NXZ 濃縮機(jī)液壓系統(tǒng)故障分析與處理

李鎮(zhèn)宏

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南文山 663701）

0 引言

與電氣故障與機(jī)械故障相比，NXZ 濃縮機(jī)液壓系統(tǒng)故障具有交錯(cuò)性、隱蔽性、隨機(jī)性等特點(diǎn)，如故障、癥狀和原因之間存在各種各樣的重疊與交叉，一個(gè)故障可能有多個(gè)原因；NXZ 濃縮機(jī)損壞和失效往往發(fā)生在設(shè)備的深層內(nèi)部，由于NXZ 濃縮機(jī)的封閉性，現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)條件有限、不便裝拆，油液污染危害大，難于直接觀測(cè)。上述特點(diǎn)使得液壓系統(tǒng)故障難以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，給NXZ 濃縮機(jī)的安全運(yùn)行埋下隱患，因此，利用現(xiàn)代智能診斷技術(shù)，不斷總結(jié)NXZ 濃縮機(jī)液壓系統(tǒng)的常見故障并制定相應(yīng)的處理策略至關(guān)重要。

1 NXZ 濃縮機(jī)液壓系統(tǒng)的故障診斷方法

1.1 故障診斷的3 個(gè)階段

相較于傳統(tǒng)的濃縮機(jī)，NXZ 濃縮機(jī)具有如下優(yōu)勢(shì)：相較于空間桁架結(jié)構(gòu)，平面結(jié)構(gòu)的耙架在保證剛度和強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，使自重和制造難度得以大幅降低；相較于桁架結(jié)構(gòu)，雖然H 型鋼的橋架重量大一些，但安裝、制造、維修難度及運(yùn)輸費(fèi)用都大幅降低；以液壓系統(tǒng)作為主傳動(dòng)動(dòng)力源，顯著改善傳動(dòng)部件零部件的工況，在增強(qiáng)可靠性的同時(shí)顯著延長(zhǎng)了使用壽命；此外液壓系統(tǒng)的調(diào)速功能還確保NXZ 濃縮機(jī)可以適用于多種工作條件。

NXZ 濃縮機(jī)液壓系統(tǒng)的故障診斷方法主要經(jīng)歷了如下3個(gè)階段：

（1）人工診斷方法。人工診斷方法主要有簡(jiǎn)易故障診斷法（靠維修人員憑個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，利用簡(jiǎn)單儀表根據(jù)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，客觀的采用問(wèn)、看、聽、摸、聞等方法了解系統(tǒng)工作情況，進(jìn)行分析、診斷、確定產(chǎn)生故障的原因和部位）、液壓系統(tǒng)圖解分析（將液壓系統(tǒng)圖簡(jiǎn)化為結(jié)構(gòu)方框圖，將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)化為液壓組件符號(hào) 組成的原理圖，將液壓系統(tǒng)控制過(guò)程轉(zhuǎn)化為控制流程圖，將液壓系統(tǒng)性能繪成曲線圖，然后利用這些圖形符號(hào)分析液壓系統(tǒng)及其故障）及其他人工診斷方法。如聲學(xué)診斷法，其基本原理是液壓系統(tǒng)的每一種故障對(duì)應(yīng)著完全一定的音頻信號(hào)，對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行分析，可用來(lái)確定液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)和工作情況。

（2）基于傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的診斷方法。如使用較多主成分分析法，其基本原理在發(fā)生故障時(shí)，利用各種狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀器對(duì)系統(tǒng)的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，求出相應(yīng)的協(xié)差陣、特征根矩陣、特征向量陣的累計(jì)貢獻(xiàn)率，并與正常工作狀態(tài)下的各種對(duì)應(yīng)矩陣進(jìn)行比較，即可找到故障所在。

（3）智能診斷方法。由于液壓系統(tǒng)故障的隨機(jī)性及差異性特征，使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)液壓系統(tǒng)故障參數(shù)進(jìn)行模式識(shí)別，能夠識(shí)別出液壓系統(tǒng)的故障特征，因此基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的液壓系統(tǒng)故障識(shí)別近年來(lái)受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注和重視。

液壓系統(tǒng)故障診斷的主要工作流程如圖1 所示。

圖1 液壓系統(tǒng)故障診斷的主要流程

1.2 故障診斷方法的發(fā)展

（1）不解體化、非接觸式：智能傳感器的研發(fā)。NXZ 濃縮機(jī)不解體、非接觸式故障診斷是指檢測(cè)的傳感器不與被測(cè)油液相接觸，而從外壁獲取壓力和流量信號(hào)的一種檢測(cè)方式，其重要研究方向是開發(fā)先進(jìn)的智能傳感器（嵌入式傳感器和基于超聲波檢測(cè)原理的傳感器），進(jìn)行故障信號(hào)的采集。這種檢測(cè)的方式最大的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，即在不停機(jī)的情況下進(jìn)行參數(shù)檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷。

（2）高精度化：信號(hào)處理技術(shù)、智能診斷方法本身不斷完善。目前的智能診斷方法存在著各種缺陷，人們正在研究采取各種方法來(lái)解決瓶頸問(wèn)題，如采用更先進(jìn)的信號(hào)處理與分析方法，提高信號(hào)分析的信噪比，從獲得的故障參數(shù)中獲取更加深層的故障特征因子或者說(shuō)是敏感因子，以增強(qiáng)診斷系統(tǒng)的健壯性；如使用小波分析方法應(yīng)用到液壓設(shè)備故障信號(hào)的處理上，可以大大提高其分辨率，從淺層次的知識(shí)（含有故障特征的信號(hào)）中獲得深層次的知識(shí)。

（3）智能化：混合智能診斷方法研究。智能化是指開發(fā)診斷型智能系統(tǒng)，使數(shù)據(jù)處理、分析、故障識(shí)別自動(dòng)完成，以減輕診斷的工作量，并提高診斷速度及正確率。綜合使用不同的智能診斷方法，通過(guò)組合化該進(jìn)發(fā)揮不同故障診斷方法各自的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用到液壓系統(tǒng)故障診斷中是故障診斷發(fā)展的一個(gè)新的方向。

（4）網(wǎng)絡(luò)化：進(jìn)一步的實(shí)用化。利用各種通信手段將多個(gè)故障診斷系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)資源共享，將故障診斷系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)組成網(wǎng)絡(luò)，有利于減少投資并提高設(shè)備的利用率。

2 NXZ 濃縮機(jī)液壓系統(tǒng)的常見故障及處理方法

2.1 常見故障及處理方法

2.1.1 常見故障

（1）在非工作狀態(tài)下產(chǎn)生的污染。在正式投入使用前，NXZ濃縮機(jī)液壓系統(tǒng)就已經(jīng)存在的污染即為非工作狀態(tài)下產(chǎn)生的污染，主要是由于在出廠前沒有控制好部分液壓元件或管路的污染指標(biāo)。

（2）泄漏。液壓系統(tǒng)泄漏的因素是多方面的，不僅有人為因素，也有不可抗拒的自然因素，如溫度過(guò)高、污染（如各種雜質(zhì)顆粒、空氣或水分等混入液壓油中）、密封件失效（密封件設(shè)計(jì)不合理、老化、配合件加工裝配質(zhì)量差、密封件質(zhì)量不好或選用不當(dāng)、裝配使用不當(dāng)?shù)龋?、液壓沖擊（控制閥的突然關(guān)啟、油泵的突然開啟或缸體快速動(dòng)作等均會(huì)引起液壓力的急劇變化，造成瞬時(shí)峰值壓力過(guò)高而產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，進(jìn)而損壞管道或其他液壓元件）及管路疲勞破壞或老化等。泄漏故障會(huì)損失系統(tǒng)能量、影響系統(tǒng)安全、污染環(huán)境、降低生產(chǎn)率及增加成本，導(dǎo)致傳統(tǒng)液壓的污染大、維護(hù)不便及能耗大等問(wèn)題，因此需要在早期準(zhǔn)確診斷、糾正并消除。

（3）油溫過(guò)高。油溫過(guò)高將對(duì)液壓油及液壓元件帶來(lái)極大破壞：導(dǎo)致流體的動(dòng)力黏度降低，進(jìn)而增大系統(tǒng)泄漏量，造成系統(tǒng)動(dòng)力不足和反應(yīng)遲緩，進(jìn)而降低整體工作效率；導(dǎo)致機(jī)械元件發(fā)生變形，縮短液壓元件中運(yùn)動(dòng)部件間的間隙，造成運(yùn)動(dòng)部件發(fā)生卡死，嚴(yán)重影響閥芯的移動(dòng)效率，使系統(tǒng)工作性能降低。

2.1.2 處理方法

（1）確保液壓系統(tǒng)工作在合理的環(huán)境中。只有在合理的工作條件和工作環(huán)境下，NXZ 濃縮機(jī)液壓系統(tǒng)才能正常平穩(wěn)運(yùn)行且獲得較長(zhǎng)的使用壽命，因此在引入NXZ 濃縮機(jī)后要認(rèn)真檢查液壓油及濾芯等，一旦發(fā)現(xiàn)污染物要對(duì)液壓油和濾芯進(jìn)行及時(shí)更換，并且在故障診斷前必須首先檢查液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境，及時(shí)處理不滿足工作標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行環(huán)境。

（2）防止液壓油污染。具體做法：向液壓系統(tǒng)添加液壓油時(shí)，要確保新加油與原來(lái)用油品牌號(hào)一致，并用專用過(guò)濾設(shè)備去除新加油中的雜質(zhì)；加入和更換液壓油時(shí)，需要在干凈的環(huán)境下操作，避免空氣中出現(xiàn)大量灰塵及水分等現(xiàn)象；更換液壓油時(shí)要做好清潔工作，全部放出系統(tǒng)中的液壓油，徹底清洗液壓系統(tǒng)并量晾干后，采用專用過(guò)濾設(shè)備來(lái)添加新液壓油。

（3）控制油溫。維修人員要首先查看冷卻液的實(shí)際情況，確定冷卻液是否充足及流入量是否正常，否則就要及時(shí)補(bǔ)充冷卻液；查看安全壓力閥是否正常工作及液壓油的粘度是否符合要求。而對(duì)于周圍熱源的狀況，要制定科學(xué)合理的管理促使，確保隔熱及通風(fēng)等措施認(rèn)真執(zhí)行。

2.2 具體案例

以云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司的NXZ 濃縮機(jī)為例，就其使用過(guò)程中液壓系統(tǒng)所出現(xiàn)的故障及處理措施進(jìn)行總結(jié)。

（1）提不起耙或提耙速度過(guò)慢。當(dāng)出現(xiàn)提不起耙或提耙速過(guò)慢的故障時(shí)，需要查看系統(tǒng)壓力表壓力是否滿足，油流較小或單向閥損壞，調(diào)整或更換單向閥，調(diào)整湍流開關(guān)。

（2）鎖不住耙位。當(dāng)出現(xiàn)鎖不住耙位的故障時(shí)，應(yīng)該是單向閥損壞或調(diào)節(jié)不合理（調(diào)節(jié)或更換），降耙電磁閥或O 形圈損壞。

（3）兩個(gè)驅(qū)動(dòng)頭設(shè)備行走過(guò)程中出現(xiàn)偷?；驂毫^低不能行走。出現(xiàn)此故障時(shí)，需要做如下工作：查看系統(tǒng)壓力表壓力是否正常，調(diào)整系統(tǒng)壓力；檢查減速機(jī)是否損壞，堵住其中一個(gè)液壓馬達(dá)進(jìn)油口進(jìn)行檢查另一個(gè)減速機(jī)運(yùn)行情況。

需要注意的是：行車電磁閥控制行車油流開啟，只要電磁閥能正常工作無(wú)需調(diào)整；總壓力溢流閥與單向節(jié)流閥，配和調(diào)整主要調(diào)整行走時(shí)的壓力；溢流閥主要調(diào)整提升時(shí)回油油流；節(jié)流閥主要調(diào)整下降速度。

3 結(jié)語(yǔ)

液壓系統(tǒng)是確保NXZ 濃縮機(jī)高效且可靠運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)之一，不過(guò)傳統(tǒng)的故障診斷方法已經(jīng)無(wú)法滿足其實(shí)際需求，將傳統(tǒng)的故障診斷技術(shù)與當(dāng)代智能診斷技術(shù)研究的學(xué)科前沿相結(jié)合無(wú)疑會(huì)成為NXZ 濃縮機(jī)液壓系統(tǒng)系統(tǒng)故障診斷的新的研究方向。在處理NXZ 濃縮機(jī)液壓系統(tǒng)具體故障時(shí)，工作人員應(yīng)在采取適宜診斷方法的基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，認(rèn)真分析故障原因并采取針對(duì)性措施，從而提高故障處理水平。