引起液压爬行因素及消除方法

  在液压传动系统中，当液压缸或液压马达低速运行时，可能产生时断时续的速度不均匀的运动现象，这种现象称为爬行。爬行使运动件产生目光不易觉察的振动，显著的爬行使运动件产生大距离的跳动。

  爬行现象发生在低速相对运动中，是因为低速时润滑油形成油膜的能力减弱，油膜厚度较薄，油膜承受不了运动件的质量而部分被破坏，使相对运动件凸起部分发生直接接触并承受一部分负荷。由于接触面积小，压力高而发生塑性变形和局部高温，进一步促使润滑油膜破坏，使摩擦面的摩擦阻力发生变化。运动件快速相对运动时，润滑油的油膜作用强，形成的润滑油膜厚度较接触面凹凸不平的高度大，运动件在油膜上滑动，因此摩擦力很小。

  液压系统中的爬行是一种十分有害的现象。比如在金属切削机床液压系统中，爬行不仅会影响加工精度、表面粗糙度，而且会缩短机构或刀具的使用寿命。因此，分析爬行原因和消除爬行现象是非常重要的。

  1. 工作介质刚性差引起爬行

  液压系统的工作介质通常为液压油。空气进入油液中后，一部分溶入压力油，其余部分就形成气泡浮游在压力油中。因为空气有压缩性，使液压油产生明显的弹性。如图16-48a所示，液压缸中有了空气，从左腔通入压力油，工作台开始运动时需要克服工作台导轨和床身导轨之间较大的静摩擦阻力，这时左腔的气泡尚未压缩，工作台不动。当左腔中的压力达到一定值后，气泡受压，体积缩小，如图16-48b所示，工作台导轨与床身导轨之间的静摩擦力变为动摩擦力，阻力减小，左腔压力也随之降低，气泡膨胀，使工作台向前跳动。由于这一跳动，右边排油腔的气泡突然被压缩而体积缩小，如图16-48c所示，阻力增加，使工作台速度减慢或停止，又变成起动时的状况。当左腔压力又恢复到能克服静摩擦阻力时，工作台又进入如上所述的循环过程，即随着液压系统的工作循环而产生反复的压缩与膨胀，形成爬行。

图16-48 气泡引起的爬行安装在油漆

  消除方法是：防止空气进入液压系统，使系统中各部位的局部压力不低于空气分离压等。

  2. 液压元件中的零件磨损、间隙大引起爬行

  液压元件中的零件磨损、间隙过大，将引起流量和压力不足或严重波动而产生爬行。

  (1)运动件低速运动引起爬行 运动件低速运动时，一旦发生了干摩擦或半干摩擦，阻力增加，这时要求液压泵提高压力。但由于液压泵间隙大而严重漏油，不能适应执行元件因阻力的变化而形成的压力变化，结果使执行机构的速度减慢或停止。待压力升高到能克服静摩擦力时，执行元件又向前跳跃，压力降低，工作台速度又减慢或停止。如此反复循环而产生爬行。

  消除方法是：对液压泵内磨损严重的零件进行修复或更换新件，装配时保证规定的间隙，以减少液压泵的泄漏。

  (2)控制阀失灵引起爬行 各种控制阀的阻尼孔及节流口被污物堵塞，阀芯移动不灵活等，将使系统压力波动大。如溢流阀失灵，调定的压力不稳定，则对执行元件的推力时大时小，运动速度时快时慢。又如当节流阀的节流口很小时，油中杂质和污物很容易附着在节流口处，油液高速流动产生高温，油液中析出的沥青颗粒积聚在节流口处，使流量减小，压力增大然后压力脉动又将污物或杂质从节流口处冲走，又使通过节流口的流量增加。如此反复造成爬行。

  消除方法是∶采用各种过滤器防止杂质进入液压系统，保持油液清洁，定期更换陈油，加强维护保养以防液压油污染。

  (3)元件磨损引起爬行 由于阀类零件磨损，使配合间隙增大，部分高压油与低压油互通，引起压力不足。如液压缸活塞与缸体内孔配合间隙因磨损而增大，高压腔压力油通过此间隙流到低压腔，使液压缸两腔压差减小。以致推力减小。在低速时因摩擦力的变化而产生爬行。

  消除方法是∶检验各零件的配合间隙，研磨或珩磨阀孔和缸孔，重新加工阀芯和活塞，使配合间隙在规定的公差范围内，并要保证零件的尺寸和几何精度要求，检验密封件，若密封件有缺陷，应更换新件。

  3.摩擦阻力变化引起爬行

  (1)液压缸出现故障引起爬行 液压缸的中心线与所要求的运动轨迹不平行，活塞杆局部或全长弯曲，缸筒内圆被拉毛刮伤，活塞与活塞杆不同轴，缸筒精度达不到技术要求，活塞杆两端油封调整过紧等因素会引起爬行。

  消除方法是：逐项检验液压缸的精度及损伤情况，并进行修复，不能修复的零件应更换新件，液压缸的安装精度应符合技术要求。

  (2)润滑油不良引起爬行 执行机构相对运动件的接触面间润滑油不充分或润滑油选用不当会引起爬行。消除方法是调节润滑油的压力和流量。润滑油的流量应适当，若流量过大，会产生运动件上浮，影响加工精度。润滑压力一般在0.05~0.15MPa范围内为宜。相对运动件在运动过程中，摩擦与润滑是交织在一起的，若两摩擦面间有一薄层(0.005-0.008mm)润滑油膜，则摩擦大大减弱。一般，提高油液的粘度能提高油膜的强度，并对爬行与振动均有阻尼吸收作用。