液壓系統(tǒng)的故障分析及故障診斷方法

范希章

摘要：隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，液壓系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于各工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。由于液壓系統(tǒng)工作環(huán)境比較惡劣，引起液壓系統(tǒng)的故障點(diǎn)較多，而液壓系統(tǒng)工作性能直接影響工程機(jī)械整機(jī)生產(chǎn)的可靠性.因此，快速判斷液壓系統(tǒng)故障及恢復(fù)液壓系統(tǒng)對提高生產(chǎn)效率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)；機(jī)械故障；故障診斷

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，液壓系統(tǒng)廣泛用于工程機(jī)械、冶金機(jī)械、交通運(yùn)輸機(jī)械、輕工機(jī)械、機(jī)床、農(nóng)業(yè)機(jī)械及航天、航空、艦船及武器裝備等國防工業(yè)的設(shè)備中，液壓系統(tǒng)成為機(jī)械設(shè)備中不可缺少的重要組成部分。隨著液壓伺服控制和電液比例技術(shù)的發(fā)展，大大提高了其控制精度和響應(yīng)的快速性，但液壓系統(tǒng)在使用時也存在許多方面的問題，液壓系統(tǒng)由機(jī)械、液壓、電氣及儀表等裝置組合而成。因此，在分析液壓系統(tǒng)的故障時必須先了解整個液壓系統(tǒng)的傳動原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和元件及材料配置情況。液壓系統(tǒng)的故障既不像機(jī)械傳動那樣顯而易見，又不如電氣傳動那樣易于檢測。因此，熟悉了解液壓系統(tǒng)常見故障點(diǎn)對于液壓系統(tǒng)故障迅速恢復(fù)及維修尤為重要。

1.液壓系統(tǒng)故障原因分析。

一套完整的液壓系統(tǒng)要能正常、可靠 地工作，必須具備許多性能要求，主要包括：液壓缸的行程、推力、速度及其調(diào)節(jié)范圍，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速及其調(diào)節(jié)范圍等技術(shù)性能；以及運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、精度、噪聲、效率等。如果在實(shí)際運(yùn)行過程中，能完全滿足這些要求，整個機(jī)械設(shè)備將正常、可靠地工作；如果有某些不正常情況，從而不完全能或不能滿足這些要求時，則認(rèn)為液壓系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。引起液壓系統(tǒng)故障點(diǎn)較多，常見故障主要有以下幾個方面：

1.1. 設(shè)備的機(jī)械故障

液壓系統(tǒng)機(jī)械故障包括液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，安裝間隙不正確，液壓元件質(zhì)量問題，密封件選用不當(dāng)?shù)龋蛇@些問題引起的液壓系統(tǒng)故障一般與液壓油沒有關(guān)系。

1.2.操作失誤造成液壓系統(tǒng)故障。

液壓系統(tǒng)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時由于操作人員操作不當(dāng)而造成，如錯誤開閉閥門，突然中斷電源，操作溫度或壓力過高，補(bǔ)油時加錯油品，油箱油面過高或過低，不及時從油箱底部放出分離的水等。由于操作失誤造成的液壓系統(tǒng)故障，都不是液壓油質(zhì)量問題造成，大都不涉及液壓油，但有些則從液壓油的質(zhì)量變化可以反映出來。

1.3. 液壓油的質(zhì)量造成液壓系統(tǒng)故障。

液壓系統(tǒng)有3個基本的“致病”因素：污染、過熱和進(jìn)入空氣。這3個不利因素有著密切的內(nèi)在聯(lián)系，出現(xiàn)其中任何一個問題，就會給液壓油帶來質(zhì)量問題，就會連帶產(chǎn)生另外一個或多個問題。或者由于選油不當(dāng)或使用了不合格的油品的所致，可能液壓油使用時間過長，不及時更換新油所造成。由實(shí)踐證明，液壓系統(tǒng)75%“致病”的原因，均是這液壓油質(zhì)量造成的。

2.引起液壓系統(tǒng)的常見故障分析

2.1. 液壓油溫度過高

液壓缸油溫過高使橡膠密封件、軟管早期老化、變質(zhì)，降低使用壽命。由于密封部分喪失密封性能，液壓系統(tǒng)嚴(yán)重泄漏，會使油液氧化至失效，從而引起腐蝕和形成沉積物，以至堵塞阻尼孔和加速閥的磨損，從而影響液壓系統(tǒng)正常工作。油溫過高，液壓油黏度顯著降低，液壓缸泄漏則顯著增加，液壓系統(tǒng)效率明顯下降。油溫過高會引起熱膨脹系數(shù)不同的運(yùn)動副之間的間隙變化，殼體由于周圍空氣接觸進(jìn)行熱交換而膨脹不大，但閥芯在高溫下體積增大，使運(yùn)動副間的間隙變小，影響閥芯的移動， 增加磨損，嚴(yán)重時會“卡閥”，失去工作能力和破壞應(yīng)有的精度；甚至產(chǎn)生事故，還會帶來其他安全問題。液壓油溫過高會嚴(yán)重影響機(jī)器的正常使用、 縮短液壓元件的使用壽命，并增加機(jī)器的維修成本。

2.2. 液壓油污染

液壓油污會造成液壓系統(tǒng)零件的磨損與腐蝕，尤其是對于精加工的零件，它們會擦傷膠皮管的內(nèi)壁、油封環(huán)和填料，而這些東西損傷后又會導(dǎo)致更多的污物進(jìn)入系統(tǒng)中，這樣就形成惡性循環(huán)的損壞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，液壓裝置的故障，70%與液壓油有關(guān)，而且這70%中約90%是由于雜質(zhì)所造成的。

2.3. 泵、伐的原因

因泵不供油、油箱油位過低吸油困難、油液粘度過高、泵轉(zhuǎn)向不對、泵堵塞或損壞、接頭或密封泄漏、主泵或馬達(dá)泄漏過大、油溫過高、溢流閥調(diào)定值低或失效、泵補(bǔ)油不足、閥工作失效造成的系統(tǒng)無壓力或壓力不足。油中的污染物是閥失效的主要原因，少量的纖維、臟物、氧化物或淤渣都會引起故障或閥的損壞。

3. 液壓系統(tǒng)故障診斷方法

液壓系統(tǒng)是由機(jī)械、液壓、電氣儀表等檢測裝置組合而成的，故出現(xiàn)的故障也是多種多樣的。出現(xiàn)的故障往往可能因多種因素造成的，因此分析液壓系統(tǒng)故障必須了解和熟悉液壓系統(tǒng)原理圖，對液壓原理系統(tǒng)中的相關(guān)元件了解，根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析、判斷，針對許多因素引起的故障原因需逐一分析，抓住主要矛盾，才能較好的解決和排除。

3.1. 簡易故障診斷法

簡易故障診斷法是目前采用最普遍的方法，它是靠液壓維修人員憑個人的經(jīng)驗(yàn)，利用簡單儀表根據(jù)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，通過詢問液壓系統(tǒng)操作者了解液壓系統(tǒng)設(shè)備狀況，包括液壓系統(tǒng)有無異常現(xiàn)象，對液壓元件、密封件、液壓油清潔度、濾芯清洗和更換狀況進(jìn)行了解，察液壓系統(tǒng)壓力、速度、油液、泄漏、振動等系統(tǒng)工作的實(shí)際狀況，聽液壓系統(tǒng)實(shí)際工作狀態(tài)下的聲音，對聯(lián)接處的松緊程度判定，通過一系列的基本判斷方法對液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析、診斷、確定產(chǎn)生故障的原因和部位。

3.2. 液壓系統(tǒng)原理圖分析法

根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖分析液壓傳動系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，找出故障產(chǎn)生的部位及原因，并提出排除故障的方法。液壓系統(tǒng)圖分析法是目前工程技術(shù)人員應(yīng)用最為普遍的方法，它要求人們對液壓系統(tǒng)具有一定基礎(chǔ)并能看懂液壓系統(tǒng)圖掌握各圖形符號所代表元件的名稱、功能、對元件的原理、結(jié)構(gòu)及性能也應(yīng)有一定的了解，有這樣的基礎(chǔ)，結(jié)合動作循環(huán)表對照分析、判斷故障就很容易了。所以認(rèn)真學(xué)習(xí)液壓基礎(chǔ)知識掌握液壓原理圖是故障診斷與排除最有力的助手，也是其它故障分析法的基礎(chǔ)。

3.3. 智能診斷技術(shù)。

智能診斷技術(shù)運(yùn)用大量獨(dú)特的專家經(jīng)驗(yàn)和診斷策略，識別和預(yù)測診斷對象包括模糊診斷法、灰色系統(tǒng)診斷法、專家系統(tǒng)診斷法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)診斷法等。將故障現(xiàn)象輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入現(xiàn)象及知識庫中知識按推理集中存放的推理方法，推算出故障原因，并提出維修或預(yù)防措施。

結(jié)束語：

液壓系統(tǒng)故障不盡相同，準(zhǔn)確判斷液壓系統(tǒng)故障的原因并及時排除故障，快速恢復(fù)經(jīng)營生產(chǎn)，才能創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。