液压启闭机原理及日常维护

YingyongJiaoliu◆应用交流

液压启闭机原理及日常维护

张波涛

许丽娜

（龙滩水力发电厂，广西天峨547300）

摘

要：液压启闭机作为水利电力工程的专用设备在现场得到了大量应用，现对液压启闭机的原理进行了简要介绍，并说明了其常见故障

以及维修维护的要点。

关键词：液压启闭机；液压缸；维护

1前言

启闭机是水利、电力工程专用的永久设备，其能实现闸门的开

启和关闭、拦污栅的起吊与安放。启闭机可分为固定卷扬式启闭机、螺杆启闭机、液压启闭机、移动式启闭机。其中液压启闭机又称液压缸，其有着广泛的应用［１］。本文从原理、常见故障以及维修维护3方面对液压启闭机进行了介绍。

2液压启闭机的原理及简介

液压启闭机是将液压系统的压力能转换成直线往复运动形式的机械能。它结构简单，工作可靠，在各种机械的液压系统中得到

广泛应用。按结构形式分为活塞式、

柱塞式和摆动式；按作用方式可分为单作用液压启闭机和双作用液压启闭机。对于单作用液压启闭机，可以是活塞单相作用，由弹簧使活塞复位，也可以是柱塞单向作用，由外力使柱塞返回；对于双作用液压启闭机，可以是活塞双作用或双柱塞双作用，各有不同。液压启闭机尽管型式不同，但其原理均是利用液体的压强以及受力面的不同，产生强大的拉力。典型液压启闭机主要由缸体组件（缸体、前后端盖）、活塞组件、活塞杆）、密封装置（密封环、密封圈）、缓冲装置以及排气装置组成。以单活塞单向作用液压启闭机为例，缸体和密封装置构成密闭空间，保证了不同侧液体的压强，活塞组件作为动能传递的媒介。

3液压启闭机的常见故障

液压系统的工作是在封闭的管道和壳体中进行的，无法从外

部观察，因此安装和测量都不够方便，同时其对故障敏感，因此液压传动系统的故障率较高，且出现故障难以查找原因。此外，液压启闭机作为液压系统的组成部分之一，其故障往往与整个系统有关。作为动力元件，液压启闭机产生故障往往对生产的影响较大。本文首先介绍液压启闭机的常见故障及其原因，之后再介绍其解决和日常维护的方法。从故障现象分，液压启闭机故障主要表现为［２］：3.1动作不灵

液压启闭机动作不灵表现为不能动作，动作速度达不到规定值，爬行、运行中不正常响动和缓冲作用不好等。对于不能动作和速度达不到规定值，如果缸内压力不达标，则原因为内泄漏过大或液压回路存在故障，若压力符合规定，则原因主要是设计结构的问题。爬行现象是液压启闭机最常见的故障之一。爬行现象即液压启闭机运动时出现跳跃式的时停时走的运动状态，这种现象在低速运动时最容易发生。产生爬行的主要原因是缸内存有空气，液压启闭机工作前必须充分排除缸内空气。不正常响声主要是由于相对运动的表面摩擦产生，金属面的润滑油面破坏或者接触压力过高都会产生摩擦声。此外，缓冲作用不好也会在缓冲过程中产生爬行。缓冲作用不好还表现为缓冲过度和缓冲失效。3.2液压启闭机泄露

液压启闭机泄露分为内泄漏和外泄露，其中内泄漏主要影响液压启闭机的技术性能，使其无法达到设计的压强，从而影响工作压力、运动速度以及工作平衡性；外泄漏不仅会污染环境，还容易

导致火灾。泄漏都是由密封特性不好产生的，根据泄露部位是否运动，可分为固定部分和滑动部分2种泄漏以及液压启闭机破损所产生的泄漏。

（1）固定部位的泄漏主要是指密封件、焊接点等。如由于密封槽具有毛刺或倒角不合要求，进而在安装时密封件损伤造成泄漏或因密封件散热性能较差、老化导致磨损，都会导致内泄漏的发生；焊接不良导致焊缝出现气孔、假焊等现象，也有可能导致外泄漏的发生。

（2）滑动部分的泄漏是指活塞与缸筒内孔、活塞杆与缸盖密封处发生的泄漏。如果完全控制这些部分的泄漏，会加快摩擦发热，并且使密封件的使用寿命缩短；如果泄漏严重，则会影响液压启闭机的使用性能。滑动部分泄漏的主要原因是由于密封件的磨损。

（3）液压启闭机破损多发生在作用力或压力超出设计值的情况下，其原因包括重载或高速的活塞运动中突然停止、缓冲作用过度或不起作用，其主要表现为缸筒内孔壁拉伤、缸筒胀大和裂纹破漏、活塞杆产生纵向弯曲、沟槽拉断和螺纹剪切破坏、焊接部位破漏、螺栓断裂等。

应当指出，内泄漏是无法绝对避免的，因此我国要求内泄漏试验中，在额定压力下，将活塞停于油缸的一端，保压10min，每分钟

内泄漏量不应超过◆D2－d2200ml（D为缸径，单位为cm；d为活塞杆直径，单位为cm

）。而对于外泄漏露试验，则应要求在额定压力下，将活塞停于油缸的一端，保压30min，不得有泄漏现象［１］。

4液压启闭机的故障处理与日常维护

在说明液压启闭机的常见故障后，介绍液压启闭机的故障处

理与日常维护工作。首先应当说明，

事故处理永远是被动措施，在安装过程中应细致认真，强调检查试验对于设备运行状况的重要性，重视日常维护，其效果远远好于事故后处理。很多故障是难以修复或者需要大量的时间和金钱才能修复的，而产生的原因却是由于安装过程中的疏忽或者试验不到位、对试验结果中的疑问没有及时得到解决引起的。

由于液压启闭机的故障处理往往是拆卸、修复、重新安装、试验检验这一步骤，且大量故障往往发生在刚安装完毕的液压启闭机上，故本文将故障处理与日常维护、试验检验工作统一考虑，同时应当注意以下几点：

4.1液压启闭机的选择和匹配

液压启闭机的参数是否符合现场实际使用要求，特别是额定

负载，即启门力、闭门力、持住力均应符合现场实际要求。油缸、活塞是否符合文献［１］

的要求，密闭材料的性能应有足够的抗撕裂强度、耐高压，并注意其摩擦阻力、有无粘着、老化状况。应检验各电器元件是否有产品合格证，且有无损坏现象［３］。4.2液压启闭机运转前的检查

门槽及油缸运行区域内的清洁，以保证闸门及油缸运行不受外界阻碍；液压系统的滤油芯应及时清洗或更换；保证环境温度不低于设计工况的最低温度；充油时应排除空气，管路充满油后，应调整油泵溢流阀，（下转第184页）

机电信息2010年第24期总第270期175

（活塞

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控制室上腔，推动膜片向控制室下腔缓慢运动，使下腔内的水通过主阀板汇流孔进入多功能水泵控制阀进水端，并使膜片通过阀杆带动缓闭阀板缓慢向下运动，使多功能水泵控制阀关闭，回到水泵停运时的状态。

6应用前景

多功能水泵控制阀是近年来才出现的供水系统控制阀门，在部分化工和矿山企业已得到很好使用。

上海焦化水务公司负责输送工业用水，有9台流量不等的工业水泵，过去使用传统的闸阀和止回阀时，在实际运行过程中受外界流量波动及高水头冲击的影响，止回阀经常处于不稳定的半开启状态，故障较多，经常发生阀板脱落或搁死的情况。使用的闸阀由于磨损和腐蚀，不能做到阀门的完全关闭，这些都影响了水泵的运

启水泵都需要人工完成，大大增加了操作行效率。同时频繁的开、

强度。

2008年该公司开始将出口闸阀和止回阀撤掉，用多功能水泵控制阀代替，经过2年的实际运行，效果明显，大大减少了操作强度

采用PLC控制水泵群，实和维修工作量。以后又实施了电控技改，

现了自动启、停和切换水泵的效果。

应用证明，用多功能水泵控制阀代替普通的止回阀和闸阀，取

得了良好的效果，从操作的角度看，它减少了操作强度，改变了过

停泵需人力启、闭阀门的程序，只要直接启动或停止水泵就去启、

可完成操作；切换水泵的操作只需一人就可完成。同时由于多功能水泵控制阀的密封性能良好，真正实现了离心泵的轻载启动；从生产组织和工艺改进的角度来看，有利于提高泵站的自动化水平，使生产过程更加稳定，降低了劳动成本。此外，由于多功能水泵控制阀采用的是以水力压差来实现内部动作的，大大减少了因机械件的磨损和腐蚀带来的维修量。

［参考文献］

［１］万长慈．煤炭机电技术［Ｍ］．北京：煤炭工业出版社，１９９９

［２］翟红．煤矿机电装备技术创新的思考［Ｊ］．煤矿现代化，２００６（１）：９２～

９６

收稿日期：2010－07－05

作者简介：祝依忠（1966－），男，安徽贵池人，工程师，主要从事机电技术管理工作。

（上接第175页）

使油泵在其工作压力的50%、75%、100%情况下分别连续运行5min，

检查有无震动、杂音、油温过高以及阀门和管路漏油情况。4.3液压启闭机的实际应用检验

手动操作试验合格，方可进行自动操作试验。启闭和快速关闭闸门试验时，准备记录闸门提升、快速关闭、缓冲的时间和当时库水位及系统压力值，其快速关闭时间应符合设计规定。快速关闭闸门试验时，应做好切断油路的应急准备，以防闸门过速下降。闸门沉降试验：将闸门提起，在48h内，闸门因液压启闭机的内部漏油而产生的沉降量应不大于200mm。闸门的沉降量超过200mm时，应有警示信号提示，液压系统应具备自动复位的功能。4.4液压启闭机故障的排查处理

液压系统的故障并不像电气系统的故障，可通过实时的监测记录检出，故障往往是通过一些现象反映，但故障原因的查找则极

设定排查思路。参照之前对故障原为困难。本文从故障现象出发，

因的分析，排查思路如下：

（1）对于不能动作的现象，首先应从液压启闭机的外部查找原因，排除了外部因素后，进一步检查内部原因。执行运动部件的阻力是否过大，是否有卡死或顶住其他部件的情况，油液是否进入液压启闭机，特别是油路接头是否阻塞，油压是否达到了规定值；滑动部件的配合过紧、密封摩擦力过大；设计制造是否存在不当。

（2）动作不灵敏是指动作指令发出后液压启闭机不能立即动

此时应重作，经短暂延时后才能动作，或时动时不动，且很不规则。

点检查缸内是否有空气，液压泵运转有无不规则现象。

（3）对于爬行现象，应排查液压系统中有无空气，充分排除空气、密封摩擦力过大、滑动部分严重磨损等内部原因；并排查运动

机构刚度是否过小、安装精度差如何、相对运动件间的静摩擦系数

与动摩擦系统差别是否超标等情况。

5结语

液压启闭机作为水利电力工程的专用设备在现场有大量应用。本文对液压启闭机的原理进行了简要介绍，并详尽地分析了主要的故障现象及其原因，以及提出了故障处理、日常维护、试验检验应统一认识，从安全运行角度将这些工作作为同一工作对待。结合工作经验，本文对设备的选择、设备投入前的检查、新装设备及检修后设备的试验以及故障排查都提出了自己的看法。应当说，对于液压启闭机的故障处理、日常维护工作，在严格执行已有的规程规范外，更应结合实际运行中的经验，吸取以往出现过的教训，才能将工作更好的完成，保证液压启闭机的安全有效运行。

［参考文献］

［１］ＳＬ３８１—２００７水利水电工程启闭机制造安装及验收规范［２］张建新，赵明海．液压缸的故障分析［Ｊ］．陕西机械，２００１

［３］何存兴．液压元件［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９８２［４］方小文．液压缸故障原因分析及防范措施［Ｊ］．流体传动与控制，

２００６，２（１５）

2010－07－26收稿日期：

作者简介：张波涛（1983－），男，广西南宁人，助理工程师，主要从事机械现场维护工作。

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