液壓系統產生爬行的原因及消除辦法

一、概述

液壓設備的執行元件常需要以很低的速度(例如每分鐘幾毫米甚至不到imm)移動（液壓缸）或轉動（液壓馬達）。此時，往往會出現明顯的速度不均，出現斷續的時動時停、一快一慢、一跳一停的現象，這種現象稱為爬行，即低速平穩性的問題。

爬行有很大危害。例如對機床類液壓設備而言會破壞工件的表面質量（粗糙度）和加工精度，降低機床和刀具的使用壽命，甚至會產生廢品，發生事故，必須排除。

1．出現爬行故障的原因

(1)當摩擦面處于邊界摩擦狀態時，存在著動、靜摩擦因數的變化（動、靜摩擦因數的差異）和動摩擦因數承受著速度的增加而降低的現象。

(2)傳動系統的剛度不足（如油中混有空氣）。

(3)運動速度太低，而運動件的質量較大。

不出現爬行現象的最低速度，稱為運動平穩性的臨界速度。

2．消除爬行現象的途徑

(1)減小動、靜摩擦因數之差；如采用靜壓導軌和卸荷導軌、導軌采用減摩材料、用滾動摩擦代替滑動摩擦以及采用導軌油潤滑導軌等。

(2)提高傳動機構（液壓的、機械的）的剛度K:如提高活塞桿及液壓缸座的剛度，防止空氣進入液壓系統以減少油的可壓縮性帶來的剛度變化等。

(3)采取措施降低其臨界速度及降低移動件的質量等措施。

二、產生爬行的具體原因

同樣是爬行，其故障現象是有區別的：既有有規律的爬行，也有無規律的爬行；有的爬行無規律且振幅大；有的爬行在極低的速度下才產生。產生這些不同現象的爬行原因在于各有不同的側重面，有些是以機械方面的原因為主，有些是以液壓方面的原因為主，有些是以油中進入空氣的原因為主，有些是以潤滑不良的原因為主。液壓設備的維修和操作人員必須不斷總結歸納，迅速查明產生爬行的原因，予以排除。現將爬行原因具體歸納如下。

1．靜、動摩擦因數的差異大

(1)導軌精度差。

(2)導軌面上有銹斑。

(3)導軌壓板鑲條調得過緊。

(4)導軌刮研不好，點數不夠，點子不均勻。

(5)導軌上開設的油槽不好，深度太淺，運行時已磨掉，所開油槽不均勻。

(6)新液壓設備，導軌未經跑合。

(7)液壓缸軸心線與導軌不平行。

(8)液壓缸缸體孔內局部銹蝕（局部段爬行）和拉傷。

(9)液壓缸缸體孔、活塞桿及活塞精度差。

(10)液壓缸裝配及安裝精度差，活塞、活塞桿、缸體孔及缸蓋fL的同軸度差。

(11)液壓缸活塞或缸蓋密封過緊、阻滯或過松。

(12)停機時間過長，油中水分（特別是磨床冷卻液）導致有些部位銹蝕。

(13)靜壓導軌節流器堵塞，導軌斷油。

2．液壓系統中進入空氣，客積模數降低

(1)液壓泵吸入空氣。

1)油箱油面低于油標規定值，吸油濾油器或吸油管裸露在油面上。

2)油箱內回油管與吸油管靠得太近，二者之間又未裝隔板隔開（或未裝破泡網），回油攪拌產生的泡沫來不及上浮便被吸人泵內。

3)裸露在油面至油泵進油口之間的管接頭密封不好或管接頭因振動而松動，或者油管開裂，吸進空氣。

4)因泵軸油封破損、泵體與泵蓋之間的密封破損而進氣。

5)吸油管太細太長，吸油濾油器被污物堵塞或者設計時濾油器的容量本來就選得過小，造成吸油阻力增加。

6)油液劣化變質，因進水乳化，破泡性能變差，氣泡分散在油層內部或以網狀氣泡浮在油面上，泵工作時吸入系統。

(2)空氣從回油管反灌。

1)回油管工作時或長久裸露在油面以上。

2)在未裝背壓閥的回油路上，而缸內有時又為負壓。

3)油缸缸蓋密封不好，有時進氣，有時漏油。

3．液壓元件和液壓系統方面的原因

(1)壓力閥壓力不穩定，阻尼孔時堵時通，壓力振擺大，或者調節的工作壓力過低。

(2)節流閥流量不穩定，且在超過閥的最小穩定流量下使用。

(3)液壓泵的輸出流量脈動大，供油不均勻。

(4)液壓缸活塞桿與工作臺非球副連接，特別是長液壓缸因別勁產生爬行。

(5)液壓缸內外泄漏大，造成缸內壓力脈動變化。

(6)潤滑油穩定器失靈，導致導軌潤滑不穩定，時而斷流。

(7)潤滑壓力過低，且工作臺又太重。

(8)管路發生共振。

(9)液壓系統采用進口節流方式且叉無背壓或背壓調節機構，或者雖有背壓調節機構，但背壓調節過低，這樣在某種低速區內最易產生爬行。

4．液壓油的原因

(1)油牌號選擇不對，太稀或太稠。

(2)油溫影響，黏度有較大變化。

5．其他原固

(1)油缸活塞桿、油缸支座剮性差；密封方面的原因。

(2)電動機動平衡不好、電動機轉速不均勻及電流不穩定等。

三、消除爬行的方法

根據上述產生爬行的原因，可逐一采取排除方法，主要措施如下。

(1)在制造和修配零件時，嚴格控制幾何形狀偏差、尺寸公差和配合間隙。

(2)修刮導軌，去銹去毛刺，使兩接觸導軌面接觸面積≥75%，調好鑲條，油槽潤滑油暢通。

(3)以平導軌面為基準，修刮油缸安裝面，保證在全長上平行度小于0.1mm；以V形導軌為基準調整油缸活塞桿側母線，使二者平行度在0.1mm之內。活塞桿與工作臺采用球副連接。

(4)油缸活塞與活塞桿同軸度要求≤0.04/1000，所有密封安裝在密封溝槽內，不得出現四周上壓縮量不等的現象，必要時可以外圓為基準修磨密封溝槽底徑。密封裝配時，不得過緊和過松。

(5)防止空氣從泵吸入系統，從回油管反灌進入系統，根據上述產生進氣的原因逐一采取措施。

(6)排除液壓元件和液壓系統有關故障。例如系統可改用回油節流系統或能自調背壓的進油節流系統等。

(7)采用合適的導軌潤滑用油，必要時采用導軌油，因為導軌油中含有極性添加劑，增加了油性，使油分子能緊緊吸附在導軌面上，運動停止后油膜不會被擠破，從而保證了流體潤滑狀態，使動、靜摩擦因數之差極小。

(8)增強各機械傳動件的剛度；排除因密封方面的原因產生的爬行現象。

(9)在油中加入二甲基硅油抗泡劑破泡。

(10)注意湍流和液壓系統的清潔度。