关于液压设备状态监测以及故障诊断技术分析

2016-07-13王效军

中国科技博览 2016年13期

关键词：故障诊断技术状态监测

王效军

[摘要]现如今机械状态检测和故障诊断技术已经被广泛应用在生产领域，也获得了良好的社会效益和经济效益。本文将着重介绍液压设备的故障特点以及发生故障的机理，论述液压设备状态监测和故障诊断技术的方法来提高设备的使用效率和生产效率。

[关键词]液压设备状态监测故障诊断技术

中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0375-01

液压设备状态监测与故障技术是基于了解和掌握设备使用过程的机理，以此确定设备整体是否正常，并且能及早发现故障和原因。这里的设备不仅指各类运转机器，还包括管道和阀门等设备和电气设备。

一、液压设备系统

液压设备系统的结构和信息过程都很复杂，在某个环节发生故障的时候，电液因为具备校正功能而不容易被察觉，但是这类故障潜在存在很危险。所以发生故障时候特别费时不得不停机，也会影响生产进程带来巨大损失。

机械系统的状态监测故障诊断技术已经具有多年的应用经验，也为企业和社会带来了显著的经济效益。早期设备维修基本上是事后维修，当设备发生故障后再进行维修，后来又逐渐推行定期维修。但是随着计算机技术的发展，故障诊断技术已经不再停留在早期的凭借经验维修拆卸检修的层面上，而是发展为利用测试手段来监测内部元件损耗程度，便快速地找到故障诊断技术。对于液压设备来说，为了防止意外事故的发生和减小维修费，必须利用高效的管理手段管理系统复杂的液压设备。

二、液压设备发生故障时的失效形式还有故障机理

在液压设备使用的过程中，由于受到制造工艺还有工作环境的影响，设备在使用过程中发生磨损还有老化，常常导致液压设备不能正常使用。液压设备是机械产品，所有的机械产品会产生的故障在液压设备中也会发生。长时间的工作使元件使得材料因为疲劳而导致强度下降，当液压设备发生故障时最有效的形式应该形变或者冲击断裂、热变形等，也会造成污染。对于液压系统来说，由于污染导致机械故障是最主要的故障原因，所有故障之间有很紧密的联系，比较典型的故障机理有：

（一）由于污染导致失效

液压元件是以油液为工作介质的，当油液污染造成液压元件磨损、堵塞时就会造成机械失效。在液压油液中的污染物，最严重的就是污染磨损导致失效。因为液压油液中的污染物会导致液压元件由于运动副的卡紧造成污染。在液压系统中，大约70%的故障是因为油液污染造成的。所以，必须对液压设备的油液污染进行控制，控制污染度可以提高液压设备的使用率。控制污染可以利用过滤器来实现，最主要的是控制污染物侵入液压系统。

（二）磨损失效

机械失效除了油液污染，最常见的就是机械磨损，这也是导致机械故障的主要形式，大约占故障机理中的20%。在机械正常使用下，经过一定的使用期，磨损量逐渐递增但并不影响液压元件的正常使用。但是当磨损量达到一定的量，对于泵来说性能就会下降，当泵失效时就会引起液压设备系统不断振动，并且系统的非线性不断增加，更加会加快设备的额磨损力度。

（三）人为因素

在液压设备系统中，最主要的机械设备是油液污染，剩下最常见的就是磨损带来机械失效。除了油液污染和磨损失效，还有由于液压导致机械卡死，以及冲击断裂等都会导致液压设备系统损坏。当然，排除这些机械本身带来的故障，还有各种人为因素导致设备发生故障。比如操作人员不能遵守制造、修理和使用技术的要求，造成零件制造低劣，因为材料不合格还有装置元件的精准度不够高，维护不当就会造成机械故障。

三、液压设备状态监测和故障诊断技术

对于液压系统的故障特点和机理，可以采用多种方法进行故障监测和诊断。监测和诊断液压设备故障技术主要分为状态监测、诊断和维护修理两种。在液压系统状态监测领域中，可以分为油样分析诊断技术和机器状态监测、系统的故障诊断。当发生故障之后，应当进行有效的故障原因分析和故障定位分析。

（一）油样分析诊断

液压系统主要是以流体为主要的工作介质，在系统运行时候通过磨损和腐蚀导致残渣进入油液中，对油液造成污染。所以，可以通过观察和测量油液中的磨损粉末的形状和大小、颜色这类信息判断液压系统的故障类型。这时可以采用铁谱记录的方法进行简易诊断，比如定量的铁谱分析，这种方法能够依据铁粉的透光量判断磨损颗粒的多少，以此分析设备的状态。

还有一种比较精密的诊断方法，就是分析铁粉的图谱来判断图片上的磨损粉末的形状、大小等判断液化设备劣化的原因。但是铁谱记录的技术不是可以应用在所有的液压设备中的，因为诊断的费用高昂，所以不切实际。这种方法一般是设备在进行简便的方法进行监测之后已经判断污染程度，在此基础上利用铁谱记录的方法进行分析。

（二）对噪声进行诊断

振动和噪声是所有设备使用过程中必然产生的现象，对于液压泵来说，振动更是十分明显。通过对信号的振动分析，能够判断许多元件的特征，技术人员通过液压设备的工作状态，以此判断出液压元件发生故障的部位还有原因。在测量的时候应该不断考虑安装的条件还有测量的方向和地点进行诊断：

1.对信号进行诊断

对信号的诊断可以分为通过信号的频域个时域，判断信号是否是从一个方向传来的。信号的频率分布是根据分布的状态还有振动信号的时间和对象来进行判断的。

2.特征频率诊断技术

对测量的液压元件进行频谱分析，依据频谱和正常情况发出的振动信号频谱进行对比，根据两者的差异判定故障点以及故障程度还有发生故障的原因。

结语：

本文简略分析了液压设备故障的特点以及导致失效的原因和故障机理，并且介绍了两种液压设备状态监测和故障诊断技术。当然往后还会有更多的方法和技术，这也需要操作人员在生产实践中不断提高素质能够快速找到诊断方法，早日建立完整的状态监测和诊断系统面对今后更加复杂的液压设备。

参考文献：

[1]卢群辉.设备故障诊断与状态监测技术现状及应用探讨[J].石油机械，2003，S1：119-121.

[2]李强，牛帅奇.电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析[J].科技传播，2012，20：50+62.