪声经排气后不能消除，应查明原因排除故障后才能使用。如果某执行元件在没有负荷时动作缓慢，并伴有溢流阀溢流声响，应立即停机检修。
(3) 严格执行交接班制度
工人交班时，要保证接班工人检查时的安全和检查到准确的油位，系统是否渗漏，连接是否松动，液压泵的低压进油管连接是否可靠，油
箱油位是否正确等，是接班工人对液压系统检查的重点%。常压式油箱还要检查并清洁油箱通气孔，保持其畅通，以防气孔堵塞造成油箱真空，致使液压油泵吸油困难而损坏。
五 结语
在对机床的液压系统进行维护时，要做到仔细认真。在维护系统时要将定期维护与不定期维护相结合，采用“听、摸、查、看、闻”五字法进行检修，同时注重对专家系统的开发和升级。液压系统故障具有复杂性、相关性、不确定性和延迟性等，因此要注重仪器、人为操作和计算机三者之间的协调合作，从而使修理效率事半功倍，使修理任务圆满完成。
机床液压系统维护与修理
一、液压系统介绍
液压系统的正常运行是机床良好技术状况的一个主要标志，合格的液压油是液压系统可靠运行的保障，正确的维护是液压系统可靠运行的根本。根据多年的维修经验，总结出对机床液压系统故障采用采用“听、摸、查、看、闻”五字法进行检修方法，可达到迅速准确地检出故障和排除故障的目的。
液压系统由于其结构紧凑、工作平稳、操作简便和省力等优点，被广泛应用于机床上。但如果使用维护不当，则会大大提高故障发生率，严重影响机床的可靠性和使用寿命。
机床液压系统泄漏涉及的主要因素有密封件结构形式与材料、密封槽与密封接触表面的质量、密封件磨损、密封件安装与工作环境、液压系统污染及液压缸缺陷。但所有液压系统在使用一段时间后的泄漏，几乎都可以归结为三个原因：冲击和振动造成管接头松动；动密封件及配合件磨损(液压缸尤甚)；油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。
二、液压系统泄漏故障诊断方法
设备液压系统外漏非常直观，而液压缸内泄漏既看不见，也摸不到。液压缸内泄漏与液压阀间有着相互牵连的关系。液压系统泄漏量一般采用液压缸或工作装置位移量指标来衡量，国家和行业标准对典型机械设备液压缸或工作装置因液压系统内泄漏引起的位移量作了
具体规定。在机械设备使用过程中，一旦发现液压缸或工作装置位移量超过规定值时，可断定是由于液压系统内泄漏引起的故障。通过采用经验诊断法、相关分析法和试验方法，在不拆卸液压缸的前提下，对液压系统的泄漏故障进行诊断。
经验方法可重点用“问、检”二字概括，“问”就是维修人员向操作人员询问故障机械的基本情况。主机有哪些异常现象，故障是突发的还是渐发的，使用中是否有违章操作，液压系统的维护情况，液压油是否更换过等。一般来讲，突发性故障，大多是因液压系统受到污染或意外载荷造成液压阀或密封件失效引起的，渐发性故障，则多是因密封件磨损严重而产生的。
“检”主要是维修人员亲自检查液压系统的工作情况。首先排除非泄漏性故障，然后检查液压油的变质和污染程度。最后维修人员操作液压换向阀，使液压缸运动到极限位置时，可观测液压系统工作压力，一旦工作压力达不到规定值，而通过调节安全阀压力仍不发生变化时，则是液压缸内泄问题。拆开液压缸回油腔管路，通过观察油口是否有液压油流出，可判断液压缸的泄漏情况。
三、液压缸拆检与维修方法
活塞密封是防止液压缸内泄的主要元件。对于唇形密封件应重点检查唇边有无伤痕和磨损，对于组合密封应重点检查密封面的磨损量，然后判定密封件是否仍可用。另外，还需检查活塞与活塞杆间静密封圈有无挤伤情况。活塞杆密封应重点检查密封件和支撑环的磨损情况，一旦发现密封件和导向支承环存在缺陷，应根据被修液压缸密
封件的结构形式，选用相同结构形式和适宜材料的密封件进行更换，这样能最大限度地降低密封件与密封表面之间的油膜厚度，减少泄漏量。
液压缸缸筒内表面与活塞密封是引起液压缸内泄的主要因素，如果缸筒内产生纵向拉痕，即使更换新的活塞密封，也不能有效解决故障。缸筒内表面主要检查尺寸公差和形位公差是否满足技术要求，有无纵向拉痕，并测量纵向拉痕深度。如果缸筒存在微量变形和浅状拉痕，可采用强力珩磨工艺修复缸筒。强力珩磨工艺可修复比原公差超差2.5 倍以内的缸筒，通过强力珩磨机对尺寸或形状误差超差的部位进行珩磨，使缸筒整体尺寸、形状公差和粗糙度满足技术要求。
如果缸筒内表面磨损严重，存在较深纵向拉痕，最好按照实物进行测绘，由专业生产厂重新生产进行更换，也可采用热喷涂、流镀和粘接等表面修复技术修复缸筒。热喷涂缸筒内表面修复是将熔融状态下的喷涂材料，通过高速气流使其雾化喷射在缸筒表面上，形成喷涂层的一种金属表面处理方法。热喷涂后，通过强力珩磨机对缸筒进行珩磨，使整体尺寸、形状公差和粗糙度满足技术要求。热喷涂缸筒表面修复有火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和粉末爆炸喷涂等方法。
活塞杆与导向套间相对运动副是引起外漏的主要因素，如果活塞杆表面镀铬层因磨损而剥落或产生纵向拉痕时，将直接导致密封件失效。如果活塞杆弯曲，应按照实物进行测绘，由专业生产厂重新制造。如果活塞杆表面镀层磨损、滑伤、局部剥落可采取磨去镀层，重新镀铬处理。导向套应重点检查套内与活塞杆相对运动的表面，如果产生
不均匀磨损，圆度＞0.3mm 时，应按照实物进行测绘、更新。
对于阀缓冲液压缸，应重点检查阀芯与阀座磨损情况。一旦发现磨损量加大、密封失效时，最好是按照实物进行测绘、更换，也可更新阀芯，运用磨料对阀座配磨方法进行修复。
四、液压系统的正确维护
4.1 液压油的选用
系统对于液压油的选择不正确或不恰当是液压系统早期故障和功能下降的主要原因，液压油在液压系统中的主要作用是润滑、传递压力、密封以及冷却等。在对液压油进行选择时应按该机型的使用说明书中的规定进行选用，当情况特殊时，选用代用油的原则是其性能尽量与原牌号的液压油相同。当液压油的牌号不同时不能进行混合，以免影响液压油的性能。当液压油的颜色呈乳白色或深褐色并出现异味时，为液压油的变质现象，就不能够使用。
4.2 油液中混入空气的维护
当油液中有空气混入时，油箱中会出现针状的气泡，当进入的空气量比较大时，气泡的量也会相应变多，气泡增大。由于气体易于被压缩，所以系统的压力就会受到影响，能量的传递也会变得不稳定，产生噪音以及振动等情况，严重时会造成爬行现象或换向冲击等故障。
如何防止空气混入油液是解决该问题的根本，在使用过程中要经常对油箱的油量进行检查，避免吸入空气情况的发生；要对油液的外观、气味进行定期检查，防止其变质；在对液压系统进行安装以及维
修等操作时，要使元件以及管路中的空气排干净，同时要将泵体和吸油管灌满油液，使其密封性能良好；要定期频繁地对过滤器进行检查，查看其是否堵塞；排气装置对于解决该问题也起到了至关重要的作用，在管道上部和液压缸上设置排气装置，可以及时排除进入系统中的空气。
4.3 油液中混入水分的维护
当油液中掺杂了水分，并且水分的含量超过一定值时，油液的颜色就会发生变化，变成乳白色，使油液变质不能继续使用。严重时，会使整个液压系统出现瘫痪。造成该情况的主要原因：使用了变质的液压油；过滤器不能过滤掉潮湿空气中的水蒸气；冷却器漏水等。 判断油液中是否含有水分的方法如下：
（１）爆裂试验。取一个厚度在３ｍｍ以下的金属薄片，加热至110℃以上，滴一滴液压油，如果油出现爆裂的情况即证明其中还有水分。此方法的精确度为含水量0.2％。
（２）试管声音判别试验。取一个洁净干燥的试管，滴入２～３滴液压油，静置３～５min，待油气泡完全消失后，用酒精灯（为了方便可以使用打火机）加热试管，然后倾听。如果发生“嘭嘭”声，证明油中含有水分，该声音就是因油中的水粒碰撞沸腾产生的水蒸气造成的。声音越大，响声的频率越高，含水量越多。
（３）棉球试验。取洁净的棉球或棉纸一张，沾取液压油少许，然后点燃，若伴随有炸裂声以及闪光现象的发生即证明液压油中含有水分。
为了杜绝液压油中有液体混入，一是选用正规厂家生产的指定牌号的液压油，二是及时对冷却油箱进行检查。
３.4 油液中混入杂质的维护
这里的混入杂质包括砂土、焊渣、锈片、切屑等其他固体粉末，都会使液压系统的工作性能受到很大的影响，减少机械的使用寿命。为了预防这种情况的发生，首先要保证油箱的洁净，在进行灌油前，要对油箱进行清洗。在使用过程中，箱盖要严密覆盖，向油箱注油时，要使用专门的过滤设备，使油液中的微小杂质得以滤除。表１为油液污染情况的判别标准。
表１ 油液污染情况的判别标准
4.4 作业中注意事项
(1) 机械作业要柔和平顺机械作业应避免粗暴，否则必然产生冲击负荷,使机械故障频发，大大缩短使用寿命，作业时产生的冲击负荷,一方面使机械结构件早期磨损、断裂、破碎；另一方面使液压系统中产生冲击压力，冲击压力又会使液压元件损坏，油封和高压油管接头与胶管的压合处过早失效漏油或爆管，溢流阀频繁动作油温上升，必 须严格执行操作规程。液压阀开、闭不能过猛过快，避免使工作装置构件运动到极限位置产生强烈撞击。没有冲击功能的液压设备不能用工作装置猛烈冲击作业对象以达到破碎的目的%。还有一个值得注意的问题，操作工要保持稳定。因为每台设备操纵系统的自由间隙都有一定差异，连接部位的磨损程度不同因而其间隙也不同，这些因素赋予了设备的个性%，只有使用该设备的操作工认真摸索，修正自己的操纵动作以适应设备的个性"经过长期作业后，才能养成符合设备个性的良好操作习惯。一般机械行业坚持定人定机制度，这也是因素之一。
（2） 要注意气蚀和溢流噪声
作业中要时刻注意液压泵和溢流阀的声音，如果液压泵出现气蚀,噪声经排气后不能消除，应查明原因排除故障后才能使用。如果某执行元件在没有负荷时动作缓慢，并伴有溢流阀溢流声响，应立即停机检修。
(3) 严格执行交接班制度
工人交班时，要保证接班工人检查时的安全和检查到准确的油位，系统是否渗漏，连接是否松动，液压泵的低压进油管连接是否可靠，油
箱油位是否正确等，是接班工人对液压系统检查的重点%。常压式油箱还要检查并清洁油箱通气孔，保持其畅通，以防气孔堵塞造成油箱真空，致使液压油泵吸油困难而损坏。
五 结语
在对机床的液压系统进行维护时，要做到仔细认真。在维护系统时要将定期维护与不定期维护相结合，采用“听、摸、查、看、闻”五字法进行检修，同时注重对专家系统的开发和升级。液压系统故障具有复杂性、相关性、不确定性和延迟性等，因此要注重仪器、人为操作和计算机三者之间的协调合作，从而使修理效率事半功倍，使修理任务圆满完成。