液壓系統(tǒng)的故障原因分析和故障特征及診斷

張洪喜

摘?要：液壓系統(tǒng)在煤礦機(jī)械化設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用，為現(xiàn)代化的煤礦開(kāi)采裝備提供了可靠的技術(shù)保障，同時(shí)由于液壓系統(tǒng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和煤礦井下的特殊工作環(huán)境，液壓系統(tǒng)會(huì)不可避免地發(fā)生各式各樣的故障。本文主要介紹如何通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)故障特征與診斷方法的分析來(lái)保證液壓設(shè)備的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)?故障特征?診斷方法

在液壓系統(tǒng)中，有許多故障具有擴(kuò)散性，即系統(tǒng)中某一元件發(fā)生故障往往會(huì)導(dǎo)致一系列元件發(fā)生故障。如何能對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行有效檢測(cè)、可靠維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除潛在故障，對(duì)保證液壓系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性具有十分重要的意義。

一、液壓系統(tǒng)在各階段易產(chǎn)生的故障特征

液壓系統(tǒng)故障形式和原因較多。要正確地診斷液壓系統(tǒng)的故障應(yīng)熟練掌握液壓設(shè)備及其系統(tǒng)的工作原理，了解常見(jiàn)液壓系統(tǒng)的典型故障及其原因，這既有助于選擇簡(jiǎn)便而有效的診斷方法，又利于獲得準(zhǔn)確的診斷結(jié)論。

液壓系統(tǒng)在不同的運(yùn)行階段其產(chǎn)生的故障特征也不盡相同，大致分為如下物種類(lèi)型。

1.新研制的液壓設(shè)備的系統(tǒng)在調(diào)試階段時(shí)所產(chǎn)生的故障

新研制設(shè)備的液壓系統(tǒng)在調(diào)試階段所暴露出來(lái)的問(wèn)題較多且較為復(fù)雜，造成故障率較高。其主要是在設(shè)計(jì)、制造、裝配以及管理等各個(gè)環(huán)節(jié)存在諸多問(wèn)題交織在一起所致。一般表現(xiàn)為以下六點(diǎn)。

（1）液壓油管接頭處或液壓油缸等執(zhí)行元件端蓋處漏油，滲油嚴(yán)重；

（2）各執(zhí)行元件動(dòng)作不一致，或時(shí)快時(shí)慢；

（3）由于制造和裝配時(shí)液壓油管或液壓油箱內(nèi)沒(méi)有清理干凈，導(dǎo)致污染物進(jìn)入各閥塊的閥芯卡死或動(dòng)作不靈活，造成液壓油缸或馬達(dá)等動(dòng)作失靈；

（4）在裝配各種閥類(lèi)元件時(shí)易造成漏裝彈簧或密封元件等，甚至在接油管時(shí)將進(jìn)油管和回油管接錯(cuò)導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)作混亂；

（5）閥塊的阻尼孔被污染物堵塞，易造成整個(gè)液壓系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定或壓力調(diào)整無(wú)效；

（6）整個(gè)設(shè)計(jì)存在缺陷，各液壓元件選擇不當(dāng)，使整個(gè)系統(tǒng)連接起來(lái)不匹配，造成系統(tǒng)發(fā)熱，各部件動(dòng)作不協(xié)調(diào)等。

2.成型設(shè)備液壓系統(tǒng)在調(diào)試階段所產(chǎn)生的故障

成型設(shè)備調(diào)試時(shí)故障率較新研制的液壓系統(tǒng)故障率低，主要是由于現(xiàn)場(chǎng)管理不到位或工人在裝配時(shí)不小心或搬運(yùn)過(guò)程中造成損壞未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，基本上都是些小故障，簡(jiǎn)單易排除其主要表現(xiàn)如下。

（1）各種油管、閥塊、油缸、馬達(dá)等液壓元件存在外部漏油等問(wèn)題；

（2）系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定或液壓油管或液壓缸內(nèi)空氣未排空造成動(dòng)作不靈活；

（3）由于制造和裝配時(shí)液壓油管或液壓油箱內(nèi)沒(méi)有清理干凈，導(dǎo)致污染物進(jìn)入各閥塊的閥芯卡死或動(dòng)作不靈活，造成液壓油缸或馬達(dá)等動(dòng)作失靈；

（4）裝配時(shí)疏忽大意錯(cuò)裝或漏裝部分元件；

（5）各液壓閥加工質(zhì)量精度差，造成閥芯動(dòng)作不靈活易產(chǎn)生卡阻現(xiàn)象。

3.設(shè)備運(yùn)行初期和中期的液壓故障

此階段液壓故障的主要特征表現(xiàn)為以下四點(diǎn)。

（1）各管接頭震松甚至震脫，甚至出現(xiàn)油管布置不合理擠破或刮斷的現(xiàn)象；

（2）由于密封件的質(zhì)量較差或未按要求進(jìn)行裝配，在運(yùn)行一段時(shí)間后損壞造成漏油；

（3）由于新設(shè)備運(yùn)行初期各部件均為新件，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后，液壓油使黏附在管壁和孔壁上的毛刺、型砂、切屑等雜物脫落，隨液壓系統(tǒng)在油路中流動(dòng)堵塞阻尼孔和過(guò)濾器，造成整個(gè)液壓系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定和各部件動(dòng)作緩慢，甚至失靈；

（4）少數(shù)設(shè)備會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間大負(fù)荷運(yùn)行或液壓系統(tǒng)散熱裝置散熱性能下降（特別是水冷散熱器，因長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行造成散熱裝置內(nèi)結(jié)水垢造成水流量下降甚至堵塞），使液壓油溫度過(guò)高，引起泄漏，致使工作壓力和工作速度不穩(wěn)定，甚至造成工作嚴(yán)重失常以至于停產(chǎn)。

在正常情況下，液壓系統(tǒng)使用到中期，是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的最佳時(shí)期，其故障率是最低。關(guān)鍵是要保證工作油液不被污染或控制在要求范圍之內(nèi)。

4.在運(yùn)行后期所產(chǎn)生的液壓故障

設(shè)備運(yùn)行到后期時(shí)，各類(lèi)液壓元件因工作頻率和負(fù)荷條件的差異，造成部分元件磨損嚴(yán)重易造成內(nèi)部泄漏，油管以及密封元件老化易發(fā)生爆管和漏油點(diǎn)增加。在此階段故障逐漸上升，系統(tǒng)維護(hù)工作量加大，此時(shí)應(yīng)該對(duì)液壓系統(tǒng)和液壓元件進(jìn)行全面檢查，對(duì)存在嚴(yán)重缺陷的元件和已失效的元件進(jìn)行修理或替換。

5.突發(fā)性液壓故障

突發(fā)性液壓故障產(chǎn)生故障的區(qū)域及產(chǎn)生原因較為明顯，分人為因素和非人為因素。如發(fā)生碰撞事故造成零部件明顯損壞、管路突然爆裂、異物落入管路和孔口發(fā)生堵塞等。

二、液壓系統(tǒng)故障的診斷方法

液壓系統(tǒng)故障診斷最常用的方法有感覺(jué)診斷法，通過(guò)看、聽(tīng)、摸、聞、問(wèn)等常見(jiàn)檢查方法。這些方法在日常檢修時(shí)經(jīng)常用到，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員非常熟悉，下面介紹一些查找液壓故障較為典型的方法。

1.根據(jù)液壓系統(tǒng)圖查找液壓故障

熟悉液壓系統(tǒng)圖，掌握液壓系統(tǒng)的工作原理，是進(jìn)行故障診斷的基礎(chǔ)，在利用液壓系統(tǒng)圖分析和排除故障時(shí)，主要方法是先兩頭、后中間。先兩頭就是先從動(dòng)力源和執(zhí)行元件，分析故障是否就出現(xiàn)在液壓泵和液壓缸或液壓馬達(dá)本身；后中間就是要分析故障是否出現(xiàn)在所連液壓管路的液壓元件上，同時(shí)還要特別注意弄明白系統(tǒng)從一個(gè)工作狀態(tài)到另一個(gè)工作狀態(tài)時(shí)哪些元件會(huì)發(fā)出什么信號(hào)。另外要注意各個(gè)主油路之間及主油路與控制油路之間有無(wú)接錯(cuò)而產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，如有相互干涉現(xiàn)象，要分析是設(shè)計(jì)錯(cuò)誤還是使用調(diào)節(jié)錯(cuò)誤造成的。

2.利用各元件的動(dòng)作循環(huán)表查找液壓系統(tǒng)故障

除用液壓系統(tǒng)圖查找故障外，還可以利用動(dòng)作循環(huán)圖表，以便查找液壓故障。按動(dòng)作順序逐步查找，可迅速找出故障原因，這種方法特別適用于較復(fù)雜、液壓元件較多的系統(tǒng)。

3.通過(guò)高低壓過(guò)濾器查找液壓故障

通過(guò)查看高低壓過(guò)濾器濾芯表面黏附的污物種類(lèi)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)某些液壓故障。比如，在濾芯表面發(fā)現(xiàn)大量銅屑顆粒，則可判斷液壓系統(tǒng)中的銅制零件產(chǎn)生了磨損和擦傷。

4.實(shí)驗(yàn)法診斷故障

實(shí)驗(yàn)法診斷故障可采用分段排除法、比較法和綜合法。

（1）分段排除法。將故障可能發(fā)生部位中的某一個(gè)或幾個(gè)分段隔開(kāi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)隔開(kāi)后故障隨之消失，說(shuō)明此段是引起故障的真實(shí)原因，如果故障依然存在，說(shuō)明此段不是引起該故障的真實(shí)原因。

（2）比較法。對(duì)可能引起故障的某一零部件進(jìn)行調(diào)整或更換，如果調(diào)整后對(duì)原故障無(wú)任何影響，說(shuō)明該原因不是故障真實(shí)原因，當(dāng)故障現(xiàn)象隨之變化，則說(shuō)明它就是故障的真正原因。

（3）綜合法。同時(shí)采用以上兩種方法進(jìn)行故障排除，適用于故障原因較為復(fù)雜的液壓系統(tǒng)。

5.應(yīng)用鐵譜分析技術(shù)對(duì)液壓系統(tǒng)中的油液進(jìn)行診斷

通過(guò)鐵譜分析技術(shù)對(duì)油液中所含的磨屑顆粒相對(duì)數(shù)量、形狀、尺寸大小、分布規(guī)律、顏色和成分以及組成元素等作出分析判斷，為液壓系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷提供科學(xué)依據(jù)。

6.利用檢測(cè)儀表查找故障

檢測(cè)儀表是查找液壓故障時(shí)常用的一種方法。常用的有壓力表、流量和溫度檢測(cè)儀表、傳感測(cè)量?jī)x表、油液污染度檢測(cè)儀表、振動(dòng)和噪聲測(cè)量?jī)x表等。對(duì)液壓系統(tǒng)的檢測(cè)，可從儀表上對(duì)故障作出比較準(zhǔn)確的定量分析。

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（作者單位：開(kāi)封市技師學(xué)院）

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