主提升機液壓站故障診斷方法探討

【摘 要】由液壓站、盤形制動器及電控系統(tǒng)等組成的主提升機制動系統(tǒng)使用廣泛。但在其液壓設備中，僅靠壓力表、流量計等指示的部分參數(shù)而其它參數(shù)未知，無法排除一般故障的其他可能，這給診斷液壓系統(tǒng)故障帶來很多困難。參數(shù)測量法是一種實用、新型的液壓系統(tǒng)故障診斷方法。它認為，任何液壓系統(tǒng)參數(shù)都在設定值附近，如果參數(shù)偏離了預定值，則系統(tǒng)就會出現(xiàn)故障。

【關鍵詞】主提升機 液壓站 參數(shù)測量法 故障

由液壓站、盤形制動器及電控系統(tǒng)等組成的主提升機制動系統(tǒng)使用廣泛，控制性能優(yōu)良，成本低廉。但其元器件質(zhì)量參差不齊、使用維護不正確且系統(tǒng)中各元器件和工作介質(zhì)都在封閉管路中工作，無法直觀觀察，也無法簡單使用儀器測量參數(shù)，而在液壓設備中，僅靠壓力表、流量計等指示的部分參數(shù)而其它參數(shù)未知，無法排除一般故障的其他可能，這給診斷液壓系統(tǒng)故障帶來很多困難。

現(xiàn)場由于受各種生產(chǎn)和技術因素的制約，要求維修人員根據(jù)現(xiàn)場條件和實際情況，用最簡捷方式，在盡可能短的時間內(nèi)，準確地查找故障部位和辨別原因并予以處理，恢復系統(tǒng)正常。

1 診斷液壓系統(tǒng)故障的原則

排除故障的前提是正確分析故障，根據(jù)概率學分析，系統(tǒng)故障發(fā)生并非偶然，總有預兆并且只有預兆發(fā)展到一定程度才會產(chǎn)生。故障的原因復雜多樣，毫無固定規(guī)律。但根據(jù)概率統(tǒng)計約百分之九十的液壓系統(tǒng)故障是由于介質(zhì)污染和維護管理不善導致的，為了迅速、正確地診斷故障，必須充分掌握液壓故障的特征和規(guī)律，這是故障診斷的基礎。

（1）首先判斷液壓系統(tǒng)的工作條件和外圍環(huán)境是否正常。首先判斷是設備機械部分故障、電器控制部分故障或者液壓系統(tǒng)本身的故障，同時檢查液壓系統(tǒng)的各種正常運行條件是否滿足。（2）區(qū)域判斷。根據(jù)故障現(xiàn)象和特征確定故障相關區(qū)域，并且逐步縮減發(fā)生故障的范圍，檢測區(qū)域內(nèi)各元器件狀況，分析發(fā)生原因，最終查找故障部位。（3）掌握故障種類進行綜合分析，根據(jù)最終的故障現(xiàn)象，逐步深入查尋直接的或間接的多種可能原因，為避免盲目性，必須根據(jù)基本系統(tǒng)原理，綜合進行分析、邏輯判斷，逐步減少排除懷疑對象，最終查找故障位置。（4）故障診斷是建立在運行日志及某些系統(tǒng)參數(shù)基礎之上的。系統(tǒng)運行日志的建立為預防、發(fā)現(xiàn)和處理故障提供了科學依據(jù)而設備運行故障分析表則是使用經(jīng)驗的高度概括總結，有助于對故障現(xiàn)象迅速做出判斷；具備一定檢測手段后方可對故障做出準確的定量分析。（5）可能故障原因的驗證，一般從最可能的故障原因或最容易檢查的地方開始，這樣可減少拆卸量，提高診斷速度。

2 故障診斷方法

作為目前查找液壓系統(tǒng)故障的傳統(tǒng)方法，邏輯分析逐步逼近法的基本思路是綜合分析、條件判斷。首先維修人員通過望、聞、觸和簡單的測試以及對液壓系統(tǒng)原理的理解，根據(jù)經(jīng)驗判斷發(fā)生故障的原因。液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的根源有許多種可能性。采用邏輯代數(shù)方法，將所有可能故障原因列表，然后根據(jù)先易后難原則逐一進行邏輯判斷，逐項逼近，最終找出故障原因和引起故障的具體條件。

在故障診斷過程中此法要求維修人員不僅具有液壓系統(tǒng)基礎知識還要有較強的分析能力，方可保證診斷的效率和準確性。并且診斷過程較繁瑣，須經(jīng)過大量的檢查、驗證，而且只能是定性地分析，診斷的故障原因不夠準確。傳統(tǒng)的故障診斷方法已遠不能滿足現(xiàn)代液壓系統(tǒng)的要求，為減少系統(tǒng)故障檢測的盲目性和經(jīng)驗性以及拆裝工作量，急需采用現(xiàn)代故障診斷方法。

近年來，隨著液壓系統(tǒng)向大型化、連續(xù)生產(chǎn)、自動控制方向發(fā)展，又出現(xiàn)了多種現(xiàn)代故障診斷方法。如鐵譜診斷，借助磁力從介質(zhì)中分離出來的各種金屬磨粒，分析其數(shù)量、特性、尺寸、材料以及分布規(guī)律等情況，及時、準確地判斷出系統(tǒng)中元件的磨損狀況等。而且可對介質(zhì)進行定量的分析和評估，做到實時檢測和故障預防。再如基于人工智能專家診斷系統(tǒng)，它通過計算機模仿有經(jīng)驗豐富的專家在這一領域的方法來解決這個問題。通過人機界面將故障現(xiàn)象輸入計算機，計算機根據(jù)輸入的現(xiàn)象以及知識庫的知識，推算出可能的故障的原因，然后通過人機接口輸出，并提出維護方案和預防措施。這些先進方法給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來美好的遠景，并為液壓系統(tǒng)故障診斷自動化奠定了堅實的基礎。但是這些方法需要昂貴的測試設備和精密的傳感控制系統(tǒng)和計算機處理系統(tǒng)，有些方法研究起來有一定困難，目前并不適和現(xiàn)場使用。下面介紹一種簡單、實用的液壓系統(tǒng)故障診斷方法。

2.1基于參數(shù)測量的故障診斷系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)的工作是正常的，關鍵取決于兩個主要工作參數(shù)即壓力和流量是否在正常工作條件，以及系統(tǒng)參數(shù)如溫度和速度的傳動裝置是否正常。液壓系統(tǒng)故障現(xiàn)象是多方面的，問題的原因也是多種因素的結合。相同的因素可能會導致不同的故障現(xiàn)象，和相同的故障可能對應于不同的原因。例如：介質(zhì)污染可能會導致液壓系統(tǒng)壓力、流量和方向等等的各個方面的故障，這給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來了巨大困難。

參數(shù)測量法故障診斷的思維是任何液壓系統(tǒng)正常工作，其系統(tǒng)參數(shù)均在設計和給定值附近，工作如果這些參數(shù)偏離目標值，然后系統(tǒng)會發(fā)生故障或可能會發(fā)生故障。液壓系統(tǒng)故障的本質(zhì)是系統(tǒng)工作參數(shù)的異常變化。因此，液壓系統(tǒng)故障是一個特定的元件或系統(tǒng)中的一些元件有故障，進一步可以得出結論，系統(tǒng)一個或一些參數(shù)在電路偏離目標值。這表明如果液壓回路的工作參數(shù)不正常，則系統(tǒng)可能發(fā)生故障或故障已發(fā)生，需維修人員立即進行處理。所以參數(shù)測量的基礎上，然后與邏輯分析相結合，可以快速、準確地找到故障。參數(shù)測量方法不僅可以診斷系統(tǒng)故障，但也可以預測故障的可能性， 定量的預測和診斷，大大提高診斷的速度和準確性。直接測量檢測，檢測速度快，誤差小，檢測設備簡單、易于現(xiàn)場生產(chǎn)的使用。適合任何液壓系統(tǒng)。測量時，沒有停機時間，沒有損壞液壓系統(tǒng)，可以檢測幾乎任何系統(tǒng)任何部分，不僅可以診斷已有故障，還可在線監(jiān)測并預測潛在的故障。

2.2參數(shù)測量法原理

只要測得液壓系統(tǒng)回路中所需任意點處工作參數(shù)，將其與系統(tǒng)工作的正常值相比較，即可判斷出系統(tǒng)工作參數(shù)是否正常，是否發(fā)生了故障以及故障的所在部位。

液壓系統(tǒng)中的工作參數(shù)，如壓力、流量、溫度等均非電參量，一般儀器采用間接測量法，首先，需要使用物理效應將這些非電量轉(zhuǎn)換成電量，然后通過放大、轉(zhuǎn)換和顯示等處理，被測參數(shù)則可用轉(zhuǎn)換后的電信號代表并顯示。由此可判斷液壓系統(tǒng)是否有故障。但這種間接測量方法需各種傳感器，檢測裝置較復雜，測量結果誤差大、不直觀，不便于現(xiàn)場使用。

下面介紹一種實用的液壓系統(tǒng)故障檢測回路，該液壓系統(tǒng)為主提升機B159液壓站。系統(tǒng)結構原理如圖1a所示。檢測回路通常和被檢測系統(tǒng)并聯(lián)連接，此連接需在被測點設置如圖1a所示的雙球閥T形接頭，它主要用于對系統(tǒng)進行不拆卸檢測。它對液壓系統(tǒng)所需點的各種參數(shù)進行直接的快速檢測，不需任何傳感器，它可同時檢測系統(tǒng)中的壓力、流量和溫度三個參數(shù)，而執(zhí)行器的速度和轉(zhuǎn)速則可通過測量出口流量的方法計算得到。

主提升機B159液壓站液壓系統(tǒng)中，葉片泵出口的壓力、流量、流速來判斷該檢測原理如圖1a所示。系統(tǒng)正常工作時，閥門1開啟，2關閉，檢測口罩上防塵罩，以防污染。通過調(diào)節(jié)閥門1和溢流閥7即可方便地測出壓力、流量、溫度、速度等參數(shù)。但要求系統(tǒng)配管時，將雙球閥三通在需檢測系統(tǒng)參數(shù)的部位當作接管（如圖1連接）或彎管接頭（如圖1b連接，這樣做既不會增加系統(tǒng)的復雜性，也不會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生明顯影響）來配置。

3 結語

參數(shù)測量法是一種實用、新型的液壓系統(tǒng)故障診斷方法，它與邏輯分析法相結合，大大提高了故障診斷的快速性和準確性。

參考文獻：

[1] 提升機液壓站及制動系統(tǒng)故障診斷[M].液壓泵網(wǎng)，2012.

作者簡介：孫偉（1979—），男，工程師，現(xiàn)任福興集團有限公司機電礦長，從事煤礦機電管理等工作。