液壓系統的故障原因分析及診斷維護

李 萍

（開封市技師學院，河南 開封 475004）

隨著現代生產設備的發展，液壓系統在生產設備中的應用愈來愈廣泛。設備自動化程度越高，液壓系統發生故障的可能性越大。液壓系統中有許多故障具有擴散性，即系統中某一元件發生故障往往會導致一系列元件發生故障。因此如何做到對液壓系統進行有效檢測、可靠維護、及時發現并排除潛在故障，對保證液壓系統運行的穩定性具有十分重要的意義。

1 液壓系統在各階段易產生的故障特征

液壓系統在不同的運行階段產生的故障特征不同，大致分為以下幾個階段：

1.1 新研制的液壓設備系統在調試階段所產生的故障

新研制設備的液壓系統在調試階段所暴露出來的問題較多且較為復雜，故障率較高。主要是在設計、制造、裝配以及管理等環節存在諸多問題，相互影響表現為：

（1）執行元件動作不準確；

（2）液壓油路管接頭處或液壓油缸等執行元件端蓋處滲漏油嚴重；

（3）由于液壓油中污染物清理不徹底導致閥芯卡死或動作不靈活，液壓油缸或馬達等動作失靈；

（4）裝配時漏裝彈簧或密封元件等；

（5）閥塊的阻尼孔被污染物堵塞，造成整個液壓系統壓力不穩定或壓力調整失效；

（6）整體設計存在缺陷，液壓元件不匹配，造成系統發熱，各部件動作不協調等。

1.2 新投入使用的液壓系統在調試階段所產生的故障

試用設備調試時出現的液壓系統故障，主要是現場管理不到位或在搬運過程中和裝配時造成的損壞未能及時發現，主要表現如下：

（1）各種油管、閥塊、油缸、馬達等液壓元件存在外部漏油等問題；

（2）系統壓力不穩定或液壓油管、液壓缸內空氣未排空造成動作不靈活；

（3）制造和裝配時液壓油管或液壓油箱內沒有清理干凈，導致污染物進入各閥塊的閥芯卡死或動作不靈活，造成液壓油缸或馬達等動作失靈；

（4）裝配時錯裝或漏裝部分元件；

（5）液壓元件加工精度差，閥芯動作不靈活，產生卡阻現象。

1.3 成熟液壓設備在運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為：

（1）各管接頭震松或震脫，甚至出現油管被擠破或斷裂的現象；

（2）密封件損壞造成漏油；

（3）新設備元件運行一段時間后，液壓油使得粘附在管壁和孔壁上的毛刺、型砂、切屑等雜物脫落，隨液壓油在系統中流動，堵塞阻尼孔和過濾器，造成整個液壓系統壓力不穩定或各部件動作緩慢甚至失靈；

（4）少數設備會因長時間大負荷運行或液壓系統散熱功能下降（特別是水冷散熱器，因長時間運行造成散熱裝置內結水垢造成水流量下降甚至堵塞），使液壓油溫度過高，引起泄漏，致使工作壓力和工作速度不穩定，造成設備嚴重失常。

綜上，在正常情況下，液壓系統使用到中期，是整個系統運行的最佳時期，障率最低。關鍵要保證工作油液不被污染或控制在污染范圍以內。

1.4 成熟設備在運行后期所產生的液壓故障

液壓設備運行到后期時，因工作頻率和負荷條件的差異，部分元件磨損嚴重造成內部泄漏，油管和密封元件老化，易發生漏油點增加或爆管。此階段故障率逐漸上升，系統維護成本增大，應對存在嚴重缺陷的元件或已失效的元件進行修理、替換，全面檢查。

1.5 突發性液壓故障

突發性液壓故障產生的區域及原因較為明顯，分人為因素和非人為因素。如碰撞事故造成的零部件明顯損壞、管路突然爆裂、異物落入管路和孔口發生堵塞等。

2 液壓系統故障的診斷方法

液壓系統故障診斷最常用的方法是感覺診斷法，通過看、聽、摸、聞、問等方式排查常見問題，此方法在日常檢修時經常用到。下面重點介紹幾種其他排除液壓故障的方法。

2.1 根據液壓系統圖查找液壓故障

利用液壓系統圖分析和排除故障時，主要方法是“先兩頭，后中間”。“先兩頭”就是先從動力源和執行元件分析故障；“后中間”就是要分析故障是否出現在液壓元件或管路上，注意工作狀態變化時相應元件會發出什么信號，做到認真觀察，逐個檢查。還要特別注意各個主油路之間或者主油路與控制油路之間有無因管路接錯造成的動作干涉，如有相互干涉現象，要判斷出是設計錯誤還是使用調節錯誤，以便改正。

2.2 利用各元件的動作循環表查找液壓系統故障

利用各元件的動作循環表按動作順序逐步查找，可迅速找出故障原因，這種方法特別適用于動作復雜、液壓元件較多的系統。

2.3 通過高低壓過濾器查找液壓故障

通過查看高低壓過濾器濾芯表面粘附的污物種類進行分析，可以發現某些液壓故障。比如，在濾芯表面發現大量銅屑顆粒，可判斷出液壓系統中的銅制零件產生了磨損和擦傷，進而可知道如柱塞泵的缸體、滑履類等用銅制造的零件發生了磨損；又如，在濾油器表面發現黏附有密封膠圈碎片和微粒，則一定存在密封件破損失效。過濾器濾芯可以說是查找故障的窗口。日常檢查維護時要定期清理過濾器濾芯表面的過濾物，必要時進行整體更換。

2.4 實驗法診斷故障

實驗法診斷故障可采用分段排除法、比較法和綜合法。

1）分段排除法是將故障可能發生部位中的某一個或幾個分段隔開進行實驗的方法。當隔開后故障隨之消失，說明此段是引起故障的原因；如果故障依然存在，說明此段不是引起該故障的真實原因；

2）比較法是指對可能引起故障的某一零部件進行調整或更換的實驗方法。如果調整后對原故障無任何影響，說明該原因不是故障真實原因；當故障現象隨之變化，則說明此處就是該故障的真實原因；

3）綜合法是同時采用以上兩種方法進行故障排除的實驗方法，適用于故障原因較為復雜的液壓系統。

2.5 應用鐵譜分析技術對液壓系統中的油液進行診斷

通過鐵譜分析技術對油液中所含的磨屑顆粒相對數量、形狀、尺寸大小、分布規律、顏色和成分以及組成元素等作出分析判斷，再根據這些信息準確地得到液壓設備、液壓系統的磨損部位、磨損形式、磨損嚴重程度甚至液壓元件完全失效的結論，為液壓系統的狀態監控和故障診斷提供科學依據。

2.6 利用檢測儀表查找故障

檢測儀表是查找液壓故障常用的方法。常用的檢測儀表有壓力表、流量和溫度檢測儀表、油液污染度檢測儀表、傳感測量儀表、振動和噪聲測量儀表等。對液壓系統的檢測，可從儀表上進行觀察、記錄，對故障作出比較準確的定量分析。例如，通過壓力表，可觀察系統各部分的壓力及壓力變化狀況，進而分析查找原因。

3 結論

任何故障的發生都有其根源，只有通過不斷的學習總結，掌握故障發生的規律，掌握各種查找方法，對其進行正確分析和準確的判斷，才能將問題快速解決。這就需要工程技術人員具有扎實的理論基礎和豐富的現場工作經驗，能夠把處理各種故障的方法和技巧靈活應用到實際工作中。

［1］武開軍.液壓與氣動技術[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2008，4.

［2］張利平.液壓傳動系統設計與使用[M].北京：化學工業出版社，2010.