機械液壓傳動的原理、故障診斷與排除

摘 要：本文將結合筆者多年的工作經驗，對工程機械液壓系統故障的診斷和排除做簡單的闡述，以供參考。

關鍵詞：液壓傳動；故障診斷；故障排除

與傳統的機械傳動、電力傳動，以及氣體傳動相比較，工程機械液壓傳動系統在可靠性方面具有明顯的優勢，發生故障的幾率也比較低，延長了設備的使用壽命。但是液壓傳動系統也有其缺陷，由于液壓傳動的工作介質為液壓油，因此難以避免的在相對運動表面出現內泄和外泄的現象。另一方面，溫度也對液壓油的黏度有著一定的影響，而且對液壓系統的工作性能也產生影響。因此，為了不影響液壓系統的正常工作，應當快速的診斷出液壓傳動系統的故障原因及位置，并找出合理的維修方法排除故障，保證液壓傳動系統能夠高效的運行。

1 液壓傳動的原理

液壓傳動系統中主要包含的元件有動力元件、控制元件、執行元件等。其中動力元件的主要功能是為液壓系統產生動力，具體指的是各種液壓泵。液壓泵的運轉以容積變化原理為依據，因此液壓泵也可稱為容積液壓泵。最常見的液壓泵是齒輪泵，通過兩個嚙合的齒輪的轉動而帶動液體運動。其它常見的液壓泵還有葉片泵、柱塞泵等，選擇時應當注意能量的消耗、工作效率、以及降噪效果。

液壓的執行元件的作用是將液壓泵提供的液壓能轉變為機械能，主要的構件包括了液壓缸和液壓馬達。液壓馬達與液壓泵的工作相反，即將液壓能轉化為機械能，從而實現對外做功。

2 工程機械液壓傳動系統的故障判斷方法

2.1 觀察判斷法

觀察法，即維修人員先對故障機械進行觀察和試操縱來判斷系統的故障位置和造成異常表現的原因。通常來說，常見的異常表現有外部泄漏、執行動作不正常等。而且，可以對短路、斷路等檢測方式加以綜合地利用，進行檢測，最終準確找出故障的位置與原因，并及時排除。

2.2 儀器診斷法

PFM型萬能液壓檢測儀是一種通過監測出液壓系統內部的管道流量，以及液壓系統的溫度與流速的儀器，它對環境要求較低，安裝十分方便，可以安裝在液壓傳動系統的任何一個部位，只要液流從進口“進入”，從出口“流出”，所經過的所有部位發生的故障都能準確判斷。

2.2.1 診斷步驟。用儀器檢測故障時，要求遵照嚴格的檢測規范，以一定的排序檢測每個元件，并做出診斷結論。

2.2.2 診斷條件。測定液壓油的流量通常會受諸多因素的影響，如黏度和溫度。因此，對液壓油的選擇提出了更高的要求，另一方面，在進行液壓油測試的時候，溫度的控制也極為重要，一般要控制在50℃左右。

2.3 換件判斷法

此方法主要應用在可能存在故障的元件上。將可能存在故障的元件進行替換，再對液壓傳動系統運轉是否能夠正常進行判斷，從而找出故障發生的原因與部位，并加以解決。

2.4 定期檢查法

定期檢查，即專業的檢查人員通過直觀感覺來檢查機械的技術狀況，及時發現機械液壓傳動系統的異常，從而將故障隱患排除在發生之前。

3 常用液壓元件的故障分析與判斷分析

3.1 液壓泵的故障診斷

液壓泵的診斷是通過儀器進行檢測，即用檢測儀器的進口與油管將油泵的出口連接起來，把油箱的進口與儀器的出口連接在一起，然后啟動油泵，并調節儀器的負荷調節手柄，將其壓力值調到零點，讀出的此時的流量值為Q0，然后再繼續旋轉負荷調節手柄，使其壓力有所上升，并上升到規定的工作壓力，再讀出流量Q0油泵效率=Q/Q0，一般來說，規定的油泵效率應不小于0.8，如果泵下降到0.65附近時，則應當對油泵進行故障排除，如果故障比較嚴重則需要直接更換。

3.2 溢流閥的故障判斷

溢流閥的故障判斷也是通過檢測儀器進行判定。即首先將檢測儀器連接在溢流閥的后面接口上，通過負荷調節手柄的調節，使壓力緩慢升高，在這個過程中對流量的變化進行觀察與記錄。如果流量在此過程中呈明顯下降的趨勢，說明溢流閥處于打開狀態，將此時的壓力值變化過程記錄下來。然后，繼續加載負荷，直到壓力值不再升高為止，將此時壓力值，即系統的最高壓力值記錄下來，通過以上測得的兩個壓力值與規定值之間的偏差，可以判斷溢流閥的故障。

4 液壓油缸的故障分析判斷

4.1 經驗判斷法

“問”、“檢”是經驗判斷法的精華，也是診斷液壓缸泄漏的常見方法。“問”，即為維修人員在對機器進行維修之前詳細詢問操作人員，了解故障機械的情況，調查清楚運行過程中出現過何種故障，以及故障發生的過程；“檢”就是由維修人員直接檢測故障機械，找出故障原因，從而進行正確的故障排除。如當液壓缸運動到極限位置時，應當先對液壓系統的工作壓力進行測量，如果工作壓力與規定的數值不相符，而且在對安全閥進行調整后，仍然沒有改變壓力值，則可判定故障原因為液壓油缸內泄。

4.2 實驗判斷法

在對液壓系統元件進行拆卸維修之前，先按照系統操作的規定對機械系統進行試驗操作，將換向閥，液壓缸的活塞運行至極限位置，然后拆開液壓缸回油腔管路，如果發現油口有液壓油，則說明液壓缸存在泄漏的情況，而內泄和外泄的判定則需要進一步檢查。

4.2.1 對于疊加過載閥液壓缸，首先將控制閥，液壓缸的活塞分別伸出到極限位置，然后將液壓系統的壓力升高到極限，最后拆開液壓缸回油腔管路油口進行觀察，如果有液壓油流出，此時說明泄漏為內泄。

4.2.2 對疊加平衡閥液壓缸，可通過換向閥的操作使得液壓缸的活塞伸出一定的距離后，通過工作裝置的承載，使液壓缸無桿腔產生一定壓力，接著將換向閥調到中位，最后拆開液壓缸進出油口，進行觀察，如果是出油口有液壓油流出，則說明此時的泄漏不是內泄或外泄，而是由平衡閥造成的。

5 工程機械液壓傳動系統故障的排除

5.1 液壓泵的故障排除

液壓系統的液壓泵是核心動力元件，液壓泵有可分為許多種類，以最為常見的是齒輪油泵，齒輪油泵最常見的故障是漏油，漏油將致影響系統的壓力和液壓油流量。而造成系統泄漏的原因也有許多，一般來說，主要的原因有軸承及齒輪面與泵蓋之間的磨損，或者密封件的老化以及損壞等。而且，如果齒輪泵在使用了一段時間后，因嚙合擠壓作用，會在齒頂和斷面產生毛刺，而加劇磨損的程度，如果制作泵殼的材料為鋁合金，則更易造成磨蝕且磨損程度非常嚴重，為了減少磨損，可用油石將毛刺磨掉，以便于延長油泵的使用壽命。

5.2 液壓馬達的維修

液壓馬達的維護重在平時，如果能夠將油液污染控制到位，則能夠預防故障的發生。應當對進入馬達的液壓油進行仔細的過濾，在最大程度上防止雜質的進入，這樣可以有效降低磨損；還有在更換油管時，要杜絕馬達內油液流出，以及空氣的進入，以免增加泵的振動并引發噪聲。馬達經過修理后，注入的液壓油要保證油的清潔，另外要注意將馬達和系統內的空氣清除干凈。

5.3 液壓系統控制閥的維修

液壓控制閥是液壓傳動系統中的主要控制元件，主要負責控制和調節。因為閥的配合需要滿足一定的精度，所以對維修也提出了更高的要求。如果僅僅是閥的密封裝置受損出現漏油的情況而引發故障，在維修時，盡量保證閥芯不要被移動，以保證閥芯體配合的密封件不會受到不良影響。

6 結束語

機械液壓傳動系統在工程機械中越來越發揮著重要的作用，而如何在系統運轉的過程中及時發現故障、排除故障，對于提高工作效率有著重要的意義，需要維修人員不斷加強學習，提高維修水平，從而保證機械液壓傳動的正常運行。

參考文獻

[1]全子明.工程機械液壓傳動系統的故障分析與維修處理[J].廣東建材，2009.

[2]閆強，王樹立.現代工程機械液壓系統故障診斷排除方法[J].硅谷，2010，11：88.