液壓機械系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)研究

辛治

（唐山國豐鋼鐵有限公司，河北 唐山 063300）

0 引言

礦山液壓機械系統(tǒng)在使用中，由于工作環(huán)境惡劣，作業(yè)時間長，任務(wù)重，故障多發(fā)，原因是多方面的，故障的判斷和排除也較為復雜，要做好故障診斷工作要做到一是熟悉液壓元件的工作特性和液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，工作原理，掌握液壓元件，輔件，系統(tǒng)的配置關(guān)系及工作條件和環(huán)境要求。二是建立健全設(shè)備技術(shù)狀況檢查，維護，修理制度和故障技術(shù)檔案，積累數(shù)據(jù)和設(shè)備運轉(zhuǎn)記錄。三是熟悉各類液壓元件的故障現(xiàn)象及故障檢查方法，同時要有一定的現(xiàn)場實踐經(jīng)驗和設(shè)備管理知識，在實踐中 總結(jié) 提高。五是熟悉和運用液壓系統(tǒng)故障診斷分析方法并合理選用，具備必要的檢測儀器和一定的檢測手段，注意學習和應(yīng)用 現(xiàn)代 先進的診斷技術(shù)，下面我就液壓機械系統(tǒng)的常見故障進行具體的闡述。

1 礦山液壓機械系統(tǒng)常見故障

通過實際調(diào)查分析歸納出礦山液壓機械系統(tǒng)常見故障如下：

1.1 溫度過高。主要原因有：油粘度過高、內(nèi)泄嚴重、冷卻器堵塞、泵修理后性能差及油位低、壓力調(diào)定過大、摩擦損失大。液壓系統(tǒng)的零件因過熱而膨脹，破壞了相對運動零件原來正常的配合間隙，導致摩擦阻力增加、液壓閥容易卡死，同時，使?jié)櫥湍ぷ儽　C械磨損增加，結(jié)果造成泵、閥、馬達等的精密配合面因過早磨損而使其失效或報廢。

1.2 因為潤滑不良、摩擦阻力變化、空氣進入、壓力脈沖較大或系統(tǒng)壓力過低、閥出現(xiàn)故障、泄漏增大、別勁、燒結(jié)造成的執(zhí)行機構(gòu)運動速度不夠或完全不動。

1.3 因為泵不供油、油箱油位過低吸油困難、油液粘度過高、泵轉(zhuǎn)向不對、泵堵塞或損壞、.接頭或密封泄漏、主泵或馬達泄漏過大、油溫過高、溢流閥調(diào)定值低或失效、泵補油不足、閥工作失效造成的系統(tǒng)無壓力或壓力不足。

1.4 因為泵工作原理及加工裝配誤差引起、控制閥閥芯振動、換向時油液慣性造成的壓力或流量的波動。

1.5 因為油溫過高、油粘度過大及油液自身發(fā)泡、泵自吸性能低、吸油阻力大、油箱液面低、密封失效或接頭松動、件結(jié)構(gòu)及加工質(zhì)量造成的氣穴與氣蝕。

2 故障診斷技術(shù)及應(yīng)用

2.1 主觀診斷技術(shù)

指維修人員利用簡單的診斷儀器憑借個人的實踐經(jīng)驗分析判斷故障產(chǎn)生的原因和部位。方便快捷，可靠性較低，屬于較簡單定性分析。包括直覺經(jīng)驗法、參數(shù)測量法、邏輯分析法、堵截法、故障樹分析法等。

直覺經(jīng)驗法指維修人員憑感官和經(jīng)驗,通過看、聽、摸、聞、問等方法判斷故障原因:看執(zhí)行元件是否爬行、無力、速度異常，液位高度、油液變質(zhì)及外泄漏,測壓點工作壓力是否穩(wěn)定，各連接處有無泄漏及泄漏量；聽泵和馬達有無異常聲響、溢流閥尖叫聲、軟管及彎管振動聲等。摸系統(tǒng)元件的油溫和沖擊、振動的大小、聞油液是否變質(zhì)、軸承燒壞、油泵燒結(jié)等。詢問設(shè)備操作者，了解液壓系統(tǒng)平時工況、元件有無異常、設(shè)備維護保養(yǎng)及出現(xiàn)過的故障和排除方法。

參數(shù)測量法指通過測得系統(tǒng)回路中所需點處工作參數(shù)，將其與系統(tǒng)工作正常值比較,即可判斷出參數(shù)是否正常、是否有故障及故障所在部位，適于在線監(jiān)測、定量預報和診斷潛在故障。邏輯分析法指根據(jù)元件、系統(tǒng)、設(shè)備三者邏輯關(guān)系和故障現(xiàn)象,通過研究液壓原理圖和元件結(jié)構(gòu),進行邏輯分析,找出故障發(fā)生部位。

堵截法指根據(jù)液壓系統(tǒng)的組成及故障現(xiàn)象選擇堵截點，堵截法觀察壓力和流量的變化，從而找出故障的方法。堵截法快速準確，但使用較麻煩，拆裝量大，需要整套的堵截工具和元件。

故障樹分析法指對系統(tǒng)做出故障樹邏輯結(jié)構(gòu)圖，系統(tǒng)故障畫在故障樹的頂端為頂事件，根據(jù)各元件部位的故障率數(shù)據(jù)，最終確定系統(tǒng)故障。適合較大型、較復雜系統(tǒng)故障的判定和預測。

2.2 儀器診斷技術(shù)

根據(jù)液壓系統(tǒng)的壓力、流量、溫度、噪聲、震動、油的污染、泄露、執(zhí)行部件的速度、力矩等，通過儀器顯示或 計算 機運算得出判斷結(jié)果。診斷儀器有通用型、專用型、綜合型、其發(fā)展 方向是非接觸式、便攜式、多功能和智能化。包括鐵譜記錄法、震動診斷法、聲學診斷法、熱力學診斷法等。如鐵譜記錄法，通過分析鐵粉圖譜，根據(jù)鐵粉記錄圖片上的磨損粉末、大小和顏色等信息，準確得到液壓系統(tǒng)的磨損與腐蝕的程度和部位，并可對液壓油進行定量污染分析和評價，做到在線檢測和故障預防。

2.3 智能診斷技術(shù)

指模擬人腦機能，有效獲取、傳遞、處理、再生和利用故障信息，運用大量獨特的專家經(jīng)驗和診斷策略，識別和預測診斷對象包括模糊診斷法、灰色系統(tǒng)診斷法、專家系統(tǒng)診斷法、神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)診斷法等。目前研究最活躍的是專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使故障診斷智能化，具有廣闊發(fā)展應(yīng)用前景?；谌斯ぶ悄艿膶＜以\斷系統(tǒng)，是計算機模仿在某一領(lǐng)域內(nèi)有經(jīng)驗的專家解決問題的方法，將故障現(xiàn)象輸入計算機，計算機根據(jù)輸入現(xiàn)象及知識庫中知識按推理集中存放的推理方法，推算出故障原因，并提出維修或預防措施。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模仿人的大腦神經(jīng)元結(jié)構(gòu)特性，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的容錯、學習、聯(lián)想記憶、分布式并行信息處理等功能，把專家經(jīng)驗輸入網(wǎng)絡(luò)，通過對故障實例和診斷經(jīng)驗的訓練學習依據(jù)一定的訓練算法，得到最佳接近的理想輸出。

3 結(jié)論

維修的目的在于保證機械設(shè)備運轉(zhuǎn)的可靠性和 經(jīng)濟 性，維修方式的選擇應(yīng)從故障發(fā)生的安全性、經(jīng)濟性考慮。機械設(shè)備的維修方式是對機械維修時機和維修深度的控制模式。采用合理的維修方式可以有效地延長工程機械的使用壽命，提高機械設(shè)備的工作效率。

由于礦山設(shè)備工作狀態(tài)的多樣性及液壓系統(tǒng)的愈加復雜，在生產(chǎn)實踐中還應(yīng)該積極研究與應(yīng)用多種現(xiàn)代、先進診斷技術(shù)。隨著診斷技術(shù)智能化，高精度化，不解體化并與先進通訊技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，智能傳感器技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)的融合，礦山液壓機械系統(tǒng)故障診斷的準確性，快捷性和便利性必將大大提高。

[1]朱真才，韓振鐸主編.采掘機械與液壓傳動[M].徐州：中國 礦業(yè)大學出版社.2005.

[2]謝銻純，李曉豁主編.礦山機械與設(shè)備[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社.2000.