液壓傳動系統(tǒng)故障的診斷方法

朱亞峰 金哲 池斌 王超

摘 ?要：文章以液壓傳動系統(tǒng)為核心展開研究，分析液壓傳動系統(tǒng)的故障特征，提出液壓傳動系統(tǒng)的故障診斷方法，列舉實際案例，對液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)故障進行分析和排查，排除系統(tǒng)故障，保證液壓傳動系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行，并為相關(guān)研究工作提供一定的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：液壓傳動系統(tǒng);故障;診斷;排查

中圖分類號：TH137 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）28-0108-02

Abstract： This paper focuses on the research of the hydraulic transmission system， analyzes the fault characteristics of the hydraulic transmission system， proposes the fault diagnosis method of the hydraulic transmission system， lists practical cases， analyzes and investigates the failures of the traditional hydraulic system， and eliminates the system failures， so as to guarantee the hydraulic transmission system runs normally and stably and provide certain reference and reference for related research work.

Keywords： hydraulic drive system; fault; diagnosis; troubleshooting

在液壓技術(shù)不斷發(fā)展和應(yīng)用中，液壓傳動系統(tǒng)的應(yīng)用性能逐漸提高，相比于機械傳動、氣體傳動或是電力傳動而言，液壓傳動方式更具安全性和可靠性，整體故障率較低，延長液壓傳動系統(tǒng)的運行壽命。在實際運行中，液壓傳動通過液壓油的介質(zhì)作用，相對運動表面可能會發(fā)生泄露問題，液壓油粘度會由于溫度升高而變化，也會對液壓系統(tǒng)使用性能和運行狀態(tài)產(chǎn)生不小的影響。在這樣的環(huán)境背景下，探究液壓傳動系統(tǒng)故障的診斷方法具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 液壓傳動系統(tǒng)的故障特征

1.1 多樣性

液壓傳動系統(tǒng)故障的誘因有很多，包括密封圈老化、機械部件磨損嚴重或是執(zhí)行構(gòu)件損壞等，這些都會造成液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)機械運行故障，再加上機電一體化結(jié)構(gòu)的影響，會擴大故障影響范圍，機械設(shè)備故障引發(fā)電子設(shè)備故障，形成綜合性故障[1]。

1.2 復(fù)雜性

液壓傳動系統(tǒng)故障具有多樣性特征，這也讓液壓傳動系統(tǒng)故障表現(xiàn)方式多種多樣，增加液壓傳動故障的復(fù)雜性，提高故障診斷和排除難度，無法在第一時間判斷液壓傳動系統(tǒng)的故障原因和故障位置，這也讓液壓傳動系統(tǒng)故障評估更加復(fù)雜。

1.3 隱形性

一般而言，在液壓傳動系統(tǒng)運行中，運行環(huán)境為密閉性環(huán)境，通過外觀觀測法很難快速判斷內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的故障位置和發(fā)生故障的原因，這就形成液壓傳動系統(tǒng)故障的隱形性特征，使得檢修人員無法短時間內(nèi)快速進行故障診斷與排除，增加治理難度。

2 液壓傳動系統(tǒng)的故障診斷流程

通過實踐發(fā)展，液壓傳動系統(tǒng)的故障幾率會隨著使用時間增加而提高，形成初期故障階段、正常工作階段、壽命故障階段，這就是液壓傳動系統(tǒng)的整個生命周期[2]。根據(jù)液壓系統(tǒng)的各個元件運行情況，將液壓傳動系統(tǒng)故障劃分為共性故障、理性故障、個性故障等，而根據(jù)故障特征可以劃分為漏油、發(fā)熱、振動、噪聲、壓力異常等情況。在液壓傳動系統(tǒng)故障診斷中，由于故障引發(fā)因素不同，使得診斷方式也有所不同，但液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)故障診斷流程基本上為以下流程：

2.1 確定任務(wù)

在液壓傳動系統(tǒng)發(fā)生故障時，檢修人員要明確檢修任務(wù)，劃分液壓傳動系統(tǒng)故障診斷范圍，制定故障分析目標，確立故障診斷與排查的大體框架。

2.2 現(xiàn)場了解

檢修人員到液壓傳動系統(tǒng)運行現(xiàn)場進行勘察，和管理人員進行溝通，了解液壓傳動系統(tǒng)發(fā)生故障時狀態(tài)和現(xiàn)狀，搜集有關(guān)液壓設(shè)備的技術(shù)信息，檢查以往的檢查維修記錄，了解故障現(xiàn)場情況，初步判斷液壓傳動系統(tǒng)的故障位置[3]。

2.3 擬定方案

結(jié)合現(xiàn)狀分析，確定液壓傳動系統(tǒng)故障診斷的方向、方式和路線，選擇最適合的故障診斷方法，準備液壓傳動系統(tǒng)故障診斷所需的檢測儀器，將傳統(tǒng)診斷方法和新型診斷方法相結(jié)合，準備技術(shù)資料，確定檢修人員，開展液壓傳動系統(tǒng)的故障診斷與排除工作。

2.4 方案實施

檢修人員要對擬定方案進行檢查，根據(jù)擬定方案和工作流程，排查液壓傳動系統(tǒng)故障，通過一系列測試、驗證和判斷后，確定故障位置和故障根源，更換老化或是破損的元器件，做好防潮防護措施，緊固螺栓和其他連接件，及時排除故障[4]。

3 液壓傳動系統(tǒng)故障診斷方法

3.1 傳統(tǒng)診斷方法

3.1.1 “四覺”診斷法

“四覺”診斷法就是通過檢修人員的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺來初步判定液壓傳動系統(tǒng)可能發(fā)生的故障，或是劃分故障氛圍，屬于現(xiàn)場診斷方式的一種。在觀察法中，檢修人員查看液壓傳動系統(tǒng)的運行速度、運行壓力、油液和振動情況，檢查液壓傳動系統(tǒng)運行中是否存在異常振動，是否發(fā)生油液泄漏，系統(tǒng)的速度值、壓力值是否在合理范圍內(nèi);在聽診法中，仔細聽液壓傳動系統(tǒng)運行中的沖擊聲、異常聲響或是噪音等，通過聲音來判斷液壓傳動系統(tǒng)的故障位置，檢查液壓傳動系統(tǒng)十分存在異常情況;在觸摸法中，檢修人員用手觸摸液壓傳動系統(tǒng)表面，感受液壓傳動系統(tǒng)各個元器件的表面溫度和振動情況，及時發(fā)現(xiàn)異常高溫或是異常振動，檢查螺栓等連接件的緊固程度，以判斷液壓傳動系統(tǒng)是否存在故障，掌握液壓傳動系統(tǒng)的運行狀態(tài);在嗅覺法中，檢修人員判斷是否有燒焦味道或是液油味道，及時判斷傳動介質(zhì)變質(zhì)、元器件發(fā)熱燒毀或是電磁線圈燒蝕情況，在現(xiàn)場勘查，提高液壓傳動系統(tǒng)故障診斷效率。

3.1.2 儀器檢測法

在液壓傳動系統(tǒng)故障診斷中，可以選擇壓力表和流量表等儀器，檢查液壓傳動系統(tǒng)各個部件的壓力值、流量、速度、溫度和轉(zhuǎn)速等參數(shù)值，對比技術(shù)文件標準范圍，及時找到故障位置及其發(fā)生的原因。具體包括以下檢測儀器：（1）壓力表。在液壓傳動系統(tǒng)運行中，壓力值是較為重要的參數(shù)，一旦發(fā)生液壓傳動系統(tǒng)故障，其壓力值都會偏低，而運用壓力表檢測液壓傳動系統(tǒng)的壓力值，進而判斷液壓傳動系統(tǒng)是否發(fā)生故障;（2）流量計。流量是衡量液壓傳動系統(tǒng)運行狀態(tài)是否良好的重要參數(shù)，通過流量計可以測得液壓傳動系統(tǒng)容積效率、元件進出流量以及液壓回路，及時發(fā)現(xiàn)流量異常情況，進而有利于液壓傳動系統(tǒng)故障的診斷和排除;（3）轉(zhuǎn)速表。檢修人員可以選擇轉(zhuǎn)速表來觀察執(zhí)行元件運動速度與轉(zhuǎn)速值，這是反映出液壓傳動系統(tǒng)各個執(zhí)行元件運行狀態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)，數(shù)值變化也暗示著元件狀態(tài)的變化。

3.1.3 邏輯推理法

邏輯推理法主要依賴于檢修人員的專業(yè)技能和綜合素養(yǎng)，通過自身關(guān)于液壓傳動的技術(shù)知識和基本功，邏輯推理出液壓系統(tǒng)運行中的回路、機械結(jié)構(gòu)和液壓元件等故障問題，這是因為液壓傳動系統(tǒng)故障的故障癥狀一般都是壓力異常、動作異常或是速度異常，檢修人員仔細觀察調(diào)閱液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架圖，判斷造成液壓傳動系統(tǒng)故障的根源，且旋轉(zhuǎn)其他輔助方法進行仔細排查，最終確定液壓傳動系統(tǒng)的故障問題，有利于故障排除和消解。

3.1.4 對換診斷法

在液壓傳動系統(tǒng)現(xiàn)場維修排查工作中，在現(xiàn)場條件有限的情況下，檢修人員無需使用任何檢測儀器，選擇對換診斷法，更換同型號設(shè)備的元件，檢查該元件是否存在故障，這是在現(xiàn)場無任何檢測儀器，或是懷疑發(fā)生故障的元件十分精密，可以運用對換診斷法，及時判斷元件的故障點和故障原因，有利于故障排除工作的快速進行。

3.2 先進的診斷方式

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓傳動系統(tǒng)診斷技術(shù)也得到了進一步的提升，具體內(nèi)容為以下幾點：

3.2.1 電腦程序檢測技術(shù)

在傳感器和檢測技術(shù)進一步發(fā)展下，更多的設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)多參數(shù)自動化檢測，這一技術(shù)主要借鑒了數(shù)控系統(tǒng)自診斷技術(shù)，通過啟動診斷、實時在線診斷和離線診斷技術(shù)，為被檢測系統(tǒng)設(shè)置中央控制臺屏顯液壓系統(tǒng)，及時了解液壓傳動系統(tǒng)的運行狀態(tài)，一旦檢測出系統(tǒng)異常情況，會立即發(fā)出警報和提示，提醒運維人員進行檢查，并在中央控制中心界面上顯示出故障代碼，以供維修人員查看，及時找到故障位置和發(fā)生故障的原因，提高液壓傳動系統(tǒng)的故障診斷效率，減少液壓傳動系統(tǒng)故障所產(chǎn)生的影響。

3.2.2 故障檢測儀

就當前而言，工業(yè)機械生產(chǎn)中的液壓傳動系統(tǒng)，有很多采用進口機械設(shè)備，在液壓傳動系統(tǒng)故障診斷中，檢修人員可以直接使用專門故障檢測儀進行故障診斷。在實際應(yīng)用中，故障檢測儀中設(shè)置計算機芯片，具備完善的自我診斷流程，自我檢測中可以從數(shù)據(jù)線接口和液壓傳動設(shè)備接口進行連接，達到實時檢測的效果，測得數(shù)據(jù)的精確度較高，且故障檢測儀體型小，便于日常攜帶，還可以用于日常運維管理工作中，保證液壓傳動系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。

3.2.3 人工智能診斷技術(shù)

人工智能主要是利用計算機模擬人類專家的智能型活動，通過一系列的分析、推理、構(gòu)思、判斷和決策后，代替和延伸部分腦力工作，實現(xiàn)液壓傳動系統(tǒng)各項性能信息和運行狀態(tài)信息的采集、儲存、共享和發(fā)展。就當前而言，關(guān)于人工智能技術(shù)中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技、計算機視覺技術(shù)、專家系統(tǒng)診斷技術(shù)已經(jīng)十分成熟，可以協(xié)助液壓傳動系統(tǒng)故障診斷工作，提高液壓傳動系統(tǒng)故障診斷的及時性和準確性。

3.2.4 通信診斷技術(shù)

在液壓傳動系統(tǒng)鼓掌中，通信診斷即為遠距離系統(tǒng)診斷，德國西門子公司專門研發(fā)了一款用于液壓傳動系統(tǒng)的診斷系統(tǒng)，即為CNC診斷系統(tǒng)。在液壓設(shè)備設(shè)計和制造中，可以借鑒CNC診斷系統(tǒng)運行原理，賦予液壓設(shè)備通信診斷功能，檢修人員可以將液壓設(shè)備工控機通信接口利用網(wǎng)線方式，直接連接設(shè)備維修中心的計算機中，通過聯(lián)機方式進行故障信息的分析和診斷，降低液壓傳動系統(tǒng)的故障診斷難度，提高故障排除即時性。

4 結(jié)束語

綜上所述，在液壓傳動系統(tǒng)運行中，受到運行環(huán)境和自身因素的影響，液壓傳動系統(tǒng)會發(fā)生故障，檢修人員要結(jié)合現(xiàn)場勘查情況，合理選擇適宜的診斷方法，除了傳統(tǒng)診斷方法而言，要積極引入先進的液壓傳動系統(tǒng)故障診斷方法，積極探索新模式和新方法，不斷提高液壓傳動系統(tǒng)的故障診斷效率，控制故障停機影響，保證液壓傳動系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]王恩民，寧宇.液壓傳動系統(tǒng)故障診斷方法的研究[J].農(nóng)機使用與維修，2020（03）：89.

[2]陳俐，黃建明.液壓傳動系統(tǒng)故障診斷方法的探討[J].世界有色金屬，2019（17）：217+219.

[3]王曉波.工程機械液壓傳動系統(tǒng)故障診斷與維修[J].設(shè)備管理與維修，2018（17）：67-68.

[4]蔣祖信.工程機械液壓傳動系統(tǒng)故障診斷與維修[J].內(nèi)燃機與配件，2018（01）：128-129.