液壓伺服系統(tǒng)維護(hù)與典型故障的分析研究

程曉麗

摘要：液壓伺服系統(tǒng)，就是以液壓動(dòng)力元件作驅(qū)動(dòng)裝置所組成的反饋控制系統(tǒng)。但在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到各種因素的影響而出現(xiàn)故障，影響到液壓伺服系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。并且液壓伺服系統(tǒng)的故障類(lèi)型復(fù)雜，引發(fā)故障的原因比較復(fù)雜，且故障發(fā)生具有隱形特點(diǎn)，所以為故障排查和維修增加了難度。

關(guān)鍵詞：液壓伺服系統(tǒng);維護(hù)措施;故障分析

1 液壓伺服系統(tǒng)常見(jiàn)故障的原因及表現(xiàn)特征

1.1 泄露的原因及表現(xiàn)特征

泄露是液壓伺服系統(tǒng)比較常見(jiàn)的故障類(lèi)型，從泄露類(lèi)型可分為內(nèi)泄漏和外泄露。外泄露是指液壓油泄露到外部環(huán)境中，會(huì)對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境造成污染。內(nèi)泄漏是指液壓油在液壓傳動(dòng)裝置內(nèi)部由高壓處流向低壓處。液壓伺服系統(tǒng)的泄露會(huì)造成液壓系統(tǒng)壓力不足，欠速，系統(tǒng)發(fā)熱，油液浪費(fèi)和環(huán)境污染，控制失靈等現(xiàn)象，不利于液壓伺服系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 振動(dòng)和噪聲的原因及表現(xiàn)特征

振動(dòng)和噪聲往往是同時(shí)出現(xiàn)的，當(dāng)液壓傳動(dòng)裝置中各零部件之間出現(xiàn)間隙過(guò)大、松動(dòng)、斷裂等現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)發(fā)生振動(dòng)，在高頻振動(dòng)的同時(shí)還會(huì)伴有響聲。振動(dòng)和噪聲不僅會(huì)增加液壓傳動(dòng)裝置的安全隱患，同時(shí)還會(huì)對(duì)工作人員的身體健康產(chǎn)生威脅。

1.3 油溫過(guò)高的原因及表現(xiàn)特征

如果油溫過(guò)高會(huì)降低油的粘度，增加摩擦阻力從而加劇磨損。還會(huì)導(dǎo)致液壓元件膨脹而減小元件間的間隙，致使元件卡死失靈。在高溫油作用下還會(huì)加快密封件老化的速度，并且加速液壓油氧化的速度。液壓油溫度過(guò)熱對(duì)液壓伺服系統(tǒng)的危害較大，而導(dǎo)致油溫過(guò)高的原因也較多，主要有以下幾個(gè)方面。首先，液壓油選用不適，油液的粘度太大會(huì)增加液壓損失。在液壓泵壓力較高的情況下，運(yùn)動(dòng)零件間磨損加劇會(huì)加大密封間隙，油液粘度過(guò)低增加泄露，能量損失加大;其次，在液壓伺服系統(tǒng)不需要液壓油時(shí)，高壓油還會(huì)經(jīng)過(guò)溢流閥流向油箱，此過(guò)程會(huì)產(chǎn)生一定熱量;再次，由于設(shè)計(jì)不合理，油箱容積過(guò)小導(dǎo)致冷卻面積不足，散熱不良產(chǎn)生的油溫過(guò)高。最后，還有其他各種原因也會(huì)導(dǎo)致油溫過(guò)高，對(duì)液壓伺服系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)不利影響。

2 液壓伺服系統(tǒng)的故障診斷方法

2.1 傳統(tǒng)診斷方法

2.1.1觀察法

在液壓伺服系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生故障的現(xiàn)象是非常多的。通過(guò)肉眼的觀測(cè)，我們可以對(duì)其表現(xiàn)出來(lái)的異常進(jìn)行分析和研究，并通過(guò)工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行故障的推測(cè)判斷。而通過(guò)液壓伺服系統(tǒng)表現(xiàn)出來(lái)的聲音變化，并根據(jù)機(jī)械配合中出現(xiàn)的問(wèn)題來(lái)大概估測(cè)出故障發(fā)生的位置。通過(guò)對(duì)液壓伺服系統(tǒng)的觸摸檢查，我們可以通過(guò)觸覺(jué)來(lái)感受其溫度的變化，并根據(jù)液壓伺服系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生的溫度高低來(lái)判斷故障的原因。

2.1.2指標(biāo)測(cè)量法

雖然觀察法是判斷液壓伺服系統(tǒng)問(wèn)題較為直觀的手段，但在傳統(tǒng)的測(cè)量方法中，還是要經(jīng)過(guò)精確的指標(biāo)測(cè)量才能真正判斷系統(tǒng)工作是否正常。通過(guò)實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的方法，我們可以通過(guò)相關(guān)指標(biāo)，如電動(dòng)液壓泵輸出電壓、最大及最小工作壓力、功率等來(lái)檢測(cè)和判斷故障的具體情況。

2.2 智能診斷方法

2.2.1通過(guò)信息檢測(cè)進(jìn)行診斷

通過(guò)信息檢測(cè)的方法，我們可以對(duì)工況進(jìn)行監(jiān)視，利用特征信號(hào)的分析和檢測(cè)以及提取特征信號(hào)的方法進(jìn)行故障的診斷。想要保證信號(hào)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，就要基于信號(hào)特征分析的工作狀態(tài)來(lái)識(shí)別診斷整個(gè)過(guò)程，同時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)測(cè)試到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析，在提取工況特征量的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作狀態(tài)的識(shí)別診斷，從而進(jìn)一步確保診斷結(jié)果的科學(xué)合理性。

2.2.2通過(guò)油液分析進(jìn)行診斷

在液壓伺服系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，液壓油液包含了大量系統(tǒng)故障相關(guān)的關(guān)鍵信息。在實(shí)際診斷過(guò)程中，相關(guān)工作者通過(guò)對(duì)油液的分析來(lái)預(yù)測(cè)和診斷液壓伺服系統(tǒng)的狀態(tài)。通過(guò)油液分析進(jìn)行液壓伺服系統(tǒng)的診斷時(shí)，可以將診斷方法分為對(duì)油液顆粒污染程度進(jìn)行檢查和對(duì)油液理化性質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)兩種方法，確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 工程機(jī)械液壓伺服系統(tǒng)的維護(hù)

3.1 定期保養(yǎng)

盡管目前市面上的工程機(jī)械液壓機(jī)系統(tǒng)基本上都安裝有智能檢測(cè)系統(tǒng)，但其主要功能是對(duì)液壓伺服系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行一定范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)，主要功能為警示，且存在一定的局限性，故對(duì)于工程機(jī)械液壓伺服系統(tǒng)的維護(hù)，需要智能檢測(cè)系統(tǒng)與定期維護(hù)相結(jié)合，為對(duì)液壓伺服系統(tǒng)進(jìn)行全方位的維護(hù)。

3.2 選擇液壓油

液壓油在液壓伺服系統(tǒng)的擔(dān)任的職能很多，包括壓力的傳遞、液壓伺服系統(tǒng)的潤(rùn)滑、密封，都需要液壓油的參與，因此在液壓油的選擇上不可含糊，一旦選用不合適液壓伺服系統(tǒng)的液壓油，就會(huì)對(duì)液壓伺服系統(tǒng)造成長(zhǎng)久的損害，導(dǎo)致液壓機(jī)的工作狀態(tài)下降。在液壓油的選擇上，首先需要根據(jù)液壓機(jī)的類(lèi)型，由其自帶的說(shuō)明書(shū)選擇正確的液壓油。其次液壓油的使用過(guò)程中，液壓油的品牌不可隨意更換，不同品牌的液壓油在成分之間有所不同，混合之后可能造成液壓油變質(zhì)，從而導(dǎo)致液壓伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

3.3 防止雜質(zhì)、水、空氣進(jìn)入

液壓伺服系統(tǒng)的清潔是液壓伺服系統(tǒng)維護(hù)工作中的重點(diǎn)，一些小雜質(zhì)進(jìn)入液壓伺服系統(tǒng)有可能會(huì)損害液壓伺服系統(tǒng)中的微小部件，從而對(duì)整個(gè)液壓伺服系統(tǒng)造成影響。液壓油本身就存有一定含量的空氣，會(huì)隨著壓力的變化從液壓油中分離出來(lái)，造成“氣蝕”現(xiàn)象。水侵入液壓伺服系統(tǒng)則會(huì)導(dǎo)致部件生銹與油液乳化等現(xiàn)象，影響液壓伺服系統(tǒng)的工作狀態(tài)。可以從以下幾個(gè)方面來(lái)避免雜質(zhì)、水、空氣進(jìn)入液壓伺服系統(tǒng)：用清潔的過(guò)濾工具加液壓油，保養(yǎng)液壓伺服系統(tǒng)是保證周?chē)h(huán)境的清潔，按照說(shuō)明書(shū)來(lái)排除液壓伺服系統(tǒng)中的空氣，擰緊儲(chǔ)油桶的蓋子等，通過(guò)多種措施維護(hù)液壓伺服系統(tǒng)。

3.4 正確的使用方法

錯(cuò)誤的操作方法往往是造成機(jī)械液壓伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障的主要因素之一，也是日常維護(hù)液壓伺服系統(tǒng)的工作重點(diǎn)內(nèi)容之一。液壓機(jī)的使用方法不當(dāng)是造成沖擊負(fù)荷，損壞液壓機(jī)系統(tǒng)的原因。只有在日常工作中，了解液壓機(jī)的使用方法并按規(guī)定執(zhí)行，養(yǎng)成正確、良好的操作習(xí)慣和工作習(xí)慣，才能做到對(duì)液壓機(jī)的日常維護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

液壓伺服系統(tǒng)的故障不易被發(fā)現(xiàn)，而其中包含的各種精細(xì)元件又經(jīng)常被摩擦、損害，影響著機(jī)械液壓機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。對(duì)于液壓伺服系統(tǒng)故障的診斷，我們可以采取主觀判斷法、測(cè)量法、智能檢測(cè)法、原理診斷法來(lái)進(jìn)行綜合的考量，并在日常的操作和管理中，通過(guò)正確的操作方法進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，來(lái)有效避免液壓伺服系統(tǒng)故障的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]韋揚(yáng).工程機(jī)械液壓系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].珠江水運(yùn)，2018（9）：66-67.

（作者單位：河鋼集團(tuán)邯鋼公司中板廠）