第5章蓄能器的使用维修
这一章结合实例，系统介绍蓄能器安装、维护、测试及故障诊断与排除的基本方法。5.1 蓄能器的安装与维护要点
5.1.1 蓄能器的安装
1 蓄能器安装前的检查
安装前的检查不可忽略。安装前应对蓄能器进行如下检查：产品是否与选择规格相同；充气阀是否紧固；有无运输造成影响使用的损伤；进油阀进油口是否堵好。
2 蓄能器的安装的基本要求
蓄能器的安装的基本要求是：
蓄能器的工作介质的黏度和使用温度均应与液压系统工作介质的要求相同。
蓄能器应安装在检查、维修方便之处。
用于吸收冲击、脉动时，蓄能器要紧靠振源，应装在易发生冲击处。
安装位置应远离热源，以防止因气体受热膨胀造成系统压力升高。
固定要牢固，但不允许焊接在主机上，应牢固地支持在托架上或壁面上。径长比过大时，还应设置抱箍加固。
囊式蓄能器原则上应该油口向下垂直安装，倾斜或卧式安装时，皮囊因受浮力与壳体单边接触，有妨碍正常伸缩运行，加快皮囊损坏，降低蓄能器机能的危险。因此一般不采用倾斜或卧式安装的方法。对于隔膜式蓄能器无特殊安装要求，可油口向下垂直安装、倾斜或卧式安装。
在泵和蓄能器之间应安装单向阀，以免在泵停止工作时，蓄能器中的油液倒灌入泵内流回油箱，发生事故。
在蓄能器与系统之间，应装设截止阀，此阀供充气、调整、检查、维修或者长期停机使用。
蓄能器装好后，应充填惰性气体(如N2)，严禁充氧气、氢气、压缩空气或其他易燃性气体。
装拆和搬运时，必须放出气体。
3 气囊的装配
气囊结构如图5-1所示。当气囊充气时，气囊首先在其直径最大、壁厚最薄的上部膨胀，然后下部逐渐膨胀，把气囊向外推到壳体侧壁，同时气囊充满整个容器。气囊外壁与干燥的壳体内壁之间摩擦力很大，充气时会使气囊变形不均匀，局部拉伸过大而破裂。因此在装配前应往壳体内倒入少量液压油，并将油液在壳体内壁涂抹均匀，使壳体内壁与气囊外壁之间形成一层油垫，在气囊变形时，在气囊与壳体间起到润滑作用。
图5-1 气囊图5-2 拉杆
同时，气囊装配前，同样要在气囊外壁涂抹液压油，并将气囊内气体排净、折叠。这时，可将辅助工具拉杆(见图5-2)旋入气囊的充气阀座，再一起经壳体下端大开口装入壳体，在壳体上端拉出拉杆，然后卸下拉杆，装上圆螺母，使气囊固定在壳体上。
5.1.2 蓄能器的维护检查
蓄能器在使用过程中，须定期对气囊进行气密性检查。对于新使用的蓄能器，第一周检查一次，第一个月内还要检查一次，然后半年检查一次。对于作应急动力源的蓄能器，为了确保安全，更应经常检查与维护。
蓄能器充气后，各部分绝对不允许再拆开，也不能松动，以免发生危险。需要拆开时应先放尽气体，确认无气体后，再拆卸；
在有高温辐射热源环境中使用的蓄能器可在蓄能器的旁边装设两层铁板和一层石棉组成的隔热板，起隔热作用；
安装蓄能器后，系统的刚度降低，因此对系统有刚度要求的装置中，必须充分考虑这一因素的影响程度。
在长期停止使用后，应关闭蓄能器与系统管路间的截止阀，保持蓄能器袖压在充气压力以上，使皮囊不靠底。
蓄能器在液压系统中属于危险部件，所以在操作当中要特别注意。当出现故障时，切记一定要先卸掉蓄能器的压力，然后用充气工具排尽胶囊中的气体，使系统处于无压力状态方可进行维修，才能拆卸蓄能器及各零件，以免发生意外事故。
5.2 蓄能器的充气
活塞式蓄能器的充气压力一般为液压系统最低工作压力的80% - 90%，气囊式蓄能器的充气压力可在系统最低工作压力的70％－90％之间选取。
5.2.1 充气方法
1. 常用充气方法
一般可按蓄能器使用说明书以及设备使用说明书上所介绍的方法进行。常使用充气工具（如
图5-3所示）向蓄能器充入氮气。
蓄能器充气之前，使蓄能器进油口稍微向上，灌入壳体容积约1/10的液压油，以便润滑，将图3所示充气工具的一端连在蓄能器充气阀上，另一端与氮气瓶相接通。
打开氮气瓶上的截止阀，调节其出口压力到0.05～0.1 MPa，旋转充气工具上的手柄徐徐打开充气阀阀芯，缓慢充入氮气，就会慢慢打开装配时被折叠的气囊，使气囊逐渐胀大，直到菌形阀关闭。此时，充气速度方可加快，并达到所需充气压力。切勿一下子把气体充入气囊，以避免充气过程中因气囊膨胀不均匀而破裂。
图5-3 充气工具
若蓄能器充气压力高时，充气系统应装有增压器，见图5-4，此时，将充气工具的另一端与增压器相连。
图5-4 带增压器的蓄能器充气系统
充气过程中温度会下降，充气完成并达到所需压力后，应停2O分钟左右，等温度稳定后，再次测量充气压力，进行必要的修正，然后关闭充气阀，卸下充气工具。
蓄能器在充气24h后需检测，在以后的正常工作中也需定期检测，查看蓄能器是否漏气。
2 充气压力高于氮气瓶的压力的充气方法
此处介绍一种蓄能器的充气压力高于氮气瓶的压力的充气方法。
例如充气压力要求14Mpa，而氮气瓶的压力只能充至10MPa时，满足不了使用要求，并且氮气瓶的氮气利用率很低，造成浪费。在没有蓄能器专用充气车的情况下，可采用用蓄能器对充的方法(图5—5)，具体操作方法如下：
①首先用充气工具向蓄能器充入氮气，在充气时放掉蓄能器中的油液；
②将充气工具A和B分别装在蓄能器C和D上，将A中的进气单向阀拆除，用高压软管A、B 联通，顶开皮囊进气单向阀的阀芯，打开球阀1，4，关闭2，3两阀。开启高压泵并缓缓升压，可将C内的氮气充入D内。当C的气压不随油压的升高而明显地升高时，即其内的氮气已基本充完，将油压降下来；
1、2、3、4．球阀；5．皮囊进气阀；6．进气单向阀
图5—5 蓄能器对充
③再用氮气瓶向C内克气，然后重复上述步骤，直至D内的气压符合要求为止。
5.2.2 蓄能器充气压力的检查
检查蓄能器充气压力的办法有：
(1)检测时，按图5-6所示的蓄能器压力检测回路连接，在蓄能器进油口和油箱间设置截止阀1，并在截止阀1前装上压力表，慢慢打开截止阀1，使压力油流回油箱，观察压力表，压力表指针先慢慢下降，达到某一压力值后速降到0，指针移动速度发生变化时的读数(即压力表值速降到0时的某一压力值)，就是充气压力。
（2）利用充气工具直接检查充气压力，但每检查一次都要放掉一些气体，所以这种方法不
宜用于容量较小的蓄能器。有人将压力表接在蓄能器的充气口来检查充气压力，系统工作时频繁的剧烈压力上升下降和压力波动会使压力表指针剧烈摆动，这是不恰当的。
图5-6 压力检测回路
(3)借助放油检查充气压力：利用蓄能器的进油口和油箱间油路上的截止阀，以及截止阀前的压力表，或在油路中利用各测嘴外接截止阀和压力表。检测时，慢慢打开截止阀，使压力油流回流箱，压力表指针是慢慢地下降，达到某压力值后急速降到零，这个位置压力表的读数就是蓄能器的充气压力。
(4)同样利用方法（3）中的截止阀和压力表。先打开截止阀，让系统压力先降低到零。关闭截止阀，启动泵，系统压力会突然上升到某一值后缓慢上升，这个位置压力表的读数就是蓄能器的充气压力。
以上二种方法虽然测试简单，也不需要太多的辅助装置，但测量较小容量蓄能器的充气压力或受系统中执行机构的影响，往往不易检查出，并受测量者人为因素影响很大，只能作为粗略判断。
(5)在有些机组上，在较重要蓄能器的充气阀上装有压力传感器，以对蓄能器的充气压力进行实时监测。
除定期检查蓄能器充气压力外，在运行维护过程中，如发现下列现象应检查蓄能器的充气压力。
(1)在执行机构没有动作的情况下，液压泵动作频繁。
(2)小行程执行机构每动作一次，液压泵均启动一次，且每次启动时间均很短。
(3)测试泵的启停压力时，泵的启动压力和停止压力差值很大，远超过规定值，并且泵在工作过程中，压力上升很快。
(4)执行机构响应速度变慢。
对于压力不足或为零的蓄能器应补充充气至规定压力，对充不进气或充气时气体从液压系统油箱溢出的蓄能器，其皮囊或隔膜已经损坏。囊式蓄能器可更换皮囊后继续使用，隔膜式蓄能器只能更换新的蓄能器，且隔膜式蓄能器寿命较短。
5.2.3 一种蓄能器充气装置
许多数控机床因蓄能器压力不足、损坏，导致设备出现故障甚至设备事故。在此介绍一种
能检测蓄能器动态状态的充氮装置。
根据数控机床皮囊式蓄能器性能、结构，研制出的蓄能器充氮装置结构如图5-7所示。主要由阀体、调气阀杆、螺母、半环卡等构成。主阀体材料为青铜，阀杆为不锈钢。阀体各孔同心度误差不得大于0.01mm，各阀门口要用研磨剂研磨，保证良好的接触面。
图5-7 蓄能器充氮装置结构示意图
压力检测时将蓄能器上部螺母拧开，把充气装置密封垫封在蓄能器接口上，拧紧后慢慢沿顺时针旋转调气阀杆，此时压力表也慢慢显示出压力，当压力稳定不动时显示出的压力就是蓄能器内压力值。
蓄能器需充氮时，将蓄能器上部螺母拧开，把充氮装置密封封在蓄能器上，旋紧螺母，将接头通过高压软管接入氮气瓶上，将氮气瓶旋钮打开，先松开阀杆，再旋入调气阀杆，观察压力表值，达到压力值时，立即旋出调气阀杆，关上氮气瓶的截止阀，装上蓄能器螺母，充气完毕。
系统充氮压力的选择按下式：
P0V0= PlVl= P2V2
式中P0—蓄能器内密封气体的基准压力
V0—气体在基准压力P0时体积(称为蓄能器的气体容积)
P1—气体最低工作压力(与油的最低工作压力大致相等)
V1—气体最低工作压力P1时的体积
P2—气体最高工作压力(与油的最高工作压力大致相等)
V2—气体最高工作压力P2时体积
数控机床中皮囊式蓄能器一般取P0／P1约等于0.80~0.85。
所以系统蓄能器充氮压力应为P0约等于(0.80~0.85)P1。
当零件按要求加工、装配完毕后，整个装置要进行耐压试验。要求整个装置打压到18MPa，并持续15min。
注意事项：
(1)系统在检测、充氮前要将充氮装置用酒精洗干净，检查各阀口是否有碰伤、划痕，各密封装置是否有损坏，一旦发现及时更换和修复。
(2)充氮时先打开氮气瓶阀门，后慢慢拧入阀杆，从而打开蓄能器的单向阀，但不要用力过猛。
(3)充氮完毕要先关闭蓄能器单向阀，再关闭氮气瓶。
该装置适用于数控机床及带有蓄能装置的设备，操作方便，结构简单，便于维修，显示数据准确、可靠，为机床故障诊断、维修提供了便利。
5.3 蓄能器故障的分析与排除
5.3.1 蓄能器常见故障的排除
以NXQ型皮囊式蓄能器为例说明蓄能器的故障现象及排除方法，其他类型的蓄能器可参考进行。
1．皮囊式蓄能器压力下降严重，经常需要朴气
皮囊式蓄能器，皮囊的充气阀为单向阀的形式，靠密封锥面密封(见图5—8)。当蓄能器在工作过程中受到振动时，有可能使阀芯松动，使密封锥面1不密合，导致漏气。或者阀芯锥面上拉有沟槽，或者锥面上粘有污物，均可能导致漏气。此时可在充气阀的密封盖4内垫入厚3mm左右的硬橡胶垫5，以及采取修磨密封锥面使之密合等措施解决。
另外，如果出现阀芯上端螺母3松脱，或者弹簧2折断或漏装的情况，有可能使皮囊内氮气顷刻泄完。
2．皮囊使用寿命短
其影响因素有皮囊质量，使用的工作介质与皮囊材质的相容性；或者有污物混入；选用的蓄能器公称容量不合适(油口流速不能超过7m／s)；油温太高或过低；作储能用时，往复频率是否超过1次／10秒，超过则寿命开始下降，若超过1次／3秒，则寿命急剧下降；安装是否良好，配管设计是否合理等。
另外，为了保证蓄能器在最小工作压力l时能可靠工作，并避免皮囊在工作过程中常与蓄能
器的菌型阀相碰撞，延长皮囊的使用寿命，p0一般应在0.75一0.9l的范围内选取；为避免在工作过程皮囊的收缩和膨胀的幅度过大而影响使用寿命，要让po＞25%p2，即要求pl＞33%p2。
1．密封锥面；2．弹簧；3．螺母；4．密封盖；5．硬橡胶垫图
5—8 蓄能器皮囊气阀简图
3．蓄能器不起作用
产生原因主要是气阀漏气严重，皮囊内根本无氮气，以及皮囊破损进油。另外当po＞p2，即最大工作压力过低时，蓄能器完全丧失蓄能功能。为了更好地发挥蓄能器对脉动压力的吸收作用，蓄能器与主管路分支点的连接管道要短，通径要适当大些，并要安装在靠近脉动源的位置。否则，它消除压力脉动的效果就差，有时甚至会加剧压力脉动。
4．吸收压力脉动的效果差
为了更好地发挥蓄能器对脉动压力的吸收作用，蓄能器与主管路分支点的连接管道要短，通径要适当大些，并要安装在靠近脉动源的位置。否则，它消除压力脉动的效果就差，有时甚至会加剧压力脉动。
5．蓄能器释放出的流量稳定性差
蓄能器充放液的瞬时流量是一个变量，特别是在大容量且Δp＝p2一pl范围又较大的系统中，若得较恒定的和较大的瞬时流量时，可采用下述措施：①在蓄能器与执行元件之间加入流量控制；⑦用几个容量较小的蓄能器并联，取代一个大容量蓄能器，并且几个容量较小的蓄能器采用不同档充气压力；⑦尽量减少工作压力范围AP，也可以来用适当增大蓄能器结构容积(公称容积)的方法；④在一个工作循环中安排好有足够的充液时间，减少充液期间系统其他部位的内泄漏，使在充液时能器的压力能迅速和确保能升到p2，再释放能量。
表5—1为国产NXQ—L型皮囊式蓄能器的允许充放流量表。
表5—1 NXQ—L型蓄能器允许充放流量表
6 油箱喷油的现象
在实际操作当中，有时还会遇到油箱喷油的现象，这是由于蓄能器气囊受压破碎，大量气泡进入油液中，使油液的可压缩性增加，由于油液从高压突然降为低压，流回油箱的油液在箱内急剧膨胀，油箱内的压力高于大气压，使油液混同空气一起从通气孔排出，从而出现喷油现象。
怀疑蓄能器出现故障时，首先应检查蓄能器的充氮压力。
此外，如果充氮压力过高，也会出现异常，因为充氮压力过高，蓄能器贮存的油量太少，满足不了油缸的用量，不能正常工作。
5.3.2 蓄能器引发液压系统故障的诊断与排除
蓄能器在液压系统使用中有时会出现不能保压、夹紧、加速、快压射、增压、缓和液压冲击和吸收压力脉动的情况。这些功能失效的故障大多是由蓄能器吞吐压力油的能力引起的，故称蓄能器引发故障。发生故障的原因和故障源是多方面的。
1. 故障的分析
（1）充气压力p 0的影响
蓄能器中所容纳气体的状态方程为：
===K
K K V p V p V p 221100常数 （5-1）
由式(l)可推出蓄能器提供压力油的体积公式： ])1()1[(1
211100k k k p p p V V -=? （5-2） 式中：V 0一充液前的充气体积(即蓄能器容积)；
p 0一充液前的充气压力；
p 2一系统允许的最高工作压力(蓄能器最高工作压力)；
p 1一系统允许的最低工作压力(蓄能器最低工作压力)；
△V 一系统允许的最高和最低工作压力对应的蓄能器内气体体积V2与V1差(蓄能器提供压力油的体积)；
K 一指数(在蓄能器补油保压时其内气体可视为等温变化K=l ；在蓄能器补油加速时其内气体可视为绝热变化，K=1.4)
当蓄能器作辅助动力源用于补油时充气压力p 0=0.6~0.65p 1(或p 0=0.8~0.85p l )一般比最低工作压力p l 低。
若p 0太低，由公式(5-2)知供油体积△V 太小，保压压力由p 2降到p 1的过程快保压时间短
会导致液压泵频繁地给蓄能器充油。在夹紧时夹紧压力也下降快。当压力下降到最低工作压力p 1时液压泵又开始向蓄能器供油充液但到充液压力实际回升要延迟一段时间。在这段时间内夹紧压力一直会下降到临界工作压力以下导致夹紧失效。相反若p 0压力高，保压和夹紧时间长，液压泵就不会频繁地起动给蓄能器充压夹紧也不易失效。
当蓄能器用于补油加速、快压射、增压之类用途时若充气压力在蓄能器最低工作压力p 1之上且比较高时由方程(5-l)可知K V V p p ][0
202 的比值比较小，V 0与V 2的差小,蓄能器从p 2到p 0的供油体积就很小。由于蓄能器提供的压力油少就无法进行补油以实现加速、快压射和增压动作。相反充气压力比较低时蓄能器从P0充压到脚储存的压力油多就能完成加速、快压射和增压动作。
当蓄能器用于缓和液压冲击和吸收压力脉动时充气压力p 0分别为系统工作压力的90%和液压泵出口压力的60%合适。若充气压力太低蓄能器几乎无储能作用，对缓和液压冲击和吸收压力脉动沿有作用。
（2）蓄能器最高工作压力p2的影响
当蓄能器最高工作压力p 2较低时由公式(5-2)可知蓄能器的供油体积△V 比较小。这种情况下若用蓄能器补油保压和夹紧必然出现压力下降快、保压时间短、夹紧失效之类的故障；若用蓄能器加速、快压射和增压时也因供油体积太小不能补油必然导致不能加速、快压射和增压。特别是p 0也同时增大时问题更严重。相反蓄能器最高工作压力比较高(但满足要求)时不会产生以上故障。蓄能器最高工作压力过高时不但不能满足工作要求而且会损坏液压泵浪费功率。
（3）蓄能器接邻液压元件泄漏的影响
在液压传动中和蓄能器相连接的液压元件有单向阀、电磁换向阀和液压缸等。这些液压元件常出现密封不严、卡死不能闭合、因磨损间隙过大和密封件失效造成蓄能器在储油和供油时压力油大量泄漏。在这种情况下若蓄能器是用来补油保压和夹紧的会因为补油不足而不能保压、保压时间短或夹紧失效。若蓄能器是用来补油加速、快压射和增压的也会因补油不足而使这些动作无法完成。
（4）控制元件失灵而致蓄能器旁流的影响
有些换向阀动作失灵常可导致与蓄能器相连接的液压元件呈开启状态。这样蓄能器在充油和供油时会形成旁路分流导致以上故障发生。
2. 故障的排除
当发生保压时间短和夹紧失效故障时，原因有充气压力低；蓄能器的接邻元件泄漏；蓄能器最高工作压力低。前两个原因是主要的。当发生不能补油加速、快压射和增压故障时，其原因一般是充气压力高；蓄能器最高工作压力低；蓄能器的接邻元件有泄漏。实际上，前两个原因同时出现导致的故障不少。
当发生蓄能器不能缓和液压冲击和吸收压力脉动故障时，其原因主要是充气压力太低。 通过分析，确定故障原因是充气压力不合适时，首先应排出蓄能器内压力油，测定蓄能器内气压，给以确诊。其次，要找出具体故障源，以便排除。当测知充气压力低时，可能是设定
值过低，也可能是充气不足，还可能是蓄能器充气嘴泄漏、皮囊破裂、活塞密封不好等，应通过检测确定。当测知充气压力高时，可能是设定值过高、充气过量、或者环境条件如温度升高所致(若工作中环境条件无法改变，可将蓄能器放气到适当压力)。
当确定原因是蓄能器最高工作压力不合适时，首先设法测定蓄能器最高工作压力以证实。若蓄能器最高工作压力过低(也有过高的)，可能是液压泵故障或液压泵吸空，也可能是调压不当，也可能压力阀及调压装置有故障，还可能是有关液压元件泄漏，造成系统压力及蓄能器最高工作压力过低或过高；也可直接造成蓄能器最高工作压力过低或过高。
当确定故障原因是液压元件泄漏时，首先应确定和蓄能器接邻的液压元件。在这些液压元件中，单向阀、液控单向阀、各类换向阀和液压缸泄漏故障是较常见的。泄漏的原因大概有阀芯和阀座密封不严，阀芯卡死不能闭合，磨损造成相对运动面间隙大，密封元件失效。对所有可疑元件应按检测的难易程度和发生故障的概率大小排序(易检测的，故障概率大的排在前面)，再按顺序检测，确定泄漏的故障元件。最后，拆开故障元件检查、维修。
对充气压力和蓄能器最高工作压力不合适引起的故障，也应按以上原则给可疑故障源排序。
在充气压力，蓄能器最高工作压力，接邻元件泄漏三个原因中，若初步确定为两个以上者，也可按检测的难易和故障的概率排序，按排序检测。一般来说，蓄能器最高工作压力比充气压力测定方便，元件泄漏较难测定但有的泄漏很直观。
5.4 蓄能器使用维修实例
5.4.1 薄板坯连铸机液压振动台故障的诊断
1. CSP薄板坯连铸机液压振动台
液压振动台是现代板坯连铸机的重要设备，液压振动台与机械振动台相比的主要优点是可方便地设定与改变波形、振幅、频率，能实现非正弦振动，极大地满足板坯连铸、尤其是薄板坯连铸工艺的需要。某公司从德国SMS公司引入的CSP连铸连轧薄板坯生产线采用的是液压振动技术，其液压系统如图18-9所示，其控制原理如图18-10所示。有关的技术参数分别为：最大频率450 次/min，最大振幅+/- 10 mm, 最大铸速6 m/min, 两液压缸最大振动力的偏差20 %,振动台的最大加速度579 m/s2，液压缸启动加速度266 m/s2。
图5--9 CSP连铸机振动台液压系统原理图
图5-10 CSP连铸机振动台控制原理图
2. 系统振动、噪声故障的排除
为吸收压力与流量的脉动，液压回路的进、回油口设置了4个小型蓄能器（如图18-9所示）。当蓄能器皮囊破损时，它失去了吸收脉动的功能，由此管路的振动与噪声增大。例如在蓄能器附近，系统正常时侧的振动速度值是0.9~1.2mm/s，当蓄能器破损后，其振动值变为3mm/s以上。
当回油蓄能器充氮压力调节不当，过大或过小时，均不能有效吸收回油压力与流量的脉动，将引起令人讨厌的系统管线的谐振，造成管线系统的异常有规律的周期振动和冲击噪声。通过调节回油蓄能器的氮气压力值可有效地消除管线系统的冲击振动噪声问题，实践证明：对于该高频工作的液压系统，回油蓄能器的氮气压力值调节到为回油管线压力的1/3为佳。
5.4.2 蓄能器充气压力不足引发的一起制动故障
一台ZL50G装载机在工作4500 h后，出现微踩脚制动时整机即紧急停机的故障，即出现制动器抱死状态；松开脚制动、加大油门时，整机又恢复行驶状态。停机后，将手动电磁阀拨到制动位置，停机制动动作完全正常。
ZL50G装载机制动系统为全液压双回路湿式制动。行车制动也叫脚制动，用于经常性的一般行驶中的速度控制及停机；停车制动用于停机后的制动，或者在行车制动失效时的应急制动，用手动电磁阀控制，当系统出现故障时能自动切断手动电磁阀电源，并使变速器挂空挡，装载机紧急停机，确保行车安全。
制动系统液压原理如图5-12所示，整个系统由泵、组合制动阀、蓄能器、停车制动液压缸、压力开关及管路等组成。组合制动阀内包括双单向阀、充液阀、行车制动阀、停车制动手动电磁阀等。当制动系统中蓄能器油压达到15 MPa时，充液阀停止向制动系统供油，转为向工作液压系统供油。当蓄能器内油压低于12.3 MPa时，充液阀又转为向制动系统供油。
图5-12 ZL50G装载机制动系统液压原理图
1．前桥2．低压报警开关3．停车制动液压缸4．停车制动手动电磁阀5．行车制动阀6．制动灯开关7．停车制动蓄能器8．低压报警开关9、12．行车制动蓄能器10．单向阀11．双单向阀13．紧急制动切断开关14．充液阀15．油箱16．制动阀17．液压泵18．后桥由泵过来的油经过组合制动阀内的充液阀充到行车制动、停车制动回路中的蓄能器内。踩下制动踏板，行车制动回路中的蓄能器内储存的高压油经组合制动阀进入前、后桥轮边制动器以制动车轮。放松制动踏板解除制动后，轮边制动器内的液压油经组合制动阀流回油箱。组合
制动阀的输出油压与作用在制动踏板上的操纵力成正比，很小的操纵力就能得到安全制动所需的制动油压6 MPa。行车制动为双回路，阀中的双单向阀能保证当其中一个回路损坏时，另一个回路仍能起作用，操纵力不变。
在系统出现故障时，行车制动回路中的蓄能器内油压低于7 MPa，此时系统中低压切断开关会自动切断动力，使变速器挂空挡。同时，使电磁阀断电，停车制动缸内的液压油经手动电磁阀流回油箱，停车制动器抱死，装载机紧急停机。
由以上分析并结合故障现象可以判断：整个系统中泵、停车制动缸、压力开关及管路正常；故障点集中在组合制动阀、蓄能器上，原因是：行车制动蓄能器9和12内因氮气泄漏导致压力不够；组合制动阀出现故障：阀芯卡死、制动阀阻尼孔堵塞、内泄或弹簧弹力不够等。
根据“先易后难”的原则，首先测量蓄能器内的压力，再检查组合制动阀的状况。用量程为25 MPa的压力表测量蓄能器7、9、12的压力，数值分别为5.2 MPa、0MPa和0 MPa，均低于标准值(9.2 MPa、5.5 MPa和5.5 MPa)。组合制动阀结构简单，拆卸容易，检查时未发现异常情况。
由此判断，制动系统的故障是由于蓄能器充气压力不足所致。
将所有蓄能器内压力充到规定数值，再试机时故障现象消失。
导致出现此故障的根本原因是，在2000h和4000h保养过程中未按保养规程对蓄能器压力进行测量，在机器运行过程中又未发现蓄能器压力因氮气泄漏而低于标准值，从而导致在行车制动时，系统中的低压切断开关自动切断动力，使变速器挂空挡，同时使电磁阀断电，停车制动器抱死，导致装载机紧急停机。
对蓄能器充气时，应注意以下事项：
①蓄能器内只能充装氮气。
②先停机，不关电锁；连续踩8次制动踏板，连续开、关停车制动手动电磁阀的开关5次以上，以排掉蓄能器内的高压油；然后，打开蓄能器下端出油口处的排气嘴。
③将充气工具上有压力表的一头接蓄能器，另一头接氮气钢瓶。打开氮气钢瓶开关，当压力表稳定后，打开充气工具上的开关向蓄能器里充气。
④充到所需压力后，先关氮气钢瓶开关，再关充气工具上的开关，然后取下充气工具。充气后，要防止蓄能器漏气。
5.4.3 Atlas1838型凿岩机蓄能器充气方法及故障排除
Atlas1838型凿岩机与352E和M2D 型凿岩台车配用。每台凿岩机上均装有低压缓冲和高压进油两个蓄能器。两者的结构和原理相同，但充气压力不同。工作时，隔膜运动，一方面液压油压缩蓄能器中的氨气减小液压油波动，保证凿岩机平稳工作；另一方面吸收由岩石传给凿岩机的强烈振动，减小凿岩机各零件的磨损。
蓄能器修复后，需要给气室重新充氮气，要求压力只能在较小也围内搅动，压力过低或过高都起不到减振的作用。如果充气不当，会造成凿岩机工作效率降低、零件磨损加剧、噪声增加、氮气隔膜破裂、产生高压冲击和回油管爆裂，甚至凿岩机过早地报废。
1蓄能器的充气方法
蓄能器的充气方法如图5-13所示。
图5-13蓄能器的充气方法
1.蓄能器
2.进气阀
3.氮气瓶
4.进气阀螺母
5.保护盖
6.检测阀
7.检测销
①拆掉蓄能器进气间外罩保护盖，将专用氮气表上软管的一端接在进气阀上，另一端接在氮气瓶上。
②检查氮气瓶压力:旋开氯气瓶阔，若表上显示的氮气压力超过11 MPa，即可用。
③充气时，一人用专用扳手慢慢地松开进气阀螺母，同时，另一人打开氮气瓶阀门给蓄能器充气。
给进油蓄能器(高压)充气时，待表的压力上升到10Mpa(充气压力为10~11MPa) ，即开始旋紧氮气瓶阀门，并拧紧蓄能器进气阀螺母。如果充气压力过高，可在旋紧氮气瓶阀门后慢慢地松开进气阀给气室放气，但气室的压力不得低于10 MPa o
给缓冲蓄能器(低压)充气时，待表的压力上升到0.2MPa (充气压力0.2~0.25 MPa)，开始旋紧氮气瓶阀门，并拧紧蓄能器进气阀螺母。如果压力充得过高，调节方法同上。要求气室压力不得小于0.2MPa o
④蓄能器压力达标后，用扭力扳手以20N·m的扭矩拧紧蓄能器的进气阀:拆下氮气表和管子;将蓄能器浸在水中检查是否漏气，如果不漏气，即可拧紧外罩螺母。充气完毕。
2.常见故障及排除方法
①隔膜出现裂纹
氯气隔膜损坏，蓄能器不能承担缓冲和减振作用。因此，作业时若发现和蓄能器相连接的液压软管发生跳动或凿岩机出现异响，应检查检测间上的检测销。若蓄能器有氮气，检测销应凸起4.5 mm，用手压下时有较强的反力；若很容易压下，蓄能器中没有氯气，表明隔膜损坏。重装时，应在隔膜边缘涂一层很薄的硅质油脂，阀盖与阀室螺纹上加涂铝质油脂。盖和室扣合在一起(扭紧力矩为33N·m)。
②蓄能器盖或阀室出现裂纹，螺纹受损或严重锈蚀
凿岩过程中，蓄能器和侧墙上的岩石若发生碰撞，蓄能器有可能出现裂纹，造成漏油或漏气。同时，凿岩机长期处在潮温的环境中，水不断地侵蚀蓄能器，也会造成蓄能器严重锈蚀。如损坏，应更换。
③O形密封圈损坏
凿岩机长期在恶劣的环境下作业，O形密封圈经常会因老化而失效，若密封圈损坏，蓄能器的氮气压力下降很快或出现密封圈处漏泊。应及时更换密封圈，并以扭力70 N·m扭紧检测阀螺母。
④进气阀损坏
由于每次充氮气时都要拧松进气阀螺母，容易导致螺纹损坏。有时，进气阀堵塞会使充气缓慢或不能充气。应更换进气阀螺母，并按规定力矩(30 N·m) 拧紧。
⑤检测间螺纹损坏或检测销不起作用
此种情况下应更换。
5.4.4 砼泵车液压系统蓄能器故障的分析
IPF一85B型砼泵车主液压系统原理如图5-14所示。
在这个系统中有一蓄能器，标准气压为7MPa，其主要作用是建立一个预压，以保证闸阀油缸13先于主液压缸动作，并保证闸阀换向阀和主换向阀迅速换向。
如果蓄能器氮气压力不足(低于5MPa)，液压系统预压力降低，因而在每次升压阀换向后，来自主泵的压力油必须首先对蓄能器充压以弥补压力损失，在给油路充压过程中由于闸阀换向阀和主换向阀不能及时动作，导致主液压缸和闸阀油缸不能及时换向，致使主泵负荷增加，因而出现换向时发动机转速下降的现象。
图5-14 主液压系统原理图
1.主泵
2.溢流阀
3.卸荷电磁阀4手动逆转阀5.主换向阀6.主液压缸7.顺序阀8.主压力计9.减压阀10.活塞引拔阀11.手动换向阀12.蓄能器13.闸阀油缸1
4.闸阀换向阀1
5.升压阀1
6.先导换向阀1
7.行程调整阀1
8.安全阀
5.4.5 组合机床液压滑台故障分析
1 动力滑台液压系统
动力滑台是组合机床上实现进给运动的一种通用部件，配上动力头和主轴箱后可以对工件完成各种孔加工、端面加工等工序。液压动力滑台用液压缸驱动，它在电气和机械装置的配合下可以实现各种自动工作循环。图5-15和表5-2分别是某型动力滑台的液压系统图和系统的动作循环表。
图5-15 某型动力滑台液压系统图
1一低压泵2一高压泵3、5、8、11、13、15、18一单向阀4一卸荷阀6一溢流阀7,9一可调节流阀10一三位四通换向阀12一背压阀14 外控顺序阀16一行程换向阀17一调速阀19一压力继电器20一油缸21一蓄能器
表5-2 某型动力滑台液压系统动作循环表
该组合机床采用双联泵，这个系统在机械和电气的配合下，能够实现“快进—工进—停留—快退—停止”的半自动工作循环。
这个液压系统有以下一些特点：
1)系统采用了双联叶片泵供油，滑台快进快退时两泵同时大流量供油，加上回油路通过单向阀差动接入进油路，能够实现快速移动滑台，满足节拍要求；而工进时由小泵单独供油，提供稳定的高压小流量油液，保证稳定的低速运动。
2)由于系统双联泵和差动连接式液压缸，能量利用比较合理。滑台工进及停止时大流量泵在低压下卸荷，减少能量损耗。
3)系统中接入蓄能器，在滑台快进快退时能够为系统供油；在工进和停止时能够开启卸荷阀，使大流量泵低压卸荷，减少能量损耗。
2 问题及分析
（1）系统中油温过高
问题：在生产中该组合机床曾出现油温过高(高于700C)的现象，开始检查油箱冷却设备，发现无问题，而检查泵也完好。于是又观察高压油路和低压油路的压力表，发现两者数值基本上一致，通过分析液压系统认为此时低压油路上的卸荷阀在该卸荷的时候没有卸荷，而是大量油液通过溢流阀流回油箱。
分析：图1中卸荷阀4和溢流阀6的设定压力值都可调，正常情况下卸荷阀4压力设定值应低于溢流阀6设定值并且两者之间要有一定的数值匹配关系。当滑台工进和停止的时候，蓄能器在充满压力后提供压力打开卸荷阀4，使大流量泵卸荷，而溢流阀6则在滑台停止的时候打开使小流量泵溢流。
若卸荷阀4调定值较高，大于溢流阀6的设定压力，则大流量泵提供的大量油液将会经过节流阀9，再经由溢流阀6流回油箱，由于大量高压油液经过溢流阀，导致油温升高。
解决方法：重新调整了卸荷阀3和溢流阀5的压力值(溢流阀比卸荷阀高10％~20％)，使在滑台工进和停止动作时，大流量泵能够顺利通过卸荷阀卸荷，问题随之解决。
（2）快进时速度较慢
问题发现及解决过程：长时间使用后，生产工人发现该滑台快进时速度明显比以前下降。检查蓄能器，并为其重新充氮，问题没有得到解决。于是怀疑液压缸的活塞有泄漏，但取下液压缸接回油路的管子，继续让系统供油时，并未发现液压缸回油的一侧有油液流出，于是排除液压缸的问题。随后检查双联泵，经过和相同液压结构的机床互换，发现问题并不是出现在泵身上；随即考虑到该系统快进时采用差动连接，是否差动没有其作用而油液通过工进时所走的油路呢?带着这个问题找到顺序阀14，结果发现其已经损坏，更换后经过重新调整其压力值，滑台恢复陕进速度，问题解决。
分析：快进时油缸20差动连接，其右腔油通过单向阀15又流回进油路参与供油。若顺序阀14压力调定值较低或者阀芯卡死造成弹簧不能压回原位，油液将会通过从而流回油箱。由于此时这条油路压力低于单向阀l5左侧压力，回油路变为油缸20右腔—顺序阀l4—背压阀12—换向阀10—油箱。这样没有形成差动，速度自然就慢下来了。
5.4.6 专用机床蓄能器回路的改进
1．故障现象
图5-16是某专用机床液压回路原理图。已知液压泵1为定量泵，输出流量为l00L／min，回路工作绝对压力为5MPa，由溢流阀2来调定，蓄能器5总容积Vo=0.25L，管道内径d=10mm，电磁换向阀4前管路长L=20m，油液密度ρ=900kg／m3。为了消除电磁换向阀4换向冲击对工件加工质量的影响，回路采取了气囊式蓄能器5来吸收液压冲击。
图5-16 专用机床蓄能器回路原理图
1．定量液压泵2．溢流阀3．压力表
实验并调试发现，蓄能器并没有起到消除液压冲击的效果。而且当液压缸停止不动时，液压泵的出口压力忽高忽低，不能持续卸荷，致使系统功耗大，油温升高。
2．故障原因分析
经过全面检查分析，并没有发现系统有明显的外泄漏现象，所以问题很可能就出现在蓄能器的选择上面。
因为液体在管路内流动时，由于控制阀突然关闭，使液体突然停止流动，液体的动能变成压力能，在阀前产生高压。高压区以压力波的形式在管路内传播，形成液压冲击，其压力升高值可能高出正常压力几十倍以上，并有可能危及液压系统中的仪表、元件和密封装置等，从而影响系统的正常工作，此外还能使系统产生噪声和振动。在系统中产生液压冲击的部位装设蓄能器是缓和液压冲击的有效措施之一。
由于液压冲击压力的大小决定于管路中液体的动量对时间的变化率，当压力升高时，蓄能器可以吸收液体，这样就减慢了管路中液体动量变化的速度，从而降低了冲击压力。
用于吸收液压冲击的蓄能器总容积按下式计算：
式中：ρ——工作油液的密度，kg／m3
L——产生冲击波的管段长度，m