機(jī)械液壓系統(tǒng)中的故障類型與診斷對(duì)策探析

袁福輝 徐越 別雪峻

【摘? 要】機(jī)械加工制造工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作的方法。在實(shí)際生產(chǎn)中，機(jī)械加工制造工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程是把原材料變?yōu)槌善返娜^(guò)程。受液壓系統(tǒng)內(nèi)部機(jī)件故障診斷難度等因素影響，液壓系統(tǒng)故障診斷與實(shí)際排除較為困難，所以在實(shí)踐操作中，相關(guān)技術(shù)人員必須要增強(qiáng)自身業(yè)務(wù)操作能力，深化液壓系統(tǒng)故障診斷研究，貫徹執(zhí)行液壓系統(tǒng)規(guī)范要求，根據(jù)液壓系統(tǒng)故障診斷原則與實(shí)際情況，不斷提高故障診斷排除綜合技能。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械液壓系統(tǒng);故障類型;診斷對(duì)策

1機(jī)械液壓系統(tǒng)故障產(chǎn)生原因及故障特征

機(jī)械液壓系統(tǒng)作為機(jī)械作業(yè)安全保障的核心環(huán)節(jié)，承擔(dān)著設(shè)備動(dòng)臂等關(guān)鍵部位的運(yùn)行管控以及機(jī)械設(shè)備專向的重要任務(wù)。隨著引入現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備種類、數(shù)量的不斷增加，液壓系統(tǒng)的需求量與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也與日俱增，但在實(shí)踐操作中，液壓系統(tǒng)負(fù)責(zé)人員專業(yè)水平參差不齊，由于操作人員理論知識(shí)與實(shí)踐操作能力有限，在機(jī)械正常使用中經(jīng)常出現(xiàn)因操作失誤或使用誤區(qū)等情況，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障[1]。如操作人員對(duì)于密封冷卻用液壓油、潤(rùn)滑用液壓油等并沒(méi)有清晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)于相關(guān)油類的使用說(shuō)明并不明確，在使用中出現(xiàn)亂用、摻用等行為，使得液壓油出現(xiàn)變質(zhì)，造成液壓系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的腐蝕，嚴(yán)重影響機(jī)械設(shè)備的使用壽命。另外，在環(huán)境較為惡劣的區(qū)域，機(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)備孔隙中不可避免的會(huì)進(jìn)入大量的灰塵顆粒，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部機(jī)件產(chǎn)生損耗，為系統(tǒng)故障的發(fā)生埋下隱患。

2機(jī)械液壓系統(tǒng)故障診斷原則

2.1避免盲目性拆卸

受專業(yè)技術(shù)能力、操作經(jīng)驗(yàn)等因素影響，部分技術(shù)人員在發(fā)現(xiàn)機(jī)械液壓系出現(xiàn)故障以后，在尚未明確清故障發(fā)生具體原因的情況下，就盲目性的將液壓系統(tǒng)機(jī)件進(jìn)行拆卸。這種情況下，技術(shù)人員并沒(méi)有規(guī)劃設(shè)計(jì)出針對(duì)性的故障解決方案，無(wú)法及時(shí)有效的進(jìn)行故障診斷排除，加上系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機(jī)件精密度非常高，極易在盲目拆卸中導(dǎo)致連帶部位出現(xiàn)故障，影響整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如在對(duì)液壓系統(tǒng)安全閥進(jìn)行拆卸時(shí)，要根據(jù)設(shè)備額定指標(biāo)要求進(jìn)行操作。

2.2嚴(yán)格落實(shí)操作規(guī)范

為了避免對(duì)故障診斷質(zhì)量與工期等造成負(fù)面影響，液壓系統(tǒng)在實(shí)踐操作中要嚴(yán)格執(zhí)行實(shí)踐操作規(guī)范條例，確保機(jī)械各項(xiàng)操作均符合操作要求。同時(shí)，在液壓系統(tǒng)故障診斷與檢修時(shí)，要依照相關(guān)規(guī)范原則進(jìn)行，避免出現(xiàn)診斷不明確、不規(guī)范情況。

2.3確保操作環(huán)境整潔

由于液壓系統(tǒng)機(jī)件多為精密性元件，灰塵顆粒會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)件的正常功能，所以在對(duì)出現(xiàn)故障的液壓系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)件拆卸過(guò)程中，要重視操作環(huán)境的清潔控制工作，務(wù)必要保證檢修環(huán)境的無(wú)塵化、潔凈化，將故障機(jī)件再損傷率降至最低，確保故障診斷、排除的高效性。

3機(jī)械業(yè)系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析

3.1液壓系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題

油泵供油不足、油箱液位過(guò)低、油質(zhì)太差、泵轉(zhuǎn)向錯(cuò)誤、密封件出現(xiàn)泄露情況、油路堵塞、油溫過(guò)高、溢流閥設(shè)置不到位等問(wèn)題，導(dǎo)致機(jī)械液壓系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2液壓系統(tǒng)元件問(wèn)題

當(dāng)發(fā)生油泵供油不足、油質(zhì)太差、泵轉(zhuǎn)向錯(cuò)誤、油路堵塞等問(wèn)題時(shí)，會(huì)增大系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷，元器件磨損率提高，摩擦越來(lái)越嚴(yán)重，就會(huì)導(dǎo)致泵、馬達(dá)、閥門(mén)、儀表等元器件發(fā)生損壞，使整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題。

3.3機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的常見(jiàn)故障

在機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)際的運(yùn)行中，常會(huì)發(fā)生的故障問(wèn)題如下：第一，基于液壓動(dòng)力的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行不穩(wěn)定或是不運(yùn)動(dòng)，該問(wèn)題的發(fā)生嚴(yán)重影響了機(jī)械的正常運(yùn)行。第二，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)無(wú)力。該故障問(wèn)題的主要表現(xiàn)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)無(wú)法承擔(dān)外界荷載、不運(yùn)動(dòng)。第三，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)溫度過(guò)高。此時(shí)會(huì)引發(fā)油液的變稀或是變質(zhì)，不僅運(yùn)行的效率有所降低，還會(huì)導(dǎo)致元件的變形、損壞。第四，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的泄露。在這一故障下，不僅造成的資源的浪費(fèi)，還會(huì)影響機(jī)械正常運(yùn)行。若是在系統(tǒng)溫度過(guò)高的情況下，油液的泄露將會(huì)加劇。

4診斷技術(shù)分析

4.1依靠?jī)x器診斷

在液壓系統(tǒng)中使用儀器來(lái)顯示系統(tǒng)的壓力、流量、泄露度、溫度、噪聲等數(shù)據(jù)信息，最終通過(guò)信息分析判定結(jié)果。常用儀器一般分為專用儀器、通用儀器、綜合儀器等多個(gè)類別，而診斷方式通用分類有聲學(xué)診斷方式、震動(dòng)診斷方式、鐵鋪記錄方式等，以聲學(xué)診斷方式為例，通過(guò)對(duì)聲波的波形圖分析，依據(jù)聲波頻率的波動(dòng)幅度，診斷液壓系統(tǒng)的故障情況，實(shí)現(xiàn)了在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與事故預(yù)防。

4.2依據(jù)經(jīng)驗(yàn)診斷

液壓機(jī)械高級(jí)技師人員通過(guò)常規(guī)診斷儀器的檢查，并結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障具體類型以及故障位置的準(zhǔn)確判斷。相對(duì)于利用現(xiàn)代化科技技術(shù)進(jìn)行液壓系統(tǒng)故障診斷進(jìn)而得出診斷結(jié)果的方式，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行故障有效診斷是更為方便快捷的診斷方式，但該種診斷結(jié)果依據(jù)性較低，只能適用一般故障類問(wèn)題。通常情況下經(jīng)驗(yàn)診斷技術(shù)從以下四個(gè)方面展開(kāi)：第一，數(shù)據(jù)測(cè)量。通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)中某個(gè)特定點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，并將所得測(cè)量數(shù)據(jù)與機(jī)件正常運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，以此?lái)判斷液壓系統(tǒng)是否發(fā)生故障，通常適用于定向測(cè)量、抽樣檢測(cè)、預(yù)防監(jiān)測(cè)等方面。第二，經(jīng)驗(yàn)判斷。液壓機(jī)械高級(jí)技師人員可以采用望、聞、問(wèn)、聽(tīng)、摸等手段，并結(jié)合個(gè)人長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，來(lái)準(zhǔn)確判斷液壓系統(tǒng)發(fā)生故障具體類型以及故障位置。一般解釋為：一，望，即通過(guò)觀察液壓系統(tǒng)內(nèi)部元件的異常情況，如元件是否出現(xiàn)磨損、油質(zhì)質(zhì)量與液位高度是否符合標(biāo)準(zhǔn)、液壓油是否出現(xiàn)泄露情況等;二，聞，經(jīng)驗(yàn)豐富的高級(jí)技師人員能夠通過(guò)聞液壓油等的氣味，準(zhǔn)確判斷特定液壓系統(tǒng)故障，如通過(guò)氣味判斷液壓系統(tǒng)油路所用油是否出現(xiàn)品質(zhì)下降進(jìn)而影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)、軸承與油泵是否存在燒焦的味道等;三，問(wèn)，在實(shí)踐操作中可以通過(guò)與操作人員之間的技術(shù)作業(yè)問(wèn)答互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)故障的進(jìn)一步診斷，如機(jī)械設(shè)備實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、元件具體磨損程度、機(jī)械設(shè)備維修保養(yǎng)問(wèn)題等;四，聽(tīng)，絕大部分液壓系統(tǒng)機(jī)件故障均會(huì)伴隨異常聲響，所以細(xì)心傾聽(tīng)系統(tǒng)機(jī)件作業(yè)聲音，可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的及時(shí)診斷，如傾聽(tīng)液壓系統(tǒng)管路是否有振動(dòng)現(xiàn)象、馬達(dá)和油泵是否有異響、溢流閥是否有異常等;五，摸，通常情況下，機(jī)械設(shè)備在出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)伴隨高溫情況，可以通過(guò)觸摸設(shè)備表層溫度判斷設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，如元件是否過(guò)熱、油溫是否過(guò)熱、振動(dòng)頻率是否過(guò)快等。第三，數(shù)據(jù)分析。這種方法是依托系統(tǒng)數(shù)據(jù)、元器件數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)等，對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行綜合分析，并與實(shí)際運(yùn)行液壓系統(tǒng)的數(shù)據(jù)測(cè)量進(jìn)行橫向比對(duì)研究，從而明確診斷液壓系統(tǒng)發(fā)生故障類型以及具體位置。

4.3人工智能診斷方式

將專家經(jīng)驗(yàn)以及具體診斷方法輸入到人工智能設(shè)備中，再將液壓系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到過(guò)人工智能設(shè)備，進(jìn)而模擬液壓系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，分析液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障以及具體位置。這種技術(shù)智能化程度高、故障判斷準(zhǔn)確性高、分析速度快，所以發(fā)展前景較為廣闊，能更好的應(yīng)用到液壓系統(tǒng)故障診斷領(lǐng)域。

結(jié)束語(yǔ)

在控制系統(tǒng)中，其機(jī)械傳動(dòng)的穩(wěn)定性也同樣具有不同的平衡關(guān)系。由此，我們可以根據(jù)其液壓的平衡控制，讓機(jī)械傳動(dòng)的過(guò)程發(fā)生一定性的變化。同時(shí)，在溫度的控制中，其液體的變化趨勢(shì)也會(huì)逐漸明顯。在整體的運(yùn)動(dòng)特性中，其會(huì)對(duì)溫度及環(huán)境進(jìn)行初步性的改變，最終使得液壓機(jī)械傳動(dòng)的可能性更加顯著，因此要加強(qiáng)機(jī)械作業(yè)中液壓系統(tǒng)操作科學(xué)合理性、對(duì)機(jī)械人員定期進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)等，降低液壓系統(tǒng)故障發(fā)生概率。

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（作者單位：中車(chē)長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司）