交通工程機械液壓傳動系統(tǒng)故障原因分析

史林甫

(徐州市公路工程總公司,江蘇 徐州 221600)

0 前 言

把液壓技術手段較為合理地融入到工程機械當中，能夠較好地促成該產業(yè)自動化的迅猛發(fā)展，較之傳統(tǒng)模式下的機械設備和電氣傳動形式，可以發(fā)現(xiàn)，除了能夠帶來工作效率的提升外，液壓傳動系統(tǒng)出現(xiàn)故障的風險要更低一些，加上本身具備較理想的耐久性，十分適合大范圍應用。但是相對的，在液壓系統(tǒng)的運作中依然有可能出現(xiàn)故障，影響工程的運轉。針對這一情況，在交通工程當中應用液壓傳動系統(tǒng)的時候，如果發(fā)生故障，工作人員必須要盡快確認其成因，并加以針對性處理，以保證整個系統(tǒng)能夠繼續(xù)穩(wěn)定運轉。

1 液壓傳動系統(tǒng)出現(xiàn)故障的特征和分類

1.1 特 征

1)較強的隱秘性。對交通工程機械而言，液壓傳動系統(tǒng)大多要在密封性較高的空間中進行常規(guī)運轉，加上運轉介質本身的獨特性特征，直接導致故障形成之后很難被察覺。因此，可以認為“隱秘性”這一特征也是液壓轉動系統(tǒng)最為主要的故障特征。

2)顯著的多元性。針對大多數(shù)交通工程機械的液壓傳動系統(tǒng)的應用情況來說，其發(fā)生故障之后原因會呈現(xiàn)出十分鮮明的多元性特征。例如，液壓油外泄導致的壓力波動、噪音超標，可能會和機械電氣有關聯(lián)。諸多因素共同導致故障多元化特征，這也是日常監(jiān)管已經十分完善的情況下依然有較大的風險導致故障出現(xiàn)的原因之一。

3)極高的反復性。針對各種傳動系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進行分析，可以發(fā)現(xiàn)，造成液壓傳動系統(tǒng)故障往往具備較強的反復性特征，例如，因液壓系統(tǒng)的壓力值過低造成的泄露問題、電泵問題和閥門故障等造成的事故，這一特征和多元性特征有一定的相似之處，但是較之多元性特征來說，反復性特征更加宏觀，且較之多元性特征更加強調外在客觀條件來說，反復性的特征涉及到的設備部件更多、更復雜一些。

1.2 分 類

1)壓力異常故障類型。因為交通工程機械當中配備的液壓傳動系統(tǒng)在管線規(guī)劃上有非常明顯的反復性特征和特殊性特征，在實際運轉的過程當中有必要配合壓力表等設施進行數(shù)據(jù)信息的讀取，并記錄下即時液壓系統(tǒng)運轉情況，和標準數(shù)據(jù)加以對照判定，保證不會發(fā)生因未能即時監(jiān)測或其他問題的風險管控而出現(xiàn)的問題，以期保證液壓部件得以正常運轉，不會發(fā)生太高或者太低的異常情況，為日常養(yǎng)護和故障維修奠定基礎。

2)速度異常故障類型。在傳動液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，可以結合實際情況分析并對比工程機械中各個部分的元件設計參數(shù)和正常參數(shù)，以判定故障類型。例如調速閥、節(jié)流閥和變量泵等，這種方式有助于判定速度異常方面的故障源頭，以期能夠為快速檢修提供參考。

3)動作異常故障類型?！皠幼鳟惓！痹谝簤簜鲃酉到y(tǒng)故障當中也是比較常見的成因，在出現(xiàn)此類故障的情況下，可以檢查相關執(zhí)行元件的運轉情況，確認其是否存在異常，基本上就能夠較精準地判定異常的換向閥，之后結合動作順序依次展開行程控制，明確異常的位置加以維修，確保液壓傳動系統(tǒng)常規(guī)運轉。

2 液壓傳動系統(tǒng)的故障原因和處理可行建議

2.1 建設診斷體系，主觀經驗聯(lián)合客觀監(jiān)測

2.1.1 觀察診斷

在交通工程機械化設備當中的液壓傳動系統(tǒng)發(fā)生的異常狀況中，主要存在介質泄露、部件失衡以及噪音超標等問題，結合工程實際情況以及操作人員經驗，判斷設備發(fā)生的異常反應是比較常規(guī)、比較快捷的方式。

1)向操作人員了解設備的運行狀況，涵蓋：液壓系統(tǒng)的基本運作狀態(tài)正常與否、液壓泵是否出現(xiàn)了異常、液壓油的清潔度檢測的最近時間和對應的結果、濾芯是否清理或更換、故障出現(xiàn)之前是否調節(jié)過液壓傳動系統(tǒng)的基礎元件、是否對密封元件進行過更換或調整、在發(fā)生故障時前后是否發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)有異常反應、過去此系統(tǒng)是否發(fā)生過比較明顯的故障(以及是否解決)等，依托于工程人員的工作經驗，初步判斷故障的發(fā)生情況。

2)觀察液壓系統(tǒng)的工作狀況，涵蓋：系統(tǒng)壓力值、速度參數(shù)、油液狀態(tài)(是否清潔或泄露)等。

3)認真聽取液壓系統(tǒng)是否有異常響動，涵蓋：沖擊音、泵噪音等，以了解液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)是否正常。

4)觸摸設備和設備連接位置的松緊情況，以了解運動部件的工作情況。

整體來說，這種觀察診斷形式對于操作人員的經驗有較高的要求，配合簡易儀表設備，觀察、詢問、觸摸等多元角度入手了解工作狀況并加以分析診斷，明確故障成因和位置。不過客觀而言，這種方式始終是比較簡易且有較大誤差的，僅僅是作為初步判斷而存在。

2.1.2 設備診斷

如今科學技術飛速發(fā)展并不斷創(chuàng)新，包括液壓檢測設備在內的諸多診斷設備都得到了廣泛應用。在實踐應用當中，必須要針對出現(xiàn)故障的位置和特性進行判定，分析現(xiàn)有液壓系統(tǒng)溫度情況、流量參數(shù)等要素，剖析檢測標準等。在裝配環(huán)節(jié)當中，需要針對液壓傳動系統(tǒng)某個環(huán)節(jié)加以處置時，必須要保證液體從入口流入、從出口流出，這種診斷方式相對來說比較平穩(wěn)且可靠，而且也不會產生嚴重的負面影響，有較為廣泛的應用。在診斷的過程當中，需要注意的是參考目前階段的次序針對不同部件進行逐個檢查和判斷，并結合目前階段的判斷規(guī)范地加以針對性診斷。流量參數(shù)測評和液壓油的黏度有比較密切的關聯(lián)性，而且和溫度情況有關。所以，液壓傳動系統(tǒng)設置需要滿足相關標準規(guī)范，控制溫度范圍在50℃上下。

2.1.3 替換診斷

因為液壓傳動系統(tǒng)中的元件擁有較強的獨特性特征，因此，在排查診斷液壓系統(tǒng)的故障過程當中，應該針對一些關鍵性元件進行逐一排查，明確元件沒有明顯的問題存在。具體來說，可以使用備份元件取代在經驗診斷或者是設備診斷當中懷疑出現(xiàn)故障的元件，分析異常是否依然存在，明確故障的成因和發(fā)生未知，為采取針對性手段解決故障提供參考。通常來說，單向閥、平衡閥或者溢流閥等相對體積較小、容易拆卸的元件適合應用這種診斷方式。

2.1.4 智能診斷

這種方式是在近幾年出現(xiàn)的現(xiàn)代化診斷方式，有較高的科技性特征，有助于深入分析系統(tǒng)，為高效診斷奠定了基礎。通常來說，有三種模式是比較常用的：①模糊邏輯診斷模式，借助“模糊邏輯函數(shù)”，分析液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的成因和表現(xiàn)，并且借助函數(shù)運算的方式，判定故障成因和當前情況；②事故樹模式，參考統(tǒng)計信息，判斷液壓傳動系統(tǒng)出現(xiàn)故障的主要誘因，將設備在正常運作的過程當中出現(xiàn)的故障事故納入到“頂事項”當中，通過“事故葉”的形式來加以描繪和補充，借助“布爾代數(shù)”的形式獲得計算結果，明確故障成因；③信息系統(tǒng)模式，將液壓系統(tǒng)的故障作為主要信息依據(jù)，打造智能化診斷數(shù)據(jù)資料庫，配合大數(shù)據(jù)、云平臺等技術手段，在數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常反應的情況下，將具體情況錄入其中，借助計算機查詢來尋找故障成因、并出具報告。

2.2 完善應急處置，故障出現(xiàn)保證有效處理

2.2.1 液壓泵

對于液壓傳動系統(tǒng)來說，液壓泵是供給動力的重要環(huán)節(jié)。在施工的過程當中，其涵蓋齒輪油泵以及葉片泵。參考施工實際，可以發(fā)現(xiàn)，齒輪油泵的故障一般會體現(xiàn)于液體的泄露問題，令泵體流量以及壓力參數(shù)都異常降低，很難滿足整個機械設備的正常運轉需求。針對這一成因，我們必須要加強齒輪和軸承的檢查，部件出現(xiàn)磨損的時候要盡快更換。在診斷出葉片泵發(fā)生故障的時候，要盡快將對應的部位拆除掉，并且替換磨損定子，假如轉子和葉片都發(fā)現(xiàn)損傷故障，則需要結合實際情況進行針對性的維護。

2.2.2 液壓油缸

油缸在液壓傳動系統(tǒng)來說屬于直接供給壓力的環(huán)節(jié)，油缸的故障一般類型并不復雜，概括來說可以從兩個方面入手：①油缸外泄，需要及時檢測密封元件的情況，判斷損壞，在發(fā)現(xiàn)問題之后及時予以更換，將外泄的風險控制在最低，盡可能降低不良影響；②元件破損，密封元件損傷會帶來空氣滲入(損傷參照下文闡述)，必須要盡快更換破損元件。假如液壓油的純度無法達到規(guī)范要求，那么要盡快進行過濾提純，降低不良影響。

2.2.3 液壓馬達

較之液壓泵，馬達出現(xiàn)故障的風險并不大，通常來說，馬達也并不需要刻意進行日常檢查。不過針對馬達的保護是不能忽視的，馬達在運行的過程當中，液壓油的補充過程也要盡量滿足相關標準。補充油液的時候，適當過濾雜質，規(guī)避不良風險；一旦故障出現(xiàn)，且噪音以及振動也已經發(fā)生，說明馬達的運轉已經受到影響，要立刻停止工作并加以修復或者更換。

2.2.4 控制閥

控制閥最主要的功能就是進行調控，強化不同閥體之間以及不同元件和閥體之間的契合性，促進裝置的穩(wěn)定運行，降低液壓系統(tǒng)故障的隱患。該環(huán)節(jié)如果出現(xiàn)故障，必須在確?？刂崎y不會相互摩擦的基礎之上，規(guī)避高頻振動，并盡快進行維修。究其原因，控制閥如果過度顫動，勢必會導致精準性降低甚至是失靈，因此，控制閥故障維護的過程中必須要重點關注摩擦和振動的影響因素。

2.2.5 管接頭

對于交通工程機械來說，液壓傳動系統(tǒng)的管接頭具備較強的獨特性，出現(xiàn)故障的時候要加以謹慎處理，否則可能會導致?lián)p傷。

2.3 加強故障預防，確保液壓油的規(guī)范應用

比起故障出現(xiàn)之后的診斷篩查、應急維修，日常加強故障的預防始終都是機械化發(fā)展進程當中的關鍵任務，就交通工程機械液壓傳動系統(tǒng)來說，保證液壓油規(guī)范應用是最為關鍵的，可以從下述幾個方面加強預防。

2.3.1 維持清潔

結合《工程機械油料手冊》中的相關內容，液壓傳動系統(tǒng)當中正確、規(guī)范地應用標準且滿足設備需求的液壓油(以及替代品)，并保證其不會混入污染物或者雜質，能夠在極大程度上規(guī)避傳統(tǒng)系統(tǒng)發(fā)生故障的風險隱患。這是因為在系統(tǒng)當中，液壓油除了是基本的工作介質之外，還是潤滑劑，因此，其清潔度往往會直接影響整個系統(tǒng)的基本性能，并且影響元件安全性、工作效率以及工作壽命等性質，液壓元件之間有極高的配合精度，油液中一旦混入污染物或者是雜質，勢必會誘發(fā)淤積、擦傷或者腐蝕等方面的問題，埋下風險隱患。

從液壓油受污染的成因角度分析，可以從以下幾個方面加以預防：定期清理執(zhí)行元件的外部，保證清潔；養(yǎng)護的過程中注意液壓油量的檢查；在注入液壓油的時候，使用120目的過濾網來完成操作；在操作中保證容器和涉及到的用具干凈；針對一些受到嚴重磨損或者重大損傷的密封部件進行定期維護或者更換；在檢修的過程中，熱彎管路以及接頭焊修形成的銹皮雜質必須及時進行清理；液壓油必須保證良好的存儲環(huán)境。重視這些問題的解決和處理，將故障風險控制在最低標準上。

2.3.2 排除空氣

在液壓傳動系統(tǒng)當中，液壓油因其自身特性并不會壓縮，不過空氣的壓縮性卻是很大的，即便僅是很少的空氣，也可能會造成極大的影響。究其原因，溶解于油液當中的空氣，處于壓力較低的條件下，就能夠從液壓油當中逸出，并形成氣泡，造成空穴問題；而處于壓力較高的條件下，又會因為壓力的沖擊被擊破并壓縮，釋放熱能，導致局部受熱，液壓元件以及液壓都會受到損傷，工作狀態(tài)不良，甚至造成沖擊振動。因此，必須要嚴格防止空氣進入到液壓系統(tǒng)當中。

具體來說，在日常養(yǎng)護和預防的過程當中，首先需要防止油管發(fā)生破裂以及接頭松動、密封件破損等情況；其次則是在加油的時候避免向下傾倒；其三是保證回油管能夠插入到油液面下面；其四是防止液壓泵的入口處濾油器發(fā)生阻塞問題，提升吸油阻力，無法保證溶解于油液當中的空氣得以有效分離。

2.3.3 溫度管控

在液壓系統(tǒng)當中，液壓油的工作溫度需要控制在30℃～80℃，在使用的過程中必須防止油溫異常升高。假如油箱當中液壓油的油面不足、液壓油的冷卻器的散熱效果不佳、系統(tǒng)效率偏低、元件的容量偏小、流速太高、油液的黏度不合標準(黏度太高會導致油液流動的過程當中能量損耗增加，黏度偏低則可能會加重泄露問題)等情況存在，都可能導致油溫異常升高，因此，在使用的過程當中必須關注這些因素，定期進行溫度檢測，防止溫度異常升高。除此之外，液壓油必須要進行定期過濾，檢查物理性能，保證液壓系統(tǒng)基本性能，同時降低液壓元件受到磨損或者腐蝕的風險隱患，適當延長液壓油油液以及液壓元件使用周期，保證交通工程機械化的高質量、高效率發(fā)展。

3 結 語

在交通工程機械設備當中應用的液壓傳動系統(tǒng)是否能夠正常運作，一般是工程機械設備在施工期間順利完成項目和交通工程投入應用的壽命周期的關鍵保障條件之一，保證其平穩(wěn)運轉對施工來說十分關鍵。液壓傳動系統(tǒng)在運轉的過程當中比較容易受到一些客觀因素影響，導致出現(xiàn)故障或者運轉不暢(尤其是液壓系統(tǒng)當中作為介質的液壓油，其溫度、清潔度等往往是導致系統(tǒng)故障的主要誘因)，輕則影響施工進度，重則導致風險事故。因此，作為從事交通工程的工作人員和管理人員，必須深刻認知液壓傳動系統(tǒng)發(fā)生故障可能會造成的嚴峻后果，定期加強預防和診斷，通過工作人員的主觀經驗配合客觀、智能化的監(jiān)測設備聯(lián)合的方式，保證將風險控制在最低；另外，一旦出現(xiàn)故障，要立刻做出反應，予以有效處理，將不良后果控制在最小水平，以期保證施工安全和工程穩(wěn)定。

[ID:013854]