液压设备的故障诊断方法探析

何继贤

（长沙职业技术学院，湖南长沙410217）

液压设备的故障诊断方法探析

何继贤

（长沙职业技术学院，湖南长沙410217）

液压设备的使用在我国的工业领域日益广泛，很多大型机械设备都采用液压传动，尽管液压设备具有很多使用优势，但是检修与故障诊断比较复杂，主要是由于系统处于结构内部，不容易拆卸，所以工作人员常常无计可施。如何开展合理的故障诊断成为很多技术人员关注的重点。文章就液压设备的故障诊断方法进行了详细的讨论。

液压设备；故障诊断方法

1 液压系统故障形式

（1）污染故障。液压元件的工作介质是油液，是一类高能量输出的设备，油液污染的表现形式是在现场出现元件磨损、卡死等现象，大约有70%以上的设备故障都是由于油液污染而引起的，约有20%的飞机事故原因为飞机液压系统受到了污染，可见，避免污染或者降低污染程度是液压设备稳定运行的重要措施。

（2）磨损故障。液压系统中由于磨损而产生的故障约为故障总数的20%。通常状况下，随着使用时间的延长，故障磨损逐步累积，尽管短时间内不会影响设备的使用，但是当累积到一定的程度后，便会影响设备的运行，导致设备出现故障。比如：对于一些阀门来说，长时间的磨损导致设备间隙过大，导致高压腔和低压腔由于连通而导致压力过低，无法正常供给，系统由于运行速度过低而发生爬行。

2 液压故障诊断的基本要求

在施工现场进行故障处理的目标是确保设备的合理运转，使施工能够安全、稳定的开展。施工现场的技术以及工艺条件对设备的使用具有重要的作用，技术滞后或者工艺不合理都会制约诊断技术的发展。故障诊断的准确程度以及效率成为保证系统及时恢复工作的关键性影响因素，故障诊断有如下要求：①合理。诊断得到的原因必须合理，不允许出现判断失误，否则就不能及时的将故障排除，不能保证生产进行。②精准。查找到的原因越精确，排除故障的时间就越短，恢复生产就越迅速，不会造成更大的经济损失。所以，故障分析应该足够精确，以便于迅速恢复生产。③适合。很多影响因素都会对生产造成影响，即使是精密程度很高的设备也不能很快找到问题出现的主要原因，相反，采用相对简单的方法反而能够找到故障发生的直接原因。同时，为了减少人力资源的使用量，尽量减少拆装，避免由于操作不正确而导致设备或者仪器的损坏。④迅速。某些液压设备如果停工，可能会导致整个单元的运行中断，所以为了迅速恢复生产，应该尽早排除故障。⑤超前。为了避免出现较大的故障损失，设备管理人员应该能够判断故障的可能原因以及大致位置，这种判断能力的获取主要依赖于扎实的理论知识以及丰富的实践经验。

3 液压设备故障诊断方法

（1）感官判断。①通过视觉对仪表的指示状况以及不同检测元件的转速、连贯性进行判断，查看设备之间是否合理接线，连接良好，安装位置正确，工作指示灯以及故障指示灯的状态，液压设备的液位是否在合理的范围内，油液的澄清度、是否存在气泡等。②对功率的输出、气蚀以及液压泵和轴承的运转状态可以通过听觉进行判断。通过声音是否存在异常，还可以判断电机状况系统内部是否存空隙等。③通过触觉进行判断，判断液压设备的表面是否出现温升，通过对壁面的接触来判断管道中流过介质的状况，介质的压力是否合理等。④通过嗅觉对内部油脂的状况进行判断，是否变质或者线路是否正常工作没有出现烧坏等。

（2）压力表测试。作为液压测量的一个重要参数，压力一旦发生变化，液压元件会出现十分明显的状态改变。通过压力表的数值来判断系统是否正常运转，是否出现障碍。所以，在选择压力表之前，应该全面考虑量程以及检测精度等要素，压力表的最大量程最好是所测最高压力值的1.5倍，所测的压力点可以合理反应系统的状态，具有较强的代表性，压力元件由于其使用原理不同，当设备出现故障以后，压力点的改变趋势也有所不同，技术人员需要结合不同测压元件的原理以及工作特点，进行仪表性能的判断。准确了解液压元件的问题及原因。

（3）流量计测量。流量计是液压测量的参数之一，通过正确使用流量计，可以获取液压设备的泄露量以及容积，一旦出现故障，查看出系统是否顺畅，如果存在阻塞，则阻塞的具体位置。

（4）依据设备的转速判断系统状态。液压元件的内部产热状况决定了其表面的温度高低，同时，温度数值也受到散热情况的影响。如果元件产生较多的热量，则表面温度会迅速升高，出现两类状况，第一，节流散热，第二，摩擦生热。如果元件出现破损，都会引起这两类发热状况。如果系统正常工作，则元件表层的温度约为50℃左右，但是当出现运行障碍或者产生故障时，则温度会显著增高，有时上升速度极快，甚至可以高于80℃。表面温度升高产生的原因并不单一，液压元件的故障以及系统内部其他因素都会导致表面温度过高，比如：冷却不合理，压力数值以及温度数值不合理等。系统运行时，工作人员往往不能准确判断温度升高的真实原因，可以通过进行性能检测的方法来解决，结合其他方面的信息和测量数据，来判断故障的具体位置和原因。

4 液压故障诊断的策略

（1）明确先后检测顺序。要想实现故障检测与排除的高效性，技术人员需要针对检测目的与实际状况，制定合理的检测顺序，在顺序的确定中，需要坚持两个原则，分别为；第一，按照故障出现的概率进行检测；第二，根据安装的简单程度进行检测，按照从易到难，从外到内的顺序进行检测。

（2）做好合理假设。故障分析是一个逐步实验的过程，对可能产生的原因进行逐步假设，然后在通过合理的程序假设是否与实际相一致，如果存在差异，则继续假设，在不断假设的过程中，找到故障的实际原因与位置。在问题的考虑中，尽可能全面、仔细，不遗漏可能存在的影响因素。全部的影响因素都可能是导致问题出现的原因。

（3）化整为零，层层深入。对故障分析中，将整体系统划分为若干个小的系统，再将二级系统进一步的划分，一直到分为很多个最基本的单元。在划分完毕以后，开展系统的分析，找到问题属于哪一级系统，不断深入研究，使问题得到简化，是现阶段适用较为广泛的一类故障分析手段。

（4）抓住重点。液压设备的种类较多，适用的复杂程度逐渐增大。很多设备同时兼容了很多系统，分别包括：机电、液压气压等，各个系统相互交织在一起，发挥作用。一些回路的逻辑关系复杂，需要很多不同的元件协调作用才能正常运转，设备的资料必须齐全，包括现场各个专业的图纸、原理图、系统图等。一旦现场操作发生故障，能够及时通过查阅文件和图纸找到问题的原因。

5 故障分析实例

一台NH178多臂凿岩台车，只存在前进挡，没有后退档，需要对故障进行分析和处理。工作所涉及到的内容较多，所以图纸的数量也相对较多，故障的分析和处理过程如下：

（1）故障分析。变速箱的类型为动力换挡型，操作流程为：首先对换挡开关进行控制和调节，将变速箱电磁阀的电路合理连接，依据档位的实际需要，选择适合的电路，当电磁阀接通后，将不同档位的油路进行连通，当不同的档位中流入液压油以后，齿轮在离合器的作用下按档位进行切换。故障排除的原则为从外到内，由易到难，结合变速箱的档位变换过程，进行故障的排除，过程如下：①对三个继电设备进行测量，发现均正常运转，对档位开关触点进行测试，都表现正常。②判断是否是电磁阀发生故障，通过对电磁阀的运行状况数据进行分析，发现S7参与了所有前进挡的工作，当前进挡出现损坏时，可能是电磁阀出现了破损，由于电磁阀彼此之间是一致的，所以具有很好的互换性，如果互换后不发生变化，则表面电磁阀没有故障。③通过上述两个操作可以将电路的一部分故障予以排除，出现故障的部位还可能是液压油路或者前进挡的离合器烧毁，由于控制阀的油路不在设备的外部，位于里侧，所以不能够从外部对其进行故障的判断，由于变速箱结构复杂，所以不能通过外部观察确定故障，必须通过电磁阀以及单机的联合工作，将S6和S7一同接线，进行试验，如果是前进二挡，则前进挡的离合设备无故障。S6和S7的电磁阀连接以后，实现了油路的同时连接，只通过较低的压力便能够实现倒退档中的油液进入前进挡的离合设备，由于前进挡中的压力较倒退档中的压力低，所以只能够与前进挡的离合设备相连接，而不能与倒退档的离合设备相连接，台车处于前进状态。将电磁阀S7相连接，如果换挡压力为1.6兆帕，则其处于常规的压力范围以内，变速泵以及溢流阀工作正常，如果将前进挡离合设备的油路进行拆卸，则发现前进挡中没有压力较高的油液。

（2）故障处理。换挡控制设备内部的结构复杂，无法实现现场的检修，多臂凿岩台车一般在工地中使用，当发生紧急状况时，使用较多。主要应用与工作面上部，行驶的次数较少，所以，可以采用如下改装操作：①电路改装，在发动机的运行状态下，变速箱位于档位中，将直流电引入，结合开关的作用，实现电磁阀的连通，通过另外一个档位对电路进行启动。②油路改装。通过合理控制倒挡离合器，实现倒挡离合设备以及油路控制设备离合器的相接，先进行高压油管的加工，然后将其接入压力较高的油路出口处，进而引入驾驶室，将三通阀接至油管的出口位置，接至前进以及后退档离合设备的入口位置。在三通后面接上开关以及油管，再进行离合设备的接入。当前进时，打开前进离合器，将后退离合器关闭，如果需要进行后退操作，则将后退离合设备的开关打开，将前进挡的关闭。

（3）故障原因分析。换挡控制阀中没有对油路进行密封，仅凭借阀芯以及阀体进行密封，同时，多臂凿岩台车的运行条件十分恶劣，操作状态下灰尘很多，油管常有爆裂。所以在进行油管的安装时，如果没有注意对灰尘以及杂质的控制，或者螺栓的紧固，十分容易出现泄漏现象。导致灰尘和杂质进入液压系统，造成油液的污染，阀芯和阀体的磨损，同时，控制阀中的油管之间相互连接，很多粒径大的杂质便会将油道封堵，出现故障。

综上所述，液压故障的产生会导致系统的运行中断，在影响生产进程的同时，还会造成一定的经济损失以及安全事故，所以，及时、准确地进行故障诊断至关重要。技术人员在掌握理论基础知识的同时，结合以往的工作经验，对故障出现的可能位置进行大致的判断，然后逐一排除，细化分析，使故障诊断工作快速、有序的开展，针对分析出来的原因制定相应的解决方案，恢复生产的开展。

Discussion on Fault Diagnosis Method of Hydraulic Equipment

HE Ji-xian
（Changsha Vocational and Technical College,Changsha，Hunan 410217，China）

The use of hydraulic equipment in China's industrial areas are increasingly widespread，and many large-scale machinery and equipment are used hydraulic transmission，although the hydraulic equipment has many advantage.However，maintenance and fault diagnosis is more complex，mainly because the system is within the structure，not easy to disassemble.How to carry out reasonable fault diagnosis has become the focus of many technical staff in the attention.The fault diagnosis method of hydraulic equipment is discussed in detail.

hydraulic equipment；fault diagnosis method

TH137

A

2095-980X（2017）03-0015-02

2017-02-08

何继贤（1975-），男，湖南长沙人，硕士，主要研究方向：机电一体化。