7.3 蓄能器的故障排除與維修
7.3.1 蓄能器的介紹
在液壓系統中，蓄能器用來儲存和釋放液體的壓力能。它的基本作用是，當系統壓力高于蓄能器內液體的壓力時，系統中的液體充進蓄能器中，直至蓄能器內、外壓力保持相等；反之，當蓄能器內液體的壓力高于系統壓力時，蓄能器中的液體將流到系統中去，直至蓄能 器內、外壓力平衡。
目前，常用的蓄能器是利用氣體膨脹和壓縮進行工作的充氣式蓄能器，有活塞式和氣囊式兩種。
1.活塞式蓄能器
活塞式蓄能器的結構如圖7—29所示。活塞1的上部為壓縮空氣，氣體由氣門3充入，其下部經油孔a通入液壓系統中，氣體和油液在蓄能器中由活塞1隔開，利用氣體的壓縮和膨脹來貯存、釋放壓力能。活塞隨下部液壓油的貯存和釋放而在缸筒內滑動。
這種蓄能器的結構簡單，工作可靠，安裝容易，維護方便，使用壽命長，但是因為活塞有一定的慣性及受到摩擦力作用，反應不夠靈敏，所以不宜用于緩和沖擊、脈動以及低壓系統中。此外，密封件磨損后會使氣液混合，也將影響液壓系統的工作穩定性。
2.氣囊式蓄能器
氣囊式蓄能器的結構如圖7—30所示。氣囊3用耐油橡膠制成，固定在耐高壓的殼體2上部。氣囊3內充有惰性氣體，利用氣體的壓縮和膨脹來貯存、釋放壓力能。殼體2下端的提升閥4是用彈簧加載的菌形閥，由此通入液壓油。該結構氣液密封性能十分可靠，氣囊慣性小，反應靈敏，容易維護，但工藝性較差，氣囊及殼體制造困難。
此外還有重力式（如圖7—31所示）、彈簧式（如圖7—32所示）、氣瓶式（如圖7—33所示）、隔膜式蓄能器等。
7.3.2 蓄能器的功用、安裝及使用
1.蓄能器的功用
蓄能器可以在短時間內向系統提供具有一定壓力的液體,也可以吸收系統的壓力脈動和減小壓力沖擊等。其功用主要有以下幾個方面:
?作輔助動力源:當執行元件間歇運動或只作短時高速運動時，可利用蓄能器在執行元件不工作時貯存壓力油，而在執行元件需快速運動時，由蓄能器與液壓泵同時向液壓缸供給壓力油。這樣就可以用流量較小的泵使運動件獲得較快的速度，不但可較少功率損耗，還可以降低系統的溫升。
?系統保壓:當執行元件在較長時間內停止工作且需要保持一定壓力時，可利用蓄能器貯存的液壓油來彌補系統的泄漏，從而保持執行元件工作腔的壓力不變。這時，即降低了能耗，又使液壓泵卸荷而延長其使用壽命。
?吸收壓力沖擊和脈動:在控制閥快速換向、突然關閉或執行件的運動突然停止時都會產生液壓沖擊，齒輪泵、柱塞泵、溢流閥等元件工作時也會使系統產生壓力和流量脈動的變化，嚴重時還會引起故障。因此，當液壓系統的工作平穩性要求較高時，可在沖擊源和脈動源附近設置蓄能器，以起緩和沖擊和吸收脈動的作用。
?用作應急油源:當電源突然中斷或液壓泵發生故障時，蓄能器能釋放出所貯存的壓力油使執行元件繼續完成必要的動作和避免可能因缺油而引起的故障。
另外，在輸送對泵和閥有腐蝕作用或有毒、有害的特殊液體時可用蓄能器作為動力源吸入或排出液體，作為液壓泵來使用。
2.蓄能器的安裝及使用
在安裝及使用蓄能器時應注意以下幾點：①氣囊式蓄能器中應使用惰性氣體（一般為氮氣）。蓄能器絕對禁止使用氧氣，以免引起爆炸。
②蓄能器是壓力容器，搬運和拆裝時應將充氣閥打開，排出充入的氣體，以免因振動或碰撞而發生意外事故。
③應將蓄能器的油口向下豎直安裝，且有牢固的固定裝置。
④液壓泵與蓄能器之間應設置單向閥，以防止液壓泵停止工作時，蓄能器內的液壓油向液壓泵中倒流；應在蓄能器與液壓系統的連接處設置截止閥，以供充氣、調整或維修時使用。
⑤蓄能器的充氣壓力應為液壓系統最低工作力的90％～25％；而蓄能器的容量，可根據其用途不同，可參考相關液壓系統設計手冊來確定。
⑥不能在蓄能器上進行焊接、鉚接及機械加工。
⑦不能在充油狀態下拆卸蓄能器。
⑧蓄能器屬于壓力容器，必須有生產許可證才能生產，所以一般不要自行設計、制造蓄能器，而應該選擇專業生產廠家的定型產品。
7.3.3 蓄能器的故障分析與排除
氣囊式蓄能器具有體積小、重量輕、慣性小、反應靈敏等優點，目前應用最為普遍。下面以NXQ型氣囊式蓄能器為例說明蓄能器的故障現象及排除方法，其他類型的蓄能器可參考進行。
1.氣囊式蓄能器壓力下降嚴重，經常需要補氣
氣囊式蓄能器，皮囊的充氣閥為單向閥的形式，靠密封錐面密封，當蓄能器在工作過程中受到振動時，有可能使閥芯松動，使密封錐面不密合，導致漏氣。閥芯錐面上拉有溝槽，或者錐面上粘有污物，均可能導致漏氣。此時可在充氣閥的密封蓋內墊入厚3mm左右的硬橡膠墊，以及采取修磨密封錐面使之密合等措施解決。
另外，如果出現閥芯上端螺母松脫，或者彈簧折斷或漏裝的情況，有可能使皮囊內氮氣頃刻泄完。
2.皮囊使用壽命短
其影響因素有：皮囊質量、使用的工作介質與皮囊材質的相容性；或者有污物混入；選用的蓄能器公稱容量不合適(油口流速不能超過7m／s)；油溫太高或過低；作儲能用時，往復頻率是否超過1次／l0秒，超過則壽命開始下降，若超過1次／3秒，則壽命急劇下降；安裝是否良好，配管設計是否合理等。
另外，為了保證蓄能器在最小工作壓力1p時能可靠工作，并避免皮囊在工作過程中常與蓄能器下端的菌型閥相碰撞，延長皮囊的使用壽命,充氣壓力0p一般應在0．75～0．9 p1的范圍內選取；為避免在工作過程中皮囊的收縮和膨脹的幅度過大而影響使用壽命，充氣壓力0p應超過最高工作壓力2p的25％。
3.蓄能器不起作用
產生原因主要是氣閥漏氣嚴重、皮囊內根本無氮氣以及皮囊破損進油。另外當0p≥2p，即最大工作壓力過低時，蓄能器完全喪失儲能功能(無能量可儲)。
排除辦法是檢查氣閥的氣密性。發現泄氣，應加強密封，并加補氮氣；若氣閥處泄油，則很可能是皮囊破裂，應予以更換；當0p≥2p時，應降低充氣壓力或者根據負載情況提高工作壓力。
4.吸收壓力脈動的效果差
為了更好地發揮蓄能器對脈動壓力的吸收作用，蓄能器與主管路分支點的連接管道要短，通徑要適當大些，并要安裝在靠近脈動源的位置。否則，它消除壓力脈動的效果就差，有時甚至會加劇壓力脈動。
5.蓄能器釋放出的流量穩定性差
蓄能器充放液的瞬時流量是一個變量，特別是在大容量；且21ppp范圍又較大的系統中，若要獲得較恒定的和較大的瞬時流量時，可采用下述措施：
①在蓄能器與執行元件之間加入流量控制元件；
②用幾個容量較小的蓄能器并聯，取代一個大容量蓄能器，并且幾個容量較小的蓄能器采用不同檔次的充氣壓力；
③盡量減少工作壓力范圍p，也可以采用適當增大蓄能器結構容積(公稱容積)的方法；
④在一個工作循環中安排好足夠的充液時間，減少充液期間系統其他部位的內泄漏，使在充液時，蓄能器的壓力能迅速和確保能升到2p，再釋放能量。
7.4 熱交換器的故障排除與維修
7.4.1 熱交換器的介紹
液壓系統中，油液的工作溫度一般在40℃～60℃為宜，最高不高于60℃，最低不低于15℃。溫度過高將使油液迅速裂化變質，同時使液壓泵的容積效率下降；溫度過低則液壓泵吸油困難。為控制油液溫度，油箱常配有冷卻器和加熱器，統稱為熱交換器。
1.冷卻器
冷卻器除了可以通過管道散熱面積直接吸收油液中的熱量外，還可以使油液流動出現紊流時通過破壞邊界層來增加油液的傳熱系數。對冷卻器的基本要求是：在保證散熱面積足夠大、散熱效率高和壓力損失小的前提下，應結構緊湊、堅固、體積小、重量輕，最好有自動控制油溫裝置，以保證油溫控制的準確性。冷卻器根據冷卻介質的不同，分為水冷式和風冷式。
?水冷式冷卻器:水冷式冷卻器的主要形式為多管式、板式和翅片式。多管式冷卻器的典型結構如圖7—35所示。工作時，冷卻水從管內通過，高溫油液從殼體內管間流過實現熱交換。
為提高散熱效果，用隔板將銅管分成兩部分，冷卻水流經一部分銅管后再流經另一部分銅管。冷卻器內還安裝有擋板，擋板與銅管垂直放置。因采用強制對流（油液與冷卻水同時反向流動）方式，所以這種冷卻器傳熱效率高，冷卻效果好。
為增強油液的傳熱效果和散熱面積，油管的外面加裝有橫向或縱向的散熱翅片（厚度為0.2～0.3mm的鋁片或銅片）。由于帶有翅片式的冷卻器散熱面積是光油管散熱面積的8～10倍，因此翅片式冷器不僅冷卻效果好，而且體積小、重量輕。
?風冷式冷卻器:風冷式冷卻器多采用自然通風冷卻，常用有翅管式和翅片式。翅管式風冷式冷卻器的油管外壁繞焊有鋁或銅的翅片，其傳熱系數比光油管提高兩倍以上。翅片式風冷式冷卻器的結果原理與翅片式水冷式冷卻器相似。若采用強制通風冷卻，冷卻效果會更好。
2.加熱器
油箱的溫度過低時（＜10℃），因油液粘度較高，不利于液壓泵吸油和啟動，因此需要加熱將油液溫度提高到15℃以上。液壓系統油液預加熱的方法主要以下幾種。
?利用流體阻力損失加熱:一般先啟動一臺泵，讓其全部油液在高壓下經溢流閥流回油箱，泵的驅動功率完全轉化為熱能，使油溫升高。
?采用蛇形管蒸氣加熱:設置一獨立的循環回路，油液流經蛇形管經蒸氣加熱。此時應注意的是：高溫介質的溫度不得超過120℃，被加熱油液應有足夠的流速，以免油液被燒焦。
?利用電加熱器加熱:電加熱器有定型產品可供選用，一般水平安裝在油箱內（如圖7—37所示），其加熱部分全部浸入油中，嚴防因油液的蒸發導致油面降低使加熱部分露出油面。安裝位置應使油箱中的油液形成良好的自然對流。
圖7—37 電加熱器
采用電加熱器加熱時，可根據計算所需功率選用電加熱器的型號。單個加熱器的功率不能太大，以免其周圍油液過度受熱而變質，建議盡可能用多個電加熱器的組合形式以便于分級加熱。同時要注意電加熱器長度的選取，以保證水平安裝在油箱內。
7.4.2 熱交換器的故障分析與排除
油液加熱的方法主要有用熱水或蒸汽加熱和電加熱兩種方式。由于電加熱器使用方便，易于自動控制溫度，故應用較廣泛。再者由于油液電加熱器一般性能比較穩定，不易出現故障，當出現故障直接更換電加熱器就可以了。所以下面主要對油冷卻器的故障進行分析并指出對策。
1.油冷卻器被腐蝕:產生腐蝕的主要原因是材料、環境(水質、氣體)以及電化學反應三大要素。
選用耐腐蝕性的材料，是防止腐蝕的重要措施。而目前油冷卻器的冷卻管多用散熱性好的銅管制作，其離子化傾向較強，會因與不同種金屬接觸產生接觸性腐蝕(電位差不同)，例如在定孔盤、動孔盤及冷卻銅管管口往往產生嚴重腐蝕的現象。解決辦法，一是提高冷卻水質，二是選用鋁合金、鈦合金制的冷卻管。
另外，冷卻器的環境包含溶存的氧、冷卻水的水質(pH值)、溫度、流速及異物等。水中溶存的氧越多，腐蝕反應越激烈；在酸性范圍內，pH值降低，腐蝕反應越活潑，腐蝕越嚴重，在堿性范圍內，對鋁等兩性金屬，隨pH值的增加腐蝕的可能性增加；流速的增大，一方面增加了金屬表面的供氧量，另一方面流速過大，產生紊流渦流，會產生汽蝕性腐蝕；另外水中的砂石、微小貝類附著在冷卻管上，也往往產生局部侵蝕。
還有，氯離子的存在增加了使用液體的導電性，使得電化學反應引起的腐蝕增大。特別是氯離子吸附在不銹鋼、鋁合金上也會局部破壞保護膜，引起孔蝕和應力腐蝕。一般溫度增高腐蝕增加。
綜上所述，為防止腐蝕，在冷卻器選材和水質處理等方面應引起重視，前者往往難以改變，后者用戶可想辦法。對安裝在水冷式油冷卻器中用來防止電蝕作用的鋅棒要及時檢查和更換。
2.冷卻性能下降:產生這一故障的原因主要是堵塞及沉積物滯留在冷卻管壁上，結成硬塊與管垢，使散熱換熱功能降低。另外，冷卻水量不足、冷卻器水油腔積氣也均會造成散熱冷卻性能下降。
解決辦法是首先從設計上就應采用難以堵塞和易于清洗的結構，而目前似乎辦法不多；在選用冷卻器的冷卻能力時，應盡量以實踐為依據,并留有較大的余地，一般增加l0％～25％的容量；不得已時采用機械的方法，如刷子、壓力、水、蒸氣等擦洗與沖洗，或化學的方法(如用Na2C03溶液及清洗劑等)進行清掃；增加進水量或用溫度較低的水進行冷卻；擰下螺塞排氣；清洗內外表面積垢。
3.破損:由于兩流體的溫度差，油冷卻器材料受熱膨脹的影響，產生熱應力，或流入油液壓力太高，可能導致有關部件破損；另外，在寒冷地區或冬季，晚間停機時，管內結冰膨脹將冷卻水管炸裂。所以要盡量選用難受熱膨脹影響的材料，并采用浮動頭之類的變形補償結構；在寒冷季節每晚都要放干凈冷卻器中的水。
4.漏油、漏水:出現漏油、漏水，會出現流出的油發白，排出的水有油花的現象。漏水、漏油多發生在油冷卻器的端蓋與筒體結合面，或因焊接不良、冷卻水管破裂等原因造成漏油、漏水。此時可根據情況，采取更換密封、補焊等措施予以解決。更換密封時，要洗凈結合面，涂敷一層“303”或其他黏結劑。
5.過冷卻：溢流閥的溢流量是隨系統的負載流量變化而變化的，因而發熱量也將發生變化，有時產生過冷卻，造成浪費。為保證系統有合適的油溫，可采用可自動調節冷卻水量的溫控系統。若低于正常油溫，應停止冷卻器的工作，或者甚至可接通加熱器。
6.冷卻水質不好(硬水)，冷卻銅管內結垢，造成冷卻效率降低，此時可清洗油冷卻器，方法如下。
①用軟管引潔凈水高速沖洗回水蓋、后蓋內壁和冷卻管內表面，同時用清洗通條進行洗涮，最后用壓縮空氣吹干。
②用三氯乙烯溶液進行沖洗，使清潔液在冷卻器內循環流動，清洗壓力為0.5MPa左右，清洗時間視溶液情況而定。最后將清水引入管內，直至流出清水為止。
③用四氯化碳的溶液灌入冷卻器，經l5～20min后視溶液顏色而定，若渾濁不清，則更換新溶液重新浸泡，直至流出溶液與潔凈液差不多為止，然后用清水沖洗干凈。此操作要在通風環境中進行，以免中毒。清洗后進行水壓試驗，合格方可使用。
7.5 油箱的故障排除與維修
7.5.1 油箱的介紹
油箱在液壓系統中的主要功用是儲存液壓系統所需的足夠油液，散發油液中的熱量，分離油液中氣體及沉淀污物。另外，對中小型液壓系統，往往把泵裝置和一些元件安裝在油箱頂板上使液壓系統結構緊湊。
油箱有總體式和分離式兩種。總體式油箱是與機械設備機體做在一起，利用機體空腔部分作為油箱。此種形式結構緊湊，各種漏油易于回收。但散熱性差，易使鄰近構件發生熱變形，從而影響了機械設備精度，而且維修不方便，使機械設備復雜。分離式油箱是一個單獨的、與主機分開的裝置，它布置靈活，維修保養方便，可減少油箱發熱和液壓振動對工作精度的影響，便于設計成通用化、系列化的產品，因而得到廣泛的應用。對一些小型液壓設備，為了節省占地面積或者為了批量生產，常將液壓泵與電動機裝置及液壓控制閥安裝在分離油箱的頂部組成一體，稱為液壓站。對大中型液壓設備一般采用獨立的分離油箱，即油箱與液壓泵與電動機裝置及液壓控制閥分開放置。當液壓泵與電動機裝置安裝在油箱側面時，稱為旁置式油箱；當液壓泵與電動機裝置安裝在油箱下面時，稱為下置式油箱（高架油箱）。油箱多為自制。如圖7—40所示為分離式液壓油箱的結構示意圖。圖中1為吸油管，2為網式過濾器，3為空氣過濾器，4為回油管，5為頂蓋，6為油面指示器，7、9為隔板，8為放油塞。要求較高的油箱換設有加熱器、冷卻器和油溫測量裝置。
油箱外形以立方體或長六面體為宜。最高油面只允許達到箱內高度的80％。油箱內壁需經噴丸、酸洗和表面清洗。液壓泵、電動機和閥的集成裝置等直接固定頂蓋上，亦可安裝在專門設計的安裝板上。安裝板與頂蓋間應墊上橡膠板，以緩沖振動。油箱底腳高度應為150mm以上，以便散熱、搬運和放油。
液壓泵的吸油管與液壓系統回油管之間的距離應盡可能遠些，管口插入規定的最低油面 以下，但離油箱底要大于管徑的2～3倍，以免吸入空氣和飛濺起泡。回油管口截成45o 斜角且面向箱壁以增大通流截面，有利于散熱和沉淀雜質。吸油管端部裝有過濾器，并離油箱壁有3倍管徑的距離，以便從四面都能進油。閥的泄油管口應在液面之上，以免產生背壓。
液壓馬達和液壓泵的泄油管則應插入液面以下，以免產生氣泡。
設置隔板是將吸、回油區分開，迫使油液循環流動，以利散熱和雜質沉淀。隔板高度可接近最高液面。如圖7—40所示。通過設置隔板可以獲得較大的流程，且與四壁保持接觸，散熱效果會更佳。
空氣濾清器的作用是使油箱與大氣相通，保證液壓泵的吸油能力，除去空氣中的灰塵兼作加油口，一般將其布置在頂蓋靠近油箱邊處。液位計用于監測油的高度，其窗口尺寸應能滿足對最高和最低液位的觀察。
油箱底面做成雙斜面，或向回油側傾斜的單斜面。在最低處設置放油口。大容量油箱為便于清洗，常在側壁上設置清洗窗。
7.5.2 油箱的故障分析與排除
1.油箱溫升嚴重
油箱起著一個“熱飛輪”的作用，可以在短期內吸收熱量，也可以防止處于寒冷環境中的液壓系統短期空轉被過度冷卻，但油箱的主要矛盾還是“溫升”。嚴重的溫升會導致液壓系統多種故障。
?引起油箱溫升嚴重的原因：①油箱設置在高溫輻射源附近，環境溫度高。如注塑機為熔融塑料，用一套大功率的加熱裝置正提供了這種環境，容易導致液壓油溫度升高。
②液壓系統的各種壓力損失，如溢流損失、節流損失、管路的沿程損失和局部損失等，都會轉化為熱量造成油液溫升。
③油液黏度選擇不當，過高或過低。
④油箱設計時散熱面積不夠等。
?解決溫升嚴重的辦法：①盡量避開熱源，但塑料機械(例如注塑機、擠塑機等)因要熔融塑料，一定存在一個“熱源”。
②正確設計液壓系統，如系統應有卸載回路，采用壓力、流量和功率匹配回路以及蓄能器等高效液壓系統等，減少溢流失、節流損失和管路損失，減少發熱溫升。
③正確選擇液壓元件，努力提高液壓元件的加工精度和裝配精度，減少泄漏損失、容積損失和機械損失帶來的發熱現象。
④正確配管：減少因過細過長、彎曲過多、分支與匯流不當帶來的沿途損失和局部損失。
⑤正確選擇油液黏度。
⑥油箱設計時，應考慮有充分的散熱面積和容量容積。
2.油液氧化劣化
油箱內油液產生氧化劣化與油液種類、使用溫度、休息時間以及氧化觸媒的存在有關。選擇油種時要根據工作條件和工作環境，選擇性能符合的油種和黏度，使用溫度在30～55℃。休息時間是指：休息時間=參與循環油量（L）：液壓泵每分鐘流量（L/min）休息時間不要太短，否則會加快油液氧化劣化。
3.油箱內油液污染
油箱內油液污染物有從外界侵人的、有內部產生的，也有裝配時殘存的。
①裝配時殘存的：例如油漆剝落片、焊渣等。在裝配前必須嚴格清洗油箱內表面，并在先嚴格去銹去油污，再油漆油箱內壁。
②由外界侵入的：此時油箱應注意防塵密封，并在油箱頂部安設空氣濾清器和大氣相通，使空氣經過濾后再進入油箱。空氣濾清器往往兼作注油口，現已有標準件(EF型)出售。可配裝100目左右的銅網濾油器，以過濾加進油箱的油液；也有用紙芯過濾的，效果更好，但與大氣相通的能力差些，所以紙芯濾芯容量要大。
為了防止外界侵入油箱內的污物被吸進泵內，油箱內要安裝隔板，以隔開回油區和吸油區。通過隔板，可延長回到油箱內油液的停留時間，可防止油液氧化劣化；另一方面也利于污物的沉淀。隔板高度為油面高度的3／4，如圖7—41所示。
油箱地板應傾斜，地板傾斜程度視油箱的大小和使用油的黏度決定，一般在油箱地板最低部位設置放油塞，使堆積在油箱地板部的污物得到清除。吸油管離底部最高處的距離要在150mm以上，以防污物被吸入，如圖7—40所示。
③減少系統內污物的產生：a防止油箱內凝結水分的產生。必須選擇足夠大容量的空氣濾清器，以使油箱頂層受熱的空氣盡快排出，避免在冷的油箱蓋上凝結成水珠掉落在油箱內，另一方面大容量的空氣濾清器或通氣孔，可消除油箱頂層的空間與大氣的差異，防止因頂層低于大氣壓時，從外界帶進粉塵。b使用防銹性能好的潤滑油，減少磨損物的產生和防銹。
4.油箱內油液空氣泡難以分離
由于回油在油箱中的攪拌作用，易產生懸浮氣泡夾在油內，若被帶入液壓系統會產生許多故障。為了防止油液氣泡在未消除前便被吸入泵內。
①設置隔板。隔開回油區與泵吸油區，回油被隔板折流，流速減慢，利于氣泡分離并溢出油面，但這種方法分離氣泡較難，分離效率不高。
②設置金屬網。在油箱底部裝設一金屬斜網，當金屬網與水平面的夾角為20°時，并用60目網消泡，效果最佳。
③當箱蓋上的空氣濾清器被污物堵塞后，也難以與空氣分離，此時還會導致液壓系統工作過程中因油箱油面上下波動而在油箱內產生負壓使泵吸人不良。所以此時應拆開清洗空氣濾清器。
④其他消泡措施。除了上述消泡措施，并采用消泡性能好的液壓油之外，還可采取如圖7—43所示的措施，以減少回油攪拌產生氣泡的可能性以及去除氣泡。可使回油經螺旋流槽減速后，消除使油箱油液產生攪拌而產生氣泡；利用金屬網的捕捉氣泡并除去氣泡的作用。
5.消除油箱振動和噪聲的對策
①減小和隔離振動：主要對液壓泵電機裝置使用減振墊、彈性聯軸器等措施，例如HL型彈性柱銷聯軸器、ZL型帶制動輪彈性柱銷聯軸器和滑塊聯軸器等。并注意電機與泵的安裝同軸度；油箱蓋板、底板、墻板須有足夠的剛度；在液壓泵電機裝置下部墊以吸聲材料等；若液壓泵電機裝置與油箱分設，效果更好。實踐證明，回油管端離箱壁的距離不應小于50mm，否則噪聲振動可能較大。另外，可用油箱保護罩等吸聲材料隔離振動和噪聲。
②減少液壓泵的進油阻力：泵有氣穴時，系統的噪聲級顯著增大。而泵的氣穴現象和輸出壓力脈動的發生，相當明顯地受到進油阻力的影響。為了保證泵軸的密封和避免進油側發生氣穴，泵吸油口容許壓力的一般控制范圍是正壓力0.035MPa。另外，液壓油所能溶解的空氣量與液體壓力成正比。在大氣壓下空氣飽和的液體，在真空度下將成為過飽和液體，而析出空氣，產生顯著的噪聲和振動。所以，有條件時盡量使用高位油箱。這樣既可對泵形成灌注壓力，又使空氣難以從油中析出。但是，增高油面的有效高度對懸浮氣泡溢出油面會變得困難一些，因而不要隨意加大。
③保持油箱比較穩定的較低油溫：油溫升高會提高油中的空氣分離壓力，從而加劇系統的噪聲。故應使油箱油溫有一個穩定的較低值范圍(30～55℃)相當重要。
④油箱加罩殼，隔離噪聲液壓泵裝在油箱蓋以下，即油箱內，也可隔離噪聲。
⑤在油箱結構上采用整體性防振措施：例如，油箱下地腳螺釘固牢于地面，油箱采用整體式較厚的電機泵座安裝底板，并在電機泵座與底板之間加防振材墊板；油箱薄弱環節，加設加強筋等。
⑥努力減少噪聲輻射：例如，注意選擇聲輻射效率較低的材料(阻尼材料，包括阻尼涂層)；增大油箱的動剛度，以提高固有頻率并減少振幅，如加筋等。
⑦采用低噪聲油箱：如圖7—44所示，這種油箱的油經擴散器減速后，可避免一般未裝擴散器時的回油攪拌油液所產生大量氣泡的現象；同時設置的消泡網又使回油經消泡網捕捉，形成大氣泡后再上浮，經此消泡的油流又經隔板折流，最后進入吸油區已基本變為無懸浮氣泡的平緩液流而被泵吸入系統，完全避免了空氣被吸入系統內，因而是種低噪聲油箱。
7.6 密封裝置的故障排除與維修
7.6.1 密封裝置的介紹
密封可分為間隙密封和接觸密封兩種方式，間隙密封是依靠相對運動零件配合面的間隙來防止泄漏的，其密封效果取決于間隙的大小、壓力差、密封長度和零件表面質量。接觸密封是靠密封件在裝配時的預壓縮力和工作時密封件在油液壓力作用下發生彈性變形所產生的彈性接觸壓力來實現的，其密封能力隨油液壓力的升高而提高，并在磨損后具有一定的自動補償能力。目前，常用的密封件以其斷面形狀命名，有O形、Y形、V形等密封圈，其材料為耐油橡膠、尼龍等。另外，還有防塵圈、油封等。這里我們重點介紹接觸密封的典型結構及使用特點。
1．O形密封圈
O形密封圈是一種使用最廣泛的密封件，其截面為圓形，如圖7—45所示。其主要材料為合成橡膠，主要用于靜密封及滑動密封，轉動密封用得較少。
O形密封圈的截面直徑在裝入密封槽后一般壓縮8%～25%。該壓縮量使O形密封圈在工作介質沒有壓力或壓力很低時，依靠自身的彈性變形密封接觸面（見圖7—46（c））。當工作介質壓力較高時，在壓力的作用下，O形密封圈被壓到溝槽的另一側（見圖7—46（d）），此時密封接觸面處的壓力堵塞了介質泄漏的通道，起密封作用。如果工作介質的壓力超過一定限度，O 形圈將從密封槽的間隙中被擠出（見圖7—46 （e））而受到破壞，以致密封效果降低或失去密封作用。為避免擠出現象，必要時加密封擋圈。在使用時，對動密封工況，當介質壓力大于10MPa時加擋圈；對靜密封工況，當介質壓力大于32MPa時加擋圈。O形密封圈單向受壓，擋圈加在非受壓側，如圖7—47（a）所示；O形密封圈雙向受壓，在O形密封圈兩側同時加擋圈，如圖7—47（b）所示。擋圈材料常用聚四氟乙烯、尼龍等。采用擋圈后，會增加密封裝置的摩擦阻力。
當O形密封圈用于動密封時，可采用內徑密封或外徑密封；用于靜密封時，可采用角密封，如圖7—48所示。
O形密封圈的尺寸系列及安裝用溝槽形式、尺寸與公差及O形密封圈規格、使用范圍的選擇可查閱有關國家標準。
2．唇形密封圈
唇形密封圈是將密封圈的受壓面制成某種唇形的密封件。工作時唇口對著有壓力的一邊，當介質壓力等于零或很低時，靠預壓縮密封。壓力高時，靠介質壓力的作用將唇邊緊貼密封面，壓力越高，貼得越緊，密封越好。唇形密封圈按其截面形狀可分為Y形、Yx形、V形、U形、L形和J形等，主要用于往復運動件的密封。
（1）Y形密封圈。Y形密封圈截面形狀如圖7—49所示。其主要材料為丁腈橡膠，工作壓力可達20MPa。工作溫度為−30℃～100℃。當壓力波動大時，要加支承環，如圖7—50所示，以防止“翻轉”現象。當工作壓力超過20MPa時，為防止密封圈擠入密封面間隙，應加保護墊圈，保護墊圈一般用聚四氟乙烯或夾布橡膠制成。
Y形密封圈由于內外唇邊對稱，因而適用于孔和軸的密封。孔用時按內徑選取密封圈，軸用時按外徑選取。由于一個Y形密封圈只能對一個方向的高壓介質起密封作用，當兩個方向交替出現高壓時（如雙作用缸），應安裝兩個Y形密封圈，它們的唇邊分別對著各自的高壓介質。
圖7—51 Yx形密封圈
（3）V形密封圈。V形密封圈是由壓環、密封環和支承環組成。當密封壓力高于10MPa時，可增加密封環的數量。安裝時應注意方向，即開口面向高壓介質。環的材料一般由橡膠或夾織物橡膠制成。主要用于活塞及活塞桿的往復運動密封，密封性能較Y形密封圈差，但可靠性好。密封環個數按工作壓力選取。圖7—52所示為V形密封圈示意圖。
3．防塵圈
在液壓缸中，防塵圈被設置于活塞桿或柱塞密封外側，用以防止在活塞桿或柱塞運動期間，外界塵埃、砂粒等異物侵入液壓缸。避免引起密封圈、導向環和支承環等的損傷和早期磨損，并污染工作介質，導致液壓元件損壞。
（1）普通型防塵圈。普通型防塵圈呈舌形結構，如圖7— 53所示，分為有骨架式和無骨架式兩種。普通型防塵圈只有一 個防塵唇邊，其支承部分的剛性較好，結構簡單，裝拆方便。制作材料一般為耐磨的丁腈橡膠或聚氨酯橡膠。防塵圈內唇受壓時，具有密封作用，并在安裝溝槽接觸處形成靜密封。普通型防塵圈的工作速度不大于1m/s，工作溫度為−30℃～110℃，工作介質為石油基液壓油和水包油乳化液。
（2）旋轉軸用防塵圈。旋轉軸用防塵圈是一種用于旋轉軸端面密封的防塵裝置，其截面形狀和安裝情況如圖7—54所示。防塵圈的密封唇緣緊貼軸頸表面，并隨軸一起轉動。由于離心力的作用，斜面上的塵土等異物均被拋離密封部位，從而起到防塵和密封的作用。這種防塵圈的特點是結構簡單，裝拆方便，防塵效果好，不受軸的偏心、振擺和跳動等影響，對軸無磨損。
還有旋轉軸唇形密封圈（油封）、膠密封、帶密封、雙向組合唇形密封，各有其特點，可查看相關書籍。
4．密封元件的選擇
密封件的品種、規格很多，在選用時除了根據需要密封部位的工作條件和要求選擇相應的品種、規格外，還要注意其他問題，如工作介質的種類、工作溫度（以密封部位的溫度為基準）、壓力的大小和波形、密封耦合面的滑移速度、“擠出”間隙的大小、密封件與耦合面的偏心程度、密封耦合面的粗糙度以及密封件與安裝槽的形式、結構、尺寸、位置等。
按上述原則選定的密封元件應滿足如下基本要求：在工作壓力下，應具有良好的密封性能，即泄漏在高壓下沒有明顯的增加；密封件長期在流體介質中工作，必須保證其材質與工作介質的相容性好；動密封裝置的動、靜摩擦阻力要小，摩擦因數要穩定；磨損小，使用壽命長；拆裝方便，成本低等。
7.6.2 密封裝置的故障分析與排除
1.密封裝置產生故障的原因
密封裝置故障主要就是密封裝置的損壞而產生漏油現象。因密封裝置產生的上述故障原因較為復雜，有密封本身產生的，也有其他原因產生的。
液壓系統中許多元件廣泛采用間隙密封，而間隙密封的密封性與間隙大小（泄漏量與間隙的立方成正比）、壓力差（泄漏量與壓力差成正比）、封油長度（泄漏量與長度成反比）、加工質量及油的黏度等有關。由于運動副之間潤滑不良、材質選配不當及加工、裝配、安裝精度較差,就會導致早期磨損，使間隙增大、泄漏增加。其次，液壓元件中還廣泛采用密封件密封，其密封件的密封效果與密封件材、密封件的表面質量、結構等有關。如密封件材料低劣、物化性不穩定、機械強度低、彈性和耐磨性低等,則都因密封效果不良而泄漏；安裝密封件的溝槽尺寸設計不合理，尺寸精度及粗糙度差, 預壓縮量小而密封不好也會引起泄漏。另外，接合面表面粗糙度差，平面度不好，壓后變形以及緊固力不均；元件泄油、回油管路不暢；油溫過高，油液黏度下降或選用的油液黏度過小；系統壓力調得過高，密封件預壓縮量過小；液壓件鑄件殼體存在缺陷等都會引起泄漏增加。
2.減少內泄漏及消除外泄漏的措施
?采用間隙密封的運動副應嚴格控制其加工精度和配合間隙。
?采用密封件密封是解決泄漏的有效手段，但如果密封過度，雖解決了泄漏，卻增加了摩擦阻力和功率損耗，加速密封件磨損。
?改進不合理的液壓系統，盡可能簡化液壓回路，減少泄漏環節；改進密封裝置，如將活塞桿處的 “ V” 型密封改用 “ Yx” 型密封圈，不僅摩擦力小且密封可靠。
?泄漏量與油的粘度成反比，粘度小，泄漏量大，因此液壓用油應根據氣溫的不同及時更換，可減少泄漏。
?控制溫升是減少內外泄漏的有效措施。壓力和流量是液壓系統的兩個最基本參數，這兩個不同的物理量，在液壓系統中起著不同的作用，但也存在著一定的內在聯系。掌握這一基本道理，對于正確調試和排除系統中所出現的故障是必要的。
7.7 壓力表及壓力表開關的故障排除與維修
7.7.1 壓力表及壓力表開關的介紹
1.壓力表
液壓系統各部位的壓力可通過壓力表觀測，以便調整和控制。壓力表的種類很多，最常用的是彈簧管式壓力表，如圖7—55所示。壓力油進入扁截面金屬彈簧彎管。
彎管變形使其曲率半徑加大，端部的位移通過杠桿4使齒扇5擺動。于是與齒扇5嚙合的小齒輪6帶動指針2轉動，這時即可由刻度盤3上讀出壓力值。壓力表有多種精度等級。普通精度的有1、1.5、2.5、……級；精密型的有0.1、0.16、0.25、……級。精度等級的數值是壓力表最大誤差占量程表的測量范圍的百分數。例如，2.5級精度，量程為6MPa的壓力表，其最大誤差為6×25％MPa（即0.15MPa）。一般機床的壓力表用2.5～4級精度即可。用壓力表測量壓力時，被測壓力不應超過壓力表量程的3/4。壓力表必須直立安裝，壓力表接入壓力管道時，應通過阻尼小孔，以防止被測壓力突然升高而將表沖壞。
2.壓力表開關
壓力油路與壓力表之間須裝一壓力表開關。實際上它是一個小型的截止閥，用以接通或斷開壓力表與油路的通道。壓力表開關有一點、三點、六點等。多點壓力表開關，可使壓力表油路分別與幾個被測油路相連通，因而一個壓力表可檢測多點處的壓力。
如圖7—56所示為六點壓力表開關，圖示位置為非測量位置，此時壓力表油路經溝槽a、小孔b與油箱連通。若將手柄向右推進去，溝槽a將把壓力表油路與檢測點處的油路連通，并將壓力表油路與通往油箱的油路斷開，這時便可測出該測量點的壓力。如將手柄轉到另一個測量點位置，則可測量出其相應壓力。壓力表中的過油通道很小，可防止表針的劇烈擺動。
當液壓系統進入正常工作狀態后，應將手柄拉出，使壓力表與系統油路斷開，以保護壓力表并延長其使用壽命。
7.7.2 壓力表的選擇和使用注意事項
在壓力表的選擇和使用時應注意以下幾點。
①根據液壓系統的測試方法以及對精度等方面的要求選擇合適的壓力表，如果是一般的靜態測量和指示性測量，可選用彈簧管式壓力表。
②選用的工作介質（各種牌號的液壓油）應對壓力表的敏感元件無腐蝕作用。
③壓力表的量程的選擇：若是進行靜態壓力測量或壓力波動較小時，按測量的范圍為壓力表滿量程的1/3～2/3來選；若測量的是動態壓力，則需要預先估計壓力信號的波形和最高變化的頻率，以便選用具有比此頻率大5～10倍以上固有頻率的壓力測量儀表。
④為防止壓力波動造成的直讀式壓力表的讀數困難，常在壓力表前安裝阻尼裝置。
⑤在安裝時如果使用聚四氟乙烯帶或膠黏劑，且勿堵住油（氣）孔。
⑥應嚴格按照有關的測試標準的規定來確定測壓點的位置，除了具有耐大加速度和振動性能的壓力傳感器外，一般的儀表不宜裝在有沖擊和振動的地方。例如：液壓閥的測試要求上游測壓點距離被測試閥為5d（d為管道內經），下游測試點距離被測試閥為10d，上游測壓點距離擾動源為50d。
⑦裝卸壓力表時，切忌用手直接扳動表頭，應使用合適的扳手操作。
7.7.3 壓力表及壓力表開關的故障分析與排除
1.測壓不準確，壓力表動作遲鈍，或者表跳動大產生原因和排除方法如下。
①油液中污物將壓力表開關和壓力表的阻尼孔（一般為0.8～1.0mm）堵塞，部分堵塞時，壓力表指針會產生跳動大、動作遲鈍的現象，影響測量值的準確性。此時可拆開壓力表進行清洗，用0.5mm的鋼絲穿通阻尼孔，并注意油液的清潔度。
②K型壓力表開關采用轉閥式，各測量點的壓力靠間隙密封隔開。當閥芯與閥體孔配合間隙較大，或配合表面拉有溝槽時，在測量壓力時，會出現各測量點有不嚴重的互相串腔現象，造成測壓不準確。此時應研磨閥孔，閥芯刷鍍或重配閥芯，保證配合間隙在0.007～0.015mm的范圍內。
③KF型壓力表開關為調節阻尼器（閥芯前端為錐面節流）。當調節過大時，或因節流錐面拉傷嚴重時，會引起壓力表指針擺動，測出的壓力值不準確，而且表動作緩慢。此時應適當調小阻尼開口，節流錐面拉傷時，可在外圓磨床上校正修磨錐面。
④壓力表裝的位置不對。筆者曾發現有人將壓力表裝在溢流閥的遙控孔處，如圖7—57所示。由于壓力表的波登管中有殘留空氣，會導致溢流閥因先導閥前腔有空氣而產生振動，壓力表的壓力跳動便不可避免。將壓力表改裝在其他能測量泵壓力的地方，這種現象立刻消失。
2.測壓不準甚至根本不能測壓
①K型壓力表由于閥芯與閥孔配合間隙過大或密封而磨有凹坑，使壓力表開關內部測壓點的壓力既互相串腔，又使壓力油大量泄往卸油口，這樣壓力表量下來的壓力與實測點的實際壓力值相差便很大，甚至幾個點測量下來均是一個壓力，無法進行多點測量。此時可重配閥芯或更換壓力表開關。
②對多點壓力表開關，當未將第一測壓點的壓力卸掉，便轉動閥芯進入第二測壓點時，測出的壓力不準確。應按上述方法正確使用壓力表開關。
③對K型多點壓力表開關，當閥芯上鋼球定位彈簧卡住，定位鋼球未頂出，這樣轉動閥芯時，轉過的位置對不準被測壓力點的油孔，使測壓點的油液不能通過閥芯上的直槽進入壓力表內，測壓便不準。
④KF型壓力表開關在長期使用后，由于錐閥閥口磨損，無法嚴格關閉，內泄漏量大；K型壓力表開關因內泄漏特別大，則測壓無法進行。
