淺談礦山機械設備液壓故障原因及處理措施

鄒忠文

摘要:通過對礦山機械常見液壓故障的理論分析與實際調查，得出了故障產生的原因，并對處理故障的方法進行了歸納，制定出了排除故障的順序。在不影響設備正常工作、同時考慮經濟因素的前提下，以此來檢查各種礦山機械液壓元部件出現故障的部位。對目前機械設備液壓系統故障診斷技術的現狀作了簡要的論述，提出了幾種有實用價值的故障診斷方法，闡明了機械設備液壓系統故障診斷技術的機理。

關鍵詞：機械設備；液壓故障

液壓系統在礦山機械中得到廣泛應用。由于液壓系統的元件和油液都處于密封的殼體和管道內，不能從外部直接觀察，容易出現故障不易判斷給生產帶來很多困難。為了正確判斷和處理液壓系統，根據實際調查和對液壓系統的分析對常見故障及處理方法進行了歸納，為以后故障排除及診斷提供了依據。

機械設備液壓系統的故障表現形式多種多樣，而故障的產生是多種因素綜合作用的結果。液壓系統的故障不像機械故障那樣直觀，也不像電氣系統那樣便于測量，因此，應具體情況具體分析,并利用適當的檢測診斷儀器進行故障檢測，確定故障的性質和部位，以便采用正確的修理方法進行排除。下面對機械設備液壓系統常見的故障現象及故障產生原因作了分析。

1故障原因及處理

1.1液壓系統不能供油

當液壓系統發生不能供油故障時，為盡快找出故障部位，加以維修。根據對液壓系統分析及現場調查得知有如下幾種原因：油箱油位過低，查找油箱泄露處，并將油位加到正常位置。吸油管路堵塞，檢查吸油管及濾油器，排除阻塞物。油液粘度過高，排空油箱，應換低粘度油。如果使用的是單向泵，可能是泵轉向不對，此時應改正接線并馬上換向。泵內有渣塵，拆開泵，清洗排渣。泵元件嚴重磨損或損壞，此時應更換泵元件或更換泵。

1.2系統沒有壓力

當液壓系統沒有壓力，檢查內容及處理方法：參考上述不有供油的分析與處理；安全閥誤動作，檢查壓力調定值并進行調整；閥漏油，查找失效密封，更換或修理；安全閥彈簧失效，更換彈簧；由于雜質作用，閥不能打開，拆開并清洗；閥處于開啟狀態，檢查電路，拆卸清洗耳恭聽，必要時修理或更換；

1..3工作機構動作不穩定

當液壓系統工作機構不穩定時，表現為逐漸減慢、突然增快及跳動等現象，檢查內容及處理方法：

潤滑不良，磨擦阻力增大，此時應改善潤滑條件，清除贓物。

油泵吸油，空氣進入系統。此時應檢查油位，油位不能過低，檢查密封的完好性。

壓力脈沖較大或系統壓力過低，不足以克服外阻力，檢查溢流閥的調定值是否符合要求，不符合要求應進行調整。油中雜質堆積在節流通道壁上，或節流閥內外泄漏，使之不穩定。此時應檢查節流閥，清洗或修理。

1.4系統壓力正常而某處無壓力

當液壓系統出現故障時，檢查內容及處理方法為：管路、小孔或節流閥被贓物堵塞或漏損嚴重，此時應檢查壓力和油流情況。

1.5泄漏

液壓系統泄漏是常見的故障之一，檢查內容及處理方法：閥的表面幾何精度不夠，閥的同心度不夠，此時應對閥研磨或更換；鑄造零件有砂眼、氣孔、裂縫。此時應更換該零件；密封老化或損壞，應更換密封；相對運動表面嚴重磨損，應研磨修復或更換；油管接頭松動，應擰緊并檢查是否扣壞。

1.6系統過熱

當液壓系統過熱時，檢查內容及處理方法為：安全閥壓力調定值不適或有故障，檢查調定值并進行整理。內部漏油（泵磨損），檢查泵的內中漏油情況并進行更換。油的粘度過高或過低，檢查油的粘度是否合適。泵修理后安裝太緊，拆開并重新組裝。

1.7牽引力太小故障

液壓系統發生此故障的主要原因是主油路壓力低。檢查內容及處理方法為：

檢查是否漏油，如漏油擰緊頭更換密封件或管件。主泵或馬達泄漏過大，可更換馬達或主泵。冷卻不良使油溫過高，可調整冷卻水量和水壓至額定值。安全閥調定值，可重新調定。補油量不足，可能是輔助泵泄漏量大，需更換新的。

1.8液壓系統發生噪音故障

檢查內容及處理方法為：機械系統的振動，檢查螺絲和聯軸節。力和流量及脈動較大，加緩沖回路，檢查設置是否合理。空氣進入，出現氣穴，檢查油位和密封裝置，排氣。油流發生漩渦，減少流道的彎曲和截面變化。泵體內有空氣，排出泵空氣。油面過低，吸油管堵塞或阻力太大等。按規定加足油液，疏通進油管，清洗濾油器，緊固進油段聯接螺絲。泵和電機不同心，重新調整使其同心。粘度大，使用合適型號的油。

2液壓泵是液壓系統的心臟，其故障診斷是液壓系統故障診斷的重要部分。大量的液壓泵故障診斷數據表明，通過泵源出口檢測到的故障信號常被干擾信號淹沒，單一故障檢測信號常呈現出強的模糊性，采用常規的信號處理方法難以提升有效的故障特征。

從故障診斷學的角度來看，任何一種診斷信息都是模糊的、不精確的，對任何一種診斷對象，用單一信息來反映其狀態行為都是不完整的，如果從多方面獲取同一對象的多維故障冗余信息加以綜合利用，就能對系統進行更可靠更精確的監測和診斷。本文針對柱塞泵球頭松動故障模式，通過在液壓泵出口配置振動傳感器和壓力傳感器進行故障檢測，通過小波分析進行信號消噪處理，利用主成分分析提取有效融合信息，采用改進算法的BP神經網絡實現液壓泵微弱信號或多故障的有效診斷。

2.1液壓泵球頭松動故障機理分析

由于制造誤差或液壓泵在工作過程中的壓力沖擊，常常使柱塞球頭與球窩沉凹變形使球頭與球窩間隙增大，從而產生柱塞球頭松動的故障。

2.2小波信號消噪處理

液壓泵的工作環境一般比較惡劣，其工況受環境的影響較大，通常在泵出口檢測到的信號含有很大的噪聲。試驗表明，液壓泵出口檢測到的壓力信號和振動信號體現出以下特點：①信號的頻譜分布很寬、波形雜亂，規律性差；②時變與非平穩性表現明顯。小波分析是目前較有效的信號處理方法，它可以同時在時域和頻域中對信號進行分析，能有效地區分信號中的突變部分和噪聲，實現信號的消噪。泵出口振動信號及其小波消噪后的信號，選取小波消噪的全局閾值為1.049。很明顯，檢測信號中包含了許多干擾信號，很難簡單地利用檢測到的振動信號進行有效的故障診斷。為了消除干擾影響，經過小波處理，可以有效地消除泵出口振動信號中所包含的噪聲，有利于故障特征的提取。

2.3信息融合故障診斷方法

信息融合是將多源信息加以智能合成，產生比單一信息源更精確、容錯性和魯棒性更強的估計和判斷'2'。由于液壓泵出口檢測到的信息微弱，易于被干擾所淹沒，很難利用單個傳感器的檢測信號進行微弱故障特征的有效診斷。采用的信息融合故障診斷過程，即將振動信號和壓力信號進行小波消噪處理，利用統計分析提取有效特征信息，采用主成分分析有效解耦各故障特征間的相關性，減少故障特征的維數，采用改進算法的BP神經網絡實現液壓泵球頭松動故障診斷。

了解礦山機械設備常見液壓故障的發生原因，在生產實踐中可避免或減少設備故障的產生，縮短處理故障時間。當然，在分析故障原因時，要在熟悉機器各部分的機構以及動作原理的基礎上，結合關鍵故障的具體情況，分析故障產生的原因，根據由表及里，由外到內的原則，制定排出故障的順序，并依次檢查各機械零部件或液壓元件，最后確定出故障部位，排出故障。