液壓缸低速爬行的原因及措施

1．故障現象

    在實際工作中，經常會出現液壓缸的運動速度平穩性下降，使液壓系統產生波動或振動，工作質量嚴重下降，當液壓缸的運動加快時，這種現象會減弱。特別在低速運行時，這個問題表現得最為突出，有明顯的一動一跳的現象，即出現了低速爬行現象，嚴重影響了工作的連續性，使工作精度及質量降低。

2．原固分析

    (1)液壓缸運行速度的影響。

    有大量的參考文獻可知液壓缸低速爬行時，形成原因與液壓缸的運行速度大小有直接關系。當液壓缸及其所帶動工作部件質量和載荷一定時，運行速度較高時，根本不會出現爬行現象，只有當其運行速度降低到一定程度（某一臨界值）時，爬行才會出現。

    (2)摩擦系數的影響。

    液壓缸會爬行的主要原因是運動副之間的摩擦系數要隨著運動副之間的相對滑動速度改變而改變。液壓缸低速階段運行時，相對運行速度存在一個最小值，當相對運行速度低于這個最小速度時，運動副之間的摩擦系數低于靜摩擦系數，這種情況下，運動部件會產生加速度，如果彈性動力超過阻尼力時，這時所產生的加速度是正的，如果相反則為負的加速度，那么這種正負交替變化的加速度就會使運動部件產生震蕩；當相對運行速度超過這個最小速度時，運動副之間的摩擦系數隨相對運行速度變大而變大，具有正阻尼特性，這種特性會阻止運動部件震蕩的出現。運動副之間的摩擦系數要隨著運動副之間的相對滑動速度改變而改變，是由于運動副之間的潤滑條件的變化而引起的。當運動副處于靜止位置時，運動副之間屬于干摩擦或半干摩擦；當運動副之間產生相對運動時，運動副之間會進來潤滑油（液壓油），就會使運動副之間的摩擦逐漸變為濕摩擦，并在運動副之間形成一層油膜，這時摩擦系數變為最小，若相對運行速度進一步加大，油膜之間油分子的摩擦力也會加大，就表現為摩擦系數逐漸增大。

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

    (4)阻力的影響。液壓缸所帶動一起運動的工作部件質量越大或負載越大，需要克服的運行阻力就越大，運行需要的作用力也就越大，產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。當液壓缸與運行導軌不平行時；當液壓缸的活塞桿發生局部或全長彎曲時；當活塞桿與活塞同軸度下降時；當活塞桿兩端的螺母壓得過緊時；當液壓缸缸筒內表面與活塞配合精度下降時等。這些因素的出現，在液壓缸運行時，會產生機械阻力增大，使運行速度變小，在低速時就會產生爬行。

    (6)流量及壓力變化的影響。當液壓泵、各種控制調節閥及液壓缸出現漏油時，進入到液壓缸的流量及從液壓缸流出的流量就會發生變化，導致爬行的出現。當液壓系統的液壓油被污染時，就會使系統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。如果調速閥中的減壓閥閥芯被污物卡死，它的流量就隨運行阻力而波動。如果液壓油的黏度小或因系統溫度升高導致液壓油的黏度變小，壓力控制閥的控制壓力就會不穩定，引起壓力產生波動。系統中流量和壓力的波動，都會直接使液壓缸產生爬行。流量控制閥過流截面越小，越容易堵塞，也越容易產生爬行。

3．措施

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

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

    (3)保證系統剛度足夠大。必須保證空氣不得進入液壓系統，保證液壓油的剛度不降低，從而就保證系統剛度足夠大，液壓缸就不會出現爬行。空氣進入的途徑很多，一般情況下，要經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重，發現問題應及時處理。當發現液壓缸內有空氣時（特別是液壓缸位置較高時，內有存空氣可能性更大，要經常檢查），應打開液壓缸上的排氣裝置，讓液壓缸空行程運行幾個行程，使其空氣排凈。在排氣時，一定要注意排氣裝置打開和關閉的時間，當活塞到達行程末端位置時，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立即關閉排氣裝置。在排氣時，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。

    在液壓缸運行速度較低時，在液壓油中空氣量即使很少，系統的剛度也會降低，液壓缸出現爬行現象。這種情況下，可在回油路中設置一個背壓閥，也可以采取回油調速回路來控制，采取這些措施就可以使系統的剛度增大，液壓缸就不容易產生爬行或出現振動。

    (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的阻力，運動副之間的摩擦阻力也應該越小越好，要保持良好的潤滑。

    (5)恢復液壓缸及其工作部件配合精度。檢查并測量活塞的形狀和尺寸，然后根據實際情況采取相應措施，予以修復；檢查活塞與缸筒配合間隙的大小，若間隙過大，根據實際情況修復缸筒或更換活塞，最后保證活塞與缸筒的配合間隙應在0.04～0.06 mm范圍內；當缸筒損壞（上面有劃傷，縱向呈腰鼓形，截面呈橢圓形以及銹蝕等）比較嚴重時，應用珩磨的方法來修復；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，根據情況可放在校直機上校直，也可用手壓機人工校直，修復后使其直線度、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鍵，若安裝不好，就會造成液壓缸運行不平穩，出現“別勁”現象。

    (6)使流量及壓力波動減小。首先檢查確保液壓泵、各種控制調節閥及液壓缸能正常工作，在工作時沒有明顯的漏油現象。當出現漏油現象時根據實際情況及時解決。如果漏油是由于密封件材質問題引起的，通過大量實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，發現問題及時排除，

    接著還要檢查液壓油的情況，看看液壓油是否被嚴重污染；是否存在有水進入油中的現象；檢查油的黏度是否符合要求；液壓油是否被乳化等。當發生以上現象時應及時更換液壓油。