液壓設(shè)備的故障診斷方法探析

何繼賢

（長沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長沙410217）

液壓設(shè)備的故障診斷方法探析

何繼賢

（長沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長沙410217）

液壓設(shè)備的使用在我國的工業(yè)領(lǐng)域日益廣泛，很多大型機(jī)械設(shè)備都采用液壓傳動(dòng)，盡管液壓設(shè)備具有很多使用優(yōu)勢，但是檢修與故障診斷比較復(fù)雜，主要是由于系統(tǒng)處于結(jié)構(gòu)內(nèi)部，不容易拆卸，所以工作人員常常無計(jì)可施。如何開展合理的故障診斷成為很多技術(shù)人員關(guān)注的重點(diǎn)。文章就液壓設(shè)備的故障診斷方法進(jìn)行了詳細(xì)的討論。

液壓設(shè)備；故障診斷方法

1 液壓系統(tǒng)故障形式

（1）污染故障。液壓元件的工作介質(zhì)是油液，是一類高能量輸出的設(shè)備，油液污染的表現(xiàn)形式是在現(xiàn)場出現(xiàn)元件磨損、卡死等現(xiàn)象，大約有70%以上的設(shè)備故障都是由于油液污染而引起的，約有20%的飛機(jī)事故原因?yàn)轱w機(jī)液壓系統(tǒng)受到了污染，可見，避免污染或者降低污染程度是液壓設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的重要措施。

（2）磨損故障。液壓系統(tǒng)中由于磨損而產(chǎn)生的故障約為故障總數(shù)的20%。通常狀況下，隨著使用時(shí)間的延長，故障磨損逐步累積，盡管短時(shí)間內(nèi)不會(huì)影響設(shè)備的使用，但是當(dāng)累積到一定的程度后，便會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)行，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障。比如：對于一些閥門來說，長時(shí)間的磨損導(dǎo)致設(shè)備間隙過大，導(dǎo)致高壓腔和低壓腔由于連通而導(dǎo)致壓力過低，無法正常供給，系統(tǒng)由于運(yùn)行速度過低而發(fā)生爬行。

2 液壓故障診斷的基本要求

在施工現(xiàn)場進(jìn)行故障處理的目標(biāo)是確保設(shè)備的合理運(yùn)轉(zhuǎn)，使施工能夠安全、穩(wěn)定的開展。施工現(xiàn)場的技術(shù)以及工藝條件對設(shè)備的使用具有重要的作用，技術(shù)滯后或者工藝不合理都會(huì)制約診斷技術(shù)的發(fā)展。故障診斷的準(zhǔn)確程度以及效率成為保證系統(tǒng)及時(shí)恢復(fù)工作的關(guān)鍵性影響因素，故障診斷有如下要求：①合理。診斷得到的原因必須合理，不允許出現(xiàn)判斷失誤，否則就不能及時(shí)的將故障排除，不能保證生產(chǎn)進(jìn)行。②精準(zhǔn)。查找到的原因越精確，排除故障的時(shí)間就越短，恢復(fù)生產(chǎn)就越迅速，不會(huì)造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，故障分析應(yīng)該足夠精確，以便于迅速恢復(fù)生產(chǎn)。③適合。很多影響因素都會(huì)對生產(chǎn)造成影響，即使是精密程度很高的設(shè)備也不能很快找到問題出現(xiàn)的主要原因，相反，采用相對簡單的方法反而能夠找到故障發(fā)生的直接原因。同時(shí)，為了減少人力資源的使用量，盡量減少拆裝，避免由于操作不正確而導(dǎo)致設(shè)備或者儀器的損壞。④迅速。某些液壓設(shè)備如果停工，可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)單元的運(yùn)行中斷，所以為了迅速恢復(fù)生產(chǎn)，應(yīng)該盡早排除故障。⑤超前。為了避免出現(xiàn)較大的故障損失，設(shè)備管理人員應(yīng)該能夠判斷故障的可能原因以及大致位置，這種判斷能力的獲取主要依賴于扎實(shí)的理論知識以及豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

3 液壓設(shè)備故障診斷方法

（1）感官判斷。①通過視覺對儀表的指示狀況以及不同檢測元件的轉(zhuǎn)速、連貫性進(jìn)行判斷，查看設(shè)備之間是否合理接線，連接良好，安裝位置正確，工作指示燈以及故障指示燈的狀態(tài)，液壓設(shè)備的液位是否在合理的范圍內(nèi)，油液的澄清度、是否存在氣泡等。②對功率的輸出、氣蝕以及液壓泵和軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)可以通過聽覺進(jìn)行判斷。通過聲音是否存在異常，還可以判斷電機(jī)狀況系統(tǒng)內(nèi)部是否存空隙等。③通過觸覺進(jìn)行判斷，判斷液壓設(shè)備的表面是否出現(xiàn)溫升，通過對壁面的接觸來判斷管道中流過介質(zhì)的狀況，介質(zhì)的壓力是否合理等。④通過嗅覺對內(nèi)部油脂的狀況進(jìn)行判斷，是否變質(zhì)或者線路是否正常工作沒有出現(xiàn)燒壞等。

（2）壓力表測試。作為液壓測量的一個(gè)重要參數(shù)，壓力一旦發(fā)生變化，液壓元件會(huì)出現(xiàn)十分明顯的狀態(tài)改變。通過壓力表的數(shù)值來判斷系統(tǒng)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，是否出現(xiàn)障礙。所以，在選擇壓力表之前，應(yīng)該全面考慮量程以及檢測精度等要素，壓力表的最大量程最好是所測最高壓力值的1.5倍，所測的壓力點(diǎn)可以合理反應(yīng)系統(tǒng)的狀態(tài)，具有較強(qiáng)的代表性，壓力元件由于其使用原理不同，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障以后，壓力點(diǎn)的改變趨勢也有所不同，技術(shù)人員需要結(jié)合不同測壓元件的原理以及工作特點(diǎn)，進(jìn)行儀表性能的判斷。準(zhǔn)確了解液壓元件的問題及原因。

（3）流量計(jì)測量。流量計(jì)是液壓測量的參數(shù)之一，通過正確使用流量計(jì)，可以獲取液壓設(shè)備的泄露量以及容積，一旦出現(xiàn)故障，查看出系統(tǒng)是否順暢，如果存在阻塞，則阻塞的具體位置。

（4）依據(jù)設(shè)備的轉(zhuǎn)速判斷系統(tǒng)狀態(tài)。液壓元件的內(nèi)部產(chǎn)熱狀況決定了其表面的溫度高低，同時(shí)，溫度數(shù)值也受到散熱情況的影響。如果元件產(chǎn)生較多的熱量，則表面溫度會(huì)迅速升高，出現(xiàn)兩類狀況，第一，節(jié)流散熱，第二，摩擦生熱。如果元件出現(xiàn)破損，都會(huì)引起這兩類發(fā)熱狀況。如果系統(tǒng)正常工作，則元件表層的溫度約為50℃左右，但是當(dāng)出現(xiàn)運(yùn)行障礙或者產(chǎn)生故障時(shí)，則溫度會(huì)顯著增高，有時(shí)上升速度極快，甚至可以高于80℃。表面溫度升高產(chǎn)生的原因并不單一，液壓元件的故障以及系統(tǒng)內(nèi)部其他因素都會(huì)導(dǎo)致表面溫度過高，比如：冷卻不合理，壓力數(shù)值以及溫度數(shù)值不合理等。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，工作人員往往不能準(zhǔn)確判斷溫度升高的真實(shí)原因，可以通過進(jìn)行性能檢測的方法來解決，結(jié)合其他方面的信息和測量數(shù)據(jù)，來判斷故障的具體位置和原因。

4 液壓故障診斷的策略

（1）明確先后檢測順序。要想實(shí)現(xiàn)故障檢測與排除的高效性，技術(shù)人員需要針對檢測目的與實(shí)際狀況，制定合理的檢測順序，在順序的確定中，需要堅(jiān)持兩個(gè)原則，分別為；第一，按照故障出現(xiàn)的概率進(jìn)行檢測；第二，根據(jù)安裝的簡單程度進(jìn)行檢測，按照從易到難，從外到內(nèi)的順序進(jìn)行檢測。

（2）做好合理假設(shè)。故障分析是一個(gè)逐步實(shí)驗(yàn)的過程，對可能產(chǎn)生的原因進(jìn)行逐步假設(shè)，然后在通過合理的程序假設(shè)是否與實(shí)際相一致，如果存在差異，則繼續(xù)假設(shè)，在不斷假設(shè)的過程中，找到故障的實(shí)際原因與位置。在問題的考慮中，盡可能全面、仔細(xì)，不遺漏可能存在的影響因素。全部的影響因素都可能是導(dǎo)致問題出現(xiàn)的原因。

（3）化整為零，層層深入。對故障分析中，將整體系統(tǒng)劃分為若干個(gè)小的系統(tǒng)，再將二級系統(tǒng)進(jìn)一步的劃分，一直到分為很多個(gè)最基本的單元。在劃分完畢以后，開展系統(tǒng)的分析，找到問題屬于哪一級系統(tǒng)，不斷深入研究，使問題得到簡化，是現(xiàn)階段適用較為廣泛的一類故障分析手段。

（4）抓住重點(diǎn)。液壓設(shè)備的種類較多，適用的復(fù)雜程度逐漸增大。很多設(shè)備同時(shí)兼容了很多系統(tǒng)，分別包括：機(jī)電、液壓氣壓等，各個(gè)系統(tǒng)相互交織在一起，發(fā)揮作用。一些回路的邏輯關(guān)系復(fù)雜，需要很多不同的元件協(xié)調(diào)作用才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備的資料必須齊全，包括現(xiàn)場各個(gè)專業(yè)的圖紙、原理圖、系統(tǒng)圖等。一旦現(xiàn)場操作發(fā)生故障，能夠及時(shí)通過查閱文件和圖紙找到問題的原因。

5 故障分析實(shí)例

一臺NH178多臂鑿巖臺車，只存在前進(jìn)擋，沒有后退檔，需要對故障進(jìn)行分析和處理。工作所涉及到的內(nèi)容較多，所以圖紙的數(shù)量也相對較多，故障的分析和處理過程如下：

（1）故障分析。變速箱的類型為動(dòng)力換擋型，操作流程為：首先對換擋開關(guān)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，將變速箱電磁閥的電路合理連接，依據(jù)檔位的實(shí)際需要，選擇適合的電路，當(dāng)電磁閥接通后，將不同檔位的油路進(jìn)行連通，當(dāng)不同的檔位中流入液壓油以后，齒輪在離合器的作用下按檔位進(jìn)行切換。故障排除的原則為從外到內(nèi)，由易到難，結(jié)合變速箱的檔位變換過程，進(jìn)行故障的排除，過程如下：①對三個(gè)繼電設(shè)備進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)均正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對檔位開關(guān)觸點(diǎn)進(jìn)行測試，都表現(xiàn)正常。②判斷是否是電磁閥發(fā)生故障，通過對電磁閥的運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)S7參與了所有前進(jìn)擋的工作，當(dāng)前進(jìn)擋出現(xiàn)損壞時(shí)，可能是電磁閥出現(xiàn)了破損，由于電磁閥彼此之間是一致的，所以具有很好的互換性，如果互換后不發(fā)生變化，則表面電磁閥沒有故障。③通過上述兩個(gè)操作可以將電路的一部分故障予以排除，出現(xiàn)故障的部位還可能是液壓油路或者前進(jìn)擋的離合器燒毀，由于控制閥的油路不在設(shè)備的外部，位于里側(cè)，所以不能夠從外部對其進(jìn)行故障的判斷，由于變速箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以不能通過外部觀察確定故障，必須通過電磁閥以及單機(jī)的聯(lián)合工作，將S6和S7一同接線，進(jìn)行試驗(yàn)，如果是前進(jìn)二擋，則前進(jìn)擋的離合設(shè)備無故障。S6和S7的電磁閥連接以后，實(shí)現(xiàn)了油路的同時(shí)連接，只通過較低的壓力便能夠?qū)崿F(xiàn)倒退檔中的油液進(jìn)入前進(jìn)擋的離合設(shè)備，由于前進(jìn)擋中的壓力較倒退檔中的壓力低，所以只能夠與前進(jìn)擋的離合設(shè)備相連接，而不能與倒退檔的離合設(shè)備相連接，臺車處于前進(jìn)狀態(tài)。將電磁閥S7相連接，如果換擋壓力為1.6兆帕，則其處于常規(guī)的壓力范圍以內(nèi)，變速泵以及溢流閥工作正常，如果將前進(jìn)擋離合設(shè)備的油路進(jìn)行拆卸，則發(fā)現(xiàn)前進(jìn)擋中沒有壓力較高的油液。

（2）故障處理。換擋控制設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場的檢修，多臂鑿巖臺車一般在工地中使用，當(dāng)發(fā)生緊急狀況時(shí)，使用較多。主要應(yīng)用與工作面上部，行駛的次數(shù)較少，所以，可以采用如下改裝操作：①電路改裝，在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)下，變速箱位于檔位中，將直流電引入，結(jié)合開關(guān)的作用，實(shí)現(xiàn)電磁閥的連通，通過另外一個(gè)檔位對電路進(jìn)行啟動(dòng)。②油路改裝。通過合理控制倒擋離合器，實(shí)現(xiàn)倒擋離合設(shè)備以及油路控制設(shè)備離合器的相接，先進(jìn)行高壓油管的加工，然后將其接入壓力較高的油路出口處，進(jìn)而引入駕駛室，將三通閥接至油管的出口位置，接至前進(jìn)以及后退檔離合設(shè)備的入口位置。在三通后面接上開關(guān)以及油管，再進(jìn)行離合設(shè)備的接入。當(dāng)前進(jìn)時(shí)，打開前進(jìn)離合器，將后退離合器關(guān)閉，如果需要進(jìn)行后退操作，則將后退離合設(shè)備的開關(guān)打開，將前進(jìn)擋的關(guān)閉。

（3）故障原因分析。換擋控制閥中沒有對油路進(jìn)行密封，僅憑借閥芯以及閥體進(jìn)行密封，同時(shí)，多臂鑿巖臺車的運(yùn)行條件十分惡劣，操作狀態(tài)下灰塵很多，油管常有爆裂。所以在進(jìn)行油管的安裝時(shí)，如果沒有注意對灰塵以及雜質(zhì)的控制，或者螺栓的緊固，十分容易出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。導(dǎo)致灰塵和雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)，造成油液的污染，閥芯和閥體的磨損，同時(shí)，控制閥中的油管之間相互連接，很多粒徑大的雜質(zhì)便會(huì)將油道封堵，出現(xiàn)故障。

綜上所述，液壓故障的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行中斷，在影響生產(chǎn)進(jìn)程的同時(shí)，還會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失以及安全事故，所以，及時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行故障診斷至關(guān)重要。技術(shù)人員在掌握理論基礎(chǔ)知識的同時(shí)，結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)，對故障出現(xiàn)的可能位置進(jìn)行大致的判斷，然后逐一排除，細(xì)化分析，使故障診斷工作快速、有序的開展，針對分析出來的原因制定相應(yīng)的解決方案，恢復(fù)生產(chǎn)的開展。

Discussion on Fault Diagnosis Method of Hydraulic Equipment

HE Ji-xian
（Changsha Vocational and Technical College,Changsha，Hunan 410217，China）

The use of hydraulic equipment in China's industrial areas are increasingly widespread，and many large-scale machinery and equipment are used hydraulic transmission，although the hydraulic equipment has many advantage.However，maintenance and fault diagnosis is more complex，mainly because the system is within the structure，not easy to disassemble.How to carry out reasonable fault diagnosis has become the focus of many technical staff in the attention.The fault diagnosis method of hydraulic equipment is discussed in detail.

hydraulic equipment；fault diagnosis method

TH137

A

2095-980X（2017）03-0015-02

2017-02-08

何繼賢（1975-），男，湖南長沙人，碩士，主要研究方向：機(jī)電一體化。