工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障原因探討

趙小康，張鐵罕，鄒 春

（重慶水泵廠有限責(zé)任公司，重慶 430030）

如今社會(huì)經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化水平全面提高，各種類型的工程機(jī)械成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。在日常工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率、狀態(tài)將直接決定生產(chǎn)效率和質(zhì)量。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)作為現(xiàn)代很多工程機(jī)械系統(tǒng)中不可或缺的一部分，其運(yùn)行穩(wěn)定性尤為重要。工程機(jī)械的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)如果出現(xiàn)故障，基本上會(huì)直接導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)線無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為此，有必要對(duì)不同類型的工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障原因進(jìn)行分析，并從技術(shù)、制度等方面做好診斷、防治和處理。

1 工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障概述

1.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)基本構(gòu)造及原理

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)主要是指以液壓系統(tǒng)作為功率傳動(dòng)主體，通過控制、傳動(dòng)單元，實(shí)現(xiàn)力的轉(zhuǎn)化與傳動(dòng)，進(jìn)而滿足生產(chǎn)要求的技術(shù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由液體介質(zhì)、控制元件、執(zhí)行元件及其他輔助元件構(gòu)成。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的核心特征在于對(duì)液壓裝置的應(yīng)用，基于液體壓力的力轉(zhuǎn)化及力傳輸優(yōu)勢(shì)，可以滿足如今越來越高的工業(yè)生產(chǎn)管理需求[1]。比如說，基于液體介質(zhì)，可以很大程度上減少機(jī)械磨損，提高運(yùn)行效率，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的無級(jí)變速控制。當(dāng)然，在目前技術(shù)條件下，這一傳動(dòng)系統(tǒng)也存在著一些缺點(diǎn)，其中很多故障實(shí)際上都與這些缺點(diǎn)有關(guān)。比如說，該系統(tǒng)的運(yùn)行對(duì)溫度控制以及液壓系統(tǒng)密封性要求較高，如果溫度過高，或是系統(tǒng)發(fā)生泄漏，將可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

1.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障特征

工程機(jī)械是一種復(fù)雜的機(jī)電、機(jī)械系統(tǒng)，尤其是在如今技術(shù)全面發(fā)展、生產(chǎn)規(guī)?；潭仍絹碓礁叩那闆r下，工程機(jī)械內(nèi)部構(gòu)造及技術(shù)機(jī)制也越來越復(fù)雜。而液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的故障，往往表現(xiàn)出以下幾方面的特點(diǎn)：其一，多樣性。通過大量的液壓系統(tǒng)故障分析可以發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)的故障表現(xiàn)、誘發(fā)因素等都比較多樣，并且很多時(shí)候相應(yīng)的故障具有聯(lián)動(dòng)性，對(duì)故障診斷和處理帶來干擾。其二，隱蔽性。受到液壓系統(tǒng)本身技術(shù)原理和構(gòu)造特點(diǎn)的影響，該系統(tǒng)大部分的故障都具有隱蔽性，尤其是一些誘發(fā)因素產(chǎn)生時(shí)是較難被及時(shí)發(fā)現(xiàn)的，這導(dǎo)致一些故障被發(fā)現(xiàn)時(shí)已經(jīng)對(duì)工程機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生不良影響了。其三，復(fù)雜性。如前文所述，工程機(jī)械液壓系統(tǒng)本身的構(gòu)造是十分復(fù)雜的，而在分析其故障表現(xiàn)和誘發(fā)原因時(shí)，也能夠明顯感受到這種復(fù)雜性，對(duì)故障診斷和處理方案的技術(shù)水平、科學(xué)性水平以及技術(shù)人員綜合能力有較高的要求[2]。

2 工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)常見故障原因分析

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工藝原因

在任何機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)中，技術(shù)設(shè)計(jì)、構(gòu)造設(shè)計(jì)將直接決定系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)造、運(yùn)轉(zhuǎn)方式等，而制造工藝將直接決定系統(tǒng)構(gòu)件的質(zhì)量，以及各個(gè)部分的配合效果，因此不合理的設(shè)計(jì)以及不達(dá)標(biāo)的工藝將是導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障的主要原因之一[3]。就工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)而言，整體構(gòu)造、局部系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題以及工藝質(zhì)量問題，都可能影響系統(tǒng)的力傳導(dǎo)效果或運(yùn)行穩(wěn)定性。例如，如果系統(tǒng)油箱及密封艙剛度不足，無法承受液壓傳動(dòng)過程中產(chǎn)生的巨大壓力，將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)很容易出現(xiàn)局部破損、液體泄漏等問題。再比如，如果液壓系統(tǒng)構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)不合理，或是工藝不達(dá)標(biāo)，可能導(dǎo)致傳動(dòng)系統(tǒng)各個(gè)位置之間磨損加劇，或是因雜質(zhì)侵入而長期影響元件運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致故障發(fā)生。另外，設(shè)計(jì)時(shí)沒有充分考慮配備安全防護(hù)裝置以及電磁保護(hù)裝置，都可能在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常時(shí)無法及時(shí)進(jìn)行保護(hù)，導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

2.2 系統(tǒng)檢修維護(hù)原因

任何工程機(jī)械設(shè)備投入正式生產(chǎn)活動(dòng)之后，都需要針對(duì)該系統(tǒng)的特點(diǎn)，制定合理的檢修維護(hù)制度，并由專業(yè)技術(shù)人員乃至團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)日常檢修、故障診斷、維護(hù)保養(yǎng)等。但是，一些單位沒有對(duì)此引起足夠的重視，或是沿用其他設(shè)備的檢修維護(hù)制度，導(dǎo)致一些重要問題無法得到有效解決。工程機(jī)械的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)具有特殊性，需要對(duì)液壓泵油路、傳動(dòng)軸等部件進(jìn)行針對(duì)性的檢測(cè)、維護(hù)保養(yǎng)，如果檢修維護(hù)方面出現(xiàn)問題，自然會(huì)導(dǎo)致液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障率過高。例如，在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，精濾器是十分關(guān)鍵的元件，其主要是對(duì)進(jìn)入傳動(dòng)系統(tǒng)中的液體進(jìn)行過濾，阻擋雜質(zhì)進(jìn)入。如果沒有及時(shí)檢查該元件，在其老化嚴(yán)重或是超過正常運(yùn)行周期之前進(jìn)行清理或更換，將可能引起因精濾器故障而引發(fā)的一系列不良后果。事實(shí)上，工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的很多故障都是有征兆的，如果及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理，可以很大程度上避免多數(shù)故障，做到這一點(diǎn)的關(guān)鍵就在于日常檢修、維護(hù)管理方面[4]。

2.3 不規(guī)范使用原因

雖然目前的工程機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化程度較高，但是很多關(guān)鍵環(huán)節(jié)也需要人員介入，而不規(guī)范的操作方式也是導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障的主要原因之一。針對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的不規(guī)范操作，不僅可能導(dǎo)致系統(tǒng)關(guān)鍵元件磨損、老化加重，還可能直接導(dǎo)致系統(tǒng)損壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成安全事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的故障中，約有17.8%是由于不規(guī)范操作方式導(dǎo)致的。

3 工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)常見故障原因及處理方法

3.1 系統(tǒng)壓力不足

眾所周知，工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵在于對(duì)壓力的應(yīng)用，而壓力不足將直接影響系統(tǒng)的傳動(dòng)運(yùn)行效果。通常情況下，導(dǎo)致液壓傳動(dòng)系統(tǒng)壓力不足的原因包括液壓油泵轉(zhuǎn)速過小、動(dòng)力不足、油溫過高、密封不足、彈簧裝置不正常等。當(dāng)技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)壓力不足警告時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)檢查動(dòng)力源，全面清理冷卻系統(tǒng)、阻尼孔等，然后檢查液壓油量，如不足則添加液壓油。按照規(guī)范的方式，檢查閥芯及彈簧是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，否則進(jìn)行更換。檢查系統(tǒng)各個(gè)位置密封情況，看是否存在泄露，更換密封件。

3.2 系統(tǒng)流量不正常

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)液體流量不正常，是導(dǎo)致系統(tǒng)壓力不正常等問題的主要原因。造成這種問題的原因，包括回油管內(nèi)混入空氣；液壓泵轉(zhuǎn)向不合理、轉(zhuǎn)速不達(dá)標(biāo)，或是其內(nèi)部磨損嚴(yán)重；密封件出現(xiàn)破損、空洞，導(dǎo)致液體泄漏；油箱液不足等。針對(duì)系統(tǒng)流量不正常的情況，要依次檢查前面提到的各個(gè)位置，對(duì)存在故障、磨損嚴(yán)重、破損的元件進(jìn)行維修或更換。檢查液壓泵運(yùn)行狀態(tài)，評(píng)估運(yùn)行參數(shù)，做好故障處理。添加油箱液，并清理吸油通道，清除雜質(zhì)。

3.3 異常振動(dòng)及噪音

當(dāng)工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常振動(dòng)時(shí)，不僅會(huì)影響內(nèi)部力傳導(dǎo)效果，還會(huì)導(dǎo)致元件磨損、碰撞，引發(fā)嚴(yán)重故障。同時(shí)，異常振動(dòng)還會(huì)影響生產(chǎn)環(huán)境，對(duì)現(xiàn)場人員健康以及生產(chǎn)管理產(chǎn)生影響。導(dǎo)致液壓傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常振動(dòng)、噪音問題的原因，包括液壓泵和電機(jī)聯(lián)軸器運(yùn)行不同步；各個(gè)部件安裝不到位，存在位置誤差過大、緊固件安裝不到位、緩沖件安裝不合理等情況；溢流閥彈簧損壞、閥體和閥芯位置不匹配；部分元件焊接安裝不到位等。針對(duì)這種情況，檢修人員要及時(shí)對(duì)所有部件的安裝情況進(jìn)行檢查，確保安裝到位，確保電機(jī)軸、液壓泵等部件位置匹配，運(yùn)行同步[5]。對(duì)各個(gè)位置進(jìn)行清理，去除雜質(zhì)。歸正緩沖裝置，確保其能夠發(fā)揮緩沖作用。如果對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場噪音控制要求較高，可以在不影響散熱的情況下，在噪音較大的傳動(dòng)部件外部安裝隔音材料。

4 降低工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障率的要點(diǎn)

4.1 做好質(zhì)量檢查

針對(duì)投入現(xiàn)場安裝使用的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，要組織相關(guān)技術(shù)人員對(duì)系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計(jì)、制造工藝等進(jìn)行全面檢查，確保各個(gè)部件質(zhì)量得到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)各個(gè)部件的安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保各部件安裝到位，誤差控制在合理范圍。然后，按照生產(chǎn)流程，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行試運(yùn)行，觀測(cè)各部件運(yùn)行狀況，對(duì)不合理情況進(jìn)行及時(shí)的原因分析和處理。

4.2 制定科學(xué)的檢修維護(hù)機(jī)制

工程機(jī)械系統(tǒng)使用單位需要對(duì)故障診斷、日常檢修及維護(hù)工作引起足夠的重視，聘請(qǐng)專業(yè)人員針對(duì)系統(tǒng)的日常維護(hù)管理制定完善、嚴(yán)謹(jǐn)、合理的操作管理制度。首先，要求所有操作人員接受專業(yè)化培訓(xùn)，要求其不僅要掌握設(shè)備的規(guī)范操作技能，還要求其具備良好的規(guī)范意識(shí)、安全生產(chǎn)意識(shí)及責(zé)任意識(shí)，另外還要通過專業(yè)培訓(xùn)，促使現(xiàn)場人員具備故障風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別能力和規(guī)范應(yīng)急處理能力。然后，要針對(duì)系統(tǒng)特點(diǎn)及生產(chǎn)活動(dòng)計(jì)劃，對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期、不定期的故障診斷、維護(hù)保養(yǎng)，確保系統(tǒng)保持良好的狀態(tài)[6]。另外，有條件的情況下，要積極引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備故障診斷技術(shù)，通過傳感器監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析等方式，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障風(fēng)險(xiǎn)，便于及時(shí)進(jìn)行處理和維護(hù)。

5 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，工程機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用尤為重要，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)作為很多工程機(jī)械系統(tǒng)中十分關(guān)鍵的部分，降低故障率、提高運(yùn)行效率和穩(wěn)定性尤為重要。為此，工程機(jī)械運(yùn)行管理單位要重視對(duì)系統(tǒng)不同故障特點(diǎn)及原因的分析，從技術(shù)、制度等角度，加強(qiáng)針對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)各類故障的科學(xué)診斷、有效預(yù)防和合理處置。唯有如此，才能進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量，發(fā)揮液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，促進(jìn)生產(chǎn)管理水平的全面提升。