主提升機液壓站故障診斷方法探討

【摘 要】由液壓站、盤形制動器及電控系統等組成的主提升機制動系統使用廣泛。但在其液壓設備中，僅靠壓力表、流量計等指示的部分參數而其它參數未知，無法排除一般故障的其他可能，這給診斷液壓系統故障帶來很多困難。參數測量法是一種實用、新型的液壓系統故障診斷方法。它認為，任何液壓系統參數都在設定值附近，如果參數偏離了預定值，則系統就會出現故障。

【關鍵詞】主提升機 液壓站 參數測量法 故障

由液壓站、盤形制動器及電控系統等組成的主提升機制動系統使用廣泛，控制性能優良，成本低廉。但其元器件質量參差不齊、使用維護不正確且系統中各元器件和工作介質都在封閉管路中工作，無法直觀觀察，也無法簡單使用儀器測量參數，而在液壓設備中，僅靠壓力表、流量計等指示的部分參數而其它參數未知，無法排除一般故障的其他可能，這給診斷液壓系統故障帶來很多困難。

現場由于受各種生產和技術因素的制約，要求維修人員根據現場條件和實際情況，用最簡捷方式，在盡可能短的時間內，準確地查找故障部位和辨別原因并予以處理，恢復系統正常。

1 診斷液壓系統故障的原則

排除故障的前提是正確分析故障，根據概率學分析，系統故障發生并非偶然，總有預兆并且只有預兆發展到一定程度才會產生。故障的原因復雜多樣，毫無固定規律。但根據概率統計約百分之九十的液壓系統故障是由于介質污染和維護管理不善導致的，為了迅速、正確地診斷故障，必須充分掌握液壓故障的特征和規律，這是故障診斷的基礎。

（1）首先判斷液壓系統的工作條件和外圍環境是否正常。首先判斷是設備機械部分故障、電器控制部分故障或者液壓系統本身的故障，同時檢查液壓系統的各種正常運行條件是否滿足。（2）區域判斷。根據故障現象和特征確定故障相關區域，并且逐步縮減發生故障的范圍，檢測區域內各元器件狀況，分析發生原因，最終查找故障部位。（3）掌握故障種類進行綜合分析，根據最終的故障現象，逐步深入查尋直接的或間接的多種可能原因，為避免盲目性，必須根據基本系統原理，綜合進行分析、邏輯判斷，逐步減少排除懷疑對象，最終查找故障位置。（4）故障診斷是建立在運行日志及某些系統參數基礎之上的。系統運行日志的建立為預防、發現和處理故障提供了科學依據而設備運行故障分析表則是使用經驗的高度概括總結，有助于對故障現象迅速做出判斷；具備一定檢測手段后方可對故障做出準確的定量分析。（5）可能故障原因的驗證，一般從最可能的故障原因或最容易檢查的地方開始，這樣可減少拆卸量，提高診斷速度。

2 故障診斷方法

作為目前查找液壓系統故障的傳統方法，邏輯分析逐步逼近法的基本思路是綜合分析、條件判斷。首先維修人員通過望、聞、觸和簡單的測試以及對液壓系統原理的理解，根據經驗判斷發生故障的原因。液壓系統出現故障的根源有許多種可能性。采用邏輯代數方法，將所有可能故障原因列表，然后根據先易后難原則逐一進行邏輯判斷，逐項逼近，最終找出故障原因和引起故障的具體條件。

在故障診斷過程中此法要求維修人員不僅具有液壓系統基礎知識還要有較強的分析能力，方可保證診斷的效率和準確性。并且診斷過程較繁瑣，須經過大量的檢查、驗證，而且只能是定性地分析，診斷的故障原因不夠準確。傳統的故障診斷方法已遠不能滿足現代液壓系統的要求，為減少系統故障檢測的盲目性和經驗性以及拆裝工作量，急需采用現代故障診斷方法。

近年來，隨著液壓系統向大型化、連續生產、自動控制方向發展，又出現了多種現代故障診斷方法。如鐵譜診斷，借助磁力從介質中分離出來的各種金屬磨粒，分析其數量、特性、尺寸、材料以及分布規律等情況，及時、準確地判斷出系統中元件的磨損狀況等。而且可對介質進行定量的分析和評估，做到實時檢測和故障預防。再如基于人工智能專家診斷系統，它通過計算機模仿有經驗豐富的專家在這一領域的方法來解決這個問題。通過人機界面將故障現象輸入計算機，計算機根據輸入的現象以及知識庫的知識，推算出可能的故障的原因，然后通過人機接口輸出，并提出維護方案和預防措施。這些先進方法給液壓系統故障診斷帶來美好的遠景，并為液壓系統故障診斷自動化奠定了堅實的基礎。但是這些方法需要昂貴的測試設備和精密的傳感控制系統和計算機處理系統，有些方法研究起來有一定困難，目前并不適和現場使用。下面介紹一種簡單、實用的液壓系統故障診斷方法。

2.1基于參數測量的故障診斷系統

液壓系統的工作是正常的，關鍵取決于兩個主要工作參數即壓力和流量是否在正常工作條件，以及系統參數如溫度和速度的傳動裝置是否正常。液壓系統故障現象是多方面的，問題的原因也是多種因素的結合。相同的因素可能會導致不同的故障現象，和相同的故障可能對應于不同的原因。例如：介質污染可能會導致液壓系統壓力、流量和方向等等的各個方面的故障，這給液壓系統故障診斷帶來了巨大困難。

參數測量法故障診斷的思維是任何液壓系統正常工作，其系統參數均在設計和給定值附近，工作如果這些參數偏離目標值，然后系統會發生故障或可能會發生故障。液壓系統故障的本質是系統工作參數的異常變化。因此，液壓系統故障是一個特定的元件或系統中的一些元件有故障，進一步可以得出結論，系統一個或一些參數在電路偏離目標值。這表明如果液壓回路的工作參數不正常，則系統可能發生故障或故障已發生，需維修人員立即進行處理。所以參數測量的基礎上，然后與邏輯分析相結合，可以快速、準確地找到故障。參數測量方法不僅可以診斷系統故障，但也可以預測故障的可能性， 定量的預測和診斷，大大提高診斷的速度和準確性。直接測量檢測，檢測速度快，誤差小，檢測設備簡單、易于現場生產的使用。適合任何液壓系統。測量時，沒有停機時間，沒有損壞液壓系統，可以檢測幾乎任何系統任何部分，不僅可以診斷已有故障，還可在線監測并預測潛在的故障。

2.2參數測量法原理

只要測得液壓系統回路中所需任意點處工作參數，將其與系統工作的正常值相比較，即可判斷出系統工作參數是否正常，是否發生了故障以及故障的所在部位。

液壓系統中的工作參數，如壓力、流量、溫度等均非電參量，一般儀器采用間接測量法，首先，需要使用物理效應將這些非電量轉換成電量，然后通過放大、轉換和顯示等處理，被測參數則可用轉換后的電信號代表并顯示。由此可判斷液壓系統是否有故障。但這種間接測量方法需各種傳感器，檢測裝置較復雜，測量結果誤差大、不直觀，不便于現場使用。

下面介紹一種實用的液壓系統故障檢測回路，該液壓系統為主提升機B159液壓站。系統結構原理如圖1a所示。檢測回路通常和被檢測系統并聯連接，此連接需在被測點設置如圖1a所示的雙球閥T形接頭，它主要用于對系統進行不拆卸檢測。它對液壓系統所需點的各種參數進行直接的快速檢測，不需任何傳感器，它可同時檢測系統中的壓力、流量和溫度三個參數，而執行器的速度和轉速則可通過測量出口流量的方法計算得到。

主提升機B159液壓站液壓系統中，葉片泵出口的壓力、流量、流速來判斷該檢測原理如圖1a所示。系統正常工作時，閥門1開啟，2關閉，檢測口罩上防塵罩，以防污染。通過調節閥門1和溢流閥7即可方便地測出壓力、流量、溫度、速度等參數。但要求系統配管時，將雙球閥三通在需檢測系統參數的部位當作接管（如圖1連接）或彎管接頭（如圖1b連接，這樣做既不會增加系統的復雜性，也不會對系統性能產生明顯影響）來配置。

3 結語

參數測量法是一種實用、新型的液壓系統故障診斷方法，它與邏輯分析法相結合，大大提高了故障診斷的快速性和準確性。

參考文獻：

[1] 提升機液壓站及制動系統故障診斷[M].液壓泵網，2012.

作者簡介：孫偉（1979—），男，工程師，現任福興集團有限公司機電礦長，從事煤礦機電管理等工作。