本實用新型涉及一種模擬教學(xué)儀器，尤其涉及液壓系統(tǒng)故障模擬與拆裝試驗臺。

背景技術(shù)：

液壓傳動系統(tǒng)由于其獨特的優(yōu)點，即具有廣泛的工藝適應(yīng)性、優(yōu)良的控制性能和較低廉的成本，在各個領(lǐng)域中獲得愈來愈廣泛的應(yīng)用。但由于客觀上元、輔件質(zhì)量不穩(wěn)定和主觀上使用、維護不當(dāng)，且系統(tǒng)中各元件和工作液體都是在封閉油路內(nèi)工作，不象機械設(shè)備那樣直觀，也不象電氣設(shè)備那樣可利用各種檢測儀器方便地測量各種參數(shù)，液壓設(shè)備中僅靠有限幾個壓力表、流量計等來指示系統(tǒng)某些部位的工作參數(shù)，其他參數(shù)難以測量。

液壓系統(tǒng)的故障具有不確定性、隱蔽性、多樣性、因果關(guān)系復(fù)雜性的特點。液壓系統(tǒng)在故障發(fā)生后不易查找原因，故液壓系統(tǒng)的故障診斷要比一般機械系統(tǒng)的調(diào)試更加困難。如果在現(xiàn)代化連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)中的液壓系統(tǒng)突然發(fā)生故障，一般會波及到全廠生產(chǎn)設(shè)備的停頓，造成巨大經(jīng)濟損失。因此如何保證液壓系統(tǒng)的正常運行，怎樣及時發(fā)現(xiàn)故障，甚至提前發(fā)現(xiàn)故障的征兆，都是亟待解決的問題。因此，對液壓系統(tǒng)故障診斷的研究越來越得到廣泛重視。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可形象直觀的模擬演示液壓系統(tǒng)故障、拆裝的液壓系統(tǒng)故障模擬與拆裝試驗臺，演示項目完善，適用多樣，實用性強，演示效果好。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出的技術(shù)方案為：

一種液壓系統(tǒng)故障模擬與拆裝試驗臺，包括實驗箱體、用于模擬演示液壓系統(tǒng)動力元件的動力泵組件，用于模擬液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的油缸組件、用于模擬液壓系統(tǒng)控制元件的泵用安全閥組及用于顯示系統(tǒng)檢測壓力、液壓站壓力的壓力顯示組件，所述動力泵組件、油缸組件、泵用安全閥組及壓力顯示組件均設(shè)置于所述實驗箱體的上表面，所述動力泵組件與油缸組件連接。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

所述動力泵組件包括用于模擬故障、檢修及拆裝的第一模擬泵及用于模擬工作及負載加壓的第二模擬泵，所述第一模擬泵及第二模擬泵并排設(shè)置于所述實驗箱體的上表面。

所述油缸組件包括用于檢測油缸故障、控制元件故障的第一油缸、用于檢測系統(tǒng)元件故障的第二油缸及用于判定系統(tǒng)元件故障損壞程度的第三油缸，所述第三油缸的驅(qū)動端抵設(shè)于第二油缸上。

所述泵用安全閥組包括壓力控制閥、流量控制閥及方向控制閥。

還包括用于油泵拆裝、檢修及清洗的泵用工作平臺，所述泵用工作平臺設(shè)于動力泵組件的一側(cè)，并位于所述實驗箱體的上表面。

還包括用于液壓元件裝配、故障模擬、拆裝、拼接的實驗操作區(qū)，所述實驗操作區(qū)設(shè)于實驗箱體的上表面。

還包括用于儲存液壓油或液壓液的油箱，所述油箱設(shè)置于所述實驗箱體內(nèi)。

所述實驗箱體為冷軋鋼箱體，所述冷軋鋼箱體的厚度為2～5mm。

所述實驗箱體的上表面設(shè)置有用于放置液壓元件的安裝鋼板，所述安裝鋼板的厚度為10～15mm。

所述安裝鋼板為盆式安裝鋼板，所述盆式安裝鋼板的底部設(shè)有排油孔，所述排油孔的位置處設(shè)有密封嘴。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在可形象直觀的模擬演示液壓系統(tǒng)故障、拆裝的液壓系統(tǒng)故障模擬，試驗臺拆裝便利，演示項目完善，適用多樣，實用性強，演示效果好。

附圖說明

在下文中將基于實施例并參考附圖來對本實用新型進行更詳細的描述。其中：

圖1是本實用新型所提供的試驗臺的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型所提供的試驗臺的俯視圖。

圖3是本實用新型所提供的試驗臺的左視圖。

圖中各標號表示：

1、實驗箱體；2、動力泵組件；21、第一模擬泵；22、第二模擬泵；3、油缸組件；31、第一油缸；32、第二油缸；33、第三油缸；4、泵用安全閥組；5、壓力顯示組件；6、泵用工作平臺；7、實驗操作區(qū)；8、油箱。

具體實施方式

下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明，但并不因此而限制本實用新型的保護范圍。

如圖1至圖3所示，本實施例的液壓系統(tǒng)故障模擬與拆裝試驗臺，包括實驗箱體1、用于模擬演示液壓系統(tǒng)動力元件的動力泵組件2，用于模擬液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的油缸組件3、用于模擬液壓系統(tǒng)控制元件的泵用安全閥組4及用于顯示系統(tǒng)檢測壓力、液壓站壓力的壓力顯示組件5，動力泵組件2、油缸組件3、泵用安全閥組4及壓力顯示組件5均設(shè)置于實驗箱體1的上表面，動力泵組件2與油缸組件3連接。本實用新型設(shè)置將包括動力泵組件2，油缸組件3、泵用安全閥組4及壓力顯示組件5設(shè)置于實驗箱體1上，即采用模塊化的設(shè)置使得在不損壞元件情況下可模擬設(shè)置故障，并對液壓系統(tǒng)的故障診斷、處理及拆裝進行形象直觀的模擬演示，讓學(xué)員知道元件故障所產(chǎn)生的液壓系統(tǒng)問題，有效避免了故障診斷困難的問題，便于教學(xué)及理解，且使學(xué)員可快速準確地找出故障所在，掌握液壓系統(tǒng)故障診斷、分析及處理的技巧。

本實施例中，動力泵組件2包括用于模擬故障、檢修及拆裝的第一模擬泵21及用于模擬工作及負載加壓的第二模擬泵22，第一模擬泵21及第二模擬泵22并排設(shè)置于實驗箱體1的上表面。本實施例采用雙泵制式，其中一泵作為檢修、故障模擬用，另一泵作為工作及負載加壓模擬用。

本實施例中，油缸組件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可用作獨立操作，也可以用作同步回路，以用于檢測油缸故障、控制元件故障等，第一油缸31可拆卸、更換；第二油缸32用于檢測系統(tǒng)元件故障，即可通過第二油缸32的速度、推力來判斷系統(tǒng)元件的故障，如油缸泄漏(前后腔串油)推力上不去，控制閥內(nèi)泄漏引起油缸速度上不來等故障體現(xiàn)；第三油缸33的驅(qū)動端抵設(shè)于第二油缸32上，可作為第二油缸32的負載缸用，提供第二油缸32負載，通過對壓力的調(diào)整，適度加大第二油缸32的負載，來判定系統(tǒng)故障的損壞程度，本實施例中，第二油缸32及第三油缸33為固定安裝。

本實施例中，泵用安全閥組4為模塊結(jié)構(gòu)，包括壓力控制閥、流量控制閥及方向控制閥，各閥體在系統(tǒng)內(nèi)獨立安裝，閥與閥之間、閥與安全閥組之間、閥與缸之間都采用硬管連接，系統(tǒng)管路、閥塊與閥可以任意拆卸、更換。

本實施例中，液壓系統(tǒng)故障模擬與拆裝試驗臺還包括泵用工作平臺6，泵用工作平臺6設(shè)于動力泵組件2的一側(cè)，并位于實驗箱體1的上表面，用于油泵拆裝、檢修及清洗。

本實施例中，液壓系統(tǒng)故障模擬與拆裝試驗臺還包括實驗操作區(qū)7，實驗操作區(qū)7設(shè)于實驗箱體1的上表面，用于液壓元件裝配、故障模擬、拆裝、拼接。本實施例中，壓力顯示組件5包括精密壓力表，精密壓力表用于液壓站壓力、系統(tǒng)檢查壓力顯示。壓力顯示組件5及實驗操作區(qū)7分設(shè)于油缸組件3的兩側(cè)，布局緊湊合理。

本實施例中，液壓系統(tǒng)故障模擬與拆裝試驗臺還包括油箱8，油箱8設(shè)置于實驗箱體1內(nèi)，用于儲存液壓油或液壓液。本實施例中，液壓系統(tǒng)故障模擬與拆裝試驗臺還包括電器控制面板，電器控制面板設(shè)于實驗箱體1的上表面，并位于實驗操作區(qū)7的一側(cè)。

本實施例中，實驗箱體1為冷軋鋼箱體，冷軋鋼箱體的厚度為2mm，冷軋鋼箱體的表面采用噴塑處理，在其他實施例中，冷軋鋼箱體的厚度也可為2～5mm。

本實施例中，實驗箱體1的上表面設(shè)置有安裝鋼板，安裝鋼板用于放置液壓元件，包括動力泵組件2，油缸組件3及泵用安全閥組4等，安裝鋼板的厚度為10～15mm，本實施例中，安裝鋼板為盆式安裝鋼板，盆式安裝鋼板的底部設(shè)有排油孔，有排油孔可排出臺面廢油，排油孔的位置處設(shè)有密封嘴，排油孔與一排油管道連通，排油管道上設(shè)有截止閥。

本實施例中，液壓系統(tǒng)故障模擬與拆裝試驗臺采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護套的高強度安全型實訓(xùn)導(dǎo)線，具有接地保護、漏電保護、過載保護、液壓泵防反轉(zhuǎn)保護功能，安全性高。

本實施例中，液壓系統(tǒng)常見的故障現(xiàn)象體現(xiàn)為泄漏故障、彈簧故障、堵塞故障、摩擦卡死類故障、油液污染類故障、電器故障等。具體的，故障模擬實驗內(nèi)容包括液壓壓力閥、液壓方向閥、液壓流量閥、液壓執(zhí)行元件、液壓泵的故障模擬、診斷與處理以及液壓系統(tǒng)的常見故障模擬、診斷與處理。其中，液壓壓力閥的故障模擬、診斷與處理包括溢流閥與壓力控制回路、減壓閥與壓力控制回路、順序閥-壓力控制回路的故障模擬、診斷與處理；液壓方向閥的故障模擬、診斷與處理包括換向閥與換向控制回路、液控單向閥的故障模擬、診斷與分析；液壓流量閥的故障模擬、診斷與處理包括節(jié)流閥與速度控制回路、調(diào)速閥與速度控制回路的故障模擬、診斷與處理。

本實施例中，液壓系統(tǒng)的拆裝模擬實驗包括基本回路組合拼接實驗、液壓元件拆裝操作實驗、液壓傳動系統(tǒng)組成示范演示實驗、液壓傳動各元部件結(jié)構(gòu)及工作原理觀摩、拆裝實驗、液壓油的更換、油箱清洗實驗等。通過液壓系統(tǒng)各部分的模擬試驗，使操作人員可快速掌握液壓系統(tǒng)具體組成結(jié)構(gòu)及操作技巧。

本實施例中，液壓系統(tǒng)常見故障形式多種多樣，各種故障之間存在一定的內(nèi)在聯(lián)系，主要有：

一、電磁換向閥類故障：(1)彈簧變形或斷裂會導(dǎo)致閥無法換向，使系統(tǒng)無法工作。電磁閥彈簧變形或斷裂故障模擬通過人為損壞電磁閥彈簧，采用更換同類兩種閥來實現(xiàn)；(2)閥芯不能移動：閥芯表面劃傷、閥體內(nèi)孔劃傷、油液污染使閥芯卡阻、閥芯彎曲，卸開換向閥，仔細清洗，研磨修復(fù)內(nèi)存油直或更換閥芯，閥芯與閥體內(nèi)孔配合間隙不當(dāng)，間隙過大，閥芯在閥體內(nèi)歪斜，使閥芯卡住；間隙過小，摩擦阻力增加，使閥芯移不動。

二、先導(dǎo)溢流閥類故障：(1)調(diào)正彈簧折斷或未裝入，(2)錐閥或鋼球未裝，(3)錐閥碎裂。這樣會使系統(tǒng)壓力完全加不上去，這些故障可以通過人為損壞，對于彈簧折斷和錐閥碎裂采用更換同類兩種閥來實現(xiàn)，其它可以拆開溢流閥去掉錐閥或鋼球來實現(xiàn)。

三、溢流閥類故障，系統(tǒng)壓力升不高，原因主要是(1)主閥芯錐面磨損或不圓，閥座錐面磨損或不圓；(2)錐面處有臟物粘?。?3)錐面與閥座由于機械加工誤差導(dǎo)致的不同心；(4)主閥芯與閥座配合不好，主閥芯有別勁或損壞，使閥芯與閥座配合不嚴密；(5)主閥壓蓋處有泄漏，如密封墊損壞，裝配不良，壓蓋螺釘有松動等。上述解決方法是：(1)更換或修配溢流閥體或主閥芯及閥座，(2)清洗溢流閥使之配合良好或更換不合格元件，(3)拆卸主閥調(diào)正閥芯，更換破損密封墊。消除泄漏使密封良好。上述故障都可以人為適成。采用更換同類損壞零件來實現(xiàn)。

四、先導(dǎo)閥調(diào)正彈簧彎曲或太短、太軟，致使錐閥與閥座結(jié)合處封閉性差，如錐閥與閥座磨損，錐閥接觸面不圓，接觸面太寬，容易進入臟物，或被膠質(zhì)粘住。解決方法是：更換不合格件或檢修先導(dǎo)閥，使之達到使用要求。以上主要是常用的電磁換向閥和溢流閥的故障模擬。

五、閥的阻尼孔堵塞：在節(jié)流孔或阻尼孔設(shè)置可旋進旋出的調(diào)節(jié)螺釘，通過調(diào)節(jié)螺釘改變通流面積實現(xiàn)堵塞的效果；(2)過濾器的堵塞：人為造成系統(tǒng)污染。

六、液壓系統(tǒng)壓力突然升高的原因：(1)由于主閥芯零件工作不靈敏，在關(guān)閉狀態(tài)時突然被卡死；②加工的液壓元件精度低，裝配質(zhì)量差，油液過臟等原因；(2)先導(dǎo)閥閥芯與閥座結(jié)合面粘住脫不開，造成系統(tǒng)不能實現(xiàn)正常卸荷；調(diào)正彈簧彎曲“別勁”，其解決方法：清洗主閥閥體，修配更換失效零件。

七、液壓系統(tǒng)壓力突然下降的主要原因：(1)主閥芯阻尼孔突然被堵；主閥蓋處密封墊突然破損；主閥芯工作不靈敏，在開啟狀態(tài)突然卡死，如零件加工精度低，裝配質(zhì)量差，油液過臟等；先導(dǎo)閥芯突然破裂，調(diào)正彈簧突然折斷、(2)遠控口電磁閥電磁鐵突然斷電使溢流閥卸荷；遠控口管接頭突然脫口或管子突然破裂。解決方法：(1)清洗液壓閥類元件，如果是閥類元件被堵，則還應(yīng)過濾油液；(2)更換破損元件檢修失效零件；(3)檢查消除電氣故障。

八、齒輪泵常見故障：齒輪泵側(cè)板磨損，齒輪磨損主要是輪齒嚙合面的磨損，由于長時間承受壓力，嚙合時碰撞和摩擦，產(chǎn)生疲勞點蝕、剝落.造成輪齒的齒向誤差與齒形誤差、傳動時產(chǎn)生沖擊，同時使密封不嚴，造成內(nèi)泄漏，導(dǎo)致液壓油溫度升高，系統(tǒng)壓力，流量波動。齒輪磨損故障模擬設(shè)置通過人工打磨主動齒上輪齒的嚙合面，使其嚙合曲線尖形、模擬疲勞點蝕、剝落。側(cè)板磨損導(dǎo)致齒輪泵的軸向泄漏。軸向泄漏是齒輪泵內(nèi)泄漏的主要途徑、占齒輪泵總泄漏量的75％-80％，側(cè)板磨損會導(dǎo)致液壓泵的容積效率低下。

九、油液變化對系統(tǒng)的影響：

打開系統(tǒng)中的加熱器使油溫升高，高于80℃，溫度越高，油的運動粘度變低，泵的泄漏量就會增大，效率也就降低。通過單獨的冷卻系統(tǒng)降低油液溫度，溫度低的話，油的運動粘度變大，會影響泵的正常運轉(zhuǎn)，會造成流動過程能耗增加，對閥的正常工作影響也是很大的，閥芯容易卡住。

十、其他

(1)電機反轉(zhuǎn)：三相電機的相序接反，點動電機看油泵是否有油排出。

(2)電氣連接故障：電磁閥電磁鐵鐵心軸線與閥芯軸線同軸度不良拆卸電磁鐵重新裝配，供電電壓太高，按規(guī)定電壓值來糾正供電電壓。

本實施例中，油泵的檢測包括：(1)打開主泵，系統(tǒng)溢流閥壓力調(diào)到25MPa，打開背壓閥，脫開加載油缸，測量油在空載和加載時的流量，根據(jù)容積效率變化來判斷油泵性能好壞。在整個測試過程中，旁路節(jié)流閥打開、節(jié)流閥和打開，油缸退回，電磁閡右位接通.用溢流閥加載，測試流過流量計流量的變化；(2)噪聲與振動檢測，關(guān)閉主泵吸油口處的節(jié)流閥觀察油泵噪聲與壓力脈動的大小，由判斷是吸油不足所致。

本實施例中，液壓缸的故障模擬包括：工作時電磁閥左位接通，液壓缸正向行程，電磁處于右位時，液壓缸反向行程。調(diào)節(jié)節(jié)流閥開口大小模擬，液壓缸的內(nèi)泄漏大小，處于關(guān)閉狀態(tài)時，無泄漏。調(diào)節(jié)節(jié)流閥開口大小分別模擬液壓無桿、有桿腔外泄漏量的大小，當(dāng)處于關(guān)閉狀態(tài)時，液壓缸無外泄漏。用加載油缸來調(diào)節(jié)液壓缸工作時的不同負載，掌握液壓缸在不同負載時的泄漏及動態(tài)特性。液壓缸爬行故障模擬通過調(diào)節(jié)溢流閥，增加液壓缸負載和調(diào)節(jié)泄漏量來模擬液壓缸的爬行

本實施例中個，液壓泵的故障可設(shè)置A、B泵故障、也可通過吸油旁路設(shè)置一故障點，模擬吸油不暢、吸空等故障。油溫過高引起的系統(tǒng)故障，可在油箱內(nèi)設(shè)置加熱管，人為升高系統(tǒng)油溫。

本實施例中，溢流閥常見的故障分析包括：(1)調(diào)壓不正常原因及故障排除。故障現(xiàn)象：當(dāng)溢流閥壓力調(diào)整高于某一壓力值時，系統(tǒng)會發(fā)出象吹笛一樣的尖叫聲。此時，可看到壓力表指針劇烈振動，此時噪聲來自溢流閥。產(chǎn)生原因：溢流閥主閥芯卡住、溢流閥回油液流波動等情況。原因分析：溢流閥主閥芯與閥體、閥蓋有兩處滑動配合，如果閥體和閥蓋裝配后的內(nèi)孔同軸度偏差超出規(guī)定要求，主閥芯就不能靈活運動，而是貼在內(nèi)孔的某一側(cè)作不正常的運動。當(dāng)壓力調(diào)整到一定值的時候，就必然激起主閥芯振動。而這種振動不是主閥芯在工作運動中的正常運動，而是主閥芯卡在某一位置(此時因主閥芯同時承受液壓卡緊力)而激起的高頻振動。這種高頻振動必將引起彈簧，特別是先導(dǎo)閥的錐閥調(diào)壓彈簧的強烈振動，并發(fā)出異常噪聲。故障排除：首選調(diào)整閥蓋，并調(diào)整主閥芯同軸度，使主閥芯能靈活運動，無卡死現(xiàn)象。然后按裝配工藝壓，依照一定的順序用定扭矩扳手擰緊，使擰緊力矩基本相同。當(dāng)閥蓋孔有偏心時，應(yīng)進行修磨，消除偏心，主閥芯與閥體配合滑動面若有污物，應(yīng)清洗干凈，目的是保證主閥芯滑動靈活，避免產(chǎn)生振動和噪聲。(2)溢流閥控制腔壓力不穩(wěn)定的原因及故障排除。故障現(xiàn)象：在壓力控制回路中，在進行調(diào)試時，系統(tǒng)發(fā)出劇烈的振動和噪聲。產(chǎn)生原因：由于增大了溢流閥的控制容腔(導(dǎo)閥前腔)的容積，容積的容腔越大越不穩(wěn)定，并且長管路中容易存在一些空氣，系統(tǒng)控制閥控制時起，其壓力波動大，引起先導(dǎo)閥(或主閥)的自激振蕩而產(chǎn)生噪聲。此種噪聲又稱之為高頻嘯叫聲。故障排除：當(dāng)對溢流閥進行遠程調(diào)壓或卸荷時，一般應(yīng)使遠程控制管路短，越細越好，以減小容腔。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實施例對本實用新型進行了描述，但在不脫離本實用新型的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個實施例中所提到的各項技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本實用新型并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。