论文部分内容阅读
摘要：本文介绍了液压系统故障分类以及故障诊断方法，并简单介绍了一个液压系统故障诊断的实例。
关键词：液压系统；故障；诊断；
引言 随着工业技术的发展，液压与气动技术已经渗到国民经济的各个领域，在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶、国防、军工、航天航空等行业得到了普遍应用和大幅度的发展。 1. 液压系统故障分类
液压工程机械的故障主要表现在液压系统或其回路中的元件损坏，伴随漏油、发热、振动、噪声等现象，导致系统不能发挥正常功能。液压系统故障按性质，可以分为突发性（急性）及缓发性（慢性）两种[1]。突发性的特点是具有偶然性。它与使用时间无关，如管路破裂、液压件卡死、油泵压力失调、速度突然下降、液压振动、噪声、油温急剧上升等，故障难以预测与预防；缓发性的特点是与使用时间有关，尤其是在使用寿命的后期表现最为明显，主要是与磨损、腐蚀、疲劳、老化、污染等劣化因素有关，故障通常可以预防。
2. 液压系统故障诊断基本方法[2-3] 2.1. 直观检查法
直观检查法是液压系统故障诊断的一种最为简易，最为方便的方法。通常是用眼看、手摸、耳听、嗅闻等手段对零部件的外表进行检查，判断一些较为简单的故障，如破裂、漏油、松脱、变形等。下表1所列为日常检查的项目及处理方法。
2.2. 操作调整检查法
操作调整检查法主要是在无负荷动作和有负荷动作两种条件下进行故障复现操作，而且最好由本机操作手进行实施，以便与平时的工作状况相比较，更快、更准确地找出故障。
2.3. 对比替换检查法
这是一种在缺乏测试仪器时检查液压系统故障的一种有效方法，有适应结合替换法进行。一种情况是用两台型号、性能参数相同的机械进行对比试验，从中查找故障。
2.4. 仪表测量检查法
仪表测量检查法是检测液压系统故障最为准确的方法。主要是通过对各系统各部分液压油的压力、流量、油温的测量来判断故障点。其中压力测量应用较为普通，而流量大小可通过执行元件动作的快慢作出粗略地判断（但元件内漏只能通过流量测量来判断）。
2.5. 逻辑分析法
随着液压技术的不断发展，液压系统越来越复杂，越来越精密，当遇到一时难以找到原因的故障时，一定不要盲目拆修，应根据前面几种方法的初步检查结果，结合机械的液压系统图进行逻辑分析。逻辑分析时可通过构建故障树的方法分析其故障的原因因为液压系统是以液压油为媒介联系而成的一个有机整体不是相互独立的原件，相互之间的动作是有联系、有其内在规律的，所以，逻辑分析法会随着液压技术的发展而得到更为广泛的应用。
3. 某简单液压系统故障分析
本液压系统已查出的故障原因是吸油管因氧化腐蚀、污物堵塞或设计过细过长，使吸油阻力增大，吸油性变差。图1为该系统断面图，各断面压力、流速、液面高度分别用P1、V1、Z1、P2、V2、Z2表示，吸油高度（表示泵自吸性好的参数）为H（=Z2-Z1）。令Z1=0，V1=0，P1=0.1MP，其中r为压油重度；hw为能量损失，P0为大气压。
1-液压泵；2-换向阀；3-液压缸；4-溢流阀；5-液压油箱；6-吸油滤油器；7-吸油管道；8-压力管道
3.1.要增大自吸高度H（即提高自吸性）在常压下必须减少P2、V2、hw，即提高吸油管至泵吸油口内的真空度，减小进油速度V2，减少管内能量损失hw；
3.2.提高管与泵接头密封性，可以减小P2从而提高自吸性；
3.3.由于V2一般在吸油管路内最小值为0.15～1.5mm/s。不可能更小；P2一般不能低于空气分离压，否则油将发生气蚀现象，所以也不可能更小。为此要提高H值，只有减少能量损失hw；
3.4.能量损失hw与沿程压力损失hλ局部压力损失hξ有关。因为
所以，要减少能量损失以提高自吸性能，就必须：
a）减少自吸管道内沿程阻力（λ）及局部阻尼（ξ）损失，也就是保持管道内光滑程度，防止自吸管道弯曲等；
b）增大自吸管道直径d，减少自吸管道长度L；
c）尽可能减小自吸流速V2，因为V2增大，能量损失hw与其平方成正比。这也是在正常压力下泵转速不能过分增大的原因；
d）提高P1压力，是从根本上改变常压下提高液压泵的自吸性能的措施。也就是可以改变开式液压油箱为闭式压力油箱，使油箱内压力P1，提高（一般在0.5～3Pa）或可以在泵的上端设立副油箱以提高自吸性能等；
3.5.液压泵1故障；
3.6.溢流阀4故障：溢流阀出的毛病现象，一般是调压失灵及溢流不正常或不按要求溢流。故障原因一般可能是阻尼孔堵塞，主滑卡死，导阀密封性不良，弹簧疲劳或折断等；
3.7.换向阀7故障：换向阀毛病一般可能是间隙过大，泄漏现象严重或阀芯发生卡紧现象等；
3.8.液压缸3故障：液压缸本身存在毛病，如密封件损坏、活塞与缸体存在间隙、内外泄漏存在、缓冲装置有毛病、缸内存在空气等；
3.9.压力管道8故障：压力管道一般存在接头松动，管内阻尼太大，弯头太多，弯头处存在空气等。这些现象找出后，视情况均可进行对症下药予以排除。
结束语
在设备使用时，液压与气压传动系统可能会出现多种多样的故障现象，本文通过一个简单液压系统故障分析证明了液压故障诊断方法的使用性，有一定的理论指导意义。
参考文献： [1]石红，王科俊，李国斌.液压设备故障诊断技术的研究[J].液压与气动，2000，（2）：17-20.
[2]陆望龙.实用液压机械故障排除与修理大全[M].长沙：湖南科学技术出版社，1995.
[3]王家宏.液压故障诊断方法简述[J].机床与液压，1997，（6）：86-89。
关键词：液压系统；故障；诊断；
引言 随着工业技术的发展，液压与气动技术已经渗到国民经济的各个领域，在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶、国防、军工、航天航空等行业得到了普遍应用和大幅度的发展。 1. 液压系统故障分类
液压工程机械的故障主要表现在液压系统或其回路中的元件损坏，伴随漏油、发热、振动、噪声等现象，导致系统不能发挥正常功能。液压系统故障按性质，可以分为突发性（急性）及缓发性（慢性）两种[1]。突发性的特点是具有偶然性。它与使用时间无关，如管路破裂、液压件卡死、油泵压力失调、速度突然下降、液压振动、噪声、油温急剧上升等，故障难以预测与预防；缓发性的特点是与使用时间有关，尤其是在使用寿命的后期表现最为明显，主要是与磨损、腐蚀、疲劳、老化、污染等劣化因素有关，故障通常可以预防。
2. 液压系统故障诊断基本方法[2-3] 2.1. 直观检查法
直观检查法是液压系统故障诊断的一种最为简易，最为方便的方法。通常是用眼看、手摸、耳听、嗅闻等手段对零部件的外表进行检查，判断一些较为简单的故障，如破裂、漏油、松脱、变形等。下表1所列为日常检查的项目及处理方法。
2.2. 操作调整检查法
操作调整检查法主要是在无负荷动作和有负荷动作两种条件下进行故障复现操作，而且最好由本机操作手进行实施，以便与平时的工作状况相比较，更快、更准确地找出故障。
2.3. 对比替换检查法
这是一种在缺乏测试仪器时检查液压系统故障的一种有效方法，有适应结合替换法进行。一种情况是用两台型号、性能参数相同的机械进行对比试验，从中查找故障。
2.4. 仪表测量检查法
仪表测量检查法是检测液压系统故障最为准确的方法。主要是通过对各系统各部分液压油的压力、流量、油温的测量来判断故障点。其中压力测量应用较为普通，而流量大小可通过执行元件动作的快慢作出粗略地判断（但元件内漏只能通过流量测量来判断）。
2.5. 逻辑分析法
随着液压技术的不断发展，液压系统越来越复杂，越来越精密，当遇到一时难以找到原因的故障时，一定不要盲目拆修，应根据前面几种方法的初步检查结果，结合机械的液压系统图进行逻辑分析。逻辑分析时可通过构建故障树的方法分析其故障的原因因为液压系统是以液压油为媒介联系而成的一个有机整体不是相互独立的原件，相互之间的动作是有联系、有其内在规律的，所以，逻辑分析法会随着液压技术的发展而得到更为广泛的应用。
3. 某简单液压系统故障分析
本液压系统已查出的故障原因是吸油管因氧化腐蚀、污物堵塞或设计过细过长，使吸油阻力增大，吸油性变差。图1为该系统断面图，各断面压力、流速、液面高度分别用P1、V1、Z1、P2、V2、Z2表示，吸油高度（表示泵自吸性好的参数）为H（=Z2-Z1）。令Z1=0，V1=0，P1=0.1MP，其中r为压油重度；hw为能量损失，P0为大气压。
1-液压泵；2-换向阀；3-液压缸；4-溢流阀；5-液压油箱；6-吸油滤油器；7-吸油管道；8-压力管道
3.1.要增大自吸高度H（即提高自吸性）在常压下必须减少P2、V2、hw，即提高吸油管至泵吸油口内的真空度，减小进油速度V2，减少管内能量损失hw；
3.2.提高管与泵接头密封性，可以减小P2从而提高自吸性；
3.3.由于V2一般在吸油管路内最小值为0.15～1.5mm/s。不可能更小；P2一般不能低于空气分离压，否则油将发生气蚀现象，所以也不可能更小。为此要提高H值，只有减少能量损失hw；
3.4.能量损失hw与沿程压力损失hλ局部压力损失hξ有关。因为
所以，要减少能量损失以提高自吸性能，就必须：
a）减少自吸管道内沿程阻力（λ）及局部阻尼（ξ）损失，也就是保持管道内光滑程度，防止自吸管道弯曲等；
b）增大自吸管道直径d，减少自吸管道长度L；
c）尽可能减小自吸流速V2，因为V2增大，能量损失hw与其平方成正比。这也是在正常压力下泵转速不能过分增大的原因；
d）提高P1压力，是从根本上改变常压下提高液压泵的自吸性能的措施。也就是可以改变开式液压油箱为闭式压力油箱，使油箱内压力P1，提高（一般在0.5～3Pa）或可以在泵的上端设立副油箱以提高自吸性能等；
3.5.液压泵1故障；
3.6.溢流阀4故障：溢流阀出的毛病现象，一般是调压失灵及溢流不正常或不按要求溢流。故障原因一般可能是阻尼孔堵塞，主滑卡死，导阀密封性不良，弹簧疲劳或折断等；
3.7.换向阀7故障：换向阀毛病一般可能是间隙过大，泄漏现象严重或阀芯发生卡紧现象等；
3.8.液压缸3故障：液压缸本身存在毛病，如密封件损坏、活塞与缸体存在间隙、内外泄漏存在、缓冲装置有毛病、缸内存在空气等；
3.9.压力管道8故障：压力管道一般存在接头松动，管内阻尼太大，弯头太多，弯头处存在空气等。这些现象找出后，视情况均可进行对症下药予以排除。
结束语
在设备使用时，液压与气压传动系统可能会出现多种多样的故障现象，本文通过一个简单液压系统故障分析证明了液压故障诊断方法的使用性，有一定的理论指导意义。
参考文献： [1]石红，王科俊，李国斌.液压设备故障诊断技术的研究[J].液压与气动，2000，（2）：17-20.
[2]陆望龙.实用液压机械故障排除与修理大全[M].长沙：湖南科学技术出版社，1995.
[3]王家宏.液压故障诊断方法简述[J].机床与液压，1997，（6）：86-89。