液压缸低速爬行的主要原因及解决方法
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我们在使用液压油缸的时候往往会发生推理不足或动作不稳的现象,这一问题在设备故障中很普遍的一种,这种情况严重时可能导致设备瘫痪,这种原因往往有四种可能,具体如下:一、液压油缸内有空气或泵供油不足这一现象的原因在于液压油缸活塞侧面与缸盖接触偏紧,压力油无法进入或有效工作面积太小,无法产生足够推力使油缸动作,这一问题发生时,会使压力表上显示的缸内压力不足,从而无法推动油缸,需对活塞与缸盖的接触予以调整。
还有一种则是油缸动作不稳定(或迟缓),其解决办法在于排除油缸内的空气或检查油泵。
二、液压油缸内泄露1、导致液压油缸泄露的原因一般是油缸与活塞因磨损使间隙过大,如果活塞上装有密封圈,则因磨损或密封圈老化而失去密封作用。
2、清除这一问题的措施在于更换活塞或密封圈,保持合理间隙。
3、如果液压油缸经常使用的仅是某一部分,则会因局部磨损严重使间隙增大,从而造成内泄露,解决途径在于重磨缸径、重配活塞。
三、液压油缸的溢流阀进入污物污物进入液压油缸的溢流阀内,使阀芯处于常开状态,油液将自动流回油箱内,而油箱内无油液流入。
若负荷过大,溢流阀的调整压力虽已达额定值的上线,但油缸仍无法得到连续动作所需的力,导致油缸无法实施动作。
若调整压力较低,达不到负荷所需的推力,则表现为压力不足,推力不够。
四、液压油缸内部别劲出现这一现象的原因在于装配质量较差所引起(活塞杆密封压的太紧、活塞杆较长、在滑动部位造成过大的压力),或污物进入油缸的滑动部位(尤其是颗粒物),这使得动作阻力过大,液压油缸的运行速度随行程位置的不同而改变,解决途径在于加强装配质量的监管。
液压油缸在使用过程中出现推力不足或动作不稳定大家不必紧张,发生着一事项不过是这四种原因罢了。
当发生这一现象时我们要停下检查要找准缘由再进行处理。
扩展资料:液压油缸无力故障解决:通常液压油缸无力主要是液压泵出了问题,首先检查是否缺少液压油,这是最简单也是最容易检查的。
如果液压油缸不缺油,可能出现的问题就是液压泵的流量,现在泵的流量低,因此不会有压力了,解决的方法一是换柱塞的密封圈(高压缸套内),再一个是检查一下进液阀、出液阀,如果进液阀、出液阀不起作用,那么泵的进液、出液就会受影响,因而不会有压力,具体检查一下,进液阀、出液阀的密封圈是否损坏、弹簧是否断裂。
浅析数控机床爬行现象的原因和对策摘要:本文对数控机床的爬行现象进行了分析,建立了爬行现象的力学模型,提出了消除爬行现象的措施。
关键词:数控机床爬行低速运动数控机床在低速运动下会发生时快时慢时走时停的爬行现象,影响加工表面的加工质量,表面粗糙度及定位精度。
数控机床爬行还会造成磨擦副的加速磨损,影响机床零件的使用寿命,缩短刀具的使用寿命,机床导轨爬行严重时,甚至使机床丧失加工能力。
因此,数控机床在低速下的爬行问题的研究显得尤为重要[1-4]。
1.爬行现象的定义爬行广义的是指运动部件非匀速运动,如图1所示。
在机床的进给运动和调整运动中,由于运动速度很低,通常出现如图1形式的爬行,即时走时停形式的运动,也就是所谓的粘滑运动[5]。
这种形式的爬行在机床中较为常出现,所以我们通常所指的爬行,主要是指粘滑运动。
图1爬行的两种形式2.爬行现象的力学模型[6-7]由于爬行现象实际上就是一种摩擦自激振动现象,为对其系统进行分析,可以将数控机床进给系统简化为单自由度系统模型。
各轴之间传动看成弹簧刚度的串联,而阻尼重点考虑导轨和工作台,忽略其它次要因素,这样就将复杂的系统简化为单自由度系统。
物理模型如图2所示:图2爬行现象的力学模型v0——驱动速度;k——系统刚度;c——系统阻尼;m——移动部件的质量;x(t)——移动部件的位移;(t)——移动部件的速度;f——摩擦力根据图2列出动力学方程:m+c(-v0)+k(x-v0t)+f=0 (1)解此方程并推导出机床爬行的临界速度公式:vc=δf4πξkm(m/s)(2)式中:δf——静动摩擦力之差(n)ξ——振动系统的阻尼比m—运动部件的质量(kg)从公式(2)中可以看到影响机床爬行的几个因素有:系统刚度,动静摩擦力之差,移动部件的质量和系统中的阻尼。
(1)传动刚度的影响重型数控车床纵向进给系统的系统刚度越大,临界爬行速度越低,爬行现象越不明显。
(2)δf的影响工作台与导轨之间的动静摩擦系数之差是产生爬行的根本原因,差值越大,临界速度越高,越容易出现爬行现象。
机床导轨爬行现象的起因和解决措施机制09-**号 ***机床在低速或微量进给运动时,往往保持不了均匀的速度,进入时快时慢、时动时停的不稳定状态,这就是所谓爬行现象。
爬行是一个复杂的摩擦自激振动现象,对其机理的认识,到目前为止依然争论颇多,尚未有统一的微分方程式对其精确描述。
目前主要使用光栅爬行测量系统和激光干涉测量系统分析、测量导轨的爬行问题。
机床在运行过程中经常会遇到爬行问题。
进给运动中的爬行现象破坏了系统运动的均匀性,不仅使被加工件精度和表面质量下降,也会严重影响机床的加工精度、表面粗糙度和定位精度,破坏液压系统工作的稳定性,使机床导轨加速磨损,甚至产生废品和事故。
因此,爬行现象是精密机床及重型机床必须解决的问题,加工工件时应尽量避免它的产生。
我们知道爬行是指机床运动部件慢速动行时的不平稳性,表现为有规律的一停一跃。
这种现象的出现,以磨床居多数,会严重影响工作的表面质量和尺寸精度。
引起爬行的主要原因,是摩擦因数随运动速度的变化和传动系统刚性不足。
机床在实际使用中,爬行现象主要是在传动系统刚性不足,驱动力与负载摩擦阻力波动变化的情况下形成。
机床液压系统侵入空气,液压元件间隙增大及机械装置自身原因都可能引起爬行故障。
出现爬行现象可能由很多原因造成,概括起来包括机械和电气两方面因素。
在解决此故障时要考虑诸多因素,逐一进行排除。
例如,数显机床在出现爬行问题时,要观察电机低速运转有无电流断续现象,电枢回路串接一块电流表,低速运行时观察指针有无摆动,若有摆动则故障多数发生在电气部分。
对于直流调速系统控制的进给轴,又尤以测速机发生故障居多。
在检查测速机时,可以先用万用表测量测速机反馈电压,监测电压是否平稳。
如果反馈电压有波动,首先检查测速机线路有无故障,看看反馈线是否虚连。
另外我们经常忽略的一个问题是检查测速机的屏蔽线是否联接良好,屏蔽线有损坏或者联接不好都有可能使外部信号干扰混入,从而发生爬行现象。
在静态检查测速机时,可以测量测速机的电阻阻值及测速发电机有无匝间断路和短路现象。
浅谈机床爬行原因及解决对策[摘要]机床爬行是机床常见的一种非报警性故障,引起爬行的原因是多方面的,包括机械方面、液压方面、电气方面等。
先对爬行问题产生原因进行合理分析,并对消除方法做了细致研究,为修理机床提供方便。
[关键词]机床爬行消除中图分类号:g41 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)22-0269-010 引言机床进给系统的运动件,当运行速度低到一定值时,往往不是做连续匀速运动,而是时走时停,忽快忽慢,这种现象称之为爬行。
爬行是机床常见而不正常的运动状态,主要出现在机床各传动系统的执行部件上(如刀架系统、工作台等),且一般在低速运动时出现较多。
运动速度低时,润滑油被压缩,油膜变薄,油楔作用降低,部分油膜破坏,摩擦面阻力发生变化。
通常情况下,轻微程度的爬行有不易发现的振动,显著的爬行则是大幅度的跳动。
1 机床爬行的危害爬行现象是机床低速运行时较易出现的机械故障,主要是由于爬行破坏了系统运动的均匀性,这不仅使被加工件精度和表面质量下降,也会破坏液压系统工作的稳定性,使机床导轨加速磨损,甚至产生废品和事故。
其危害主要包括如下:1.1 影响机床的加工精度机械加工时,可使加工表面出现明显刀痕,并影响表面粗糙度。
1.2 影响机床的定位精度在定位精度要求较高的数控系统中很难实现精确定位,不能保证位置度。
1.3 造成工具的损害运动的不稳定会造成加工负载的突变,并损害刀具,降低机床的使用寿命。
1.4 易造成机械故障在液压系统中,活塞杆运动不稳定,极易造成系统的倾斜,使其机械卡死。
2 爬行原因分析2.1 机械系统的原因在机械传动链中,轴与齿轮、凸轮与杠杆、丝杠与丝母等,在受力时会产生弯曲、扭转及接触变形,从而引起机床的爬行。
如丝杠丝母副的丝杠直径较小,丝母壳体壁厚较薄,可以产生爬行,对于重型机床,采用丝杠丝母副极易产生爬行。
再者,传动链较长也会使机床产生爬行。
2.2 液压系统的原因在液压传动系统中,混入油液中的空气是产生爬行的主要原因。
液压系统常见故障的诊断及消除方法1 常见故障的诊断方法1.1 简易故障诊断法目前采用最普遍的方法,凭个人的经验,具体做法如下:1〕询问设备操作者,了解设备运行状况。
其中包括:液压系统工作是否正常;液压泵有无异常现象;液压油检测清洁度的时间及结果;滤芯清洗和更换情况;发生故障前是否对液压元件进行了调节;是否更换过密封元件;故障前后液压系统出现过哪些不正常现象;过去该系统出现过什么故障,是如何排除的等,逐一进行了解。
2〕看液压系统压力、速度、油液、泄漏、振动等是否存在问题。
3〕听液压系统声音:冲击声;泵的噪声及异常声;判断液压系统工作是否正常。
4〕摸温升、振动、爬行及联接处的松紧程度判定运动部件工作状态是否正常。
1.2 液压系统原理图分析法根据液压系统原理图分析液压传动系统出现的故障,找出故障产生的部位及原因,并提出排除故障的方法。
结合动作循环表对照分析、判断故障就很容易了。
1.3 其它分析法液压系统发生故障时根据液压系统原理进行逻辑分析或采用因果分析等方法逐一排除,最后找出发生故障的部位,这就是用逻辑分析的方法查找出故障。
为了便于应用,故障诊断专家设计了逻辑流程图或其它图表对故障进行逻辑判断,为故障诊断提供了方便。
5 系统液压冲击大的消除方法7.7.1 液压控制系统的安装、调试液压控制系统与液压传动系统的区别在于前者要求其液压执行机构的运动能够高精度地跟踪随机的控制信号的变化。
液压控制系统多为闭环控制系统,因而就有系统稳定性、响应和精度的需要。
为此,需要有机械-液压-电气一体化的电液伺服阀、伺服放大器、传感器,高清洁度的油源和相应的管路布置。
液压控制系统的安装、调试要点如下:1〕油箱内壁材料或涂料不应成为油液的污染源,液压控制系统的油箱材料最好采用不锈钢。
2〕采用高精度的过滤器,根据电液伺服阀对过滤精度的要求,一般为5~10μm。
3〕油箱及管路系统经过一般性的酸洗等处理过程后,注入低粘度的液压油或透平油,进行无负荷循环冲洗。
五、液压油缸使用注意事项:
1、平常使用时我们要注意防护好活塞杆外表面,防止磕碰和划伤对密封件的损伤,现在一些工程机械油缸上都会设计有防护板,虽然有,但是平常我们还是要注意防止磕碰和划伤。
2、我还需要经常清理油缸动密封防尘圈部位和裸露的活塞杆上的泥沙,防止粘贴在活塞杆表面上的不易清理的污物进入油缸内部,从而导致活塞、缸筒或密封件损伤。
3、平常使用时,我们还要注意经常检查各螺纹、螺栓等连接部位,发现松动立即紧固好。
因为这些地方松动也会造成液压油缸漏油,这对于从事工程机械的人员来说是很好理解的。
4、经常润滑联接部位,防止无油状态下锈蚀或非正常磨损也是我们需要注意的。
5、特别是对于一些有锈蚀现象的部位来说,我们更应及时处理,避免因锈蚀造成液压油缸漏油。
6、平常保养时,我们要注意应定期更换液压油,及时清洗系统滤网,保证液压油的清洁度,这对于延长液压油缸的使用寿命也是有着非常重要的作用。
7、在平常工作时,我们要注意控制好系统温度,因为油温过高会减少密封件的使用寿命,而长期油温高会使密封件发生永久变形,严重者会使得密封件失效。
8、平常我们在每次使用时,要进行全伸全缩的试运转3-5个
行程后再进行工作。
这样做的目的是排尽系统中的空气,预热各系统,从而能够有效地避免系统中存在空气或水,在油缸缸体造成气体爆炸现象,这样就会损害密封件,造成油缸内泄等故障。
9、在每次工作完成后,我们需要注意大小臂及铲斗保持在一个最佳状态,也就是保证液压油缸内的液压油全部回流至液压油箱,保证液压油缸不承受压力。
因为液压油缸长时间承受一个方向的压力,也会导致密封件的损害。
液压爬行名词解释液压爬行液压爬行是一种利用液压技术实现机械运动的方法。
通过控制液压系统中的液体流动来驱动设备或工具实现爬行操作。
以下是液压爬行相关的名词及其解释:液压系统液压系统由液压源、执行器、控制元件和传动元件等组成。
液压源提供液压能量,执行器将液压能量转化为机械能,控制元件控制和调节液压能量的传递,传动元件传递机械能。
液压缸液压缸是液压系统的执行器,通过液体的作用压力将线性运动转化为力或力矩。
例:在液压爬行机器人中,用液压缸实现腿部的伸缩和抬起。
液压马达液压马达是将液压能量转化为旋转运动的液压执行器。
例:在液压爬行车辆中,液压马达通过液压压力驱动车轮转动,实现爬行功能。
液压阀液压阀用于控制液压系统中液体的流量、压力和方向。
例:在液压爬行装置中,通过液压阀控制液压缸的伸缩速度和方向。
液压泵液压泵是液压系统的液压源,提供液体流动所需的能量。
例:在液压爬行机械臂中,液压泵向液压缸提供压力,使机械臂具有抓取和举起物体的功能。
液压油液压油是液压系统中传递和储存能量的介质,同时也具有润滑和冷却的作用。
例:液压爬行设备中使用液压油作为工作介质,确保系统运行的平稳和寿命的延长。
液压管路液压管路用于传递液压能量,连接液压元件和传动元件。
例:液压爬行机器人的液压管路将液压泵输出的液体流动引导到各个动作执行器。
液压控制系统液压控制系统用于控制和调节液压系统中液体的流动、压力和方向。
例:在液压爬行车辆中,液压控制系统通过传感器和控制器实现对爬行速度和方向的控制。
液压容器液压容器用于储存液压油,通过调整容器的体积来调节油液的压力。
例:在液压爬行机械设备中,液压容器用于储存液压油,并通过调节容器的压力来控制系统的工作状态。
液压流量液压流量是指液体在液压系统中单位时间内通过的体积。
例:液压爬行装置中,液压流量的大小影响液压缸的伸缩速度。
液压爬行技术广泛应用于工程机械、航空航天、冶金、石油化工等领域。
通过使用液压爬行,可以实现高效的工作和精确的控制。
液压系统常见故障的诊断及消除方法液压系统是工程设备中非常重要的一个组成部分,常常用于提供大功率的传动和控制。
但是由于液压系统的复杂性和工作环境的复杂性,常常会出现各种故障。
本文将介绍液压系统常见故障的诊断及消除方法。
1.压力不足或无压力故障原因可能是液压泵失效、泵吸入空气、油箱液面过低等。
解决方法可以是检查液压泵的工作状态,检查泵入口是否有空气,检查油箱液面。
2.压力过高或超压故障原因可能是过载阀调节不当、过载阀损坏、压力调节阀失效等。
解决方法可以是调整过载阀的设置值、更换过载阀、检查压力调节阀。
3.泄漏泄漏是液压系统常见的故障之一,可能是密封件老化、螺纹松动、管路磨损等原因造成的。
解决方法可以是更换密封件、紧固螺纹、更换磨损的管路。
4.油温过高或过低油温过高可能是由于油液粘度过高、油液冷却器失效等原因造成的。
解决方法可以是更换合适的液压油、检查冷却器的工作状态。
油温过低可能是由于油液粘度过低、冷却器冷却不足等原因造成的。
解决方法可以是更换合适的液压油、检查冷却器的工作状态。
5.油液污染油液污染可能是由于油箱没有过滤装置、油液中杂质过多等原因造成的。
解决方法可以是安装合适的过滤装置、定期更换油液。
6.阀门卡死阀门卡死可能是由于阀芯与阀套间配合间隙过大、阀芯表面磨损等原因造成的。
解决方法可以是更换阀芯、研磨阀芯表面。
7.液压缸无法伸缩液压缸无法伸缩可能是由于缸内部部件损坏、密封件老化、液压系统压力不足等原因造成的。
解决方法可以是更换缸内部部件、更换密封件、检查液压系统压力。
8.油液乳化油液乳化可能是由于油液中含水过多、机械零件摩擦产生热量等原因造成的。
解决方法可以是更换干燥的液压油、检查液压系统的冷却状态。
以上是液压系统常见故障的诊断及消除方法的简要介绍,液压系统的故障诊断需要从系统整体入手,综合分析故障原因,采取相应的解决方法。
同时,定期检查和维护液压系统,保持系统的清洁和正常工作状态,可以预防故障的发生。
造成数控机床爬行的原因可能是:【一】动摩擦系数影响临界速度分析动摩擦系数f增大的原因,主要有以下两个方面:(1)导轨润滑油混入了切削液。
分析原因:油泵吸油管正好在切削液与润滑油之间,所以泵在工作时,就把切削液与润滑油同时吸入,使切削液与润滑油混合,造成润滑油的运动粘度降低,继而使静压导轨静压区压力变小。
由此,动摩擦系数f增大,Δf随之减小,临界速度V减小,X轴产生爬行。
(2)部分静压分配阀中的毛细管节流器堵塞。
分析原因:部分毛细管节流器堵塞后,各个静压区压力值相差较大,造成X轴滑座各点上浮量不同。
由此,动摩擦系数f增大,Δf随之减小,临界速度V减小,x轴产生爬行。
Δf是静摩擦系数和动摩擦系数之差。
【二】进给系统刚性影响临界速度分析原因:①联接紧固件松动;②传动齿轮齿条间隙较大;③齿轮与轴以及轴与轴承配合间隙过大。
以上是以“X轴方向静压导轨”故障为例说明,其他轴与其大同小异。
如果是普通贴塑导轨,也应该是以上两条主要原因造成的。
金属切削机床爬行因素分析与消除措施来源:中国论文下载中心[ 09-11-15 10:50:00 ] 作者:范国权编辑:studa20-【摘要】本文重点分析金属切削机床爬行故障形成因素及消除措施。
【关键词】爬行因素分析液压系统机床机床工作台或拖板在运动中出现时走时停、或快或慢的现象称为爬行。
所谓爬行就是指时走时停非匀速的运动,表现轻微时为目光不易察觉的颤振,表现严重时为大距离的间歇冲动。
如:坐标镗床难以实现精确定位及微量进给,个别情况还可能出现扎刀、飞蹦工件等。
机床爬行时,移动部件突然跳动移位的大小称爬行量,较大的爬行量可采用百分表直接顶在执行部件上表针移动的刻度变化值,而较轻微的爬行量则可以采用精密仪器检测。
机床的爬行影响着加工工件的质量和表面粗糙度,并且还会造成机床摩擦副的加速磨损,缩短机床零件的使用寿命,所以必须及时消除。
机床产生爬行的原因有单一性的,也有综合性的。
一、机理分析引起爬行的原因很多,但主要有以下两个方面。
摘要:液压缸作为液压系统中重要的执行元件,其性能的好坏直接影响液压系统的稳定性,尤其是性能要求高的主机,液压缸的低速稳定性对液压系统至关重要,本文从液压缸低速爬行的现象、产生原因及解决方法作出相应阐述。
关键词:液压缸低速稳定性一、液压缸低速爬行的现象液压缸的活塞杆在油压的作用下伸出或缩回时,经常出现速度不均匀现象,并有时伴有振动和异响,从而引起整个液压系统的振动,并带动主机其它部件振动,在主机调试过程中经常出现,有时速度快了,这种现象会减轻。
除因液压系统管路引起这种现象以外,液压缸自身产生的振动也经常引发此类现象。
二、原因分析液压缸附图:液压缸低速爬行的主要原因可从以下方面分析(参考液压缸附图):1、液压缸有杆腔和无杆腔存有气体而产生的低速爬行,由于气体混在液压油中,在压力的作用下,体积变化,在高压作用下甚至发生气体瞬间爆炸,从而引起液压缸的速度不稳定。
2、液压缸设计间隙不当产生的低速爬行,液压缸内部活塞和缸体、活塞杆和导向套之间的滑动配合间隙太大,引起滑动面的受压不均匀,造成摩擦力不均匀,引起液压缸低速爬行;滑动配合间隙若太小,加上零部件制造存在公差,也会引起滑动面的受压不均匀,造成摩擦力不均匀,引起液压缸低速爬行。
3、液压缸内导向元件摩擦力不均匀产生的低速爬行,液压缸常用的导向材料有QT500.7、ZQAL9—4、非金属支撑环等,特别是非金属支撑环尺寸不均匀,一些非金属支撑环随油温变化尺寸增大或减小,即在油液中尺寸稳定性差直接造成配合间隙的变化,很容易造成液压缸的速度不稳定。
4、密封件材质问题引起的液压缸低速爬行,液压缸常用的密封材料有丁晴橡胶、聚胺酯橡胶、聚四氟乙烯等,由于材质硬度、强度、跟随性问题,直接影响其和滑动表面的摩擦力,另外对于唇口密封,油压的波动造成密封区与接触面的接触压力产生变化,从而引起液压缸速度的变化。
5、零部件加工精度的影响,液压缸缸体内壁和活塞杆表面加工精度的高低,对液压缸的低速稳定性影响很大。
特别是几何精度影响更大,其中直线度是关键,在加工过程中直线度的保证最难做到,对行程较长的液压缸来说,液压缸缸体内壁和活塞杆表面的直线度是影响液压缸低速稳定性的主要因素。
三、解决办法1、液压缸有杆腔和无杆腔存有气体而产生的低速爬行,可通过反复运行液压缸达到排气的目的,必要时在管路或液压缸的两腔设置排气装置,在液压系统工作时进行排气。
2、液压缸设计间隙不当产生的低速爬行,可正确设计液压缸内部活塞和缸体、活塞杆和导向套之间的滑动配合间隙,理论上的配合间隙为H9/N或H9/f8,也有H8/f8的;根据本作者的经验,液压缸的缸径和杆径由小到大,如都按此来设计配合间隙,对于较大缸径(≥200mm)和杆径(≥140mm)的配合间隙就显得间隙过大,实际应过程中,这类液压缸的低速爬行现象较小缸径的液压缸出现的多,国外此类液压缸滑动面的配合间隙一般设计为0.05mm∽0.15mm,从实际比较的结果来看,液压缸的低速爬行问题明显改善。
因此对大缸径的液压缸建议选用这种方法。
3、液压缸内导向元件摩擦力不均匀产生的低速爬行,建议优先采用金属作为导向支撑,如QT500-7、ZQAL9-4等,如采用非金属支撑环,建议选用在油液中尺寸稳定性好的非金属支撑环,特别是热膨胀系数应小,另外对支撑环的厚度,必须严格控制尺寸公差和厚度的均匀性。
4、对于密封件材质问题引起的液压缸低速爬行,建议在工况允许的条件下,优先采用以聚四氟乙烯作为密封的组合密封圈,如常用的格莱圈、斯特封等等;如选唇口密封,建议材料优选丁晴橡胶或类似材料的密封件,其跟随性较好。
5、零部件加工精度的影响问题,在液压缸的制造过程中应严格控制缸体内壁和活塞杆表面加工精度,特别是几何精度,尤其直线度是关键,在国内加工工艺中,活塞杆表面的加工基本上是车后磨削,保证直线度问题不大,但对于缸体内壁的加工,其加工方法很多,有镗削—滚压、镗削—珩磨、直接珩磨等,但由于国内材料的基础水平较国外有差距,管材坯料直线度差,壁厚不均匀、硬度不均匀等因素,往往直接影响缸体内壁加工后的直线度,因此建议采用镗削—滚压、镗削—珩磨工艺,如直接珩磨,则必须首先提高管材坯料的直线度。
除上述方法外,液压缸的缸体壁厚在允许的情况下,安全系数尽量选大一些,使缸体厚壁增加,特别是高压工况下使用的油缸,以减小油压下的缸体变形,变形后的缸体也会引起液压缸低速爬行。
引言爬行现象是液压传动中经常出现的不正常运动状态,轻微的爬行使运动件产生目光不易觉察的振动,显著的爬行使运动件产生大距离的跳动。
爬行现象是很有害的,特别是在机床液压系统中,若出现了爬行现象,将严重影响工件表面的加工质量(尺寸精度、定位精度和表面粗糙度),降低刀具的使用寿命,加速导轨的磨损甚至使机床不能正常工作,特别是不需要人工操作的数控机床,爬行现象还对轮廓精度有更大的影响。
因此,消除爬行现象对于改善机床液压系统稳定性和提高机床加工精度是非常重要的。
1、爬行产生的机理:爬行的机理可用简化的弹簧—物体模型来解释。
见图1,在物体的右侧作用一个恒力F=mgf,,通过一弹性绳索匀低速拖拽物体,弹簧的弹力为kx,当弹簧的弹力kx小于物体的最大静摩擦力m gf时,物体不动;当弹力kx大于物体的最大静摩擦力时,物体开始运动,这时动摩擦系数小于静摩擦系数,摩擦力降低,kx>m gf。
物体快速运动(向前冲),致使kx又小于m gf,物体停止运动;当弹力kx大于物体的最大静摩擦力时,物体又快速运动。
如此循环,使物体产生跳跃式运动,这就是爬行现象。
图1弹簧—物体模型简化,图2产生爬行的原因及消除措施。
对于机床的爬行,其故障现象各有不同:有有规律的爬行,也有无规律的爬行;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。
产生这些不同爬行现象的原因各不相同,有些是机械方面的原因,有些是液压方面的原因,有些主要是因油中进入了空气,有些是因润滑不良。
因此,机床设备的维修和操作人员必须不断地总结归纳,及时查明产生爬行的原因才能予以排除。
2.1驱动刚性差的原因及消除措施:当空气进入油液中后,一部分溶于压力油液中,而其余部分就形成气泡浮游在压力油中。
因为空气有压缩性,致使液压油产生明显的弹性,造成驱动刚性差而引起爬行。
空气混入液压系统中的主要原因是:①在往复运动的零件之间,需要有一定的配合间隙,空气易从这些间隙混入;②液压管接头松动或密封不严,空气由此进入系统中;③液压元件的精度差,密封件性能不良而造成各种泄漏;④吸油管设置不当而吸入空气等。
为消除上述现象,应采取以下措施: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紧固各管道连接处,防止泄漏;③均匀紧固各结合面处的连接螺栓,密封垫应均匀,不允许用多层纸垫;④油箱中进出油管应保持一定的距离,也可增加隔板使之隔开;⑤清除附着于滤油器上的脏物,应采用容量足够的滤油器;⑥油箱要保证足够油液,使之不低于油标指示线;⑦为了保证系统中各部分能经常充满油液,应在泵出口处安装单向阀,在回油路上设置背压阀;⑧改进液压系统,设法防止系统中出现局部真空,并设置必要的排气塞或放气阀等。
2.2液压元件间隙大2.2.1运动件低速运动引起的爬行:运动件低速运动时,一旦发生干摩擦,阻力将增加,这时要求液压泵提高压力,但如果液压泵间隙大而严重漏油,不能适应执行元件因阻力的变化而形成的压力变化就会导致爬行产生。
消除措施是修复或更换液压泵内的零件,保证装配要求的间隙,以减少液压泵的泄漏。
2.2.2控制阀失灵引起的爬行:各种控制阀的阻尼孔及节流口被污物堵塞、阀芯移动不灵活等会使压力波动大,造成推力或流量时大时小而产生爬行。
消除措施是经常保持油液清洁,定期更换,加强元件的维护保养,以防液压油被污染。
2.2.3元件磨损引起的爬行:由于阀类零件磨损使配合间隙增大,部分高压油与低压油互通,引起压力不足。
另外,液压缸活塞与缸体内孔配合间隙因磨损而增大,发生内泄漏,使液压缸两腔压差减小,以致推力减小,致使在低速时因摩擦力的变化而产生爬行。
消除措施是认真检验配合间隙,研配或重做元件,保证配合间隙,并更换已损坏的密封件。
2.3摩擦阻力变化2.3.1导轨精度低引起的爬行:机床导轨精度差导致局部金属直接接触,油膜被破坏出现干摩擦或半干摩擦,新机床或刮研导轨的机床由于修刮或配磨使金属面接触不良,导轨面上有锈斑,或多段导轨出现接头不平,导轨油槽结构形式不合理等,都易产生“爬行”。
此外,当导轨间隙的楔铁或压板调得太紧或弯曲也易造成爬行。
消除措施是重新修复导轨,在修刮导轨前,应校正机床安装水平,若两导轨面接触不良,可在导轨接触面上均匀地涂上一层薄薄的氧化铬,手动对研,以减少刮研点所引起的阻力,对研后必须清洗干净,并加上一层润滑油。
安装前要清除锈斑,重新调整导轨间隙的楔铁或压板、配刮,使运动件无阻滞现象。
2.3.2液压缸出现故障引起的爬行:液压缸轴心线与导轨不平行,油缸缸体孔内局部段锈蚀和拉伤,活塞杆局部或全长弯曲,缸筒内圆被拉毛刮伤,活塞与活塞杆不同轴,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,缸筒精度达不到技术要求,活塞杆两端油封调整过紧等因素都会引起爬行。
消除措施是逐项检验液压缸的精度及损伤情况,并进行修复或更新。
液压缸安装精度应符合技术要求。
2.3.3润滑油不良引起的爬行:润滑不充分或润滑油选用不当,油温变化、黏度有较大变化或黏度太小或太大等,都会引起爬行。
应调节润滑油的压力与流量,润滑油的流量应适当,否则会使运动件上浮而影响加工精度,润滑油压力一般控制在2MPa~4M Pa范围内。
对润滑油应当有所选择,一般在中、低压往复运动的液压系统中,采用E50=2~3 的润滑油;在旋转运动中,因速度高而温升快,故采用E50=3~3.5的润滑油,在精密机床传动中,宜采用10号液压油;如果移动部件很重或速度很低,则可采用抗压强度高的5号~7号导轨油,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,有利于消除爬行。
2.4密封件故障密封件故障是引起液压缸或液压马达爬行的重要因素之一。
如受密封材质和油温等因素的影响,密封的动、静摩擦系数之差大,金属零件的密封表面粗糙度过大,接触表面上不能充分形成润滑油膜,密封沟槽尺寸不对,安装与运行方向不同心,密封在槽内扭曲翻转等都可能产生爬行。
消除措施是改善密封件的质量并合理地控制油温,提高金属零件的加工精度,减少安装与运行的同轴度,重新设计油封,减少油封的破损和漏油。
3结束语总之,引起机床液压系统爬行的因素有多种,原因也很复杂,有设计不合理的,也有使用不当的。
因此,在实际应用中,应充分分析爬行故障产生的具体原因,采用不同的措施来消除爬行,从而改善机床液压系统的稳定性和提高机床的加工精度。