液壓系統故障診斷及排除方法的研究分析

馬飛 王明杰 鄭武強

摘 要：隨著液壓技術的快速發展，液壓系統相關技術越來越成熟，使用范圍也越來越廣泛。由傳統的機械設備，發展到工業的自動化生產線，乃至智能機器人等。對液壓系統可靠性的要求也越來越高。對于液壓系統設備除了嚴格要求它的生產設計環節以外，對于它的故障分析與診斷也是尤為重要。液壓系統的故障診斷是一門重要的學科，它涉及到的領域包括：液壓控制技術，電子信息技術，檢測與傳感器技術等。所以液壓系統的故障診斷技術是一門綜合性的學科，本文將針對液壓系統的故障分析及其排除方法進行研究。

關鍵詞：液壓系統;故障分析;故障診斷;排除方法

1 前言

液壓技術屬于流體動力學范疇，它始于17世紀Blaise Pascal提出的靜液壓力傳動原理，1795年Joseph Braman發明了世界上第一臺水壓機。1905年液壓傳動的工作介質由油替代了水，從而使液壓系統整體性能得到進一步提高。液壓系統的廣泛應用是從第一次世界大戰以后開始，其中F.Vikers發明的葉片泵和GoConstantimsco對能量波傳遞的研究都對推動液壓系統的研究作出了重要貢獻。液壓系統出故障不易找出問題，維修困難，維修成本較高，因此對液壓系統進行詳細深入的研究就顯得尤為重要。本文將針對液壓系統的故障診斷、故障排除方法進行研究分析。

2 液壓系統故障特點分析

由于液壓系統的特殊性，它出現故障的種類非常多，其所表現的故障特點如下：

2.1 發生率較低

液壓系統機械故障發生率較低，使用壽命長。液壓系統工作介質大部分是油液，潤滑條件良好，再加上液壓系統設計的有過載保護裝置，所以液壓系統的機械結構部分就不容易出現機械故障。

2.2 隱蔽性

液壓系統大部分的運動機械結構零件都被封裝在殼體零件內部，因此運動結構部件一旦發生故障，將不容易被發現，并且也不容易被找到故障位置點，因此當液壓系統出現故障時就要一點一點查找排除。

2.3 多因性

液壓系統常見的故障種類很多，它有獨特的故障也有和其它普通機械相同的故障。和普通機械故障一樣，有些運動零部件之間由于磨損的原因出現了間隙擴大現象，從而導致傳動精度降低，有些零部件長期在油液環境中性能發生改變，從而引起的使用壽命降低等，這些原因都可以稱為漸發式的。還有一些故障屬于偶發式的，例如系統中突然出現異物，從而引起運動的組件被突然卡死，或是系統突然受力過大引起的結構件的變形等。還有一些系統故障是由很多種因素綜合到一起引起的，例如在設計過程中構件剛性不夠，而選擇的電動設備功率過大，引起的結構件破壞等。

2.4 非獨立性

采用液壓系統的設備實際是一套綜合系統，它往往會包括機械、電氣、液壓三個部分，它們三者之間功能相互影響，因此液壓系統的故障往往不是獨立存在的，一旦出現故障，就需要綜合考慮這三個領域的相關技術知識，進行綜合診斷分析。

3 液壓系統故障診斷的方法

液壓系統故障診斷有多種方法，除了使用一些先進的儀器進行檢測以外，目前常用診斷方法包括：視覺診斷法、聽覺診斷法、觸覺診斷法、嗅覺診斷法。

3.1 視覺診斷法

視覺診斷法就是通過眼睛去觀察，通過仔細的觀察去找到液壓系統的出現的問題。一般包括漏油、機械卡死、機械運動不合理等。

3.2 聽覺診斷法

聽覺診斷法就是用耳去聽，通過聽現場聲音去找到液壓系統的故障情況。一般液壓系統發生故障時可能有尖銳的摩擦聲音、零件斷裂聲音、由于零件松動的震動聲音、油液的快速流動聲等。

3.3 嗅覺診斷法

嗅覺診斷法即用鼻去聞。通過聞氣味的變化對液壓系統進行診斷。一般包括局部發熱嚴重引起的管道焦糊氣味，以及油液變質的腐朽氣味等。

3.4 觸覺診斷法

觸覺診斷法即用手去接觸，通過手去感覺液壓系統外在溫度的變化以及震動情況。一般觸摸的地方包括：泵、油箱、閥體的外殼等。

4 液壓系統故障分析與排除

針對液壓系統故障的特點，液壓系統的故障分析就需要有一定的參考步驟，這樣就能夠幫我們節省故障的排除時間，更快的找到故障點。（1）熟悉資料。針對不同工況的液壓系統，首先要做的就是查閱相關資料，了解與之相配套的機電設備的相關說明文獻。對每個零部件的型號、結構性、工作原理了解清楚。（2）現場調查。針對不同工況的液壓系統，我們需要到現場，通過觀察，找到設備運行現狀，了解設備的故障現象，出現故障的位置，為后續的診斷分析做準備。（3）診斷故障。根據在工作現場觀察到的故障現象和設備運行情況，再參考查閱的相關資料對液壓系統進行綜合的分析。一般液壓系統故障的分析方法有順向分析法和逆向分析法。根據多年來維修人員工作經驗的總結，一般情況下液壓系統的故障是基于以下幾點原因：在選用液壓油時，由于型號不一致導致液壓元件的性能不能充分得到利用，甚至使液壓元件壽命減少;安裝精度達不到要求;在設備整體選型時，個別液壓元器件的型號選擇不當。（4）故障排除。大部分液壓系統中的故障可以通過局部調整安裝的方法解決，而有些故障則需要對個別的液壓氣動元件進行更換。一般都是更換一些密封元器件、或是液壓油。液壓系統排除故障的方法一般應該遵循“先洗后修、先調后拆、先外后內、先簡后繁”的原則。

5 總結

隨著液壓系統技術的進步，液壓系統的故障發生的頻率在降低、問題也在逐漸的減少，通過對液壓系統故障的研究分析，也可以對液壓系統的制造提供很大的幫助，使其的使用精度和壽命大大提高，未來液壓系統的故障診斷也更趨于智能化和網絡化。

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課題項目：河南水利與環境職業學院院級科研項目“面向技能型人才培養的柔性機電液自動控制系統及平臺的研究”（KY1811）

作者簡介：馬飛（1989-），男，河南民權人，碩士，助教，研究方向：機械制造及其自動化、機電一體化技術。