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關(guān)于液壓系統(tǒng)的診斷與解決
點(diǎn)擊次數(shù)：2763 發(fā)布時(shí)間：2016-11-11
一個(gè)液壓系統(tǒng)工作是否正常，關(guān)鍵取決于兩個(gè)主要工作參數(shù)，即壓力和流量是否處于正常的工作狀態(tài)，以及系統(tǒng)溫度和執(zhí)行器速度等參數(shù)的正常與否。液壓系統(tǒng)的故障現(xiàn)象是各種各樣的，故障原因也是多種因素的綜合。同一因素可能造成不同的故障現(xiàn)象，而同一故障又可能對(duì)應(yīng)著多種不同原因。例如：油液的污染可能造成液壓系統(tǒng)壓力、流量或方向等各方面的故障，這給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來(lái)極大困難。
參數(shù)測(cè)量法診斷故障的思路是這樣的：任何液壓系統(tǒng)工作正常時(shí)，系統(tǒng)參數(shù)都工作在設(shè)計(jì)和設(shè)定值附近，工作中如果這些參數(shù)偏離了預(yù)定值，則系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)故障或有可能出現(xiàn)故障，即液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障的實(shí)質(zhì)就是系統(tǒng)工作參數(shù)的異常變化。因此，當(dāng)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，必然是系統(tǒng)中某個(gè)元件或某些元件有故障，進(jìn)一步可斷定回路中某一點(diǎn)或某幾點(diǎn)的參數(shù)已偏離了預(yù)定值。這說(shuō)明如果液壓回路中某點(diǎn)的工作參數(shù)不正常，則系統(tǒng)已發(fā)生了故障或可能發(fā)生了故障，需維修人員馬上進(jìn)行處理。這樣在參數(shù)測(cè)量的基礎(chǔ)上，再結(jié)合邏輯分析法，即可快速、準(zhǔn)確地找出故障所在。參數(shù)測(cè)量法不僅可以診斷系統(tǒng)故障，而且還能預(yù)報(bào)可能發(fā)生的故障，并且這種預(yù)報(bào)和診斷都是定量的，大大提高了診斷的速度和準(zhǔn)確性。這種檢測(cè)為直接測(cè)量，檢測(cè)速度快，誤差小，檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單，便于在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)推廣使用，適合于任何液壓系統(tǒng)的檢測(cè)。測(cè)量時(shí)既不需停機(jī)，又不損壞液壓系統(tǒng)，幾乎可以對(duì)系統(tǒng)中任何部位進(jìn)行檢測(cè)，不但可診斷已有故障，而且可進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)潛在故障。
1．參數(shù)測(cè)量法原理
只要測(cè)得液壓系統(tǒng)回路中所需任意點(diǎn)處工作參數(shù)，將其與系統(tǒng)工作的正常值相比較，即可判斷出系統(tǒng)工作參數(shù)是否正常，是否發(fā)生了故障以及故障的所在部位。
液壓系統(tǒng)中的工作參數(shù)，如壓力、流量、溫度等都是非電物理量，用通用儀器采用間接測(cè)量法測(cè)量時(shí)，首先需利用物理效應(yīng)將這些非電量轉(zhuǎn)換成電量，然后經(jīng)放大、轉(zhuǎn)換和顯示等處理，被測(cè)參數(shù)則可用轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)代表并顯示。由此可判斷液壓系統(tǒng)是否有故障。但這種間接測(cè)量方法需各種傳感器，檢測(cè)裝置較復(fù)雜，測(cè)量結(jié)果誤差大、不直觀，不便于現(xiàn)場(chǎng)推廣使用。
現(xiàn)在介紹一種簡(jiǎn)單、實(shí)用的液壓系統(tǒng)故障檢測(cè)回路。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖A(a)所示。檢測(cè)回路通常和被檢測(cè)系統(tǒng)并聯(lián)連接，此連接需在被測(cè)點(diǎn)設(shè)置圖A(a)所示的雙球閥三通接頭，它主要用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不拆卸檢測(cè)。它對(duì)液壓系統(tǒng)所需點(diǎn)的各種參數(shù)進(jìn)行直接的快速檢測(cè)，不需任何傳感器，它可同時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)中的壓力、流量和溫度3個(gè)參數(shù)，而執(zhí)行器的速度和轉(zhuǎn)速則可通過(guò)測(cè)量出口流量的方法計(jì)算得到。例如；只要在泵出口及執(zhí)行器進(jìn)、出口安裝雙球閥三通，如圖B所示，通過(guò)測(cè)量1、2、3三點(diǎn)的壓力、流量及溫度值，則可立刻診斷出故障所在的大致部位（泵源、控制傳動(dòng)部分或執(zhí)行器部分）。增加參數(shù)檢測(cè)點(diǎn)，則可縮小故障發(fā)生區(qū)域。
檢測(cè)原理：如圖A(a)所示。系統(tǒng)正常工作時(shí)，閥門1開啟，2關(guān)閉，檢測(cè)口罩上防塵罩，以防污染。檢測(cè)時(shí)，只要將檢測(cè)回路與檢測(cè)口接通，即旋緊活接頭螺紋并打開閥門2。通過(guò)調(diào)節(jié)閥門1和溢流閥7即可方便地測(cè)出壓力、流量、溫度、速度等參數(shù)。但要求系統(tǒng)配管時(shí)，將雙球閥三通在需檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)的部位當(dāng)做接管[見圖A(a)連接]或彎管接頭[見圖A(10)連接]，這樣做既不會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，也不會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生明顯影響。
2．參數(shù)測(cè)量方法
(1)測(cè)壓力。如圖A(a)所示，首先將檢測(cè)回路的軟管接頭與雙球閥三通螺紋接口旋緊接通；打開球閥2，關(guān)死溢流閥7，切斷回油通道，這時(shí)從壓力表4上可直接讀出所測(cè)點(diǎn)的壓力值（為系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力）。
(2)測(cè)流量和溫度。慢慢松開溢流閥7手柄，再關(guān)閉球閥1。重新調(diào)整溢流閥7，使壓力表4讀數(shù)為所測(cè)壓力值，此時(shí)流量計(jì)5讀數(shù)即為所測(cè)點(diǎn)的實(shí)際流量值。同時(shí)溫度計(jì)6上可顯示出油液溫度值。
(3)測(cè)轉(zhuǎn)速（速度）。不論泵、液壓馬達(dá)或缸，其轉(zhuǎn)速或速度僅取決于2個(gè)因素，即流量和它本身的幾何尺寸（排量或面積），所以只要測(cè)出液壓馬達(dá)或缸的輸出流量（對(duì)泵為輸人流量），除以其排量或面積即得到轉(zhuǎn)速或速度值。
3．結(jié)論
參數(shù)測(cè)量法是一種實(shí)用、新型的液壓系統(tǒng)故障診斷方法，它與邏輯分析法相結(jié)合，大大提高了故障診斷的快速性和準(zhǔn)確性。首先這種測(cè)量是定量的，這就避免了個(gè)人診斷的盲目性和經(jīng)驗(yàn)性，診斷結(jié)果符合實(shí)際。其次故障診斷速度快，經(jīng)過(guò)幾秒到幾十秒即可測(cè)得系統(tǒng)的準(zhǔn)確參數(shù)，再經(jīng)維修人員簡(jiǎn)單的分析判斷即得到診斷結(jié)果。再者此法較傳統(tǒng)故障診斷法降低系統(tǒng)裝拆工作量一半以上。
此故障診斷檢測(cè)回路具有以下功能。
(1)能直接測(cè)量并直觀顯示液流流量、壓力和溫度，并能間接測(cè)量泵、液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速。
(2)可以利用溢流閥對(duì)系統(tǒng)中被測(cè)部分進(jìn)行模擬加載，調(diào)壓方便、準(zhǔn)確；為保證所測(cè)流量準(zhǔn)確性，可從溫度表直接觀察測(cè)試溫差（應(yīng)不超過(guò)士3℃）。
(3)適應(yīng)于任何液壓系統(tǒng)，且某些系統(tǒng)參數(shù)可實(shí)現(xiàn)不停車檢測(cè)。
(4)結(jié)構(gòu)輕便簡(jiǎn)單，工作可靠，成本低廉，操作簡(jiǎn)便。這種檢測(cè)回路將加載裝置和簡(jiǎn)單的檢測(cè)儀器結(jié)合在一起，可做成便攜式檢測(cè)儀，測(cè)量快速、方便、準(zhǔn)確，適于在現(xiàn)場(chǎng)推廣使用。它為檢測(cè)、預(yù)報(bào)和故障診斷自動(dòng)化打下基礎(chǔ)。
1.液壓系統(tǒng)故障診斷的一般原則
正確分析故障是排除故障的前提，系統(tǒng)故障大部分并非突然發(fā)生，發(fā)生前總有預(yù)兆，當(dāng)預(yù)兆發(fā)展到一定程度即產(chǎn)生故障。引起故障的原因是多種多樣的，并無(wú)固定規(guī)律可循。統(tǒng)計(jì)表明，液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障約90%是由于使用、管理不善所致。為了快速、準(zhǔn)確、方便地診斷故障，必須充分認(rèn)識(shí)液壓故障的特征和規(guī)律，這是故障診斷的基礎(chǔ)。
以下原則在故障診斷中值得遵循。
(1)首先判明液壓系統(tǒng)的工作條件和外圍環(huán)境是否正常。需首先搞清是設(shè)備機(jī)械部分或電器控制部分故障，還是液壓系統(tǒng)本身的故障，同時(shí)查清液壓系統(tǒng)的各種條件是否符合正常運(yùn)行的要求。
(2)區(qū)域判斷。根據(jù)故障現(xiàn)象和特征確定與該故障有關(guān)的區(qū)域，逐步縮小發(fā)生故障的范圍，檢測(cè)此區(qū)域內(nèi)的元件情況，分析發(fā)生原因，zui終找出故障的具體所在。
(3)掌握故障種類進(jìn)行綜合分析。根據(jù)故障zui終的現(xiàn)象，逐步深入找m多種直接的或間接的可能原因，為避免盲目性，必須根據(jù)系統(tǒng)基本原理進(jìn)行綜合分析、邏輯判斷，減少懷疑對(duì)象逐步逼近，zui終找出故障部位。
(4)故障診斷是建立在運(yùn)行記錄及某些系統(tǒng)參數(shù)基礎(chǔ)之上的。建立系統(tǒng)運(yùn)行記錄，這是預(yù)防、發(fā)現(xiàn)和處理故障的科學(xué)依據(jù)；建立設(shè)備運(yùn)行故障分析表，它是使用經(jīng)驗(yàn)的高度概括總結(jié)，有助于對(duì)故障現(xiàn)象迅速做出判斷；具備一定檢測(cè)手段，可對(duì)故障做出準(zhǔn)確的定量分析。
(5)驗(yàn)證可能故障原因時(shí)，一般從zui可能的故障原因或zui易檢驗(yàn)的地方開始，這樣可減少裝拆工作量，提高診斷速度。
2.液壓設(shè)備故障查找的方法
下面介紹幾種簡(jiǎn)單、實(shí)用的液壓系統(tǒng)故障診斷方法。
1．置換法
將同類型、同結(jié)構(gòu)、同原理的液壓設(shè)備上的相同元件，置換（互換）安裝在同一位置上，以證明被換元件是否工作可靠。例如，甲機(jī)元件置換到乙機(jī)上并開機(jī)觀察，以證明此元件的好壞。
置換法的優(yōu)點(diǎn)在于：即使修理人員的技術(shù)水平較低，也能應(yīng)用此法對(duì)液壓設(shè)備的故障作出準(zhǔn)確的診斷。但是，運(yùn)用此法必須以同類型、同結(jié)構(gòu)、同液壓原理和相同液壓元件的液壓設(shè)備為前提，因而此法有很大的局限性和一定的盲目性。
2．輔助法
借助于簡(jiǎn)單的輔助零件，對(duì)液壓設(shè)備的液壓元件是否出現(xiàn)故障進(jìn)行診斷。
(1)堵油法。如堵住閥類元件的油口和油缸油口，可以診斷出這些液壓元件是否泄漏和失效。
(2)人為換向法。用頂桿使閥類元件換向，可診斷出換向閥是否出現(xiàn)如卡死、閥芯不到位等故障。
輔助法可不解體部件來(lái)診斷液壓元件是否有故障，避免了過(guò)多的拆卸工作量，減少了故障診斷時(shí)間，便于快速診斷，特別是對(duì)于較大型油缸密封等，這一類故障的診斷具有很好的實(shí)用性。
3．經(jīng)驗(yàn)法
修理人員通過(guò)掌握液壓設(shè)備的液壓系統(tǒng)，熟悉了解各液壓元件的結(jié)構(gòu)和工作原理，并在積累豐富的液壓設(shè)備修理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)液壓設(shè)備出現(xiàn)的故障進(jìn)行全面的分析、比較而迅速做出準(zhǔn)確診斷。歸納起來(lái)，液壓設(shè)備一般出現(xiàn)的故障部位及其原因大致可分為以下5個(gè)方面。
(1)液壓元件調(diào)整不當(dāng)，如油泵、馬達(dá)、順序閥、方向閥、溢流閥、卸荷閥、平衡閥的壓力和流量調(diào)整不對(duì)。
(2)密封元件損壞或雜質(zhì)使液壓元件不能正常工作。
(3)液壓元件磨損或損壞，如閥類元件密封失靈、彈簧失靈、間隙過(guò)大等。
(4)控制機(jī)構(gòu)（電器）失靈，如繼電器失靈、按鈕接觸不良或損壞、電磁鐵安裝不正確、電機(jī)相線誤接等原因造成液壓元件誤動(dòng)作或程序出錯(cuò)。
(5)輔助機(jī)構(gòu)失靈，如限位開關(guān)位置調(diào)整不當(dāng)或損壞、壓力表?yè)p壞、壓力繼電器損壞或誤發(fā)信號(hào)、油箱過(guò)濾問(wèn)題等。
4．感官法
(1)看。觀察液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)。一般有六看：一看速度，即看執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度有無(wú)變化；二看壓力，即看液壓系統(tǒng)各測(cè)量點(diǎn)的壓力有無(wú)波動(dòng)現(xiàn)象；三看油液，即觀察油液是否清潔、是否變質(zhì)，油量是否滿足要求，油的黏度是否合乎要求及表面有無(wú)泡沫等；四看泄漏，即看液壓系統(tǒng)各接頭是否滲漏、滴漏和出現(xiàn)油垢現(xiàn)象；五看振動(dòng)，即看活塞桿或工作臺(tái)等運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)行時(shí)，有無(wú)跳動(dòng)、沖擊等異常現(xiàn)象；六看產(chǎn)品，即從加工出來(lái)的產(chǎn)品判斷運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)，觀察系統(tǒng)壓力和流量的穩(wěn)定性。
(2)聽。用聽覺來(lái)判斷液壓系統(tǒng)的工作是否正常。一般有四聽：一聽噪聲，即聽液壓泵和系統(tǒng)的噪聲是否過(guò)大，液壓閥等元件是否有尖叫聲；二聽沖擊聲，即聽執(zhí)行部件換向時(shí)沖擊聲是否過(guò)大；三聽泄漏聲，即聽油路板內(nèi)部有無(wú)細(xì)微而連續(xù)不斷的聲響；四聽敲打聲，即聽液壓泵和管路中是否有敲打撞擊聲。
(3)摸。用手摸運(yùn)動(dòng)部件的溫升和工作狀況。一般有四摸：一摸溫升，即用手摸泵、油箱和閥體等溫度是否過(guò)高；二摸振動(dòng)，即用手摸運(yùn)動(dòng)部件和管子有無(wú)振動(dòng)；三摸爬行，即當(dāng)工作臺(tái)慢速運(yùn)行時(shí)，用手摸其有無(wú)爬行現(xiàn)象；四摸松緊度，即用手?jǐn)Q一擰擋鐵、微動(dòng)開關(guān)等的松緊程度。
(4)聞。聞主要是聞?dòng)鸵菏欠裼凶冑|(zhì)異味。
(5)查。查是查閱技術(shù)資料及有關(guān)故障分析與修理記錄和維護(hù)保養(yǎng)記錄等。
(6)問(wèn)。問(wèn)是詢問(wèn)設(shè)備操作者，了解設(shè)備平時(shí)的工作狀況。一般有六問(wèn)：一問(wèn)液壓系統(tǒng)工作是否正常；二問(wèn)液壓油zui近的更換日期、濾網(wǎng)的清洗或更換情況等；三問(wèn)事故出現(xiàn)前調(diào)壓閥或調(diào)速閥是否調(diào)節(jié)過(guò)，有無(wú)不正?，F(xiàn)象；四問(wèn)事故出現(xiàn)之前液壓件或密封件是否更換過(guò)；五問(wèn)事故出現(xiàn)前后液壓系統(tǒng)的工作差別；六問(wèn)過(guò)去常出現(xiàn)哪類事故及排除經(jīng)過(guò)。
感觀檢測(cè)只是一個(gè)定性分析，必要時(shí)應(yīng)對(duì)有關(guān)元件在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上作定量分析測(cè)試。
5．分析法
分析法是基于液壓系統(tǒng)工作機(jī)理的故障診斷方法。采用分析法可以解決很多液壓系統(tǒng)故障，但是對(duì)液壓系統(tǒng)故障分析人員要求較高，必須充分了解和熟悉液壓元件和回路工作原理。
故障分析中，以下問(wèn)題值得注意。
(1)深入分析液壓系統(tǒng)圖，結(jié)合有關(guān)的電磁鐵動(dòng)作表及相關(guān)的電路圖．理出回路完整的工作機(jī)理；同時(shí)，正確理解回路的設(shè)計(jì)意圖與思路所采取的技術(shù)措施及相關(guān)的背景。
(2)將工作原理圖與實(shí)物對(duì)應(yīng)起來(lái)，形成具體印象，液壓回路中的管線原理圖與實(shí)物往往有很大的差別。在可能的情況下，要將閥板上閥孔之間的串通與阻隔關(guān)系弄清，這些因素對(duì)以后回路檢查有密切。
(3)參閱有關(guān)書刊及資料，找出評(píng)判液壓裝置特征的判定依據(jù)，然后對(duì)其予以判斷。
(4)參閱有關(guān)書刊及設(shè)備使用說(shuō)明書，探討失效機(jī)理及相關(guān)的分析測(cè)試方法。
6．應(yīng)用鐵譜技術(shù)
應(yīng)用鐵譜技術(shù)對(duì)液壓系統(tǒng)的故障進(jìn)行診斷和狀態(tài)監(jiān)控。鐵譜技術(shù)是以機(jī)械摩擦副的磨損為基本出發(fā)點(diǎn)，借助于鐵譜儀把液壓油中的磨損顆粒和其他污染顆粒分離出來(lái)，并制成鐵譜片，然后置于鐵譜顯微鏡或掃描電子顯微鏡下進(jìn)行觀察，或按尺寸大小依次沉積在玻璃管內(nèi)，應(yīng)用光學(xué)方法進(jìn)行定量檢測(cè)。通過(guò)以上分析，可以準(zhǔn)確地獲得系統(tǒng)內(nèi)有關(guān)磨損方面的重要信息。據(jù)此進(jìn)一步研究磨損現(xiàn)象，監(jiān)測(cè)磨損狀態(tài)，診斷故障前兆，zui后做出系統(tǒng)失效預(yù)報(bào)。鐵譜技術(shù)能有效地應(yīng)用于工程機(jī)械液壓系統(tǒng)油液污染程度的檢測(cè)、監(jiān)控、磨損過(guò)程的分析和故障診斷，并且具有直觀、準(zhǔn)確、信息多等優(yōu)點(diǎn)。因此，鐵譜技術(shù)已成為對(duì)機(jī)械工程液壓系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷分析的有力工具。
7．儀器檢測(cè)法
儀器檢測(cè)法即采用專門的液壓系統(tǒng)故障檢測(cè)儀器來(lái)診斷系統(tǒng)故障，該儀器能夠?qū)σ簤合到y(tǒng)故障做定量的檢測(cè)。國(guó)內(nèi)外有許多的便攜式液壓系統(tǒng)故障檢測(cè)儀，用來(lái)測(cè)量流量、壓力和溫度，并能測(cè)量泵和液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速等。
8．狀態(tài)監(jiān)測(cè)法
狀態(tài)監(jiān)測(cè)法用的儀器種類很多，通常主要有壓力傳感器、流量傳感器、位移傳感器和油溫監(jiān)測(cè)儀等。把測(cè)試到的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)提供各種信息及技術(shù)參數(shù)，由此判別出某個(gè)液壓元件和液壓系統(tǒng)某個(gè)部位的工作狀況，并可發(fā)出報(bào)警或自動(dòng)停機(jī)等信號(hào)。所以狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)可解決僅靠人的感覺無(wú)法解決的疑難故障的診斷，并為預(yù)知維修提供了信息。
狀態(tài)監(jiān)測(cè)法一般適用于下列幾種液壓設(shè)備：
(1)發(fā)生故障后對(duì)整個(gè)生產(chǎn)影響較大的液壓設(shè)備和自動(dòng)線；
(2)必須確保其安全性能的液壓設(shè)備和控制系統(tǒng)；
(3)價(jià)格昂貴的精密、大型、稀有、關(guān)鍵的液壓系統(tǒng)；
(4)故障停機(jī)修理費(fèi)用過(guò)高或修理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、損失過(guò)大的液壓設(shè)備和液壓控制系統(tǒng)。