液壓系統(tǒng)故障診斷及排除方法的研究分析

馬飛 王明杰 鄭武強(qiáng)

摘 要：隨著液壓技術(shù)的快速發(fā)展，液壓系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)越來越成熟，使用范圍也越來越廣泛。由傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備，發(fā)展到工業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)線，乃至智能機(jī)器人等。對(duì)液壓系統(tǒng)可靠性的要求也越來越高。對(duì)于液壓系統(tǒng)設(shè)備除了嚴(yán)格要求它的生產(chǎn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以外，對(duì)于它的故障分析與診斷也是尤為重要。液壓系統(tǒng)的故障診斷是一門重要的學(xué)科，它涉及到的領(lǐng)域包括：液壓控制技術(shù)，電子信息技術(shù)，檢測與傳感器技術(shù)等。所以液壓系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)是一門綜合性的學(xué)科，本文將針對(duì)液壓系統(tǒng)的故障分析及其排除方法進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng);故障分析;故障診斷;排除方法

1 前言

液壓技術(shù)屬于流體動(dòng)力學(xué)范疇，它始于17世紀(jì)Blaise Pascal提出的靜液壓力傳動(dòng)原理，1795年Joseph Braman發(fā)明了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)。1905年液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)由油替代了水，從而使液壓系統(tǒng)整體性能得到進(jìn)一步提高。液壓系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用是從第一次世界大戰(zhàn)以后開始，其中F.Vikers發(fā)明的葉片泵和GoConstantimsco對(duì)能量波傳遞的研究都對(duì)推動(dòng)液壓系統(tǒng)的研究作出了重要貢獻(xiàn)。液壓系統(tǒng)出故障不易找出問題，維修困難，維修成本較高，因此對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)深入的研究就顯得尤為重要。本文將針對(duì)液壓系統(tǒng)的故障診斷、故障排除方法進(jìn)行研究分析。

2 液壓系統(tǒng)故障特點(diǎn)分析

由于液壓系統(tǒng)的特殊性，它出現(xiàn)故障的種類非常多，其所表現(xiàn)的故障特點(diǎn)如下：

2.1 發(fā)生率較低

液壓系統(tǒng)機(jī)械故障發(fā)生率較低，使用壽命長。液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)大部分是油液，潤滑條件良好，再加上液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有過載保護(hù)裝置，所以液壓系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分就不容易出現(xiàn)機(jī)械故障。

2.2 隱蔽性

液壓系統(tǒng)大部分的運(yùn)動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)零件都被封裝在殼體零件內(nèi)部，因此運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)部件一旦發(fā)生故障，將不容易被發(fā)現(xiàn)，并且也不容易被找到故障位置點(diǎn)，因此當(dāng)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)就要一點(diǎn)一點(diǎn)查找排除。

2.3 多因性

液壓系統(tǒng)常見的故障種類很多，它有獨(dú)特的故障也有和其它普通機(jī)械相同的故障。和普通機(jī)械故障一樣，有些運(yùn)動(dòng)零部件之間由于磨損的原因出現(xiàn)了間隙擴(kuò)大現(xiàn)象，從而導(dǎo)致傳動(dòng)精度降低，有些零部件長期在油液環(huán)境中性能發(fā)生改變，從而引起的使用壽命降低等，這些原因都可以稱為漸發(fā)式的。還有一些故障屬于偶發(fā)式的，例如系統(tǒng)中突然出現(xiàn)異物，從而引起運(yùn)動(dòng)的組件被突然卡死，或是系統(tǒng)突然受力過大引起的結(jié)構(gòu)件的變形等。還有一些系統(tǒng)故障是由很多種因素綜合到一起引起的，例如在設(shè)計(jì)過程中構(gòu)件剛性不夠，而選擇的電動(dòng)設(shè)備功率過大，引起的結(jié)構(gòu)件破壞等。

2.4 非獨(dú)立性

采用液壓系統(tǒng)的設(shè)備實(shí)際是一套綜合系統(tǒng)，它往往會(huì)包括機(jī)械、電氣、液壓三個(gè)部分，它們?nèi)咧g功能相互影響，因此液壓系統(tǒng)的故障往往不是獨(dú)立存在的，一旦出現(xiàn)故障，就需要綜合考慮這三個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)知識(shí)，進(jìn)行綜合診斷分析。

3 液壓系統(tǒng)故障診斷的方法

液壓系統(tǒng)故障診斷有多種方法，除了使用一些先進(jìn)的儀器進(jìn)行檢測以外，目前常用診斷方法包括：視覺診斷法、聽覺診斷法、觸覺診斷法、嗅覺診斷法。

3.1 視覺診斷法

視覺診斷法就是通過眼睛去觀察，通過仔細(xì)的觀察去找到液壓系統(tǒng)的出現(xiàn)的問題。一般包括漏油、機(jī)械卡死、機(jī)械運(yùn)動(dòng)不合理等。

3.2 聽覺診斷法

聽覺診斷法就是用耳去聽，通過聽現(xiàn)場聲音去找到液壓系統(tǒng)的故障情況。一般液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)可能有尖銳的摩擦聲音、零件斷裂聲音、由于零件松動(dòng)的震動(dòng)聲音、油液的快速流動(dòng)聲等。

3.3 嗅覺診斷法

嗅覺診斷法即用鼻去聞。通過聞氣味的變化對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行診斷。一般包括局部發(fā)熱嚴(yán)重引起的管道焦糊氣味，以及油液變質(zhì)的腐朽氣味等。

3.4 觸覺診斷法

觸覺診斷法即用手去接觸，通過手去感覺液壓系統(tǒng)外在溫度的變化以及震動(dòng)情況。一般觸摸的地方包括：泵、油箱、閥體的外殼等。

4 液壓系統(tǒng)故障分析與排除

針對(duì)液壓系統(tǒng)故障的特點(diǎn)，液壓系統(tǒng)的故障分析就需要有一定的參考步驟，這樣就能夠幫我們節(jié)省故障的排除時(shí)間，更快的找到故障點(diǎn)。（1）熟悉資料。針對(duì)不同工況的液壓系統(tǒng)，首先要做的就是查閱相關(guān)資料，了解與之相配套的機(jī)電設(shè)備的相關(guān)說明文獻(xiàn)。對(duì)每個(gè)零部件的型號(hào)、結(jié)構(gòu)性、工作原理了解清楚。（2）現(xiàn)場調(diào)查。針對(duì)不同工況的液壓系統(tǒng)，我們需要到現(xiàn)場，通過觀察，找到設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀，了解設(shè)備的故障現(xiàn)象，出現(xiàn)故障的位置，為后續(xù)的診斷分析做準(zhǔn)備。（3）診斷故障。根據(jù)在工作現(xiàn)場觀察到的故障現(xiàn)象和設(shè)備運(yùn)行情況，再參考查閱的相關(guān)資料對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行綜合的分析。一般液壓系統(tǒng)故障的分析方法有順向分析法和逆向分析法。根據(jù)多年來維修人員工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，一般情況下液壓系統(tǒng)的故障是基于以下幾點(diǎn)原因：在選用液壓油時(shí)，由于型號(hào)不一致導(dǎo)致液壓元件的性能不能充分得到利用，甚至使液壓元件壽命減少;安裝精度達(dá)不到要求;在設(shè)備整體選型時(shí)，個(gè)別液壓元器件的型號(hào)選擇不當(dāng)。（4）故障排除。大部分液壓系統(tǒng)中的故障可以通過局部調(diào)整安裝的方法解決，而有些故障則需要對(duì)個(gè)別的液壓氣動(dòng)元件進(jìn)行更換。一般都是更換一些密封元器件、或是液壓油。液壓系統(tǒng)排除故障的方法一般應(yīng)該遵循“先洗后修、先調(diào)后拆、先外后內(nèi)、先簡后繁”的原則。

5 總結(jié)

隨著液壓系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)步，液壓系統(tǒng)的故障發(fā)生的頻率在降低、問題也在逐漸的減少，通過對(duì)液壓系統(tǒng)故障的研究分析，也可以對(duì)液壓系統(tǒng)的制造提供很大的幫助，使其的使用精度和壽命大大提高，未來液壓系統(tǒng)的故障診斷也更趨于智能化和網(wǎng)絡(luò)化。

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課題項(xiàng)目：河南水利與環(huán)境職業(yè)學(xué)院院級(jí)科研項(xiàng)目“面向技能型人才培養(yǎng)的柔性機(jī)電液自動(dòng)控制系統(tǒng)及平臺(tái)的研究”（KY1811）

作者簡介：馬飛（1989-），男，河南民權(quán)人，碩士，助教，研究方向：機(jī)械制造及其自動(dòng)化、機(jī)電一體化技術(shù)。