液壓缸低速爬行的原因及措施

1．故障現(xiàn)象

    在實(shí)際工作中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度平穩(wěn)性下降，使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生波動(dòng)或振動(dòng)，工作質(zhì)量嚴(yán)重下降，當(dāng)液壓缸的運(yùn)動(dòng)加快時(shí)，這種現(xiàn)象會(huì)減弱。特別在低速運(yùn)行時(shí)，這個(gè)問題表現(xiàn)得最為突出，有明顯的一動(dòng)一跳的現(xiàn)象，即出現(xiàn)了低速爬行現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了工作的連續(xù)性，使工作精度及質(zhì)量降低。

2．原固分析

    (1)液壓缸運(yùn)行速度的影響。

    有大量的參考文獻(xiàn)可知液壓缸低速爬行時(shí)，形成原因與液壓缸的運(yùn)行速度大小有直接關(guān)系。當(dāng)液壓缸及其所帶動(dòng)工作部件質(zhì)量和載荷一定時(shí)，運(yùn)行速度較高時(shí)，根本不會(huì)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，只有當(dāng)其運(yùn)行速度降低到一定程度（某一臨界值）時(shí)，爬行才會(huì)出現(xiàn)。

    (2)摩擦系數(shù)的影響。

    液壓缸會(huì)爬行的主要原因是運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦系數(shù)要隨著運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)滑動(dòng)速度改變而改變。液壓缸低速階段運(yùn)行時(shí)，相對(duì)運(yùn)行速度存在一個(gè)最小值，當(dāng)相對(duì)運(yùn)行速度低于這個(gè)最小速度時(shí)，運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦系數(shù)低于靜摩擦系數(shù)，這種情況下，運(yùn)動(dòng)部件會(huì)產(chǎn)生加速度，如果彈性動(dòng)力超過阻尼力時(shí)，這時(shí)所產(chǎn)生的加速度是正的，如果相反則為負(fù)的加速度，那么這種正負(fù)交替變化的加速度就會(huì)使運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生震蕩；當(dāng)相對(duì)運(yùn)行速度超過這個(gè)最小速度時(shí)，運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦系數(shù)隨相對(duì)運(yùn)行速度變大而變大，具有正阻尼特性，這種特性會(huì)阻止運(yùn)動(dòng)部件震蕩的出現(xiàn)。運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦系數(shù)要隨著運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)滑動(dòng)速度改變而改變，是由于運(yùn)動(dòng)副之間的潤(rùn)滑條件的變化而引起的。當(dāng)運(yùn)動(dòng)副處于靜止位置時(shí)，運(yùn)動(dòng)副之間屬于干摩擦或半干摩擦；當(dāng)運(yùn)動(dòng)副之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)副之間會(huì)進(jìn)來潤(rùn)滑油（液壓油），就會(huì)使運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦逐漸變?yōu)闈衲Σ?，并在運(yùn)動(dòng)副之間形成一層油膜，這時(shí)摩擦系數(shù)變?yōu)樽钚?，若相?duì)運(yùn)行速度進(jìn)一步加大，油膜之間油分子的摩擦力也會(huì)加大，就表現(xiàn)為摩擦系數(shù)逐漸增大。

    (3)系統(tǒng)剛度的影響。系統(tǒng)的剛度不足，也是產(chǎn)生爬行的一個(gè)主要原因。如果液壓油中進(jìn)入空氣或混入一定的空氣，液壓油的可壓縮性增大，彈性模量發(fā)生變化，就會(huì)使液壓油的剛度急劇下降，引起爬行。

    (4)阻力的影響。液壓缸所帶動(dòng)一起運(yùn)動(dòng)的工作部件質(zhì)量越大或負(fù)載越大，需要克服的運(yùn)行阻力就越大，運(yùn)行需要的作用力也就越大，產(chǎn)生爬行的可能也越大。

    (5)液壓缸及其工作部件配合精度的影響。當(dāng)液壓缸與運(yùn)行導(dǎo)軌不平行時(shí)；當(dāng)液壓缸的活塞桿發(fā)生局部或全長(zhǎng)彎曲時(shí)；當(dāng)活塞桿與活塞同軸度下降時(shí)；當(dāng)活塞桿兩端的螺母壓得過緊時(shí)；當(dāng)液壓缸缸筒內(nèi)表面與活塞配合精度下降時(shí)等。這些因素的出現(xiàn)，在液壓缸運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械阻力增大，使運(yùn)行速度變小，在低速時(shí)就會(huì)產(chǎn)生爬行。

    (6)流量及壓力變化的影響。當(dāng)液壓泵、各種控制調(diào)節(jié)閥及液壓缸出現(xiàn)漏油時(shí)，進(jìn)入到液壓缸的流量及從液壓缸流出的流量就會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致爬行的出現(xiàn)。當(dāng)液壓系統(tǒng)的液壓油被污染時(shí)，就會(huì)使系統(tǒng)中的壓力控制閥和流量控制閥被油中的污物堵塞，從而造成壓力和流量的波動(dòng)。如果調(diào)速閥中的減壓閥閥芯被污物卡死，它的流量就隨運(yùn)行阻力而波動(dòng)。如果液壓油的黏度小或因系統(tǒng)溫度升高導(dǎo)致液壓油的黏度變小，壓力控制閥的控制壓力就會(huì)不穩(wěn)定，引起壓力產(chǎn)生波動(dòng)。系統(tǒng)中流量和壓力的波動(dòng)，都會(huì)直接使液壓缸產(chǎn)生爬行。流量控制閥過流截面越小，越容易堵塞，也越容易產(chǎn)生爬行。

3．措施

    (1)保證液壓缸的運(yùn)行最低速度足夠大。根據(jù)液壓缸在工作時(shí)的實(shí)際情況，計(jì)算出保證液壓缸穩(wěn)定運(yùn)行的臨界速度值，在液壓缸正常工作時(shí)，一定要保證其運(yùn)行速度大于其臨界值。

    (2)保證運(yùn)動(dòng)副表面的潤(rùn)滑良好。保證潤(rùn)滑良好，是減小摩擦系數(shù)和摩擦力的主要方法，也是避免產(chǎn)生爬行的主要措施之一。為此要使運(yùn)動(dòng)副表面保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，在一些必要的情況下，可以采用靜壓導(dǎo)軌或滾動(dòng)導(dǎo)軌來代替普通滑動(dòng)面，同時(shí)采用高壓潤(rùn)滑代替滴油潤(rùn)滑，還可以在普通潤(rùn)滑油中添加極壓添加劑，使其潤(rùn)滑油的強(qiáng)度得以提高，就可以滿足載荷較大的工況的要求而不發(fā)生爬行現(xiàn)象。

    (3)保證系統(tǒng)剛度足夠大。必須保證空氣不得進(jìn)入液壓系統(tǒng)，保證液壓油的剛度不降低，從而就保證系統(tǒng)剛度足夠大，液壓缸就不會(huì)出現(xiàn)爬行?？諝膺M(jìn)入的途徑很多，一般情況下，要經(jīng)常檢查油管及管接頭是否油油，特別是吸油管漏氣影響更為嚴(yán)重，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理。當(dāng)發(fā)現(xiàn)液壓缸內(nèi)有空氣時(shí)（特別是液壓缸位置較高時(shí)，內(nèi)有存空氣可能性更大，要經(jīng)常檢查），應(yīng)打開液壓缸上的排氣裝置，讓液壓缸空行程運(yùn)行幾個(gè)行程，使其空氣排凈。在排氣時(shí)，一定要注意排氣裝置打開和關(guān)閉的時(shí)間，當(dāng)活塞到達(dá)行程末端位置時(shí)，在壓力升高的瞬間迅速打開排氣裝置，而在活塞開始返回之前應(yīng)立即關(guān)閉排氣裝置。在排氣時(shí)，能聽到排除氣流聲，接著還能看到排出的白濁的泡沫狀油液，氣體排盡后從排氣口排出的就是清色的油。利用我們的肉眼就可判斷排氣是否徹底。

    在液壓缸運(yùn)行速度較低時(shí)，在液壓油中空氣量即使很少，系統(tǒng)的剛度也會(huì)降低，液壓缸出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。這種情況下，可在回油路中設(shè)置一個(gè)背壓閥，也可以采取回油調(diào)速回路來控制，采取這些措施就可以使系統(tǒng)的剛度增大，液壓缸就不容易產(chǎn)生爬行或出現(xiàn)振動(dòng)。

    (4)盡量減少阻力。首先防止液壓缸超載，再者盡量減輕工作部件的質(zhì)量，使液壓缸能在阻力較小的情況下工作。為減輕液壓缸工作時(shí)的阻力，運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦阻力也應(yīng)該越小越好，要保持良好的潤(rùn)滑。

    (5)恢復(fù)液壓缸及其工作部件配合精度。檢查并測(cè)量活塞的形狀和尺寸，然后根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)措施，予以修復(fù)；檢查活塞與缸筒配合間隙的大小，若間隙過大，根據(jù)實(shí)際情況修復(fù)缸筒或更換活塞，最后保證活塞與缸筒的配合間隙應(yīng)在0.04～0.06 mm范圍內(nèi)；當(dāng)缸筒損壞（上面有劃傷，縱向呈腰鼓形，截面呈橢圓形以及銹蝕等）比較嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)用珩磨的方法來修復(fù)；檢查活塞桿的彎曲程度，可把活塞桿放在V形塊上用千分表檢查，根據(jù)情況可放在校直機(jī)上校直，也可用手壓機(jī)人工校直，修復(fù)后使其直線度、圓度和圓柱度都滿足要求。

    正確安裝液壓缸是保證液壓缸及其工作部件配合精度的關(guān)鍵，若安裝不好，就會(huì)造成液壓缸運(yùn)行不平穩(wěn)，出現(xiàn)“別勁”現(xiàn)象。

    (6)使流量及壓力波動(dòng)減小。首先檢查確保液壓泵、各種控制調(diào)節(jié)閥及液壓缸能正常工作，在工作時(shí)沒有明顯的漏油現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)漏油現(xiàn)象時(shí)根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)解決。如果漏油是由于密封件材質(zhì)問題引起的，通過大量實(shí)踐證明采用以聚四氟乙烯材料制成的格萊圈、斯特封等密封效果很好；如果是唇形密封，最好選用丁腈橡膠或類似材料的密封件，它的跟隨性能很好。

    檢查壓力控制閥和流量控制閥被油中的污物堵塞，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)排除，

    接著還要檢查液壓油的情況，看看液壓油是否被嚴(yán)重污染；是否存在有水進(jìn)入油中的現(xiàn)象；檢查油的黏度是否符合要求；液壓油是否被乳化等。當(dāng)發(fā)生以上現(xiàn)象時(shí)應(yīng)及時(shí)更換液壓油。