CN206175386U - 一种液压系统故障模拟与拆装试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种液压系统故障模拟与拆装试验台，包括实验箱体、用于模拟演示液压系统动力元件的动力泵组件，用于模拟液压系统执行元件的油缸组件、用于模拟液压系统控制元件的泵用安全阀组及用于显示系统检测压力、液压站压力的压力显示组件，所述动力泵组件、油缸组件、泵用安全阀组及压力显示组件均设置于所述实验箱体的上表面，所述动力泵组件与油缸组件连接。本实用新型具有可形象直观的模拟演示液压系统故障、拆装的优点。

Description

一种液压系统故障模拟与拆装试验台

技术领域

本实用新型涉及一种模拟教学仪器，尤其涉及液压系统故障模拟与拆装试验台。

背景技术

液压传动系统由于其独特的优点，即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本，在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当，且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作，不象机械设备那样直观，也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数，液压设备中仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数，其他参数难以测量。

液压系统的故障具有不确定性、隐蔽性、多样性、因果关系复杂性的特点。液压系统在故障发生后不易查找原因，故液压系统的故障诊断要比一般机械系统的调试更加困难。如果在现代化连续生产系统中的液压系统突然发生故障，一般会波及到全厂生产设备的停顿，造成巨大经济损失。因此如何保证液压系统的正常运行，怎样及时发现故障，甚至提前发现故障的征兆，都是亟待解决的问题。因此，对液压系统故障诊断的研究越来越得到广泛重视。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可形象直观的模拟演示液压系统故障、拆装的液压系统故障模拟与拆装试验台，演示项目完善，适用多样，实用性强，演示效果好。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种液压系统故障模拟与拆装试验台，包括实验箱体、用于模拟演示液压系统动力元件的动力泵组件，用于模拟液压系统执行元件的油缸组件、用于模拟液压系统控制元件的泵用安全阀组及用于显示系统检测压力、液压站压力的压力显示组件，所述动力泵组件、油缸组件、泵用安全阀组及压力显示组件均设置于所述实验箱体的上表面，所述动力泵组件与油缸组件连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述动力泵组件包括用于模拟故障、检修及拆装的第一模拟泵及用于模拟工作及负载加压的第二模拟泵，所述第一模拟泵及第二模拟泵并排设置于所述实验箱体的上表面。

所述油缸组件包括用于检测油缸故障、控制元件故障的第一油缸、用于检测系统元件故障的第二油缸及用于判定系统元件故障损坏程度的第三油缸，所述第三油缸的驱动端抵设于第二油缸上。

所述泵用安全阀组包括压力控制阀、流量控制阀及方向控制阀。

还包括用于油泵拆装、检修及清洗的泵用工作平台，所述泵用工作平台设于动力泵组件的一侧，并位于所述实验箱体的上表面。

还包括用于液压元件装配、故障模拟、拆装、拼接的实验操作区，所述实验操作区设于实验箱体的上表面。

还包括用于储存液压油或液压液的油箱，所述油箱设置于所述实验箱体内。

所述实验箱体为冷轧钢箱体，所述冷轧钢箱体的厚度为2～5mm。

所述实验箱体的上表面设置有用于放置液压元件的安装钢板，所述安装钢板的厚度为10～15mm。

所述安装钢板为盆式安装钢板，所述盆式安装钢板的底部设有排油孔，所述排油孔的位置处设有密封嘴。

与现有技术相比，本实用新型的优点在可形象直观的模拟演示液压系统故障、拆装的液压系统故障模拟，试验台拆装便利，演示项目完善，适用多样，实用性强，演示效果好。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1是本实用新型所提供的试验台的结构示意图。

图2是本实用新型所提供的试验台的俯视图。

图3是本实用新型所提供的试验台的左视图。

图中各标号表示：

1、实验箱体；2、动力泵组件；21、第一模拟泵；22、第二模拟泵；3、油缸组件；31、第一油缸；32、第二油缸；33、第三油缸；4、泵用安全阀组；5、压力显示组件；6、泵用工作平台；7、实验操作区；8、油箱。

具体实施方式

下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

如图1至图3所示，本实施例的液压系统故障模拟与拆装试验台，包括实验箱体1、用于模拟演示液压系统动力元件的动力泵组件2，用于模拟液压系统执行元件的油缸组件3、用于模拟液压系统控制元件的泵用安全阀组4及用于显示系统检测压力、液压站压力的压力显示组件5，动力泵组件2、油缸组件3、泵用安全阀组4及压力显示组件5均设置于实验箱体1的上表面，动力泵组件2与油缸组件3连接。本实用新型设置将包括动力泵组件2，油缸组件3、泵用安全阀组4及压力显示组件5设置于实验箱体1上，即采用模块化的设置使得在不损坏元件情况下可模拟设置故障，并对液压系统的故障诊断、处理及拆装进行形象直观的模拟演示，让学员知道元件故障所产生的液压系统问题，有效避免了故障诊断困难的问题，便于教学及理解，且使学员可快速准确地找出故障所在，掌握液压系统故障诊断、分析及处理的技巧。

本实施例中，动力泵组件2包括用于模拟故障、检修及拆装的第一模拟泵21及用于模拟工作及负载加压的第二模拟泵22，第一模拟泵21及第二模拟泵22并排设置于实验箱体1的上表面。本实施例采用双泵制式，其中一泵作为检修、故障模拟用，另一泵作为工作及负载加压模拟用。

本实施例中，油缸组件3包括第一油缸31、第二油缸32及第三油缸33，其中，第一油缸31可用作独立操作，也可以用作同步回路，以用于检测油缸故障、控制元件故障等，第一油缸31可拆卸、更换；第二油缸32用于检测系统元件故障，即可通过第二油缸32的速度、推力来判断系统元件的故障，如油缸泄漏(前后腔串油)推力上不去，控制阀内泄漏引起油缸速度上不来等故障体现；第三油缸33的驱动端抵设于第二油缸32上，可作为第二油缸32的负载缸用，提供第二油缸32负载，通过对压力的调整，适度加大第二油缸32的负载，来判定系统故障的损坏程度，本实施例中，第二油缸32及第三油缸33为固定安装。

本实施例中，泵用安全阀组4为模块结构，包括压力控制阀、流量控制阀及方向控制阀，各阀体在系统内独立安装，阀与阀之间、阀与安全阀组之间、阀与缸之间都采用硬管连接，系统管路、阀块与阀可以任意拆卸、更换。

本实施例中，液压系统故障模拟与拆装试验台还包括泵用工作平台6，泵用工作平台6设于动力泵组件2的一侧，并位于实验箱体1的上表面，用于油泵拆装、检修及清洗。

本实施例中，液压系统故障模拟与拆装试验台还包括实验操作区7，实验操作区7设于实验箱体1的上表面，用于液压元件装配、故障模拟、拆装、拼接。本实施例中，压力显示组件5包括精密压力表，精密压力表用于液压站压力、系统检查压力显示。压力显示组件5及实验操作区7分设于油缸组件3的两侧，布局紧凑合理。

本实施例中，液压系统故障模拟与拆装试验台还包括油箱8，油箱8设置于实验箱体1内，用于储存液压油或液压液。本实施例中，液压系统故障模拟与拆装试验台还包括电器控制面板，电器控制面板设于实验箱体1的上表面，并位于实验操作区7的一侧。

本实施例中，实验箱体1为冷轧钢箱体，冷轧钢箱体的厚度为2mm，冷轧钢箱体的表面采用喷塑处理，在其他实施例中，冷轧钢箱体的厚度也可为2～5mm。

本实施例中，实验箱体1的上表面设置有安装钢板，安装钢板用于放置液压元件，包括动力泵组件2，油缸组件3及泵用安全阀组4等，安装钢板的厚度为10～15mm，本实施例中，安装钢板为盆式安装钢板，盆式安装钢板的底部设有排油孔，有排油孔可排出台面废油，排油孔的位置处设有密封嘴，排油孔与一排油管道连通，排油管道上设有截止阀。

本实施例中，液压系统故障模拟与拆装试验台采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实训导线，具有接地保护、漏电保护、过载保护、液压泵防反转保护功能，安全性高。

本实施例中，液压系统常见的故障现象体现为泄漏故障、弹簧故障、堵塞故障、摩擦卡死类故障、油液污染类故障、电器故障等。具体的，故障模拟实验内容包括液压压力阀、液压方向阀、液压流量阀、液压执行元件、液压泵的故障模拟、诊断与处理以及液压系统的常见故障模拟、诊断与处理。其中，液压压力阀的故障模拟、诊断与处理包括溢流阀与压力控制回路、减压阀与压力控制回路、顺序阀-压力控制回路的故障模拟、诊断与处理；液压方向阀的故障模拟、诊断与处理包括换向阀与换向控制回路、液控单向阀的故障模拟、诊断与分析；液压流量阀的故障模拟、诊断与处理包括节流阀与速度控制回路、调速阀与速度控制回路的故障模拟、诊断与处理。

本实施例中，液压系统的拆装模拟实验包括基本回路组合拼接实验、液压元件拆装操作实验、液压传动系统组成示范演示实验、液压传动各元部件结构及工作原理观摩、拆装实验、液压油的更换、油箱清洗实验等。通过液压系统各部分的模拟试验，使操作人员可快速掌握液压系统具体组成结构及操作技巧。

本实施例中，液压系统常见故障形式多种多样，各种故障之间存在一定的内在联系，主要有：

一、电磁换向阀类故障：(1)弹簧变形或断裂会导致阀无法换向，使系统无法工作。电磁阀弹簧变形或断裂故障模拟通过人为损坏电磁阀弹簧，采用更换同类两种阀来实现；(2)阀芯不能移动：阀芯表面划伤、阀体内孔划伤、油液污染使阀芯卡阻、阀芯弯曲，卸开换向阀，仔细清洗，研磨修复内存油直或更换阀芯，阀芯与阀体内孔配合间隙不当，间隙过大，阀芯在阀体内歪斜，使阀芯卡住；间隙过小，摩擦阻力增加，使阀芯移不动。

二、先导溢流阀类故障：(1)调正弹簧折断或未装入，(2)锥阀或钢球未装，(3)锥阀碎裂。这样会使系统压力完全加不上去，这些故障可以通过人为损坏，对于弹簧折断和锥阀碎裂采用更换同类两种阀来实现，其它可以拆开溢流阀去掉锥阀或钢球来实现。

三、溢流阀类故障，系统压力升不高，原因主要是(1)主阀芯锥面磨损或不圆，阀座锥面磨损或不圆；(2)锥面处有脏物粘住；(3)锥面与阀座由于机械加工误差导致的不同心；(4)主阀芯与阀座配合不好，主阀芯有别劲或损坏，使阀芯与阀座配合不严密；(5)主阀压盖处有泄漏，如密封垫损坏，装配不良，压盖螺钉有松动等。上述解决方法是：(1)更换或修配溢流阀体或主阀芯及阀座，(2)清洗溢流阀使之配合良好或更换不合格元件，(3)拆卸主阀调正阀芯，更换破损密封垫。消除泄漏使密封良好。上述故障都可以人为适成。采用更换同类损坏零件来实现。

四、先导阀调正弹簧弯曲或太短、太软，致使锥阀与阀座结合处封闭性差，如锥阀与阀座磨损，锥阀接触面不圆，接触面太宽，容易进入脏物，或被胶质粘住。解决方法是：更换不合格件或检修先导阀，使之达到使用要求。以上主要是常用的电磁换向阀和溢流阀的故障模拟。

五、阀的阻尼孔堵塞：在节流孔或阻尼孔设置可旋进旋出的调节螺钉，通过调节螺钉改变通流面积实现堵塞的效果；(2)过滤器的堵塞：人为造成系统污染。

六、液压系统压力突然升高的原因：(1)由于主阀芯零件工作不灵敏，在关闭状态时突然被卡死；②加工的液压元件精度低，装配质量差，油液过脏等原因；(2)先导阀阀芯与阀座结合面粘住脱不开，造成系统不能实现正常卸荷；调正弹簧弯曲“别劲”，其解决方法：清洗主阀阀体，修配更换失效零件。

七、液压系统压力突然下降的主要原因：(1)主阀芯阻尼孔突然被堵；主阀盖处密封垫突然破损；主阀芯工作不灵敏，在开启状态突然卡死，如零件加工精度低，装配质量差，油液过脏等；先导阀芯突然破裂，调正弹簧突然折断、(2)远控口电磁阀电磁铁突然断电使溢流阀卸荷；远控口管接头突然脱口或管子突然破裂。解决方法：(1)清洗液压阀类元件，如果是阀类元件被堵，则还应过滤油液；(2)更换破损元件检修失效零件；(3)检查消除电气故障。

八、齿轮泵常见故障：齿轮泵侧板磨损，齿轮磨损主要是轮齿啮合面的磨损，由于长时间承受压力，啮合时碰撞和摩擦，产生疲劳点蚀、剥落.造成轮齿的齿向误差与齿形误差、传动时产生冲击，同时使密封不严，造成内泄漏，导致液压油温度升高，系统压力，流量波动。齿轮磨损故障模拟设置通过人工打磨主动齿上轮齿的啮合面，使其啮合曲线尖形、模拟疲劳点蚀、剥落。侧板磨损导致齿轮泵的轴向泄漏。轴向泄漏是齿轮泵内泄漏的主要途径、占齿轮泵总泄漏量的75％-80％，侧板磨损会导致液压泵的容积效率低下。

九、油液变化对系统的影响：

打开系统中的加热器使油温升高，高于80℃，温度越高，油的运动粘度变低，泵的泄漏量就会增大，效率也就降低。通过单独的冷却系统降低油液温度，温度低的话，油的运动粘度变大，会影响泵的正常运转，会造成流动过程能耗增加，对阀的正常工作影响也是很大的，阀芯容易卡住。

十、其他

(1)电机反转：三相电机的相序接反，点动电机看油泵是否有油排出。

(2)电气连接故障：电磁阀电磁铁铁心轴线与阀芯轴线同轴度不良拆卸电磁铁重新装配，供电电压太高，按规定电压值来纠正供电电压。

本实施例中，油泵的检测包括：(1)打开主泵，系统溢流阀压力调到25MPa，打开背压阀，脱开加载油缸，测量油在空载和加载时的流量，根据容积效率变化来判断油泵性能好坏。在整个测试过程中，旁路节流阀打开、节流阀和打开，油缸退回，电磁阂右位接通.用溢流阀加载，测试流过流量计流量的变化；(2)噪声与振动检测，关闭主泵吸油口处的节流阀观察油泵噪声与压力脉动的大小，由判断是吸油不足所致。

本实施例中，液压缸的故障模拟包括：工作时电磁阀左位接通，液压缸正向行程，电磁处于右位时，液压缸反向行程。调节节流阀开口大小模拟，液压缸的内泄漏大小，处于关闭状态时，无泄漏。调节节流阀开口大小分别模拟液压无杆、有杆腔外泄漏量的大小，当处于关闭状态时，液压缸无外泄漏。用加载油缸来调节液压缸工作时的不同负载，掌握液压缸在不同负载时的泄漏及动态特性。液压缸爬行故障模拟通过调节溢流阀，增加液压缸负载和调节泄漏量来模拟液压缸的爬行

本实施例中个，液压泵的故障可设置A、B泵故障、也可通过吸油旁路设置一故障点，模拟吸油不畅、吸空等故障。油温过高引起的系统故障，可在油箱内设置加热管，人为升高系统油温。

本实施例中，溢流阀常见的故障分析包括：(1)调压不正常原因及故障排除。故障现象：当溢流阀压力调整高于某一压力值时，系统会发出象吹笛一样的尖叫声。此时，可看到压力表指针剧烈振动，此时噪声来自溢流阀。产生原因：溢流阀主阀芯卡住、溢流阀回油液流波动等情况。原因分析：溢流阀主阀芯与阀体、阀盖有两处滑动配合，如果阀体和阀盖装配后的内孔同轴度偏差超出规定要求，主阀芯就不能灵活运动，而是贴在内孔的某一侧作不正常的运动。当压力调整到一定值的时候，就必然激起主阀芯振动。而这种振动不是主阀芯在工作运动中的正常运动，而是主阀芯卡在某一位置(此时因主阀芯同时承受液压卡紧力)而激起的高频振动。这种高频振动必将引起弹簧，特别是先导阀的锥阀调压弹簧的强烈振动，并发出异常噪声。故障排除：首选调整阀盖，并调整主阀芯同轴度，使主阀芯能灵活运动，无卡死现象。然后按装配工艺压，依照一定的顺序用定扭矩扳手拧紧，使拧紧力矩基本相同。当阀盖孔有偏心时，应进行修磨，消除偏心，主阀芯与阀体配合滑动面若有污物，应清洗干净，目的是保证主阀芯滑动灵活，避免产生振动和噪声。(2)溢流阀控制腔压力不稳定的原因及故障排除。故障现象：在压力控制回路中，在进行调试时，系统发出剧烈的振动和噪声。产生原因：由于增大了溢流阀的控制容腔(导阀前腔)的容积，容积的容腔越大越不稳定，并且长管路中容易存在一些空气，系统控制阀控制时起，其压力波动大，引起先导阀(或主阀)的自激振荡而产生噪声。此种噪声又称之为高频啸叫声。故障排除：当对溢流阀进行远程调压或卸荷时，一般应使远程控制管路短，越细越好，以减小容腔。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种液压系统故障模拟与拆装试验台，其特征在于，包括实验箱体(1)、用于模拟演示液压系统动力元件的动力泵组件(2)，用于模拟液压系统执行元件的油缸组件(3)、用于模拟液压系统控制元件的泵用安全阀组(4)及用于显示系统检测压力、液压站压力的压力显示组件(5)，所述动力泵组件(2)、油缸组件(3)、泵用安全阀组(4)及压力显示组件(5)均设置于所述实验箱体(1)的上表面，所述动力泵组件(2)与油缸组件(3)连接。

2.根据权利要求1所述的液压系统故障模拟与拆装试验台，其特征在于，所述动力泵组件(2)包括用于模拟故障、检修及拆装的第一模拟泵(21)及用于模拟工作及负载加压的第二模拟泵(22)，所述第一模拟泵(21)及第二模拟泵(22)并排设置于所述实验箱体(1)的上表面。

3.根据权利要求2所述的液压系统故障模拟与拆装试验台，其特征在于，所述油缸组件(3)包括用于检测油缸故障、控制元件故障的第一油缸(31)、用于检测系统元件故障的第二油缸(32)及用于判定系统元件故障损坏程度的第三油缸(33)，所述第三油缸(33)的驱动端抵设于第二油缸(32)上。

4.根据权利要求3所述的液压系统故障模拟与拆装试验台，其特征在于，所述泵用安全阀组(4)包括压力控制阀、流量控制阀及方向控制阀。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的液压系统故障模拟与拆装试验台，其特征在于，还包括用于油泵拆装、检修及清洗的泵用工作平台(6)，所述泵用工作平台(6)设于动力泵组件(2)的一侧，并位于所述实验箱体(1)的上表面。

6.根据权利要求5所述的液压系统故障模拟与拆装试验台，其特征在于，还包括用于液压元件装配、故障模拟、拆装、拼接的实验操作区(7)，所述实验操作区(7)设于实验箱体(1)的上表面。

7.根据权利要求5所述的液压系统故障模拟与拆装试验台，其特征在于，还包括用于储存液压油或液压液的油箱(8)，所述油箱(8)设置于所述实验箱体(1)内。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的液压系统故障模拟与拆装试验台，其特征在于，所述实验箱体(1)为冷轧钢箱体，所述冷轧钢箱体的厚度为2～5mm。

9.根据权利要求8所述的液压系统故障模拟与拆装试验台，其特征在于，所述实验箱体(1)的上表面设置有用于放置液压元件的安装钢板，所述安装钢板的厚度为10～15mm。

10.根据权利要求9所述的液压系统故障模拟与拆装试验台，其特征在于，所述安装钢板为盆式安装钢板，所述盆式安装钢板的底部设有排油孔，所述排油孔的位置处设有密封嘴。