冶金機械的液壓故障分析及排除方法

董文輝

（江西銅業銅材有限公司 江西 貴溪 335424）

隨著液壓技術的發展,液壓系統在冶金設備上的應用日益廣泛。液壓系統的故障將嚴重影響設備的開停工時間,增加生產成本。因此,一方面確保液壓系統長期、可靠工作是設備管理的重要工作;另一方面,當液壓系統發生故障時能夠迅速地找到原因并有效地解決也特別重要。

分析液壓系統的故障必須充分了解整個液壓系統的傳動原理、結構特點和元器件配置。由于液壓系統是密封帶壓系統,管路中油液的流動情況、液壓元件內部的零件動作和密封是否損壞都不易觀察到,因此分析故障的原因和判斷故障的部位都比較困難。

1 冶金設備液壓系統基本特點

1.1 壓力高、流量大和功率大

這是現代化冶金設備液壓系統的發展趨勢，系統壓力等級和泵、馬達轉速高,可以增加能量傳輸密度，降低傳動系統重量功率比。

1.2 控制系統復雜、精度高

冶金設備中主要的液壓控制系統普遍采用了電液比例閥和伺服閥，響應快、動作平穩、位置精度高，裝置的技術內容十分豐富與復雜。

1.3 可靠性要求高

這是由現代化冶金生產的連續性與協同性決定的，液壓系統復雜精密，許多故障都將導致停機和損失。

1.4 安全性要求高

冶金液壓設備在高溫環境下運行，系統壓力高，安全生產不容忽視。

1.5 元件價格昂貴

目前很多大型冶金企業機械的元件，造價昂貴，有些備件需從國外引進，采購周期長，資金占用量大。

2 冶金設備液壓系統常見故障

2.1 按故障發生時間分類

（1）早期故障。運行開始2～3個月內發生，隨時間推移故障率迅速下降。主要原因是設計、制造缺陷或安裝、使用環境不當。

（2）偶發故障。系統穩定運行階段發生，具有隨機性,只能采取安保措施或準備必要備件及時更換。主要原因是設計、使用不當及維修不力。

（3）壽命故障。由于元件或系統部件磨損、疲勞、老化、腐蝕等達到使用期限，一般事先有征兆，如聲音反常、移動不平滑。

2.2 按故障特征分類

（1）壓力故障。如壓力達不到要求，壓力不穩定或壓力調節失靈，壓力沖擊等。主要原因有:吸油困難；油液溫度或粘度過高；泵或電機故障；泄漏；溢流閥調定值低或失效；閥工作失效。

（2）動作故障。如起動不正常，執行元件速度過慢或不能動作，負荷作用下執行元件速度顯著降低等。主要原因有:潤滑不良摩阻變化；空氣進入；壓力脈沖較大或系統壓力過低；閥出現故障；泄漏增大；別勁、燒結。

（3）油溫過高。主要原因有:油粘度過高或油位低；內泄嚴重；冷卻器堵塞；泵修理后性能差；壓力調定過大；摩擦損失大。

（4）泄漏。主要原因有:密封失效或接頭松動；閥等元件工作失效；相對運動表面磨損嚴重；油溫、壓力過高。

（5）噪音和振動。主要原因有:系統進入空氣或空穴;機械系統引起振動；壓力和流量脈動大；油流漩渦、油面過低或油粘度大；元件堵塞或阻力太大；泵校正不當。

（6）氣穴與氣蝕。主要原因有:油溫過高、油粘度過大及油液自身發泡；泵的自吸性能低、吸油阻力大；油箱液面低；密封失效或接頭松動；元件結構及加工質量。

液壓設備產生故障的原因除設計、制造、安裝未達到規范要求以及設備長期使用后零部件的正常磨損外，由于操作管理不當引起的故障尤應注意。

3 液壓故障診斷技術及應用

液壓故障診斷的主要工作內容，就是根據現場狀況，判定故障的性質與程度，查找失效元(器)件及其位置，排除故障，保障生產正常進行。常用的有簡易診斷和精密診斷兩種。

3.1 簡易診斷技術

又稱為主觀診斷法。靠維修人員利用簡單儀器和憑個人的實際經驗，分析、判斷故障產生的原因和部位，方便快捷。但是，由于各人的感覺和實際經驗的不同，以及判斷能力的差異。其結果有差別。此診斷技術屬于簡單的定性分析，可靠性較低。它包括直覺經驗法、參數測量法、邏輯分析法、堵截法、故障樹分析法等。維修人員主要是通過看、聽、摸、聞、閱、問等方法對液壓系統作全面檢查.判斷故障原因。具體方法如下:

（1）看。看液壓系統工作的真實狀態。執行元件是否有爬行、速度異常等現象；測壓點工作壓力值是否穩定；管路或元件各連接處有無泄漏及泄漏量的大小:伺服閥和比例閥電氣插頭是否擰緊；油箱內液位的高度是否符合要求:生產的產品是否合格。

（2）聽。用聽覺來判斷液壓系統和泵、閥等元件工作時是否正常。聽主泵在運轉中有無異音。伺服閥、溢流閥等元件工作時有無異常嘯叫聲:換向閥在換向時沖擊聲是否過大；用聽音棒聽減壓閥內有無內泄漏聲。等。

（3）摸。用手摸主泵或閥在運行中有無異常振動及異常溫升、管道有無明顯振動。用測溫儀測量油溫，當溫升超標時。要查原因。

（4）聞。聞油箱中的油是否有異味。

（5）閱。查閱設備技術檔案及交接班記錄中，有關故障分析與維修保養的記錄。

（6）問。詢問設備操作者，了解設備平時工況、更換液壓油的時間，泵、閥、缸等元件有無異常，設備維護保養及常出現的故障和排除方法。

3.2 精密診斷技術

又稱為客觀診斷法。它是在簡易診斷的基礎上，對液壓系統的壓力、流量、溫度、噪聲、振動、油液的清潔度、泄漏、執行元件的運行速度、力矩等數據，借助于各種儀器顯示或計算機運算得出判斷結果，對有疑問的異常現象，進行定量分析，從而找出故障原因或預防故障的發生。現在，在大型冶金企業的冶金設備液壓系統上，其關鍵部位和元件，裝有各種監測儀器(如壓力、流量、溫度、速度、位移、液位等傳感器)。在生產過程中，如果系統某處發生異常現象時，監測儀器均可實測到該處的技術狀況，并可在計算機屏幕上顯示。

3.3 振動診斷技術

基本工作過程:用傳感器將液壓系統的壓力、流量的脈動量或者液壓元件殼體的振動信號(位移、速度及加速度)測出，并通過譜分析儀作頻譜變換，將這些譜圖與各類標準狀態(正常狀態及各種典型故障狀態)譜圖進行比較，可以確定故障所在的位置。

3.4 聲學診斷技術

基本原理是液壓系統的每一種狀態對應著完全一定的音頻信號，對各種信號進行分析，可用來確定液壓系統的工作狀態和故障情況。

3.5 智能化診斷技術

指開發診斷型專家系統，使數據處理、分析、故障識別自動完成，以減輕診斷的工作量，提高診斷速度及正確性。

4 結束語

冶金設備的液壓系統由于在高溫和多粉塵的惡劣環境中，作業時間長、任務重，故障多發，原因是多方面的，故障的判斷和排除也較為復雜。我們認為要做好故障診斷和維修工作必須注意:

4.1 熟悉液壓元件的結構、工作原理和液壓系統的工作特性，掌握液壓元件、系統的配置關系及工作條件和環境要求。

4.2 加強設備的維護保養是確保設備正常工作十分重要的環節；掌握液壓系統故障發生的特點，對常見故障提出預防措施，則系統的故障就可以減少或避免。嚴格執行日常點檢制度。加強設備的維護保養和備件質量。以確保設備正常工作。同時，也應建立健全設備檢查與運轉記錄、維護、故障排除等技術檔案。

4.3 熟悉各類液壓元件的故障現象和檢查方法.并在實踐中總結提高。掌握和合理選用液壓系統故障診斷分析方法.具備必要的檢測儀器和手段，加強學習與應用現代先進的故障診斷技術。

［1］賀利峰.機械設備液壓系統常見故障分析[J].河北企業,2007，6.

［2］李麟.冶金中液壓設備故障的分析[J].科技資訊,2011，24.