工程機械液壓傳動系統故障原因探討

趙小康，張鐵罕，鄒 春

（重慶水泵廠有限責任公司，重慶 430030）

如今社會經濟全面發展，工業生產機械化水平全面提高，各種類型的工程機械成為推動產業發展的關鍵。在日常工業生產活動中，機械設備的運行效率、狀態將直接決定生產效率和質量。液壓傳動系統作為現代很多工程機械系統中不可或缺的一部分，其運行穩定性尤為重要。工程機械的液壓傳動系統如果出現故障，基本上會直接導致整個生產線無法正常運轉。為此，有必要對不同類型的工程機械液壓傳動系統故障原因進行分析，并從技術、制度等方面做好診斷、防治和處理。

1 工程機械液壓傳動系統故障概述

1.1 液壓傳動系統基本構造及原理

液壓傳動系統主要是指以液壓系統作為功率傳動主體，通過控制、傳動單元，實現力的轉化與傳動，進而滿足生產要求的技術系統。該系統主要由液體介質、控制元件、執行元件及其他輔助元件構成。液壓傳動系統的核心特征在于對液壓裝置的應用，基于液體壓力的力轉化及力傳輸優勢，可以滿足如今越來越高的工業生產管理需求[1]。比如說，基于液體介質，可以很大程度上減少機械磨損，提高運行效率，同時可以實現對傳動系統的無級變速控制。當然，在目前技術條件下，這一傳動系統也存在著一些缺點，其中很多故障實際上都與這些缺點有關。比如說，該系統的運行對溫度控制以及液壓系統密封性要求較高，如果溫度過高，或是系統發生泄漏，將可能產生嚴重后果。

1.2 液壓傳動系統故障特征

工程機械是一種復雜的機電、機械系統，尤其是在如今技術全面發展、生產規?；潭仍絹碓礁叩那闆r下，工程機械內部構造及技術機制也越來越復雜。而液壓傳動系統的故障，往往表現出以下幾方面的特點：其一，多樣性。通過大量的液壓系統故障分析可以發現，該系統的故障表現、誘發因素等都比較多樣，并且很多時候相應的故障具有聯動性，對故障診斷和處理帶來干擾。其二，隱蔽性。受到液壓系統本身技術原理和構造特點的影響，該系統大部分的故障都具有隱蔽性，尤其是一些誘發因素產生時是較難被及時發現的，這導致一些故障被發現時已經對工程機械的運轉產生不良影響了。其三，復雜性。如前文所述，工程機械液壓系統本身的構造是十分復雜的，而在分析其故障表現和誘發原因時，也能夠明顯感受到這種復雜性，對故障診斷和處理方案的技術水平、科學性水平以及技術人員綜合能力有較高的要求[2]。

2 工程機械液壓傳動系統常見故障原因分析

2.1 系統設計及工藝原因

在任何機械設備系統中，技術設計、構造設計將直接決定系統的內部構造、運轉方式等，而制造工藝將直接決定系統構件的質量，以及各個部分的配合效果，因此不合理的設計以及不達標的工藝將是導致系統出現故障的主要原因之一[3]。就工程機械液壓傳動系統而言，整體構造、局部系統的設計問題以及工藝質量問題，都可能影響系統的力傳導效果或運行穩定性。例如，如果系統油箱及密封艙剛度不足，無法承受液壓傳動過程中產生的巨大壓力，將會導致系統很容易出現局部破損、液體泄漏等問題。再比如，如果液壓系統構造細節設計不合理，或是工藝不達標，可能導致傳動系統各個位置之間磨損加劇，或是因雜質侵入而長期影響元件運轉，進而導致故障發生。另外，設計時沒有充分考慮配備安全防護裝置以及電磁保護裝置，都可能在系統運轉出現異常時無法及時進行保護，導致嚴重后果。

2.2 系統檢修維護原因

任何工程機械設備投入正式生產活動之后，都需要針對該系統的特點，制定合理的檢修維護制度，并由專業技術人員乃至團隊負責日常檢修、故障診斷、維護保養等。但是，一些單位沒有對此引起足夠的重視，或是沿用其他設備的檢修維護制度，導致一些重要問題無法得到有效解決。工程機械的液壓傳動系統具有特殊性，需要對液壓泵油路、傳動軸等部件進行針對性的檢測、維護保養，如果檢修維護方面出現問題，自然會導致液壓傳動系統故障率過高。例如，在液壓傳動系統中，精濾器是十分關鍵的元件，其主要是對進入傳動系統中的液體進行過濾，阻擋雜質進入。如果沒有及時檢查該元件，在其老化嚴重或是超過正常運行周期之前進行清理或更換，將可能引起因精濾器故障而引發的一系列不良后果。事實上，工程機械液壓傳動系統的很多故障都是有征兆的，如果及時發現、及時處理，可以很大程度上避免多數故障，做到這一點的關鍵就在于日常檢修、維護管理方面[4]。

2.3 不規范使用原因

雖然目前的工程機械設備自動化程度較高，但是很多關鍵環節也需要人員介入，而不規范的操作方式也是導致系統出現故障的主要原因之一。針對液壓傳動系統的不規范操作，不僅可能導致系統關鍵元件磨損、老化加重，還可能直接導致系統損壞，嚴重時還會造成安全事故。據統計，在工程機械液壓系統的故障中，約有17.8%是由于不規范操作方式導致的。

3 工程機械液壓傳動系統常見故障原因及處理方法

3.1 系統壓力不足

眾所周知，工程機械液壓傳動系統運行的關鍵在于對壓力的應用，而壓力不足將直接影響系統的傳動運行效果。通常情況下，導致液壓傳動系統壓力不足的原因包括液壓油泵轉速過小、動力不足、油溫過高、密封不足、彈簧裝置不正常等。當技術人員發現系統出現壓力不足警告時，首先應當檢查動力源，全面清理冷卻系統、阻尼孔等，然后檢查液壓油量，如不足則添加液壓油。按照規范的方式，檢查閥芯及彈簧是否正常運轉，否則進行更換。檢查系統各個位置密封情況，看是否存在泄露，更換密封件。

3.2 系統流量不正常

液壓傳動系統液體流量不正常，是導致系統壓力不正常等問題的主要原因。造成這種問題的原因，包括回油管內混入空氣；液壓泵轉向不合理、轉速不達標，或是其內部磨損嚴重；密封件出現破損、空洞，導致液體泄漏；油箱液不足等。針對系統流量不正常的情況，要依次檢查前面提到的各個位置，對存在故障、磨損嚴重、破損的元件進行維修或更換。檢查液壓泵運行狀態，評估運行參數，做好故障處理。添加油箱液，并清理吸油通道，清除雜質。

3.3 異常振動及噪音

當工程機械液壓傳動系統出現異常振動時，不僅會影響內部力傳導效果，還會導致元件磨損、碰撞，引發嚴重故障。同時，異常振動還會影響生產環境，對現場人員健康以及生產管理產生影響。導致液壓傳動系統出現異常振動、噪音問題的原因，包括液壓泵和電機聯軸器運行不同步；各個部件安裝不到位，存在位置誤差過大、緊固件安裝不到位、緩沖件安裝不合理等情況；溢流閥彈簧損壞、閥體和閥芯位置不匹配；部分元件焊接安裝不到位等。針對這種情況，檢修人員要及時對所有部件的安裝情況進行檢查，確保安裝到位，確保電機軸、液壓泵等部件位置匹配，運行同步[5]。對各個位置進行清理，去除雜質。歸正緩沖裝置，確保其能夠發揮緩沖作用。如果對生產現場噪音控制要求較高，可以在不影響散熱的情況下，在噪音較大的傳動部件外部安裝隔音材料。

4 降低工程機械液壓傳動系統故障率的要點

4.1 做好質量檢查

針對投入現場安裝使用的液壓傳動系統，要組織相關技術人員對系統構造設計、制造工藝等進行全面檢查，確保各個部件質量得到相關標準。對各個部件的安裝質量進行檢查，確保各部件安裝到位，誤差控制在合理范圍。然后，按照生產流程，對系統進行試運行，觀測各部件運行狀況，對不合理情況進行及時的原因分析和處理。

4.2 制定科學的檢修維護機制

工程機械系統使用單位需要對故障診斷、日常檢修及維護工作引起足夠的重視，聘請專業人員針對系統的日常維護管理制定完善、嚴謹、合理的操作管理制度。首先，要求所有操作人員接受專業化培訓，要求其不僅要掌握設備的規范操作技能，還要求其具備良好的規范意識、安全生產意識及責任意識，另外還要通過專業培訓，促使現場人員具備故障風險識別能力和規范應急處理能力。然后，要針對系統特點及生產活動計劃，對設備進行定期、不定期的故障診斷、維護保養，確保系統保持良好的狀態[6]。另外，有條件的情況下，要積極引進先進的設備故障診斷技術，通過傳感器監測、數據分析等方式，及時發現故障風險，便于及時進行處理和維護。

5 結語

綜上所述，現代工業生產環境下，工程機械設備的應用尤為重要，液壓傳動系統作為很多工程機械系統中十分關鍵的部分，降低故障率、提高運行效率和穩定性尤為重要。為此，工程機械運行管理單位要重視對系統不同故障特點及原因的分析，從技術、制度等角度，加強針對液壓傳動系統各類故障的科學診斷、有效預防和合理處置。唯有如此，才能進一步提升生產效率和質量，發揮液壓傳動系統的應用價值，促進生產管理水平的全面提升。