浅谈液压系统故障的诊断方法与步骤.pdf

第 3 0卷第 2期 2 0 0 9 年6 月 哈 尔 滨 轴 承 J 0UR NAL 0F HARB I N BE ARI NG Vo l _ 3 O No ． 2 J u n ． 2 0 0 9 浅 谈 液 压 系 统 故 障 的 诊 断 方 法 与 步 骤 易 挺 ， 梁楚华， 朱顶峰 新疆大学 机械工程学院， 新疆 乌鲁木齐 8 3 0 0 0 8 摘要 筒述液压 系统故障 的分类及 可能引起 液压 系统故障 的原 因和 如何快速准确对液压故 障进行诊 断的方法与 步骤， 并通过对油压机故障的诊断和分析来说明如何快速准确诊断液压系统故障。 关键词 液压 系统 ； 故障； 诊断 ； 步骤 ； 方法 中图分 类号 T H1 3 7 ． 3 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 2 4 8 5 2 2 0 0 9 0 2 - 0 0 2 5 0 2 P r e l i mi n a r y d i s c u s s i o n o n d i a g n o s i s a n d p r o c e d u r e f o r h y d r a u l i c s y s t e m f i l u r e s Yi t i ng ， Li a n g Ch u h ua ， Zh u Di n g f e ng I n s t i t u t e o f Me c h a n i c a l E n g i n e e ri n g ， Xi i a n g Un i v e r s i t y ， Wu l u mu q i ， 8 3 0 0 0 8 ， C h i n a Ab s I I a c t T h i s p a p e r d e s c r i b e s t h e c l a s s i fi c a t i o n o f h y d r a u l i c s y s t e m f a i l u r e s a n d t h e p o s s i b l e r e a s o n t o l e a d t o t h e f a i l u r e ，a s we l l a s t he me t h o d a n d s t e ps u s e d f o r d i a g n os i n g h y d r a ul i c f a i l u r e s q u i c k l y a n d e x a c t l y ．Th e q ui c k a n d e x a c t me t h od t o d i a gn o s e f a i l u r e s i s i l l u s t r a t e d b y a na l y z i n g a n d d i a gn os i n g t h e f a i l ur e s o f h y d r a u l i c ma c h i ne ． I r wo r a s h y dra u l i c s y s t e m； f a i l u r e ； d i a gn o s e ； p r o c e d u r e ； me t h o d 1 前言 2 诊断方法与步骤 液压传动系统具有容量大 ， 反应快 ， 易控制 ， 输 出力和力矩大等优点 ，在现代设备尤其是大型 特大型设 备中得到越来越广泛 的应用 。但液压系 统容易出现各种故障， 且故障形式具有隐蔽性 、 多 样性 、不确定性 ，因果关系复杂导致难检测和判 断， 这是液压传动系统主要缺点之一。 设备的液压 系统一旦 出现故障如何快速准确地找出原 因并排 除一直困扰着维修人员，且很多液压设备受场地 环境等现场条件限制，给维修人员诊断故障更增 加了难度 。 前人提出了很多故 障诊断方法 ， 如直观 诊断法 、 操作调整检查法 、 元件对 比替换检查 法 、 仪表测量检查法 ， 逻辑分析法等。 在诊断某一液压 系统故 障时往 往不是单一地运 用某一种 诊断方 法 ， 而是多种诊断方法的综合运用 ， 无论 哪种诊断 方法都是 为了将故障范围缩小 。根据液压系统特 点规律 ， 结合工作 中的经验体会 ， 对液压系统故障 分析提出 自己浅显 的观点。 收稿 日期 2 0 0 8 1 2 1 8 ． 作者简 介易挺 1 9 8 3 一 ， 男 ， 硕士研究生 一 台液压设备往往都是 机电液的综合体 ， 所 以诊断一台液压设备首先是定性分析确定它到底 是电气故障 、 机械故障还是液压故 障， 这些故障都 能造成液压设备不能正常工作。电气故障可以通 过测量其相关参数排除 ，机械故障比较直观 ， 所 以检查一台液压设备首先要对其 电气 和机械系统 进行检查 ， 如无故障 ， 最终定性到液压系统上 。主 要阐述液压故障分析方法 。 2 ． 1 液压故障诊断原则 1 首先查阅设备液压原理图， 了解其工作原 理 ， 了解其相关正常参数。 2 掌握故障信息 ， 判断故 障区域 。根据故障 信息确定与该故 障有关 的区域 ，逐步缩小发生故 障的范 围，检测此 区域的元件情况 ，分析发生原 因， 最终找出故障的具体所在 。 3 掌握故障种类进行综合分析。 根据故障最 终的现象 ， 逐步深入 ， 找出多种直接 的或间接的可 能原 因， 为避免盲 目性 ， 必须根据液压系统基本原 理 ， 进行综合分析 ， 逻辑判断 ， 减少怀疑对象 ， 最终 找出故障部位 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 6 哈 尔 滨 轴 承 第 3 0卷 4 故 障诊断是建立在运行记 录及某些系统 参数基础之上 的。建立系统运行记录 ， 是防范 、 发 现和处理故障的科学依据；建立设备运行故障分 析表 ， 它是使用经验的高度概括总结 ， 有助于对故 障现象迅速做 出判断。 5 验证可能 的故障原因时 ， 一般从最可能 的 故障原因或最易检验的地方开始 ，这样可 以减少 拆装工作量 ， 提高诊断速度 。 2 ． 2 液压故障表现形式 液压故障表现形式见表 1 。 2 ． 3 故障检查方法 1 压力异 常 使 用压力 表测多个测 点的读 数，与正常值比较分析即可确定引起压力异常的 液压元件。 2 速度异常 逐一调节节流 阀、 调速 阀及变 量泵变量机构 ， 对应测试执行元件的速度范 围值 ， 与设计值 比较分析即可确定。 3 动作异常 切换每个换 向阀， 观察相关执 行元件的动作状态是否异常 ，即可找到异常换 向 阀， 检查动作顺序和行程控制， 找出异常处。 4 其他 出现异常振动、 噪声、 漏油、 发热等， 不要忙于关机 ， 应该一摸二看三观察 ， 确定异常部 位并分析处理 。 2 ． 4查 找步 骤 1 首先查阅设备相关液压资料及原理图， 了 解其工作原理和相关参数 。 2 观察其故障表现形式。 根据其表现形式判 定其属于哪一类故障。 表 1 液压故障表现形式 3 根据所判定 的故障类型确定可能引起这 类故障的元件。 4 在这些元件 中首先检查 能通过直观诊断 法和操作调整检查法确定的元件 ，这样可以减少 拆卸量 。 5 采用压力表在多个测点进行检测或使用 其它便携式仪器对液压系统进行检测 。 6 确定故障元件， 拆卸元件 ， 查明原因更换 或修理故障元件 ， 故障排除。 3 故障诊断实例 故障现象 某厂 5 0 0 0 k N油压机工作中压力 不足，正常工作为 2 0 MP a ，故障出现后 只能达到 1 4 MP a ， 且随着油温升高 ， 压力下降 ， 油温过高 ， 有 外泄漏现象 ， 动作缓慢。 首先查 阅 了该设备液压原理 图 图 1 ， 对该 设备工作原理有了清楚地 了解 。根据其故 障现象 对其进行了定性分析，上述故障符合表 1 中第一 类故障压力异常中的压力不足故障现象。 可能引起压力异常的有 管线的外泄 、 柱塞泵 1 8内泄 、 远程调压阀 4 ／ 系统调 压阀 5失效 、 安全 阀 1 4失效 、 柱塞缸 l 0内泄 ， 过滤 网 2堵塞 。 通过检查 ， 由于泵的排量 比较大 ， 外泄漏量 比 较小 ，所 以首先排除压力不足主要是管线外泄引 起 的 ； 由于滤芯更换不久 ， 且液压油杂质少 ， 所以 过 滤 网堵 塞排 除 ； 调节远 程控制 阀 4 ， 压力低 于 下转第 3 1 页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2期 张润慧 ， 等 减小 圆锥滚子轴承套圈锥度变形 的方法 3 1 ． 3 ． 2 热应力引起的变形 热应力引起 的变 形发生在 钢件屈服 强度较 低 ， 塑性高的时刻 ， 工件人油后的初期阶段表 面冷 却快 ， 工件处于内外温差最大 的高温 区， 此时瞬时 热应力为表面张应力 ， 心部压应力 。 而此时心部温 度高， 屈服强度 比表面低得多 ， 易于缩变。 3 ． 3 组织应力引起的变形 组织应力 引起 的变形产生于早期组织应力最 大时刻 ， 此时截 面温差较大 ， 心部温度较高 ， 仍处 于奥 氏体状态 ， 屈服强度较低。 瞬时组织应力是表 面压应力 ， 心部拉应力 。 其变形表现为心部在多向 拉应力作用下的拉长 ，由此导致 的结果为在组织 应力作用下 ， 工件 中尺寸较大 的一方伸长 ， 而尺寸 较小 的一方缩短。 3 ． 4 工件截面形状不同或不对称引起的淬火变形 淬火工件截面形状不 同，淬火冷却时冷却速 度不 同，工件 的薄壁端冷速较快 ，截面壁厚梯度 A 6 越大， 温度梯度 △ 丁 越大， 冷却速度梯度 za G越 大， 如果薄壁端先人油冷却， 刚好加大了冷却速度 梯度 A G， 而厚壁端先入油， 则减小了冷却速度梯 度 A G， 从 而减小 了锥度变形。 4 结论 如何避免或最大限度减少锥度变形 ，在长期 生产加工过程中，我们总结出简单而有效的实用 方法 ， 应用锥度形变机理， 淬火 时尽量保证能得到 最均匀的冷却 ， 采用圆锥轴承套圈大端面朝下的 摆放方式淬火的工艺， 锥度变形得到明显的改善， 淬火后变形超差率大大降低，淬火变形不合格品 得到有效地控制。在实际生产中圆锥套圈是厚端 面向下摆放 ，这样摆放 ，淬火时厚端面先入油冷 却 ， 薄的一边后冷却 ， 这样薄边收缩轻 ， 产生的锥 度相对小 ， 减少 圆锥套 圈锥度变形， 同时对减少磨 加工留量和降低废品率 以及提高轴承精度等方面 都有很大提高， 是一种简单而又实用的操作方法， 值得我们广泛推广和应用。 编辑 王立新 上接第 2 6页 1 、 2 ． 过滤器 3 ． 背 阀 4 ． 远程 调压 I铂 司5 ． 系统调压 阀 6 ． 过滤 器 7 ． 三位 四通 换向 阀 8 ． 平衡 阀 9 ． 两位 四通换 向 阀 l O ． 柱塞缸 1 1 ． 上 油箱 l 2 ．液 控单向 阀 1 3 ． 力表装 置 1 4 ． 安全 阀 l 5 ． 溢流 阀 1 6 、 2 0油箱 1 7 ． 压力表装置 l 8 ． 柱塞泵 1 9 ． 电机 图 1 油压机 液压 系统原理 图 1 4 MP a时压力表有变动，且调节 系统调压阀 5读 数也有变动 ，所 以排除远程控制 阀 4和系统调压 阀 5 ； 卸开安全阀 1 4 ，回油管线无油液流 出， 调节 安全阀， 压力调节低于 1 4 MP a ， 压力表 1 3有变动 ， 所以溢流阀 1 5排除 ； 余下柱塞泵 1 8和柱塞缸 l 0 用 T形接法 图 2 ， 测试其流量 ， 通过仪器上加载 阀加载 ，结果测出随着压力升高液压泵流量逐渐 减小到大约 1 4 MP a时流量几 乎为零 ， 泵产生了内 泄 ， 通过解体液压泵 ， 发现柱塞缸体与配油盘压紧 弹簧失效 ， 压力过大 ， 油液从配油盘与柱塞缸体结 合面内泄。更换弹簧并对外泄漏进行处理后试车 正常。 图 2 T形法测试接法 4 结束语 综上所述 ，液压系统的故障分析必须弄清整 个液压系统的工作原理 、 结构特点 ， 然后根据故障 现象判断其类型 ， 逐步深入 ， 缩小故障范 围， 最终 确定故障部位。 参考文献 [ t 】 刘忠 ， 杨国平． 工程机械传动原理【 M】 ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 4 ． 【 2 ] 王风喜， 何强， 徐游 ， 郭玉书． 液压与气动设备维修问答 [ M] ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 2 ． 编辑 钟 媛 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m