液压系统故障诊断与排除实例分析

■大连机床集团金润液压工程有限公司（辽宁 116620）谭 佳 杜大利

在使用液压设备时，液压系统可能出现的故障是多种多样的。液压系统故障的分析是受各方面因素影响的复杂问题。因此分析故障首先必须弄清楚整个液压系统的工作原理、结构特点，然后根据出现故障现象进行判断，逐步深入，有目的、有方向地逐步缩小范围，确定区域、部位以及某个元件。在生产现场、设备维修部门经常采用在线检测技术，可以在液压系统运行中，在基本不拆卸零件的情况下检测出失效根源参数，再由液压专家来分析并排除故障。针对这种情况，本文归纳总结提出了液压系统故障诊断的在线检测法与液压系统分析法，现就其在生产现场的实际应用分析如下。

1.在线检测法

（1）在线检测法的基本原理。液压系统在测量时不需停机，系统中留有对压力、流量、温度和泄漏量等这些主要工作参数的检测口，并配有相应的检测仪器。即可随时监视液压系统工作状况，通过了解液压系统的工作参数值变化情况，可判断系统工作是否正常，如果发生了故障也可利用这些检测口查找故障的所在部位，做到及时排除故障。

（2）在线检测的方法。液压系统故障检测回路如图1所示，检测仪由测试系统与数据处理系统组成。其设备本身配有重要参数的检测仪表，系统中预留了测量接口，不用拆卸下元件就能观察出或从接口检测出元件的性能参数，为初步诊断提供了极其重要的分析条件。对于复杂精密的液压设备的检测，在线检测法还可以利用检测仪的各种传感器，将测量到的数据输入计算机系统，计算机根据输入的信号提供各种信息和各项技术参数，当某个部位出现不正常的技术状态时，计算机可帮助人们及时地找到产生故障的部位和原因，从而得以及时排除。

图1 液压系统故障检测回路简图

（3）在线检测法的应用分析。在线检测法所用的仪器很多，通常有压力传感器、流量传感器和温度传感器等，用监测仪器把测量到的数据输入电子计算机系统，计算机根据输入的信号提供各种信息和各项技术参数，由此可判别出某个执行机构的工作状态，并可在电视屏幕上自动显示出来。在出现危险故障之前，可自动报警，因此在线检测法误差小，检测设备简单，便于在生产现场推广。

2.液压系统分析法

（1）液压系统分析法的基本原理。应用液压系统图分析故障原因是目前液压维修工程技术人员常采用的基本方法，这个方法是故障诊断的基础，所以认真掌握液压系统原理图是故障诊断与排除首先应具备的条件。液压回路越复杂，各种元件的控制和动作的相互依赖关系就越紧密，可能涉及的单个基本回路就越多，此时故障诊断的基本方法是根据动作失灵的表现，把故障划成为多个小的系统回路，据以确定使这个小圈子失灵的基本故障。处置措施具体到回路，并要求仔细研究回路和充分理解各个元件的功能，最简便的方法常常是从所涉及的执行元件往回找，以确定行为和控制究竟是在哪一点开始丧失，而不考虑那些与故障的机能没有直接关系的元件。

（2）液压系统分析法的应用实例。图2所示回路中，16号电液换向阀为外控内泄（即泄油直接回到T腔），并且16号电液换向阀的T腔（即回油路）与14号先导式减压阀的泄油腔Y（即外泄油路）合流后，最后回到系统主油路T腔（即通入油箱），调试中发现，14号先导式减压阀的减后压力波动较大，不能稳定在调定的压力值上。此时，分别检测其他液压元件，均未发现质量和调整上的问题，各项指标符合性能要求。

故障分析：液压元件没有质量问题，组合成系统后压力调不下来，故障出现了，此时就应该分析系统中元件及组合油路的相互影响。分析发现系统工作时，16号电液换向阀的T腔（即回油路）与14号先导式减压阀的泄油腔Y（即外泄油路）合流后，导致14号先导式减压阀的导阀产生背压，上述14号先导式减压阀的压力调不下来的故障发生是必然的了。

故障原因找到了，排除就不会很难。图3所示为改进后的铝箔轧机液压系统原理图，系统中将16号电液换向阀改为外控外泄，即16号电液换向阀的T腔（即回油路）直接回到系统主油路T腔（即通入油箱）。而16号电液换向阀的泄油腔Y（即外泄油路）与14号先导式减压阀的泄油腔Y（即外泄油路）合流回到主回油路L腔（即单独通入油箱），如图3中虚线表示，它使14号先导式减压阀的导阀不再有背压产生，故上述故障排除。

（3）液压系统分析法的应用分析。液压系统分析法是液压系统故障诊断的一种基本分析方法，液压系统出现的故障可能是多种多样的，而且在大多数情况下是几个故障同时出现，因此诊断与排除这些故障，不仅要有专业理论知识，还要有丰富的设计、制造、安装使用和维护保养方面的实践经验。因此在现场的故障诊断过程中，最好是液压系统故障诊断的在线检测法与液压系统分析法相结合来诊断，从而避免查找故障时出现诊断不够准确的现象，尽快使液压设备恢复正常运行。

图2 改进前铝箔轧机液压系统原理

图3 改进后铝箔轧机液压系统原理

3.结语

本文提出了液压系统故障诊断的在线检测法和液压系统分析法，并分析了在线检测法和液压系统分析法在液压系统故障诊断中的实际应用，可以看出，在线检测法和液压系统分析法在液压设备故障诊断中，是简单易行的方法，故具有实用性和普遍的实用推广价值。

[1]雷天觉.新编液压工程手册［M］.北京：理工大学出版社，1998.

[2]吴宗泽.机械手册［M］.北京：机械工业出版社，2002.

[3]陈松楷.机床液压系统设计指导手册［M］.广东：高等教育出版社，1993.

[4]《机械设计手册》联合编写组.液压传动和气动.机械设计手册：下册 ［M］.北京：化学工业出版社，1987.

专家点评

液压系统的故障是多种多样的，而且大型设备的液压系统更加复杂，要想排除这些故障，不仅要有专业理论知识，还要有丰富的设计、制造、安装使用、维护保养方面的实践经验；本文介绍了排除液压故障常见的两种方法，并分析了在线检测法和液压系统分析法在液压系统故障诊断中的实际应用，从实际工作可以看出，在线检测法和液压系统分析法在液压设备故障诊断中，是简单易行的方法，具有推广价值。