任務(wù)2.4液壓缸故障診斷及排除一、學(xué)習(xí)要求1.弄清液壓缸的結(jié)構(gòu)和工作原理。2.學(xué)會(huì)液壓缸的拆卸和裝配方法。3.掌握液壓缸常見(jiàn)故障及維修方法。4.養(yǎng)成嚴(yán)格遵守法律法規(guī)的習(xí)慣。二、知識(shí)準(zhǔn)備1、活塞缸的結(jié)構(gòu)和工作原理活塞缸按活塞桿的多少不同，可分為單桿式和雙桿式兩種。按其固定方式不同，可分為缸體固定式和活塞桿固定式兩種。①單桿活塞缸的結(jié)構(gòu)和工作原理(動(dòng)畫(huà)）單桿活塞缸工作原理如圖所示，其活塞的一側(cè)有伸出桿，兩腔的有效工作面積不相等。當(dāng)向兩腔分別供油，且供油壓力和流量相同時(shí)，活塞在兩個(gè)方向的推力和運(yùn)動(dòng)速度不相等。（a）無(wú)桿腔進(jìn)壓力油(b)有桿腔進(jìn)壓力油單桿式活塞缸工作原理圖（a）無(wú)桿腔進(jìn)壓力油(b)有桿腔進(jìn)壓力油單桿式活塞缸工作原理圖當(dāng)無(wú)桿腔進(jìn)壓力油，有桿腔回油（見(jiàn)圖（a））時(shí)，活塞推力和運(yùn)動(dòng)速度分別為3-1

3-2

（a）無(wú)桿腔進(jìn)壓力油(b)有桿腔進(jìn)壓力油圖2-16單桿式活塞缸工作原理圖當(dāng)有桿腔進(jìn)壓力油，無(wú)桿腔回油（見(jiàn)圖

(b)）時(shí)，活塞推力和運(yùn)動(dòng)速度分別為3-33-4

（a）無(wú)桿腔進(jìn)壓力油(b)有桿腔進(jìn)壓力油單桿式活塞缸工作原理圖比較公式3-1～公式3-4可知：

即無(wú)桿腔進(jìn)壓力油工作時(shí)，推力大，速度低；有桿腔進(jìn)壓力油工作時(shí)，推力小，速度高。因此單桿活塞缸常用于一個(gè)方向有較大負(fù)載但運(yùn)行速度低，另一個(gè)方向?yàn)榭蛰d快速退回運(yùn)動(dòng)的設(shè)備。如起重機(jī)、壓力機(jī)、注塑機(jī)等設(shè)備的液壓系統(tǒng)就常用單桿活塞缸。

差動(dòng)連接的單桿活塞缸工作原理圖液壓缸差動(dòng)連接時(shí)：活塞推力和運(yùn)動(dòng)速度分別為3-5

3-6

比較公式3-1和公式3-5可知，

比較公式3-2和公式3-6可知，

這說(shuō)明單桿活塞缸差動(dòng)連接時(shí)，能使運(yùn)動(dòng)部件獲得較高的速度和較小的推力。因此，單桿活塞缸常用在需要實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)（差動(dòng)連接）→工進(jìn)（無(wú)桿腔進(jìn)壓力油）→快退（有桿腔進(jìn)壓力油）”工作循環(huán)的組合機(jī)床等設(shè)備的液壓系統(tǒng)中。單桿活塞缸不論缸體固定，還是活塞桿固定，工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍都略大于缸有效行程的兩倍。如圖所示的是一個(gè)較常用的雙作用單活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)圖。它是由缸底、缸筒、導(dǎo)向套、活塞和活塞桿組成。動(dòng)畫(huà)②雙桿活塞缸的結(jié)構(gòu)和工作原理雙桿活塞缸結(jié)構(gòu)如圖3-4所示，其活塞的兩側(cè)都有伸出桿，當(dāng)兩活塞桿直徑相同，缸兩腔的供油壓力和流量都相等時(shí)，活塞（或缸體）兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)速度和推力也都相等。因此，這種液壓缸常用于要求往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度和負(fù)載相同的場(chǎng)合，如各種磨床。

（a）缸體固定式（b）活塞固定式圖3-4雙桿式活塞缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖（a）所示為缸體固定式雙桿活塞缸簡(jiǎn)圖。當(dāng)液壓缸的左腔進(jìn)壓力油，右腔回油時(shí)，活塞帶動(dòng)工作臺(tái)向右移動(dòng)；反之，液壓缸的右腔進(jìn)壓力油，左腔回油時(shí)，活塞帶動(dòng)工作臺(tái)向左移動(dòng)。工作臺(tái)的移動(dòng)范圍略大于液壓缸有效長(zhǎng)度的三倍，所以設(shè)備占地面積大，因此這種液壓缸一般用于小型設(shè)備的液壓系統(tǒng)上。如圖（b）所示為活塞固定式雙桿活塞缸簡(jiǎn)圖。工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍略大于缸的有效行程的兩倍，常用于行程長(zhǎng)的大、中型設(shè)備的液壓系統(tǒng)上。

（a）缸體固定式（b）活塞固定式圖3-4雙桿式活塞缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖動(dòng)畫(huà)（2）柱塞缸的結(jié)構(gòu)和工作原理柱塞缸的結(jié)構(gòu)如圖3-6（a）所示，當(dāng)壓力油進(jìn)入缸筒時(shí)，推動(dòng)柱塞并帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件向右移動(dòng)。柱塞缸都是單作用液壓缸，只能作單向運(yùn)動(dòng)，其回程必須靠其他外力或自重驅(qū)動(dòng)，在龍門(mén)刨床、導(dǎo)軌磨床等大行程設(shè)備中，為了得到雙向運(yùn)動(dòng)，柱塞缸常成對(duì)使用。柱塞缸的主要特點(diǎn)是柱塞與缸筒無(wú)配合要求，缸筒內(nèi)孔不需進(jìn)行精加工，甚至可以不加工，柱塞運(yùn)動(dòng)時(shí)由導(dǎo)向套導(dǎo)向，所以特別適用于行程較長(zhǎng)的場(chǎng)合。(a)(b)圖3-6柱塞缸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖動(dòng)畫(huà)（3）擺動(dòng)缸的結(jié)構(gòu)和工作原理擺動(dòng)缸也稱(chēng)為擺動(dòng)液壓馬達(dá)，它的作用是將油液的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)槿~片和輸出軸往復(fù)擺動(dòng)的機(jī)械能。它有單葉片和雙葉片式兩種。擺動(dòng)缸的結(jié)構(gòu)如圖3-7所示，它們由定子塊1、缸體2、擺動(dòng)軸3和葉片4等組成。定子塊固定在缸體上，葉片與輸出軸連為一體，當(dāng)兩油口交替通入壓力油時(shí)，葉片即帶動(dòng)輸出軸作往復(fù)擺動(dòng)。單葉片擺動(dòng)液壓缸的擺角一般不超過(guò)280°，雙葉片擺動(dòng)液壓缸的擺角一般不超過(guò)150°。擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)緊湊，但密封性較差，一般只用于送料、夾緊、工作臺(tái)回轉(zhuǎn)等輔助裝置的低壓液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中。圖3-7擺動(dòng)缸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（4）液壓缸的的圖形符號(hào)

(a)雙桿活塞缸(b)單作用單桿活塞缸(c)雙作用單桿活塞缸(d)擺動(dòng)缸液壓缸的圖形符號(hào)圖課程思政案例遵守法律法規(guī)：液壓缸的圖形符號(hào)解析：液壓缸的圖形符號(hào)和其它液壓元件圖形符號(hào)是表示液壓元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)，誰(shuí)的技術(shù)成為標(biāo)準(zhǔn)，誰(shuí)制定的標(biāo)準(zhǔn)就為世界認(rèn)同，誰(shuí)就能獲得巨大的市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)利益。啟示：貫徹國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)家法規(guī)的要求，更是行業(yè)規(guī)范的要求。我們?cè)诠ぷ髦幸欢ㄒ瀼貓?zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，更要遵守國(guó)家的法律和法規(guī)，依法依規(guī)辦事。5．液壓缸的拆卸和裝配步驟和方法如圖所示雙作用單桿活塞式液壓缸外觀(guān)和立體分解圖。(a)外觀(guān)圖(b)立體分解圖立體分解圖我們以這種液壓缸為例說(shuō)明液壓缸的拆裝步驟和方法（1）準(zhǔn)備好內(nèi)六角扳手一套、耐油橡膠板一塊、油盤(pán)一個(gè)及鉗工工具一套等器具。（2）卸下雙頭螺桿22兩個(gè)螺母5。（3）卸下右端蓋。（4）卸下左端蓋上的螺釘10，取下法蘭蓋11。（5）依次卸下防塵密封1、磨損補(bǔ)償環(huán)2、導(dǎo)向套3、密封圈4、6。（6）卸下左端蓋。（7）卸下左、右端蓋上螺釘8，取下支承板9、緩沖節(jié)流閥7、密封圈14。（8）卸下密封圈12、減振墊13。（9）卸下活塞和活塞桿組件立體分解圖（10）卸下卡簧15，取下活塞補(bǔ)償環(huán)17、活塞密封18、活塞19、緩沖套20和密封圈16。（11）觀(guān)察液壓缸主要零件的作用和結(jié)構(gòu)①觀(guān)察所拆卸液壓缸的類(lèi)型和安裝形式。②觀(guān)察活塞與活塞桿的連接形式。③觀(guān)察缸蓋與缸體的連接形式。④觀(guān)察液壓缸中所用密封圈的位置和形式。（12）按拆卸時(shí)的反向順序進(jìn)行裝配。6．液壓缸的使用（1）液壓缸的基座安裝必須有足夠的強(qiáng)度，否則活塞桿易彎曲。（2）液壓缸軸向兩端不能固定死，以防熱脹冷縮及液壓力作用而變形。（3）空載時(shí)，應(yīng)擰開(kāi)排氣螺塞或進(jìn)、出油口進(jìn)行排氣。（4）注意控制油溫、油壓的變化、油液的污染度。（5）注意液壓缸的防塵。7．液壓缸常見(jiàn)故障診斷及排除序號(hào)故障現(xiàn)象故障原因維修方法1液壓缸不動(dòng)作（1）系統(tǒng)壓力油未進(jìn)入液壓缸（2）系統(tǒng)壓力上不去（3）安裝連接不良（1）疏通油路（2）綜合分析，排除故障（3）重新正確安裝液壓缸2液壓缸能運(yùn)動(dòng)，但速度達(dá)不到規(guī)定值（1）液壓泵的供油不足，壓力不夠（2）系統(tǒng)漏油量過(guò)大（3）液壓缸工作腔與回油腔竄腔（4）液壓缸或活塞過(guò)度磨損（1）排除液壓泵故障（2）參考相關(guān)項(xiàng)目，排除故障（3）更換密封圈（4）修磨或更換活塞7.液壓缸的常見(jiàn)故障診斷與排除序號(hào)故障現(xiàn)象故障原因維修方法3液壓缸爬行（1）液壓缸內(nèi)進(jìn)了空氣（2）液壓缸內(nèi)因異物和水分進(jìn)入，產(chǎn)生局部拉傷和燒結(jié)現(xiàn)象（3）液壓缸安裝不良，其中心線(xiàn)與導(dǎo)向套的導(dǎo)軌不平行（4）運(yùn)動(dòng)密封件裝配過(guò)緊（5）活塞桿與活塞不同軸（6）導(dǎo)向套與缸筒不同軸（7）活塞桿彎曲（8）缸筒內(nèi)徑圓柱度超差（9）活塞桿兩端螺母擰得過(guò)緊（10）液壓缸運(yùn)動(dòng)件之間間隙過(guò)大（1）排除液壓缸內(nèi)空氣（2）修磨液壓缸內(nèi)壁（3）重新安裝液壓缸（4）調(diào)整密封圈（5）校正、修整或更換（6）校正、修整導(dǎo)向套（7）校直活塞桿（8）鏜磨缸筒，重配活塞（9）松至合理程度（10）減小配合間隙4不正常聲響和抖動(dòng)（1）液壓缸內(nèi)進(jìn)了空氣（2）滑動(dòng)面配合太緊或拉毛（3）缸壁脹大，活塞密封損壞，壓油腔的壓力油通過(guò)縫隙高速泄回油腔，會(huì)發(fā)出“咝咝”不正常聲響（1）排除液壓缸內(nèi)空氣（2）修磨滑動(dòng)面（3）更換活塞密封圈5液壓缸端部沖擊（1）緩沖間隙過(guò)大（2）緩沖裝置中的單向閥失靈（1）減小緩沖間隙（2）更換單向閥6液壓缸泄漏（1）液壓缸密封不良（2）連接處接合不良（3）零件變形或破損（1）重裝或更換密封圈（2）修磨連接處接合面（3）校正或更換零件課程思政案例實(shí)施綠色維修：油液污染處理解析：“油液污染，堵塞了馬達(dá)通道。”這種故障引起液壓馬達(dá)“轉(zhuǎn)速低，輸出轉(zhuǎn)矩小”。處理辦法是“更換液壓油”。如果更換下來(lái)的液壓油隨意排入大地