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液压式万能拉力试验机的常见故障及解决方法

更新时间:2025-09-19

阅读:217

液压式万能拉力试验机是材料力学性能检测的核心设备,广泛应用于金属、非金属材料的拉伸、压缩、弯曲等力学试验。在长期使用中,受液压系统、电气控制、机械结构等多因素影响,易出现各类故障。以下从液压系统故障、电气控制故障、机械结构故障、试验数据异常四大核心维度,梳理常见故障及对应的排查与解决方法,帮助用户高效定位问题、恢复设备正常运行。

一、液压系统故障(最常见,占比约 60%)

液压系统是试验机的动力核心,由油泵、油缸、溢流阀、油管、密封圈等组成,故障多表现为 “压力异常"“漏油"“动作卡顿",具体如下:

 

常见故障

可能原因

解决方法

1. 系统压力上不去 / 无压力

- 油箱油位过低,油泵吸不上油;
- 油泵磨损(叶片 / 齿轮损坏),输出压力不足;
- 溢流阀卡死(阀芯堵塞 / 弹簧断裂),无法建立压力;
- 油管破裂 / 接头松动,液压油泄漏;
- 油缸密封圈严重损坏,内泄漏。

1. 检查油箱油位,补充至 “油标上限"(需使用专用抗磨液压油,如 46#);
2. 拆检油泵:若叶片磨损,更换同型号叶片;若齿轮崩齿,直接更换油泵;
3. 清洗溢流阀:拆卸阀芯,用煤油冲洗杂质,若弹簧断裂,更换匹配弹簧;
4. 检查油管 / 接头,更换破裂油管,拧紧松动接头(建议用扭矩扳手按标准力矩紧固);
5. 拆检油缸,更换磨损的密封圈(需匹配材质,如丁腈橡胶用于普通液压油)。

2. 系统压力过高,无法调节

- 溢流阀调整不当(压力设定过高);
- 溢流阀阀芯卡死于关闭位置;
- 电气控制中 “压力继电器" 故障,无法触发卸压。

1. 按设备说明书重新校准溢流阀:缓慢调节旋钮,观察压力表,直至压力稳定在试验所需值(不可超过设备额定压力,如 300kN 机型通常额定压力 25MPa);
2. 拆卸溢流阀,用细砂纸打磨阀芯毛刺,煤油清洗后装回;
3. 检测压力继电器:用万用表测量触点通断,若故障,更换同型号继电器。

3. 油缸动作卡顿 / 不平稳

- 液压油污染(混入杂质 / 水分),导致阀芯卡滞;
- 油泵吸油滤网堵塞,油液流量不足;
- 油缸内有空气,形成 “气阻";
- 油缸活塞杆弯曲,运行时卡涩。

1. 更换液压油:排空旧油,用煤油清洗油箱、油管,加入新油并过滤;
2. 拆卸吸油滤网,用压缩空气吹净杂质,或直接更换滤网;
3. 排除空气:启动设备,让油缸慢速往复运动 5-10 次,打开油缸顶部排气阀放气;
4. 检查活塞杆:用百分表测量直线度,若弯曲超差(通常要求≤0.1mm/m),需校直或更换活塞杆。

4. 液压油泄漏(外部)

- 油管接头密封垫老化 / 损坏;
- 油缸端盖密封圈磨损;
- 阀门(如截止阀)阀芯密封失效。

1. 更换接头密封垫:选择同规格耐油垫片(如丁腈橡胶垫),安装时确保无偏移;
2. 更换油缸端盖密封圈:拆下端盖,清理密封槽杂质,涂抹液压油后装新密封圈;
3. 修复或更换阀门:若阀芯磨损,研磨阀芯;若无法修复,直接更换阀门。

二、电气控制故障(影响试验精度与安全性)

电气系统负责控制设备启停、速度调节、数据采集,故障多表现为 “设备不启动"“数据不准"“保护停机",具体如下:

 

常见故障

可能原因

解决方法

1. 设备无法启动

- 总电源未接通(空开跳闸 / 插头松动);
- 急停按钮未复位(按下后卡住);
- 控制回路熔断器烧毁(如 2A 保险管);
- 电机(油泵电机)故障(绕组烧毁 / 接线松动)。

1. 检查电源:确认空开闭合,插头插紧,用万用表测量电源电压(需符合设备要求,如 AC 380V/220V);
2. 旋转急停按钮至 “弹出" 位置,检查按钮触点是否复位;
3. 更换熔断器:打开保险盒,更换同规格保险管(不可用大容量保险管替代,避免烧毁电路);
4. 检测电机:用万用表测量电机绕组绝缘电阻(需≥0.5MΩ),若短路 / 断路,需维修或更换电机;检查电机接线端子,拧紧松动导线。

2. 试验速度无法调节

- 调速电位器损坏(触点磨损,阻值不稳定);
- 速度控制模块(如变频器 / 可控硅)故障;
- 电机转速反馈传感器(如编码器)失灵。

1. 更换调速电位器:断电后拆卸电位器,测量阻值变化,若跳跃式变化,更换同型号电位器;
2. 检测速度控制模块:用示波器观察输出信号,若无信号或信号异常,维修或更换模块(需专业人员操作);
3. 检查编码器:清洁编码器探头,测量输出脉冲信号,若无信号,更换编码器。

3. 力值 / 位移数据不准

- 力传感器校准过期 / 损坏(如应变片脱落);
- 位移传感器(如光栅尺)污染 / 错位;
- 数据采集卡故障,信号传输异常。

1. 校准力传感器:联系第三方计量机构,按国家标准(如 GB/T 16825)重新校准,若损坏,更换同量程传感器(需注意精度等级,如 0.5 级);
2. 清洁位移传感器:用无尘布蘸酒精擦拭光栅尺读数头,调整读数头与光栅尺的间隙(通常 0.1-0.2mm);
3. 检测数据采集卡:重新插拔采集卡,检查驱动程序,若故障,更换采集卡并重新安装软件。

4. 设备启动后立即停机

- 过载保护触发(试验力超过额定值 110%);
- 行程限位开关故障(如上限 / 下限开关误触发);
- 温控系统报警(液压油温度过高,通常≥60℃)。

1. 复位过载保护:检查试验力是否超过额定值,若未超,按下过载复位按钮;
2. 检查限位开关:手动触发开关,观察是否有 “咔嗒" 声,用万用表测量通断,若故障,更换限位开关;
3. 降温处理:关闭设备,打开油箱散热,若温度持续过高,检查冷却风扇是否损坏,更换风扇。

三、机械结构故障(影响试验稳定性与夹具可靠性)

机械结构包括机架、横梁、夹具、传动部件,故障多表现为 “横梁卡死"“夹具打滑"“机架异响",具体如下:

 

常见故障

可能原因

解决方法

1. 横梁升降卡死 / 卡顿

- 横梁导轨润滑不足,摩擦力过大;
- 导轨内混入杂质,导致卡滞;
- 传动丝杠(如滚珠丝杠)磨损 / 变形,运行不畅。

1. 润滑导轨:用黄油枪向导轨润滑点注入专用润滑脂(如锂基润滑脂),往复移动横梁使润滑均匀;
2. 清洁导轨:用毛刷清理导轨槽杂质,用酒精擦拭导轨表面;
3. 检查丝杠:拆卸丝杠防护罩,检查丝杠磨损情况,若磨损严重,更换丝杠;若变形,需校直。

2. 夹具夹不住试样(打滑)

- 夹具钳口磨损(齿形变平),摩擦力不足;
- 夹具夹紧力不足(油缸压力不够 / 夹紧螺栓松动);
- 试样尺寸与夹具不匹配(如试样过细,钳口无法有效咬合)。

1. 修复或更换钳口:若磨损较轻,用铣刀重新铣出齿形;若磨损严重,更换同规格钳口;
2. 调整夹紧力:检查夹紧油缸压力,若不足,调节溢流阀;拧紧夹具夹紧螺栓(需对称紧固);
3. 更换匹配夹具:根据试样尺寸(如直径、厚度)选择对应的钳口或专用夹具(如板试样夹具、圆试样夹具)。

3. 试验过程中机架异响

- 机架连接螺栓松动(如立柱与上下横梁的连接螺栓);
- 油缸与横梁连接部位磨损,间隙过大;
- 传动部件(如齿轮、皮带)磨损,啮合不良。

1. 紧固机架螺栓:用扭矩扳手按设备说明书要求的力矩(如 M20 螺栓力矩 80-100N・m)紧固所有连接螺栓;
2. 调整油缸连接间隙:在油缸与横梁连接处加装薄垫片,减小间隙;
3. 润滑或更换传动部件:向齿轮啮合处注入齿轮油,若皮带磨损,更换同型号皮带。

四、试验数据异常(直接影响检测结果有效性)

数据异常是设备故障的 “最终表现",需结合液压、电气、机械系统综合排查,常见情况如下:

 

常见故障

可能原因

解决方法

1. 力值显示为 0 或波动大

- 力传感器未连接(信号线松动 / 断裂);
- 传感器零点漂移(未校准或环境温度变化大);
- 液压油中气泡过多,压力波动。

1. 检查传感器线路:重新插拔信号线,用万用表测量线路通断,若断裂,焊接或更换导线;
2. 重新校准零点:在无负载状态下,执行 “零点校准" 操作,若漂移严重,环境温度稳定后(通常 20±5℃)再校准;
3. 排除液压油气泡(参考 “油缸动作卡顿" 的排气方法)。

2. 断裂力值偏低 / 偏高

- 试样安装偏心(受力不垂直,产生附加弯矩);
- 力传感器校准误差(如校准值偏大 / 偏小);
- 试验速度过快 / 过慢(超出标准要求,如金属拉伸标准速度 5-50mm/min)。

1. 调整试样安装:确保试样轴线与油缸轴线重合,夹紧时避免试样偏移;
2. 重新校准力传感器(联系计量机构);
3. 按试验标准调整速度(如 GB/T 228.1 金属拉伸试验标准)。

3. 位移显示不准(如 “不动" 或 “跳数")

- 位移传感器(光栅尺)未通电 / 信号线松动;
- 光栅尺读数头被污染(如油污、灰尘);
- 数据采集软件参数设置错误(如位移倍率设置不对)。

1. 检查传感器供电与线路:确认传感器电源正常(如 DC 24V),重新插拔信号线;
2. 清洁光栅尺读数头(参考 “电气控制故障" 中的方法);
3. 检查软件参数:进入软件 “参数设置",确认位移倍率与传感器实际参数一致(如光栅尺分辨率 0.001mm,倍率设为 1)。

五、日常维护建议(减少故障发生率)

液压系统维护:每 3-6 个月更换一次液压油,定期清洁吸油滤网和油箱;每次开机前检查油位和漏油情况,避免油位过低导致油泵空转。

电气系统维护:每月检查一次接线端子、熔断器、急停按钮,确保触点接触良好;定期清洁控制柜内灰尘(用压缩空气),避免潮湿环境导致电路短路。

机械结构维护:每周对横梁导轨、丝杠涂抹润滑脂;每次试验后清洁夹具钳口,避免试样残渣影响夹紧效果;定期检查机架螺栓紧固情况。

校准与检定:按国家标准(如 JJG 139 拉力试验机检定规程),每年至少进行一次设备整体校准,确保力值、位移精度符合要求。

通过以上故障排查方法和日常维护,可有效延长液压式万能拉力试验机的使用寿命,保证试验数据的准确性和可靠性。若遇到复杂故障(如液压系统整体失效、电气控制板烧毁),建议联系设备厂家或专业维修人员,避免自行拆解导致二次损坏。