淺談礦山機(jī)械設(shè)備液壓故障原因及處理措施

鄒忠文

摘要:通過(guò)對(duì)礦山機(jī)械常見(jiàn)液壓故障的理論分析與實(shí)際調(diào)查，得出了故障產(chǎn)生的原因，并對(duì)處理故障的方法進(jìn)行了歸納，制定出了排除故障的順序。在不影響設(shè)備正常工作、同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)因素的前提下，以此來(lái)檢查各種礦山機(jī)械液壓元部件出現(xiàn)故障的部位。對(duì)目前機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的現(xiàn)狀作了簡(jiǎn)要的論述，提出了幾種有實(shí)用價(jià)值的故障診斷方法，闡明了機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的機(jī)理。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備；液壓故障

液壓系統(tǒng)在礦山機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用。由于液壓系統(tǒng)的元件和油液都處于密封的殼體和管道內(nèi)，不能從外部直接觀察，容易出現(xiàn)故障不易判斷給生產(chǎn)帶來(lái)很多困難。為了正確判斷和處理液壓系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際調(diào)查和對(duì)液壓系統(tǒng)的分析對(duì)常見(jiàn)故障及處理方法進(jìn)行了歸納，為以后故障排除及診斷提供了依據(jù)。

機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)的故障表現(xiàn)形式多種多樣，而故障的產(chǎn)生是多種因素綜合作用的結(jié)果。液壓系統(tǒng)的故障不像機(jī)械故障那樣直觀，也不像電氣系統(tǒng)那樣便于測(cè)量，因此，應(yīng)具體情況具體分析,并利用適當(dāng)?shù)臋z測(cè)診斷儀器進(jìn)行故障檢測(cè)，確定故障的性質(zhì)和部位，以便采用正確的修理方法進(jìn)行排除。下面對(duì)機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)常見(jiàn)的故障現(xiàn)象及故障產(chǎn)生原因作了分析。

1故障原因及處理

1.1液壓系統(tǒng)不能供油

當(dāng)液壓系統(tǒng)發(fā)生不能供油故障時(shí)，為盡快找出故障部位，加以維修。根據(jù)對(duì)液壓系統(tǒng)分析及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查得知有如下幾種原因：油箱油位過(guò)低，查找油箱泄露處，并將油位加到正常位置。吸油管路堵塞，檢查吸油管及濾油器，排除阻塞物。油液粘度過(guò)高，排空油箱，應(yīng)換低粘度油。如果使用的是單向泵，可能是泵轉(zhuǎn)向不對(duì)，此時(shí)應(yīng)改正接線并馬上換向。泵內(nèi)有渣塵，拆開(kāi)泵，清洗排渣。泵元件嚴(yán)重磨損或損壞，此時(shí)應(yīng)更換泵元件或更換泵。

1.2系統(tǒng)沒(méi)有壓力

當(dāng)液壓系統(tǒng)沒(méi)有壓力，檢查內(nèi)容及處理方法：參考上述不有供油的分析與處理；安全閥誤動(dòng)作，檢查壓力調(diào)定值并進(jìn)行調(diào)整；閥漏油，查找失效密封，更換或修理；安全閥彈簧失效，更換彈簧；由于雜質(zhì)作用，閥不能打開(kāi)，拆開(kāi)并清洗；閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，檢查電路，拆卸清洗耳恭聽(tīng)，必要時(shí)修理或更換；

1..3工作機(jī)構(gòu)動(dòng)作不穩(wěn)定

當(dāng)液壓系統(tǒng)工作機(jī)構(gòu)不穩(wěn)定時(shí)，表現(xiàn)為逐漸減慢、突然增快及跳動(dòng)等現(xiàn)象，檢查內(nèi)容及處理方法：

潤(rùn)滑不良，磨擦阻力增大，此時(shí)應(yīng)改善潤(rùn)滑條件，清除贓物。

油泵吸油，空氣進(jìn)入系統(tǒng)。此時(shí)應(yīng)檢查油位，油位不能過(guò)低，檢查密封的完好性。

壓力脈沖較大或系統(tǒng)壓力過(guò)低，不足以克服外阻力，檢查溢流閥的調(diào)定值是否符合要求，不符合要求應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。油中雜質(zhì)堆積在節(jié)流通道壁上，或節(jié)流閥內(nèi)外泄漏，使之不穩(wěn)定。此時(shí)應(yīng)檢查節(jié)流閥，清洗或修理。

1.4系統(tǒng)壓力正常而某處無(wú)壓力

當(dāng)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，檢查內(nèi)容及處理方法為：管路、小孔或節(jié)流閥被贓物堵塞或漏損嚴(yán)重，此時(shí)應(yīng)檢查壓力和油流情況。

1.5泄漏

液壓系統(tǒng)泄漏是常見(jiàn)的故障之一，檢查內(nèi)容及處理方法：閥的表面幾何精度不夠，閥的同心度不夠，此時(shí)應(yīng)對(duì)閥研磨或更換；鑄造零件有砂眼、氣孔、裂縫。此時(shí)應(yīng)更換該零件；密封老化或損壞，應(yīng)更換密封；相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面嚴(yán)重磨損，應(yīng)研磨修復(fù)或更換；油管接頭松動(dòng)，應(yīng)擰緊并檢查是否扣壞。

1.6系統(tǒng)過(guò)熱

當(dāng)液壓系統(tǒng)過(guò)熱時(shí)，檢查內(nèi)容及處理方法為：安全閥壓力調(diào)定值不適或有故障，檢查調(diào)定值并進(jìn)行整理。內(nèi)部漏油（泵磨損），檢查泵的內(nèi)中漏油情況并進(jìn)行更換。油的粘度過(guò)高或過(guò)低，檢查油的粘度是否合適。泵修理后安裝太緊，拆開(kāi)并重新組裝。

1.7牽引力太小故障

液壓系統(tǒng)發(fā)生此故障的主要原因是主油路壓力低。檢查內(nèi)容及處理方法為：

檢查是否漏油，如漏油擰緊頭更換密封件或管件。主泵或馬達(dá)泄漏過(guò)大，可更換馬達(dá)或主泵。冷卻不良使油溫過(guò)高，可調(diào)整冷卻水量和水壓至額定值。安全閥調(diào)定值，可重新調(diào)定。補(bǔ)油量不足，可能是輔助泵泄漏量大，需更換新的。

1.8液壓系統(tǒng)發(fā)生噪音故障

檢查內(nèi)容及處理方法為：機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)，檢查螺絲和聯(lián)軸節(jié)。力和流量及脈動(dòng)較大，加緩沖回路，檢查設(shè)置是否合理。空氣進(jìn)入，出現(xiàn)氣穴，檢查油位和密封裝置，排氣。油流發(fā)生漩渦，減少流道的彎曲和截面變化。泵體內(nèi)有空氣，排出泵空氣。油面過(guò)低，吸油管堵塞或阻力太大等。按規(guī)定加足油液，疏通進(jìn)油管，清洗濾油器，緊固進(jìn)油段聯(lián)接螺絲。泵和電機(jī)不同心，重新調(diào)整使其同心。粘度大，使用合適型號(hào)的油。

2液壓泵是液壓系統(tǒng)的心臟，其故障診斷是液壓系統(tǒng)故障診斷的重要部分。大量的液壓泵故障診斷數(shù)據(jù)表明，通過(guò)泵源出口檢測(cè)到的故障信號(hào)常被干擾信號(hào)淹沒(méi)，單一故障檢測(cè)信號(hào)常呈現(xiàn)出強(qiáng)的模糊性，采用常規(guī)的信號(hào)處理方法難以提升有效的故障特征。

從故障診斷學(xué)的角度來(lái)看，任何一種診斷信息都是模糊的、不精確的，對(duì)任何一種診斷對(duì)象，用單一信息來(lái)反映其狀態(tài)行為都是不完整的，如果從多方面獲取同一對(duì)象的多維故障冗余信息加以綜合利用，就能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更可靠更精確的監(jiān)測(cè)和診斷。本文針對(duì)柱塞泵球頭松動(dòng)故障模式，通過(guò)在液壓泵出口配置振動(dòng)傳感器和壓力傳感器進(jìn)行故障檢測(cè)，通過(guò)小波分析進(jìn)行信號(hào)消噪處理，利用主成分分析提取有效融合信息，采用改進(jìn)算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)液壓泵微弱信號(hào)或多故障的有效診斷。

2.1液壓泵球頭松動(dòng)故障機(jī)理分析

由于制造誤差或液壓泵在工作過(guò)程中的壓力沖擊，常常使柱塞球頭與球窩沉凹變形使球頭與球窩間隙增大，從而產(chǎn)生柱塞球頭松動(dòng)的故障。

2.2小波信號(hào)消噪處理

液壓泵的工作環(huán)境一般比較惡劣，其工況受環(huán)境的影響較大，通常在泵出口檢測(cè)到的信號(hào)含有很大的噪聲。試驗(yàn)表明，液壓泵出口檢測(cè)到的壓力信號(hào)和振動(dòng)信號(hào)體現(xiàn)出以下特點(diǎn)：①信號(hào)的頻譜分布很寬、波形雜亂，規(guī)律性差；②時(shí)變與非平穩(wěn)性表現(xiàn)明顯。小波分析是目前較有效的信號(hào)處理方法，它可以同時(shí)在時(shí)域和頻域中對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，能有效地區(qū)分信號(hào)中的突變部分和噪聲，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的消噪。泵出口振動(dòng)信號(hào)及其小波消噪后的信號(hào)，選取小波消噪的全局閾值為1.049。很明顯，檢測(cè)信號(hào)中包含了許多干擾信號(hào)，很難簡(jiǎn)單地利用檢測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行有效的故障診斷。為了消除干擾影響，經(jīng)過(guò)小波處理，可以有效地消除泵出口振動(dòng)信號(hào)中所包含的噪聲，有利于故障特征的提取。

2.3信息融合故障診斷方法

信息融合是將多源信息加以智能合成，產(chǎn)生比單一信息源更精確、容錯(cuò)性和魯棒性更強(qiáng)的估計(jì)和判斷'2'。由于液壓泵出口檢測(cè)到的信息微弱，易于被干擾所淹沒(méi)，很難利用單個(gè)傳感器的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行微弱故障特征的有效診斷。采用的信息融合故障診斷過(guò)程，即將振動(dòng)信號(hào)和壓力信號(hào)進(jìn)行小波消噪處理，利用統(tǒng)計(jì)分析提取有效特征信息，采用主成分分析有效解耦各故障特征間的相關(guān)性，減少故障特征的維數(shù)，采用改進(jìn)算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)液壓泵球頭松動(dòng)故障診斷。

了解礦山機(jī)械設(shè)備常見(jiàn)液壓故障的發(fā)生原因，在生產(chǎn)實(shí)踐中可避免或減少設(shè)備故障的產(chǎn)生，縮短處理故障時(shí)間。當(dāng)然，在分析故障原因時(shí)，要在熟悉機(jī)器各部分的機(jī)構(gòu)以及動(dòng)作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合關(guān)鍵故障的具體情況，分析故障產(chǎn)生的原因，根據(jù)由表及里，由外到內(nèi)的原則，制定排出故障的順序，并依次檢查各機(jī)械零部件或液壓元件，最后確定出故障部位，排出故障。