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液壓式萬能拉力試驗機的常見故障及解決方法

更新時間:2025-09-19

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液壓式萬能拉力試驗機是材料力學性能檢測的核心設備,廣泛應用于金屬、非金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲等力學試驗。在長期使用中,受液壓系統、電氣控制、機械結構等多因素影響,易出現各類故障。以下從液壓系統故障、電氣控制故障、機械結構故障、試驗數據異常四大核心維度,梳理常見故障及對應的排查與解決方法,幫助用戶高效定位問題、恢復設備正常運行。

一、液壓系統故障(最常見,占比約 60%)

液壓系統是試驗機的動力核心,由油泵、油缸、溢流閥、油管、密封圈等組成,故障多表現為 “壓力異常"“漏油"“動作卡頓",具體如下:

 

常見故障

可能原因

解決方法

1. 系統壓力上不去 / 無壓力

- 油箱油位過低,油泵吸不上油;
- 油泵磨損(葉片 / 齒輪損壞),輸出壓力不足;
- 溢流閥卡死(閥芯堵塞 / 彈簧斷裂),無法建立壓力;
- 油管破裂 / 接頭松動,液壓油泄漏;
- 油缸密封圈嚴重損壞,內泄漏。

1. 檢查油箱油位,補充至 “油標上限"(需使用專用抗磨液壓油,如 46#);
2. 拆檢油泵:若葉片磨損,更換同型號葉片;若齒輪崩齒,直接更換油泵;
3. 清洗溢流閥:拆卸閥芯,用煤油沖洗雜質,若彈簧斷裂,更換匹配彈簧;
4. 檢查油管 / 接頭,更換破裂油管,擰緊松動接頭(建議用扭矩扳手按標準力矩緊固);
5. 拆檢油缸,更換磨損的密封圈(需匹配材質,如丁腈橡膠用于普通液壓油)。

2. 系統壓力過高,無法調節

- 溢流閥調整不當(壓力設定過高);
- 溢流閥閥芯卡死于關閉位置;
- 電氣控制中 “壓力繼電器" 故障,無法觸發卸壓。

1. 按設備說明書重新校準溢流閥:緩慢調節旋鈕,觀察壓力表,直至壓力穩定在試驗所需值(不可超過設備額定壓力,如 300kN 機型通常額定壓力 25MPa);
2. 拆卸溢流閥,用細砂紙打磨閥芯毛刺,煤油清洗后裝回;
3. 檢測壓力繼電器:用萬用表測量觸點通斷,若故障,更換同型號繼電器。

3. 油缸動作卡頓 / 不平穩

- 液壓油污染(混入雜質 / 水分),導致閥芯卡滯;
- 油泵吸油濾網堵塞,油液流量不足;
- 油缸內有空氣,形成 “氣阻";
- 油缸活塞桿彎曲,運行時卡澀。

1. 更換液壓油:排空舊油,用煤油清洗油箱、油管,加入新油并過濾;
2. 拆卸吸油濾網,用壓縮空氣吹凈雜質,或直接更換濾網;
3. 排除空氣:啟動設備,讓油缸慢速往復運動 5-10 次,打開油缸頂部排氣閥放氣;
4. 檢查活塞桿:用百分表測量直線度,若彎曲超差(通常要求≤0.1mm/m),需校直或更換活塞桿。

4. 液壓油泄漏(外部)

- 油管接頭密封墊老化 / 損壞;
- 油缸端蓋密封圈磨損;
- 閥門(如截止閥)閥芯密封失效。

1. 更換接頭密封墊:選擇同規格耐油墊片(如丁腈橡膠墊),安裝時確保無偏移;
2. 更換油缸端蓋密封圈:拆下端蓋,清理密封槽雜質,涂抹液壓油后裝新密封圈;
3. 修復或更換閥門:若閥芯磨損,研磨閥芯;若無法修復,直接更換閥門。

二、電氣控制故障(影響試驗精度與安全性)

電氣系統負責控制設備啟停、速度調節、數據采集,故障多表現為 “設備不啟動"“數據不準"“保護停機",具體如下:

 

常見故障

可能原因

解決方法

1. 設備無法啟動

- 總電源未接通(空開跳閘 / 插頭松動);
- 急停按鈕未復位(按下后卡住);
- 控制回路熔斷器燒毀(如 2A 保險管);
- 電機(油泵電機)故障(繞組燒毀 / 接線松動)。

1. 檢查電源:確認空開閉合,插頭插緊,用萬用表測量電源電壓(需符合設備要求,如 AC 380V/220V);
2. 旋轉急停按鈕至 “彈出" 位置,檢查按鈕觸點是否復位;
3. 更換熔斷器:打開保險盒,更換同規格保險管(不可用大容量保險管替代,避免燒毀電路);
4. 檢測電機:用萬用表測量電機繞組絕緣電阻(需≥0.5MΩ),若短路 / 斷路,需維修或更換電機;檢查電機接線端子,擰緊松動導線。

2. 試驗速度無法調節

- 調速電位器損壞(觸點磨損,阻值不穩定);
- 速度控制模塊(如變頻器 / 可控硅)故障;
- 電機轉速反饋傳感器(如編碼器)失靈。

1. 更換調速電位器:斷電后拆卸電位器,測量阻值變化,若跳躍式變化,更換同型號電位器;
2. 檢測速度控制模塊:用示波器觀察輸出信號,若無信號或信號異常,維修或更換模塊(需專業人員操作);
3. 檢查編碼器:清潔編碼器探頭,測量輸出脈沖信號,若無信號,更換編碼器。

3. 力值 / 位移數據不準

- 力傳感器校準過期 / 損壞(如應變片脫落);
- 位移傳感器(如光柵尺)污染 / 錯位;
- 數據采集卡故障,信號傳輸異常。

1. 校準力傳感器:聯系第三方計量機構,按國家標準(如 GB/T 16825)重新校準,若損壞,更換同量程傳感器(需注意精度等級,如 0.5 級);
2. 清潔位移傳感器:用無塵布蘸酒精擦拭光柵尺讀數頭,調整讀數頭與光柵尺的間隙(通常 0.1-0.2mm);
3. 檢測數據采集卡:重新插拔采集卡,檢查驅動程序,若故障,更換采集卡并重新安裝軟件。

4. 設備啟動后立即停機

- 過載保護觸發(試驗力超過額定值 110%);
- 行程限位開關故障(如上限 / 下限開關誤觸發);
- 溫控系統報警(液壓油溫度過高,通常≥60℃)。

1. 復位過載保護:檢查試驗力是否超過額定值,若未超,按下過載復位按鈕;
2. 檢查限位開關:手動觸發開關,觀察是否有 “咔嗒" 聲,用萬用表測量通斷,若故障,更換限位開關;
3. 降溫處理:關閉設備,打開油箱散熱,若溫度持續過高,檢查冷卻風扇是否損壞,更換風扇。

三、機械結構故障(影響試驗穩定性與夾具可靠性)

機械結構包括機架、橫梁、夾具、傳動部件,故障多表現為 “橫梁卡死"“夾具打滑"“機架異響",具體如下:

 

常見故障

可能原因

解決方法

1. 橫梁升降卡死 / 卡頓

- 橫梁導軌潤滑不足,摩擦力過大;
- 導軌內混入雜質,導致卡滯;
- 傳動絲杠(如滾珠絲杠)磨損 / 變形,運行不暢。

1. 潤滑導軌:用黃油槍向導軌潤滑點注入專用潤滑脂(如鋰基潤滑脂),往復移動橫梁使潤滑均勻;
2. 清潔導軌:用毛刷清理導軌槽雜質,用酒精擦拭導軌表面;
3. 檢查絲杠:拆卸絲杠防護罩,檢查絲杠磨損情況,若磨損嚴重,更換絲杠;若變形,需校直。

2. 夾具夾不住試樣(打滑)

- 夾具鉗口磨損(齒形變平),摩擦力不足;
- 夾具夾緊力不足(油缸壓力不夠 / 夾緊螺栓松動);
- 試樣尺寸與夾具不匹配(如試樣過細,鉗口無法有效咬合)。

1. 修復或更換鉗口:若磨損較輕,用銑刀重新銑出齒形;若磨損嚴重,更換同規格鉗口;
2. 調整夾緊力:檢查夾緊油缸壓力,若不足,調節溢流閥;擰緊夾具夾緊螺栓(需對稱緊固);
3. 更換匹配夾具:根據試樣尺寸(如直徑、厚度)選擇對應的鉗口或專用夾具(如板試樣夾具、圓試樣夾具)。

3. 試驗過程中機架異響

- 機架連接螺栓松動(如立柱與上下橫梁的連接螺栓);
- 油缸與橫梁連接部位磨損,間隙過大;
- 傳動部件(如齒輪、皮帶)磨損,嚙合不良。

1. 緊固機架螺栓:用扭矩扳手按設備說明書要求的力矩(如 M20 螺栓力矩 80-100N?m)緊固所有連接螺栓;
2. 調整油缸連接間隙:在油缸與橫梁連接處加裝薄墊片,減小間隙;
3. 潤滑或更換傳動部件:向齒輪嚙合處注入齒輪油,若皮帶磨損,更換同型號皮帶。

四、試驗數據異常(直接影響檢測結果有效性)

數據異常是設備故障的 “最終表現",需結合液壓、電氣、機械系統綜合排查,常見情況如下:

 

常見故障

可能原因

解決方法

1. 力值顯示為 0 或波動大

- 力傳感器未連接(信號線松動 / 斷裂);
- 傳感器零點漂移(未校準或環境溫度變化大);
- 液壓油中氣泡過多,壓力波動。

1. 檢查傳感器線路:重新插拔信號線,用萬用表測量線路通斷,若斷裂,焊接或更換導線;
2. 重新校準零點:在無負載狀態下,執行 “零點校準" 操作,若漂移嚴重,環境溫度穩定后(通常 20±5℃)再校準;
3. 排除液壓油氣泡(參考 “油缸動作卡頓" 的排氣方法)。

2. 斷裂力值偏低 / 偏高

- 試樣安裝偏心(受力不垂直,產生附加彎矩);
- 力傳感器校準誤差(如校準值偏大 / 偏小);
- 試驗速度過快 / 過慢(超出標準要求,如金屬拉伸標準速度 5-50mm/min)。

1. 調整試樣安裝:確保試樣軸線與油缸軸線重合,夾緊時避免試樣偏移;
2. 重新校準力傳感器(聯系計量機構);
3. 按試驗標準調整速度(如 GB/T 228.1 金屬拉伸試驗標準)。

3. 位移顯示不準(如 “不動" 或 “跳數")

- 位移傳感器(光柵尺)未通電 / 信號線松動;
- 光柵尺讀數頭被污染(如油污、灰塵);
- 數據采集軟件參數設置錯誤(如位移倍率設置不對)。

1. 檢查傳感器供電與線路:確認傳感器電源正常(如 DC 24V),重新插拔信號線;
2. 清潔光柵尺讀數頭(參考 “電氣控制故障" 中的方法);
3. 檢查軟件參數:進入軟件 “參數設置",確認位移倍率與傳感器實際參數一致(如光柵尺分辨率 0.001mm,倍率設為 1)。

五、日常維護建議(減少故障發生率)

液壓系統維護:每 3-6 個月更換一次液壓油,定期清潔吸油濾網和油箱;每次開機前檢查油位和漏油情況,避免油位過低導致油泵空轉。

電氣系統維護:每月檢查一次接線端子、熔斷器、急停按鈕,確保觸點接觸良好;定期清潔控制柜內灰塵(用壓縮空氣),避免潮濕環境導致電路短路。

機械結構維護:每周對橫梁導軌、絲杠涂抹潤滑脂;每次試驗后清潔夾具鉗口,避免試樣殘渣影響夾緊效果;定期檢查機架螺栓緊固情況。

校準與檢定:按國家標準(如 JJG 139 拉力試驗機檢定規程),每年至少進行一次設備整體校準,確保力值、位移精度符合要求。

通過以上故障排查方法和日常維護,可有效延長液壓式萬能拉力試驗機的使用壽命,保證試驗數據的準確性和可靠性。若遇到復雜故障(如液壓系統整體失效、電氣控制板燒毀),建議聯系設備廠家或專業維修人員,避免自行拆解導致二次損壞。


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