NXZ 濃縮機液壓系統故障分析與處理

李鎮宏

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南文山 663701）

0 引言

與電氣故障與機械故障相比，NXZ 濃縮機液壓系統故障具有交錯性、隱蔽性、隨機性等特點，如故障、癥狀和原因之間存在各種各樣的重疊與交叉，一個故障可能有多個原因；NXZ 濃縮機損壞和失效往往發生在設備的深層內部，由于NXZ 濃縮機的封閉性，現場的檢測條件有限、不便裝拆，油液污染危害大，難于直接觀測。上述特點使得液壓系統故障難以被及時發現并處理，給NXZ 濃縮機的安全運行埋下隱患，因此，利用現代智能診斷技術，不斷總結NXZ 濃縮機液壓系統的常見故障并制定相應的處理策略至關重要。

1 NXZ 濃縮機液壓系統的故障診斷方法

1.1 故障診斷的3 個階段

相較于傳統的濃縮機，NXZ 濃縮機具有如下優勢：相較于空間桁架結構，平面結構的耙架在保證剛度和強度的基礎上，使自重和制造難度得以大幅降低；相較于桁架結構，雖然H 型鋼的橋架重量大一些，但安裝、制造、維修難度及運輸費用都大幅降低；以液壓系統作為主傳動動力源，顯著改善傳動部件零部件的工況，在增強可靠性的同時顯著延長了使用壽命；此外液壓系統的調速功能還確保NXZ 濃縮機可以適用于多種工作條件。

NXZ 濃縮機液壓系統的故障診斷方法主要經歷了如下3個階段：

（1）人工診斷方法。人工診斷方法主要有簡易故障診斷法（靠維修人員憑個人的經驗，利用簡單儀表根據液壓系統出現的故障，客觀的采用問、看、聽、摸、聞等方法了解系統工作情況，進行分析、診斷、確定產生故障的原因和部位）、液壓系統圖解分析（將液壓系統圖簡化為結構方框圖，將系統結構圖轉化為液壓組件符號 組成的原理圖，將液壓系統控制過程轉化為控制流程圖，將液壓系統性能繪成曲線圖，然后利用這些圖形符號分析液壓系統及其故障）及其他人工診斷方法。如聲學診斷法，其基本原理是液壓系統的每一種故障對應著完全一定的音頻信號，對各種信號進行分析，可用來確定液壓系統的工作狀態和工作情況。

（2）基于傳感器和計算機技術的診斷方法。如使用較多主成分分析法，其基本原理在發生故障時，利用各種狀態監測儀器對系統的相應參數進行測量，求出相應的協差陣、特征根矩陣、特征向量陣的累計貢獻率，并與正常工作狀態下的各種對應矩陣進行比較，即可找到故障所在。

（3）智能診斷方法。由于液壓系統故障的隨機性及差異性特征，使用人工神經網絡對液壓系統故障參數進行模式識別，能夠識別出液壓系統的故障特征，因此基于人工神經網絡的液壓系統故障識別近年來受到人們越來越多的關注和重視。

液壓系統故障診斷的主要工作流程如圖1 所示。

圖1 液壓系統故障診斷的主要流程

1.2 故障診斷方法的發展

（1）不解體化、非接觸式：智能傳感器的研發。NXZ 濃縮機不解體、非接觸式故障診斷是指檢測的傳感器不與被測油液相接觸，而從外壁獲取壓力和流量信號的一種檢測方式，其重要研究方向是開發先進的智能傳感器（嵌入式傳感器和基于超聲波檢測原理的傳感器），進行故障信號的采集。這種檢測的方式最大的優點是可以實現在線檢測，即在不停機的情況下進行參數檢測，以實現對系統進行狀態監控和故障診斷。

（2）高精度化：信號處理技術、智能診斷方法本身不斷完善。目前的智能診斷方法存在著各種缺陷，人們正在研究采取各種方法來解決瓶頸問題，如采用更先進的信號處理與分析方法，提高信號分析的信噪比，從獲得的故障參數中獲取更加深層的故障特征因子或者說是敏感因子，以增強診斷系統的健壯性；如使用小波分析方法應用到液壓設備故障信號的處理上，可以大大提高其分辨率，從淺層次的知識（含有故障特征的信號）中獲得深層次的知識。

（3）智能化：混合智能診斷方法研究。智能化是指開發診斷型智能系統，使數據處理、分析、故障識別自動完成，以減輕診斷的工作量，并提高診斷速度及正確率。綜合使用不同的智能診斷方法，通過組合化該進發揮不同故障診斷方法各自的優點應用到液壓系統故障診斷中是故障診斷發展的一個新的方向。

（4）網絡化：進一步的實用化。利用各種通信手段將多個故障診斷系統聯系起來，實現資源共享，將故障診斷系統與數據采集系統結合起來組成網絡，有利于減少投資并提高設備的利用率。

2 NXZ 濃縮機液壓系統的常見故障及處理方法

2.1 常見故障及處理方法

2.1.1 常見故障

（1）在非工作狀態下產生的污染。在正式投入使用前，NXZ濃縮機液壓系統就已經存在的污染即為非工作狀態下產生的污染，主要是由于在出廠前沒有控制好部分液壓元件或管路的污染指標。

（2）泄漏。液壓系統泄漏的因素是多方面的，不僅有人為因素，也有不可抗拒的自然因素，如溫度過高、污染（如各種雜質顆粒、空氣或水分等混入液壓油中）、密封件失效（密封件設計不合理、老化、配合件加工裝配質量差、密封件質量不好或選用不當、裝配使用不當等）、液壓沖擊（控制閥的突然關啟、油泵的突然開啟或缸體快速動作等均會引起液壓力的急劇變化，造成瞬時峰值壓力過高而產生劇烈振動，進而損壞管道或其他液壓元件）及管路疲勞破壞或老化等。泄漏故障會損失系統能量、影響系統安全、污染環境、降低生產率及增加成本，導致傳統液壓的污染大、維護不便及能耗大等問題，因此需要在早期準確診斷、糾正并消除。

（3）油溫過高。油溫過高將對液壓油及液壓元件帶來極大破壞：導致流體的動力黏度降低，進而增大系統泄漏量，造成系統動力不足和反應遲緩，進而降低整體工作效率；導致機械元件發生變形，縮短液壓元件中運動部件間的間隙，造成運動部件發生卡死，嚴重影響閥芯的移動效率，使系統工作性能降低。

2.1.2 處理方法

（1）確保液壓系統工作在合理的環境中。只有在合理的工作條件和工作環境下，NXZ 濃縮機液壓系統才能正常平穩運行且獲得較長的使用壽命，因此在引入NXZ 濃縮機后要認真檢查液壓油及濾芯等，一旦發現污染物要對液壓油和濾芯進行及時更換，并且在故障診斷前必須首先檢查液壓系統的工作環境，及時處理不滿足工作標準的運行環境。

（2）防止液壓油污染。具體做法：向液壓系統添加液壓油時，要確保新加油與原來用油品牌號一致，并用專用過濾設備去除新加油中的雜質；加入和更換液壓油時，需要在干凈的環境下操作，避免空氣中出現大量灰塵及水分等現象；更換液壓油時要做好清潔工作，全部放出系統中的液壓油，徹底清洗液壓系統并量晾干后，采用專用過濾設備來添加新液壓油。

（3）控制油溫。維修人員要首先查看冷卻液的實際情況，確定冷卻液是否充足及流入量是否正常，否則就要及時補充冷卻液；查看安全壓力閥是否正常工作及液壓油的粘度是否符合要求。而對于周圍熱源的狀況，要制定科學合理的管理促使，確保隔熱及通風等措施認真執行。

2.2 具體案例

以云南華聯鋅銦股份有限公司的NXZ 濃縮機為例，就其使用過程中液壓系統所出現的故障及處理措施進行總結。

（1）提不起耙或提耙速度過慢。當出現提不起耙或提耙速過慢的故障時，需要查看系統壓力表壓力是否滿足，油流較小或單向閥損壞，調整或更換單向閥，調整湍流開關。

（2）鎖不住耙位。當出現鎖不住耙位的故障時，應該是單向閥損壞或調節不合理（調節或更換），降耙電磁閥或O 形圈損壞。

（3）兩個驅動頭設備行走過程中出現偷停或壓力較低不能行走。出現此故障時，需要做如下工作：查看系統壓力表壓力是否正常，調整系統壓力；檢查減速機是否損壞，堵住其中一個液壓馬達進油口進行檢查另一個減速機運行情況。

需要注意的是：行車電磁閥控制行車油流開啟，只要電磁閥能正常工作無需調整；總壓力溢流閥與單向節流閥，配和調整主要調整行走時的壓力；溢流閥主要調整提升時回油油流；節流閥主要調整下降速度。

3 結語

液壓系統是確保NXZ 濃縮機高效且可靠運行的關鍵技術之一，不過傳統的故障診斷方法已經無法滿足其實際需求，將傳統的故障診斷技術與當代智能診斷技術研究的學科前沿相結合無疑會成為NXZ 濃縮機液壓系統系統故障診斷的新的研究方向。在處理NXZ 濃縮機液壓系統具體故障時，工作人員應在采取適宜診斷方法的基礎上結合現場實際情況，認真分析故障原因并采取針對性措施，從而提高故障處理水平。