水泥生產設備液壓系統常見故障排除方法及實例

魏雪梅

1 液壓傳動系統工作原理

液壓傳動是一種以液體為傳動介質，利用液體的壓力能進行能量轉換、傳遞和控制的傳動方式，液壓傳動系統的工作原理是將電動機或其他原動機輸出的機械能轉換為液體的壓力能，再在控制元件的控制下，通過執行元件將壓力能轉換為直線運動或回轉運動形式的機械能，從而完成動作并對外做功。

2 液壓系統的日常維護與檢修

2.1 日常維護保養

（1）檢查油箱內的油量。

（2）檢查壓力表顯示的工作壓力及壓力表的波動情況。

（3）檢查油泵和壓力控制閥（主要是溢流閥）的振動和噪聲情況。

（4）檢查油溫和油泵殼體溫度，油的溫度宜為40℃～50℃，不可超過60℃，油泵溫度可比油的溫度高5℃～10℃。

（5）檢查油箱、油泵、各種閥、油缸、油管接頭、壓力表連接部分等的漏油情況，緊固所有緊固件。

（6）檢查液壓油缸的運動情況。

（7）檢查電磁閥電磁鐵的溫度。

（8）清除油箱、液壓元件和運動部件及其外罩上的油污和粉塵。

（9）停機時拆卸、清洗濾油器，檢查更換濾油芯（可每季度一次）。

（10）停機時清洗冷卻器，使其充分發揮效能。

（11）停機時檢查和更換磨損明顯的零部件。

（12）在油箱取樣口處取油樣，送油品檢測室檢測（可每季度一次）。

（13）檢查電機和油泵的聯軸器、梅花膠塊（可半年一次）。

（14）檢查蓄能器的氮氣充入壓力并補充氮氣（可半年一次）。

（15）年度檢修時，拆卸、檢查油缸，更換已損壞零部件及密封件。

（16）離線過濾液壓油并清洗油箱，沖洗液壓系統管路內部（可每年一次）。

2.2 檢修注意事項

（1）保持檢修工作場所寬敞明亮、清潔。

（2）檢修前，需確認液壓系統已完全泄壓。

（3）拆卸液壓油管前，應先清潔油管連接部位，拆卸后立即用干凈的塑料薄膜包扎管口，防止雜質侵入。

（4）當拆卸的管路比較復雜時，應在每根油管的兩端和連接處進行編號，以防止回裝出錯。

（5）密封圈等橡膠制品，應在干凈的液壓油中搖洗并立即晾干，不可在汽油等溶劑中浸洗。

（6）安裝液壓元件時，必須用清亮的液壓油將其清洗干凈。

3 液壓傳動系統故障排除方法

常見的液壓系統故障排除方法主要有分析法、改變系統元件法、邏輯推理判斷法等，本文將介紹幾則運用上述故障排除方法解決水泥生產設備液壓系統故障的實例。

3.1 分析法

分析法是依據液壓系統的工作原理而進行的故障診斷方法。采用分析法可以解決絕大多數的液壓系統故障，但其要求分析人員必須充分了解和熟悉液壓元件和回路的工作原理，能夠結合執行元件的動作情況、有關電磁閥和動作表單及相關的電路圖，整理出各回路的設計意圖與思路；能夠將工作原理圖中的液壓回路管線與實物一一對應；了解閥座上閥孔之間的串通與隔阻關系等。下面介紹用分析法進行液壓系統故障診斷和排除的實例。

3.1.1 非凡輥磨MPS5300 液壓系統1 號磨輥不能正常升輥

液壓系統全域示意圖見圖1。

圖1 非凡輥磨MPS5300液壓系統全域示意

3.1.1.1 故障簡述

輥磨因振動大而跳停，開機前發現液壓系統中控無法自動升輥，但系統預張緊正常。

3.1.1.2 故障分析

（1）液壓系統中控無法自動升輥，需現場手動升輥以排查問題所在。在現場手動升輥時發現，2號、3號輥可以正常上升，而1號輥不能動作，1號輥的壓強僅0.55～0.60MPa，不能正常建立3.0MPa壓強的預充壓，說明故障點在1號輥液壓回路上。

（2）在已確定故障區域的基礎上，縮小故障排查范圍。該液壓系統在升輥至3.0MPa 階段時，油路情況如下：油泵運轉，液壓油經單向閥、過濾器、二位四通電磁閥（失電，常通狀態）、單向節流閥、二位二通電磁閥（得電，常通狀態）后，分別經單向閥向三個液壓缸活塞側供油。因為2 號、3 號輥能正常升起，說明油路在油泵、單向閥、過濾器、二位四通電磁閥、單向節流閥、二位二通電磁閥這幾處是正常的，故障液壓元件在二位二通電磁閥之后的油路上。

（3）在再次縮小的故障范圍內排查故障元件，如圖2 所示。在二位二通電磁閥之后，正常情況下，液壓油經單向閥進入1 號輥液壓缸下腔（無桿腔），現場手動升輥時發現，1號輥的壓強能達到0.55～0.60MPa，說明單向閥是正常的。而系統不能正常建立3.0MPa 壓強的預充壓，可能是由以下原因造成：油液經過單向閥后，通過泄壓閥回油箱；油液經過單向閥后，在泄壓閥鎖壓正常的情況下，油液從液控單向閥處回油箱。

圖2 非凡輥磨MPS5300液壓系統再次縮小的故障區域示意

（4）現場實際運行中，出現過多次1 號輥不能正常升輥的問題，現場拆卸檢修發現，故障原因包括泄壓閥異物卡阻失效（圖3）、液控單向閥閥芯點蝕及異物卡阻失效（圖4），驗證了分析法排除故障的正確性。

圖3 泄壓閥異物卡阻

圖4 液控單向閥閥芯點蝕及異物卡阻

3.1.2 中信輥磨LGM5024 三道翻板閥溢流閥設定壓力不足（圖5）

圖5 中信輥磨LGM5024三道翻板閥液壓系統原理圖

3.1.2.1 故障簡述

在三道翻板閥液壓系統檢修后，重新運行時，第一道翻板閥關閉到位后，尚未動作時，即已緩慢開至約1/3位置停止。

3.1.2.2 故障分析

該液壓系統的工作原理如下：油泵電機啟動，由軸向柱塞泵輸出的壓力油，通過單向閥、截止閥、未得電的電液換向閥和液壓單向閥進入第一道、第二道、第三道翻板閥液壓缸的無桿腔中，活塞桿伸出且翻板閥關閉。回油經液控單向閥、電液換向閥、冷卻器及回油過濾器回到油箱中。一、二、三道翻板閥依順序循環動作，正常工作時，一個翻板閥動作，另外兩個翻板閥關閉。

現場存在的問題是，第一道翻板閥關閉到位后，尚未動作時，即已緩慢開至約1/3位置停止，并在其順序動作時正常打開。據此可判斷，單向閥、截止閥、電液換向閥、液壓單向閥、冷卻器、回油過濾器等能正常工作，可能是溢流閥設定壓力不足。由于第二道、第三道翻板閥不存在該問題，所以判斷故障部位為溢流閥，其設定的溢流壓力不足。

3.1.2.3 故障驗證

現場調整溢流閥的溢流壓力后，第一道翻板閥恢復正常。

經調查，造成該故障產生的原因是鉗工在檢修更換該處液壓缸前，對系統進行泄壓時，放松了溢流閥的調節螺栓，而在檢修后未恢復到設定值。該行為屬于違規操作，正常的泄壓位置為液壓缸的排空孔處。

3.2 改變系統元件法

在對液壓傳動系統故障進行現場初步診斷，懷疑某一元件或幾個元件為故障原因時，可通過換裝一個正常元件試運行的方法進行排查。如電磁換向閥，若其在換向時發出噪聲，可能是電磁鐵本身有問題，也可能是閥內其他原因引起電磁鐵無法正常工作，這時可用一個正常的電磁鐵替換故障電磁閥上的電磁鐵，再觀察其換向時的噪聲情況，由此可判斷電磁鐵是否損壞。采用改變系統元件法對第三代篦冷機液壓系統檢修后，液壓缸不動作故障的排查情況如下。

3.2.1 故障簡述

篦冷機檢修時更換各液壓缸，檢修后對篦冷機三段進行試機，發現液壓缸不動作。

3.2.2 分析排查

（1）對檢修后的篦冷機一段或二段進行試機，動作正常，篦冷機液壓系統原理圖如圖6所示。

圖6 篦冷機液壓系統原理圖（部分）

（2）初步分析三段液壓回路上可能存在異常的元件，從動作正常的一段或二段液壓回路上逐一拆卸替換試用。

（3）采用替換元件試運行的方法已解決比例換向閥、溢流閥、液壓缸等液壓元件故障。2020 年4月，我公司在2 號水泥生產線大修期間，更換了篦冷機液壓傳動機構三段液壓缸后，試機時液壓缸不動作。通過排查比例換向閥、單向閥、液壓缸等，最后發現是溢流閥損壞失效造成，更換后運行正常。

3.3 邏輯推理判斷法

液壓故障分析是一個邏輯推理的過程，其要求分析人員具備足夠的專業知識與經驗，了解各類典型液壓故障發生的原因，能夠在分析過程中找出評判故障的依據，同時在工作中需格外細心，善于歸納總結。

采用邏輯推理判斷法分析篦冷機液壓系統在運行過程中突然停止工作的故障時，應立即進行以下常規檢查：

（1）檢查油箱油位，檢查管路有無泄漏情況。

（2）操作比例換向控制閥，用細小的圓鐵頂動電磁閥兩端電磁鐵，若可以頂動且頂動閥芯后液壓缸運作，說明是電磁閥的電氣控制線路存在故障；若未頂動閥芯，則可能是比例換向控制閥故障，若更換比例換向閥控制后，液壓缸仍不能動作，則需進行下一步排查。

（3）轉開備用泵（轉換時注意各轉換閥門的開關狀態），若油泵存在故障，則轉換后，油缸應能正常工作；若液壓缸仍不動作，則檢查溢流閥是否故障，若故障，則更換新的溢流閥。

（4）若故障仍未排除，則可能是液壓缸故障問題。液壓缸腔內油液從高壓腔流到低壓腔時，由于油液是從狹窄的縫隙流過，液壓能易轉換成熱能，造成局部發熱，日常巡檢過程中，應注意液壓缸的運行溫度。

4 結語

液壓系統故障的影響因素較多，有可能是雜質進入卡閥導致，有可能是密封件損壞導致，也有可能是人為失誤導致，分析法、改變系統元件法、邏輯推理判斷法是比較常見的故障排除方法，在處理具體故障時，工作人員需認真分析，細心檢查，循序逐步排除，才能最終消除故障。