冶金机械的液压故障分析及排除方法

董文辉

（江西铜业铜材有限公司 江西 贵溪 335424）

随着液压技术的发展,液压系统在冶金设备上的应用日益广泛。液压系统的故障将严重影响设备的开停工时间,增加生产成本。因此,一方面确保液压系统长期、可靠工作是设备管理的重要工作;另一方面,当液压系统发生故障时能够迅速地找到原因并有效地解决也特别重要。

分析液压系统的故障必须充分了解整个液压系统的传动原理、结构特点和元器件配置。由于液压系统是密封带压系统,管路中油液的流动情况、液压元件内部的零件动作和密封是否损坏都不易观察到,因此分析故障的原因和判断故障的部位都比较困难。

1 冶金设备液压系统基本特点

1.1 压力高、流量大和功率大

这是现代化冶金设备液压系统的发展趋势，系统压力等级和泵、马达转速高,可以增加能量传输密度，降低传动系统重量功率比。

1.2 控制系统复杂、精度高

冶金设备中主要的液压控制系统普遍采用了电液比例阀和伺服阀，响应快、动作平稳、位置精度高，装置的技术内容十分丰富与复杂。

1.3 可靠性要求高

这是由现代化冶金生产的连续性与协同性决定的，液压系统复杂精密，许多故障都将导致停机和损失。

1.4 安全性要求高

冶金液压设备在高温环境下运行，系统压力高，安全生产不容忽视。

1.5 元件价格昂贵

目前很多大型冶金企业机械的元件，造价昂贵，有些备件需从国外引进，采购周期长，资金占用量大。

2 冶金设备液压系统常见故障

2.1 按故障发生时间分类

（1）早期故障。运行开始2～3个月内发生，随时间推移故障率迅速下降。主要原因是设计、制造缺陷或安装、使用环境不当。

（2）偶发故障。系统稳定运行阶段发生，具有随机性,只能采取安保措施或准备必要备件及时更换。主要原因是设计、使用不当及维修不力。

（3）寿命故障。由于元件或系统部件磨损、疲劳、老化、腐蚀等达到使用期限，一般事先有征兆，如声音反常、移动不平滑。

2.2 按故障特征分类

（1）压力故障。如压力达不到要求，压力不稳定或压力调节失灵，压力冲击等。主要原因有:吸油困难；油液温度或粘度过高；泵或电机故障；泄漏；溢流阀调定值低或失效；阀工作失效。

（2）动作故障。如起动不正常，执行元件速度过慢或不能动作，负荷作用下执行元件速度显著降低等。主要原因有:润滑不良摩阻变化；空气进入；压力脉冲较大或系统压力过低；阀出现故障；泄漏增大；别劲、烧结。

（3）油温过高。主要原因有:油粘度过高或油位低；内泄严重；冷却器堵塞；泵修理后性能差；压力调定过大；摩擦损失大。

（4）泄漏。主要原因有:密封失效或接头松动；阀等元件工作失效；相对运动表面磨损严重；油温、压力过高。

（5）噪音和振动。主要原因有:系统进入空气或空穴;机械系统引起振动；压力和流量脉动大；油流漩涡、油面过低或油粘度大；元件堵塞或阻力太大；泵校正不当。

（6）气穴与气蚀。主要原因有:油温过高、油粘度过大及油液自身发泡；泵的自吸性能低、吸油阻力大；油箱液面低；密封失效或接头松动；元件结构及加工质量。

液压设备产生故障的原因除设计、制造、安装未达到规范要求以及设备长期使用后零部件的正常磨损外，由于操作管理不当引起的故障尤应注意。

3 液压故障诊断技术及应用

液压故障诊断的主要工作内容，就是根据现场状况，判定故障的性质与程度，查找失效元(器)件及其位置，排除故障，保障生产正常进行。常用的有简易诊断和精密诊断两种。

3.1 简易诊断技术

又称为主观诊断法。靠维修人员利用简单仪器和凭个人的实际经验，分析、判断故障产生的原因和部位，方便快捷。但是，由于各人的感觉和实际经验的不同，以及判断能力的差异。其结果有差别。此诊断技术属于简单的定性分析，可靠性较低。它包括直觉经验法、参数测量法、逻辑分析法、堵截法、故障树分析法等。维修人员主要是通过看、听、摸、闻、阅、问等方法对液压系统作全面检查.判断故障原因。具体方法如下:

（1）看。看液压系统工作的真实状态。执行元件是否有爬行、速度异常等现象；测压点工作压力值是否稳定；管路或元件各连接处有无泄漏及泄漏量的大小:伺服阀和比例阀电气插头是否拧紧；油箱内液位的高度是否符合要求:生产的产品是否合格。

（2）听。用听觉来判断液压系统和泵、阀等元件工作时是否正常。听主泵在运转中有无异音。伺服阀、溢流阀等元件工作时有无异常啸叫声:换向阀在换向时冲击声是否过大；用听音棒听减压阀内有无内泄漏声。等。

（3）摸。用手摸主泵或阀在运行中有无异常振动及异常温升、管道有无明显振动。用测温仪测量油温，当温升超标时。要查原因。

（4）闻。闻油箱中的油是否有异味。

（5）阅。查阅设备技术档案及交接班记录中，有关故障分析与维修保养的记录。

（6）问。询问设备操作者，了解设备平时工况、更换液压油的时间，泵、阀、缸等元件有无异常，设备维护保养及常出现的故障和排除方法。

3.2 精密诊断技术

又称为客观诊断法。它是在简易诊断的基础上，对液压系统的压力、流量、温度、噪声、振动、油液的清洁度、泄漏、执行元件的运行速度、力矩等数据，借助于各种仪器显示或计算机运算得出判断结果，对有疑问的异常现象，进行定量分析，从而找出故障原因或预防故障的发生。现在，在大型冶金企业的冶金设备液压系统上，其关键部位和元件，装有各种监测仪器(如压力、流量、温度、速度、位移、液位等传感器)。在生产过程中，如果系统某处发生异常现象时，监测仪器均可实测到该处的技术状况，并可在计算机屏幕上显示。

3.3 振动诊断技术

基本工作过程:用传感器将液压系统的压力、流量的脉动量或者液压元件壳体的振动信号(位移、速度及加速度)测出，并通过谱分析仪作频谱变换，将这些谱图与各类标准状态(正常状态及各种典型故障状态)谱图进行比较，可以确定故障所在的位置。

3.4 声学诊断技术

基本原理是液压系统的每一种状态对应着完全一定的音频信号，对各种信号进行分析，可用来确定液压系统的工作状态和故障情况。

3.5 智能化诊断技术

指开发诊断型专家系统，使数据处理、分析、故障识别自动完成，以减轻诊断的工作量，提高诊断速度及正确性。

4 结束语

冶金设备的液压系统由于在高温和多粉尘的恶劣环境中，作业时间长、任务重，故障多发，原因是多方面的，故障的判断和排除也较为复杂。我们认为要做好故障诊断和维修工作必须注意:

4.1 熟悉液压元件的结构、工作原理和液压系统的工作特性，掌握液压元件、系统的配置关系及工作条件和环境要求。

4.2 加强设备的维护保养是确保设备正常工作十分重要的环节；掌握液压系统故障发生的特点，对常见故障提出预防措施，则系统的故障就可以减少或避免。严格执行日常点检制度。加强设备的维护保养和备件质量。以确保设备正常工作。同时，也应建立健全设备检查与运转记录、维护、故障排除等技术档案。

4.3 熟悉各类液压元件的故障现象和检查方法.并在实践中总结提高。掌握和合理选用液压系统故障诊断分析方法.具备必要的检测仪器和手段，加强学习与应用现代先进的故障诊断技术。

［1］贺利峰.机械设备液压系统常见故障分析[J].河北企业,2007，6.

［2］李麟.冶金中液压设备故障的分析[J].科技资讯,2011，24.