工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷及維修策略

彭 誠(chéng)

（合肥職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽合肥 230000）

0 引言

液壓技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域充分使用可為行業(yè)的迅速、高質(zhì)量發(fā)展提供保障，與電氣傳動(dòng)或其他傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)手段相比，液壓傳統(tǒng)效率高，使用壽命也更長(zhǎng)，且不易出現(xiàn)故障，可保證工程機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在行業(yè)內(nèi)倍受青睞[1]。但由于介質(zhì)為液壓油，傳動(dòng)系統(tǒng)在工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)泄漏等問題，影響工作效率，因此必須在出現(xiàn)故障時(shí)準(zhǔn)確診斷問題出現(xiàn)原因，探究針對(duì)性解決措施，維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定正常運(yùn)行。

1 工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障特點(diǎn)

1.1 隱蔽性

工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作環(huán)境相對(duì)密閉，工作介質(zhì)的特殊性更是加強(qiáng)了其封閉性，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)工作人員無(wú)法僅通過(guò)肉眼判斷故障原因。

1.2 復(fù)雜性

造成工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因較多，既可能是因系統(tǒng)壓力不足造成的泄漏，也可能是因閥門或電泵出現(xiàn)故障。

1.3 綜合性

對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障進(jìn)行探究和分析，發(fā)現(xiàn)故障的產(chǎn)生具有綜合性特征。以系統(tǒng)噪聲過(guò)大和壓力不穩(wěn)為例，可能是介質(zhì)發(fā)生泄漏時(shí)同時(shí)出現(xiàn)相關(guān)機(jī)械電氣故障，導(dǎo)致出現(xiàn)綜合性故障。

2 工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)常見故障

2.1 壓力異常

預(yù)留壓力測(cè)點(diǎn)可以在壓力出現(xiàn)異常問題時(shí)實(shí)施檢測(cè)，因此必須在液壓系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)之初就將壓力測(cè)點(diǎn)的預(yù)留納入考慮范圍。判斷壓力是否正常時(shí)需要借助專門的壓力檢測(cè)儀器讀取數(shù)據(jù)，只有這樣才能保證所測(cè)數(shù)據(jù)的精確性[2]。但是，僅僅是獲得數(shù)據(jù)無(wú)法對(duì)壓力異常與否進(jìn)行判斷，還需對(duì)所得數(shù)據(jù)與正常值進(jìn)行比較，進(jìn)而確定出現(xiàn)異常的系統(tǒng)液壓元件。

2.2 動(dòng)作異常

將機(jī)械換向閥進(jìn)行有順序切換，仔細(xì)觀測(cè)部件運(yùn)轉(zhuǎn)情況，尋找故障換向閥，對(duì)部件實(shí)施定位。

2.3 速度異常

調(diào)速閥以及變量泵需要依照設(shè)計(jì)實(shí)際需要進(jìn)行變動(dòng)，相關(guān)人員必須按執(zhí)行部件所需對(duì)速率進(jìn)行綜合測(cè)試，將所得數(shù)值與預(yù)計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，避免出現(xiàn)數(shù)值與實(shí)際不符的情況[3]。

3 工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷

3.1 基本診斷法

3.1.1 觀察診斷

觀察診斷就是相關(guān)人員通過(guò)直觀觀察，手摸或眼看的方式對(duì)一些簡(jiǎn)單故障進(jìn)行重點(diǎn)檢查，以此診斷故障。該方法可以對(duì)系統(tǒng)泄漏與否等問題進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估和判斷。

3.1.2 儀表測(cè)量

傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)人員需要多方面綜合分析液壓系統(tǒng)的速率、溫度以及流量等要素，確定和診斷故障。此部分?jǐn)?shù)據(jù)需用專業(yè)儀器測(cè)量，儀表的使用負(fù)面影響小且結(jié)果平穩(wěn)可靠，在診斷中被廣泛應(yīng)用[4]。在此過(guò)程中需注意按次序逐個(gè)檢查部件，通過(guò)儀表測(cè)量的方式發(fā)現(xiàn)故障部件。流量測(cè)評(píng)與系統(tǒng)溫度、液壓油黏度有一定相關(guān)性，因此人員必須按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置系統(tǒng)數(shù)值，合理控制溫度。

3.1.3 元件對(duì)換

排除和維修系統(tǒng)故障時(shí)，若沒有精密儀器直接提供幫助，人員應(yīng)更換疑似故障元件，排除安全隱患，進(jìn)一步掌握關(guān)于元件等故障的問題。

3.1.4 原理推斷

一般液壓傳動(dòng)系統(tǒng)都是由不同元件與系統(tǒng)回路組合而成，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)善于利用這個(gè)特點(diǎn)。通過(guò)分析推理，初步了解故障部位以及原因，為提出針對(duì)性解決措施提供原理基礎(chǔ)[5]。

3.2 智能診斷法

智能診斷是以現(xiàn)代科技和診斷形式為依托，深入探析液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障，一般可以分為3 種具體形式。

3.2.1 模糊邏輯診斷

模糊邏輯函數(shù)就是將系統(tǒng)故障出現(xiàn)的原因以及具體表現(xiàn)通過(guò)模糊聯(lián)系的方法加以分析，以模糊邏輯函數(shù)為運(yùn)算方法，探究故障產(chǎn)生原因及解決措施[6]。

3.2.2 信息系統(tǒng)診斷

相關(guān)維修人員應(yīng)當(dāng)將液壓系統(tǒng)故障作為數(shù)據(jù)庫(kù)信息依據(jù)，建立和完善智能數(shù)據(jù)庫(kù)。若再次出現(xiàn)系統(tǒng)故障，則只需通過(guò)搜索就可查找問題發(fā)生原因以及解決措施。

3.2.3 事故樹分析

通過(guò)統(tǒng)計(jì)信息分析故障發(fā)生原因，將機(jī)械運(yùn)行時(shí)發(fā)生的故障依次列出。通過(guò)事故葉對(duì)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明，經(jīng)布爾代數(shù)獲得所需答案，探究故障發(fā)生具體原因。

4 工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障維修

4.1 液壓泵

液壓泵在傳動(dòng)系統(tǒng)中負(fù)責(zé)提供動(dòng)力，非常重要，其中葉片泵和齒輪油泵是最主要的兩種形式。就故障而言，前者主要是可能出現(xiàn)磨損等降低工作效率，維修時(shí)需注意相關(guān)元件的拆卸檢查，及時(shí)更換和維修破損、磨損部分；齒輪油泵最主要的故障為液體泄漏，致使泵體壓力以及液壓油流量明顯下降，影響系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此人員要對(duì)齒輪和軸承進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)更換損壞零件[7]。

4.2 液壓馬達(dá)

液壓馬達(dá)出現(xiàn)故障的概率小于液壓泵，在日常使用時(shí)僅需要做好維護(hù)工作避免馬達(dá)出現(xiàn)故障，不需要頻繁拆卸檢測(cè)。其日常維護(hù)和檢修需要注意2 點(diǎn)。

（1）確保所添加液壓油的清潔度和純度符合要求，防止液壓油雜質(zhì)造成馬達(dá)損壞。

（2）更換油管時(shí)主要避免液體滲入馬達(dá)，也要避免空氣侵入液壓油，因?yàn)樵肼暫驼駝?dòng)也會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)受到影響。

4.3 液壓油缸

液壓油缸在整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)壓力供給，其故障主要有兩個(gè)方面的表現(xiàn)，一是油缸液體外泄，二是密封元件受損。維修人員在進(jìn)行檢修時(shí)必須對(duì)密封元件進(jìn)行徹底檢測(cè)，及時(shí)更換破損元件，防止液體泄漏和空氣侵入。若發(fā)現(xiàn)液壓油純度不達(dá)標(biāo)，工作人員需要對(duì)液壓油進(jìn)行過(guò)濾提純，降低可能產(chǎn)生的負(fù)面影響。

4.4 接管頭

液壓管的接頭具有特殊性和專門性，這就要求在焊接時(shí)采取合理方式進(jìn)行處理。在機(jī)械運(yùn)行時(shí)，處理不當(dāng)和頻繁振動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致接管頭損壞，必須合理利用。

4.5 控制閥

控制閥的主要作用為調(diào)節(jié)、控制系統(tǒng)零部件，其正常運(yùn)轉(zhuǎn)與否極為關(guān)鍵，因此必須重視控制閥之間或控制閥與其他元件之間的配合度，降低控制閥故障發(fā)生率，確保機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)。若控制閥出現(xiàn)故障，則應(yīng)立刻進(jìn)行修理，需要注意的是，過(guò)程中要盡量減少控制閥的碰撞和頻繁抽動(dòng)，避免精準(zhǔn)度下降。維修人員要對(duì)控制閥予以高度重視，仔細(xì)進(jìn)行每一項(xiàng)檢修工作，保證控制閥穩(wěn)定，維持液壓傳動(dòng)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

5 工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障預(yù)防

5.1 禁止液壓油污染

液壓油在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的作用極為重要，不僅是運(yùn)行介質(zhì)，同時(shí)也是系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的潤(rùn)滑劑。液壓油的清潔與否和系統(tǒng)部件牢固程度及系統(tǒng)運(yùn)行壽命有直接關(guān)系，這主要是因?yàn)橐簤涸g需要極高的配合度，對(duì)于精準(zhǔn)性也有很高要求。但是液壓油受污染后會(huì)存在大量雜質(zhì)，致使出現(xiàn)堵積淤塞[8]。因此，必須對(duì)液壓油進(jìn)行保護(hù)，禁止發(fā)生污染。

5.2 維持液壓油溫度

液壓油的最佳溫度應(yīng)在55～60 ℃，液壓系統(tǒng)具有高溫自動(dòng)警報(bào)裝置，一旦溫度超過(guò)65 ℃便會(huì)觸發(fā)，因此必須定期檢查水冷設(shè)備。只有液壓油儲(chǔ)量充足、冷卻器正常運(yùn)轉(zhuǎn)才能夠維持整個(gè)系統(tǒng)正常、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.3 防止空氣進(jìn)入液壓油

液壓系統(tǒng)空氣入侵會(huì)使油液具有壓縮性，使得系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)噪聲、振動(dòng)等問題，還可能使得運(yùn)動(dòng)部件出現(xiàn)爬行問題，給工作平穩(wěn)性帶來(lái)負(fù)面影響的同時(shí)還較易發(fā)生油液氧化變質(zhì)等情況，造成油液使用壽命極大降低。因此在預(yù)防工作階段就要對(duì)可能出現(xiàn)的隱患進(jìn)行排查，針對(duì)空氣進(jìn)入系統(tǒng)的方式進(jìn)行探究。一般的，回油管與吸油管間沒有足夠距離、油箱油量不足、回油管未直接插入油箱或者回油飛濺等都可能導(dǎo)致空氣通過(guò)油箱進(jìn)入液壓系統(tǒng)。在預(yù)防階段，工作人員要確保油箱內(nèi)部保持實(shí)際油量，定期查看油管外表是否出現(xiàn)裂痕，同時(shí)確保密封元件完好、接頭牢靠；利用隔板將回油管和吸油管分隔，同時(shí)保證其處于最低油面之下。

5.4 避免系統(tǒng)油量不足

液壓泵流量不足可能造成系統(tǒng)油量不足，致使液壓系統(tǒng)流暢性受到嚴(yán)重影響，降低機(jī)械使用有效性。首先人員要對(duì)液壓泵零件實(shí)施徹底檢查，淘汰老化、壞損零件；若油量不足是空氣侵入所致，則需要人員采取相應(yīng)辦法避免空氣進(jìn)入；機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)于變量泵的運(yùn)行狀態(tài)也有重要影響，一旦出現(xiàn)問題也會(huì)造成系統(tǒng)油量不足，為此人員需定期對(duì)變量機(jī)構(gòu)實(shí)施拆除清理以及更換工作；還要考慮機(jī)械壓力分配閥的問題，這對(duì)于系統(tǒng)工作狀態(tài)也會(huì)造成影響，分配閥的定期維護(hù)與更換也極為必要。

6 結(jié)語(yǔ)

工程施工機(jī)械化使得工程建設(shè)規(guī)模壯大，且工程質(zhì)量和工作速度也得到明顯提升。但是機(jī)械大量使用也使得機(jī)械故障率明顯上漲，不僅延誤工程進(jìn)度，還會(huì)導(dǎo)致工程成本攀升。工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障的研究有著關(guān)鍵意義，在幫助相關(guān)人員更加了解機(jī)械、提升機(jī)械使用率和人員操作水平的同時(shí)，還可以提高故障處理效率，推進(jìn)工程保質(zhì)保量完成。