液压故障诊断现象逆推法的探讨.pdf

Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ N0 ． O1 ．2 0 1 3 液压故障诊断现象逆推法的探讨 吴远洪 攀钢新钢钒公 司轨梁厂 ， 四川 攀枝花6 1 7 0 6 7 摘要 为 了解决液压系统故障难 以诊断排除 的问题 。 该文对液压 系统组成部分 的功能 以及 系统 中关键元器件的作用和各类故 障原 因 进行 了分析 ， 利用 系统 中各元器件 的作用 与故 障实 际现象进行有机结合原理 ， 提出并阐述了如何运用逆 向推理快速 的排除液压故 障的 方法 。 关键 词 液压系统 ； 故障 ； 执行机构 ； 现象 ； 逆推 ． 中图分类号 T H1 3 7 ． 1 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 O 1 0 0 6 1 0 4 Di s c u s s i o n o f Hy d r a u l i c Tr ou b l e s h o ot i ng P he n o me n a I n v e r s e I n f e r e nc e U Yu a n - h o n g O 前 言 随着科技 的日益快速发展 ， 工业产品质量要求设备 的 自动化程度越来越高 ，进而导致了便于实现 自动化 ， 控制精度高 ， 响应速度快 的液压设备在工业行业中占据 了主导地位。但正 因为液压设备具有实现 自动化 、 控制 精度高、 响应速度快等特点。 在设计中， 液压系统构成部 件复杂 ， 是控制油液流量 、 压力 的变化来实现执行元件一 油缸、 液压马达 的动作功能。油液在密闭的容积回路中 流动工作 ， 当出现故 障时 ， 查找故障产生的原 因复杂困 难 ， 处理时间相当长 ， 严重影响生产。故此 ， 为 了快捷查 找液压故障产生的原 因以及快速处理液压故障 。 现对液 压故障诊断的方法 现象逆推法进行分析探讨。 1 液压系统的组成部分及各部分的作用 1 ． 1 液压系统的组成 液压系统 由动力部分、 控制部分 、 执行部分 、 辅助 部分、 液压油等五部分组成 ． 如图 1所示 。 L 。 ． ． 一 ． J 图 1 收稿 日期 2 0 1 2 0 5 2 9 作者简介 吴远洪 1 9 7 2 一 ， 男 ， 四川 自贡人 ， 工 程师 ， 大专 ， 研究 方向为液 压传动控制。 1 ． 2液压 系统 各部 分 功能 I 动力部分 油泵 其作用是将机械能转化成液 压能 ， 向整个液压系统提供动力能源 ； 2 控制部分 方 向、 压力、 流量阀 其作用是控制 油液 的流动方 向、 流动 大小 控速 以及压力 的变化调 整 3 执行部分 油缸 、 马达、 摆动油缸 其作用是将 液压能转化成机械能 ，使其机械部件产生直线运动或 旋转运动及摆动 ； 4 辅助部分 油管、 油箱 、 冷却器 、 过滤器 、 加热 器 、 液位计 其作用是连接、 储油 、 控温、 控制油液清洁 度 、 油液位置显示等 5 液压油 其作用是产生液压能和传递液压能。 2 液压系统关键元件功能分析 液压系统在实际的生产运行 中，各类故障现象均 在执行 部分 油缸 、 马达 、 摆动 油缸 上体现 出来 ， 但 7 0 ％的故障原因又出现在液压系统的控制部分 。 液压系 统的控制部分 由换 向阀、 安全阀、 节流阀、 调速阀、 减压 阀、 内控液控单向阀或外控液控单 向阀、 溢流阀等阀组 成 ， 在此部分 中各阀具有各 自的功能作用 。正因各 自实 现本身功能 ， 才使液压 系统的执行部分 油缸 、 马达 、 摆 动油缸 功能按设计要求得 以正常运行 ， 否则就会出现 各类故障现象 。各阀的具体功能体现 1 换向阀 换向阀在液压系统 中起着改变油液流动方 向的作 用 ， 从而改变执行部分 油缸 、 马达、 摆动油缸 的运行 方 向， 实现机械部件 的动作要求。普通换向阀是靠电信 号 的得失或弹簧 自动复位来实现换 向改变油液流动方 向功能 的。比例阀、 伺服 阀是靠正负电信号给定 、 截断 6】 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 01 3年 第 0l期 变化 弹簧 自动复位对中来实现换向改变油液流动方 向功能的。 2 安全 阀 安全 阀 也称常闭型溢流 阀 在液压 系统中起着安 全保护的作用。就是 当外负载发生突变增大时 ， 系统压 力升高到安全阀的安全设定压力值时 ，安全阀打开油 液溢流使系统压力不再升高造成液压系统破坏。 如密 封圈、 胶管破裂 ， 固定螺栓断裂等 安全 阀安全压力设 定值一般 比本系统最高工作压力高 1 0 ％～ 1 5 ％。 3 节流阀、 调速阀 节流阀、调速 阀在液压系统中起着改变油液流动 量大小的作用 ， 从而改变执行部分 油缸 、 马达 、 摆动油 缸 的运行速度 ， 实现机械部件的动作速度要求 。 4 减压阀 当某一液压系统设计一定后 ，在满足最大工况要 求的条件下 。 系统 的工作压力值就会设定成一定。但在 一 个 大系统 中某些 支路所需 的压 力要 比大 系统压力 低 ， 为了一个大系统高低压均能满足 ， 于是在低压 的支 路上安装减压 阀来满足低压 的需要 。简单的说减压 阀 就是起减压的作用。 如万能轧机的 5 0 b a r 背压 5 内控液控单向阀或外控液控单向阀 内控液控单 向阀或外控液控单向阀在液压系统 中 的作用就是锁定执行部分 油缸、 马达 、 摆动油缸 在正 常工作 时所处的某一设定位置不能变 ，实现机械部件 的动作要求 。 6 溢流 阀 溢流 阀在液压系统 中的作用 就是满足执 行部分 油缸 、 马达 、 摆动油缸 的快速 回退或前进。 如万能轧 机 A G C油缸的快速释放 3 液压故障现象体现 液压 系统故 障现象具 体体 现在系统 的执行元 件 油缸 、 马达 、 摆动油缸 上 ， 了解 掌握液压系统的故 障 现象 ，作 为液压系统维护人员应详细观察 了解掌握执 行元件 的动作状况。由于在液压系统中， 油液的流动方 向、 大小及压力变化均能实现执行元件的动作 目的。因 此执行元件的动作 目的没达到设计要求，于是就会出 现执行元件动作 的各种不正常现象 。具体 的一些异常 现象可归纳如下 3 ． 1 液压故障现象总体体现 在液压系统 的实际运行中，常出现犹如执行元件 运动速度不均匀一 爬行 、 能伸出不能缩 回、 无动作、 旋转 不到位 、 摆 动不 到位 、 直线运动不到位 、 抖动 、 异响 、 执 行元件连接元器件 断裂 、 漏油 、 自动前行或后退 、 速度 62 变慢或变快、 压力出现降低或升高等异常现象。 3 ． 2液压故障原 因体现 液压设备是易实现全 自动化 的设备 ，故此应全面 考虑查找液压设备 的故障原因。故障原 因大致可 以分 为 电气信号原因、 检测元件控制连锁原 因、 液压系统 五大部分 自身原因、 机械部件原因等。 1 电气信号原 因 因控制信号失去 ，导致液压元器件无法执行相关 动作。控制信号丢失可能是 因为检测无反馈导致无接 收无输出 ； 可能是 因为控制线路老化无法传输信号 ； 可 能是因为接点松动接触不 良导致信号无法到位以及其 他电气元器件损坏而使信号丢失 。 2 检测元件控制连锁原 因 在 自动化程 度高运行 的液压设 备 中 ，检测 元件 如 S B E、 位移传感器 、 压力传感器 、 压力继 电器 、 温度 继 电器 、 热检 、 冷检等 是控制 中心 如 P L C 的执行元 器件。是控制 中心正确输入 、 输出信号 的关键部位。如 果其中一检测元件出现故障 ，就会导致控制 中心无法 准确输入 、 输 出信号 ， 从而使控制连锁失效设备不能 自 动运行。 3 液压系统 自身故障原 因 液压 系统一般 由动力部分 、 控制部分 、 执行部分 、 辅助部分 、 液压油等五部分组成。在这五部分组成 中， 执行部分是故障现象的具体体现和可能存在故 障原因 的关键部分 。其余部分出现故障也会在执行部分 油 缸 、 马达、 摆动油缸 上得到体现 。如 油缸不动作 、 速度 变慢、 冲击振动大等。 4 机械部件故障原因 液压 系统的最终 目的是使机 械部件完 成设计 动 作 ， 满足各种生产的需要 。机械部件 的卡阻、 变形等会 导致外负载增大超 出液压系统的设计能力 。从而 出现 系统执行部分不动作、 速度变慢等现象 。 4 液压故障现象逆推法 4 ． 1 掌握现象 液压故障的产生总是伴随一定的具体现象 。从事 管理液压设备 的专业技术人员和维护保养 的技工 ， 对 出现的故障现象一定要掌握真实情况 ，能动的液压设 备一定要动起来进行仔细观察分析 ，不能动 的设备一 定要进行全 面了解掌握 ，尤其是对操作设备 的岗位人 员进行详细的询 问。 4 ． 2 分 析 排除 掌握 了真实的液压故障现象 。一般采取从易到难 全面排查与逆 推分析相结合 的方法进行 故 障分 析排 Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ NO ． 0 1 ． 2 0 1 3 查 。从易到难全面排查就是从 系统最简单 的压力、 电机 正 反转、 液位 、 温度 、 外 泄、 连锁信号 、 控制信号 等排查 后 ， 再深入到系统 的内部进行排查 。现象逆推分析法就 是处理故障者一定要根据具体的故障现象逆行推理是 系统 中哪一元件失去了应有的作用 ，逆行推理时特别 注意首先是查找与现象发生直接作用 的元器件 ．而后 再查找与现象相关 的元器件作用是否丢失 。犹如 根据 油缸不动作具体现象首先逆推换 向阀是否失去作用 、 压力阀是否失去作用 。而后查找油缸本身是否存在严 重 内泄漏以及其它的相关元器件问题等 。 下面 以攀钢万能轧机立辊平衡 油缸能伸出不能缩 回故障一例进行逆推分析排查 。其工作原理图如图 2 所示 。 接 图 2立 辊 平 衡 缸 控 制 图 该液压系统原理 图由油 泵 1 ， 系统 溢流阀 2 ， 压力 表 3 ， 单 向阀 4 ， 二位 四通换 向阀 5 ， 液压锁先 导控制二 位 四通换 向阀 6 ， 单 向节流阀 7 ， 调速阀 8 ， 外控外泄式 液压锁 9 、 1 6 、 1 1 、 1 2 、 1 3 ， 单向阀 1 0 ， 安全先导式溢流 阀 1 4 ， 平衡油缸 l 5等组成 ， 其 油缸 的主要作 用是在水平 方 向 回缩移动立辊 以及在工作 时消除 A G C油缸与立 辊间的间隙。在实际生产 中， 出现了以下故障。 1 故障现象 在实际生产中 ，当液压锁先导控制二位四通换 向 阀 6的 a端得 电时、二位 四通换向阀 5的 a端断电时 ， 平衡油缸 1 5不能 回缩 。严重影响辊系的更换 和 A G C 油缸与立辊间的间隙消除 ， 生产无法进行 。 2 可凝原因分析 根据本液压 系统的故障现象 ，结合液压 系统 中各 元件 的作用 ，使用现象逆推法对可能 出现的原 因进行 分析。 1 首先根据立辊平衡油缸 1 5的液压原理控制图 对外控外泄式液控单向阀 1 6进行了分析 。若外控外泄 式液控单 向阀 1 6存 在没打开 ，即就是平衡油缸 1 5的 无杆腔没形成回油通路 ， 就会造成平衡油缸 1 5不能 回 缩 ，但 现场检查外控外 泄式液控单 向阀 1 6不存 在问 题 ， 不是此故障产生的原因。 2 分析若外控外泄式液控单 向阀 9 、 1 1以及单 向 阀 1 O存在 问题 ， 油液没进入平衡油缸 l 5的有杆腔 。 平 衡油缸 1 5也不会 回缩 ， 但现场检查外控外泄式液控单 向阀 9 、 1 1以及单 向阀 1 O均不存在 问题 ，不是此故 障 产生的原因。 3 因液控单向阀 9 、 1 1 、 1 6均处于打开位 ， 说 明液 压锁先导控制二位四通换向阀 6不存在问题 。也不是 此故障产生的原 因。 4 现场通过油路检查 ， 检查发现二位 四通换 向阀 5在 a 端断 电的情况下 A口没有油液流出。 由此对二位 四通换向阀 5进行了分析检查 ．因二位 四通换 向阀 5 是单电磁铁控制的，当二位 四通换 向阀 5的 a 端断 电 时 ， 阀芯应在弹簧力的作用下回到控制平衡油缸 l 5回 缩的工作位 ，但二位 四通换 向阀 5的阀芯没在弹簧力 的作用下回到工作位 。拆下弹簧腔的堵头 ， 用手推动阀 芯后恢复堵头动作 ， 平衡油缸 1 5回缩。由于经常出现 此类故障 ， 于是特对二位四通换 向阀 5进行拆卸检查 ， 在拆的时候发现 ， 阀体 内存有高压油液。故此判断是 由 于二位 四通换 向阀 5的 a 端得 电时 ，通过此 时工作位 的油液没被卸掉而存 于此位。再 当二位 四通换 向阀 5 的 a端断电时 ， 弹簧力无法克服 阀芯另一腔的液压力 ， 从而造成二位四通换向阀 5的阀芯不能在弹簧力的作 用下复位 ， 致使液压锁先导控制二位四通换向阀 6的 a 端得 电时 ， 二位四通换 向阀 5的 a端断电时 ， 平衡油缸 1 5不能 回缩 。 5 二位 四通换向阀 5的 a端得 电时 ， 通过此时工 作位的油液没被卸掉 ，其原因应该是本 阀为 D N 6的通 径 ， 在此通径下进入 了大流量 的高压油液 ， 从 而使二位 四通换 向阀 5的 a端得电时 ．通过此时工作位的油液 不能瞬间卸掉而存于此位是此故障的真正原因。 3 排除方法 找出了故障的真正原 因， 就是对二位 四通换向阀 5 进行泄压使弹簧能 自动复位 ，根本解决办法 即在二位 四通换向阀 5的进油 P口增加 1 ． 2的节流孔来减少进 入阀 5的油量。 5 结论 本文介绍的液压故障诊断现象逆推法是要求从事 管理液压设备的专业技术人员和维护保养 的技工在处 理液压故障时务必要掌握真实的故障现象和在掌握系 6 3 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 01 3年 第 0 1期 干气密封布置形式及维护的初步探讨 王建 忠 约翰克兰科技 天津 有限公司 ， 天津3 0 0 3 8 4 摘要 随着石油化工及能源工业的发展 ， 对压缩机轴 封的要求也越来越严格。干气 密封 的出现 ， 是 密封 技术 的一次革命 ， 气体 密封 的 难题从此得 以解决 ， 而不再会受到密封润滑油 的限制 。 但如何选择干气密封的布置类型及密封 的 日常维护尤为重要 。该文将对干气密 封 的工作原理 、 密封 的布置形式及应用、 失效原因以及 防护措施 、 安装注意事项进行初步探讨提高干气密封 的使用效率及寿命。 关键词 干气 密封 ； 布置形 式 ； 维护 中图分 类号 T M6 1 9 ， T H1 3 7 ． 9 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 1 0 0 6 4 0 3 Pr e l i mi n a r y S t u d y o f L a y o u t a n d ma i n t e na nc e f o r Dry Ga s S e a l s WANG J i a n - z h o n g J o h n C r a n e T e c h n o l o g y T i a n j i n C o ． ，L t d ． ，T i a n j i n 3 0 0 3 8 4 ， C h i n a Ab s t r a c t As t h e d e v e l o p me n t o f p e t r o c h e mi c a l a n d e n e r g y i n d u s t r i e s ， t h e c o mp r e s s o r s h a f t s e a l r e q u i r e me n t s b e c o me mo r e s t r i n g e n t ． T h e e me r g e n c e o f d r y g a s s e als i s a r e v o l u t i o n of s e a l i n g t e c h n o l o gy ． S i n c e t h e g a s s e a l i n g p r o b l e ms a l e s o l v e d ， i t i s n o l o n g e r l i mi t e d b y t h e s e al 0 i l _B u t h o w t o c h o o s e t h e t y p e of d ry g a s s e als a n d t h e d a i l y ma i n t e n a n c e a r e p a r t i c u l a r l y i mp o rta n t ．Th i s a r t i c l e wi l l i n t r o d u c e a n d d i s c u s s t h e w o r k i n g p r i n c i p l e ， the a r r a n g e me n t o f t h e s e a l i n g a n d i t s a p p l i c a t i o n ， f a i l u r e c a u s e s a n d p r e v e n t i o n me a s u r e s ， i n s t all a t i o n c o n s i d e r a t i o n s o f d ry g a s s e a l s i n o r d e r t o i mp r o v e t h e e f fi c i e n c y a n d l i f e o f t h e s e a l s ． Ke y wo r d s d r y g a s s e als ； a r r an g e me n t o f t h e s e a l i n g ； ma i n t e n a n c e U 日 IJ舌 目前 。国内使用较多的离心压缩机轴封型式是机 械浮环组合密封 ， 或双端面机械密封 ， 它们都是通过密 封润滑油来达到密封气体的 目的。这类密封具有一个 很大 的缺点 ， 即要求有复杂的封油系统 ， 能耗 较大 ， 而 且必然有少量的密封油泄漏进入工艺气体。干气密封 的出现 ， 是密封技术 的一次革命 ， 气体密封的难题从此 收稿 日期 2 0 1 2 0 1 0 4 作者简 介 王建忠 1 9 8 2 一 男 ， 天津人 ， 助理 工程 师 ， 学士 ， 从 事于于气密 封 的售后服务工作。 得 以解决 ， 而不再会受到密封润滑油的限制。干气密封 属于非接触式密封 。特别适合作为在高速高压条件下 的大型离心压缩机轴封。本文将对干气密封的工作原 理 、 布置形式及应用 、 失效原 因以及防护措施 、 安装注 意事项介绍如下 。 1 干气密封 的结构特点 一 般来讲 。 典 型的干气密封包含了静环 、 动环组件 旋转环 、 副密封 O形 圈、 静密封 、 弹簧和弹簧座 腔 体 等。静环位于不锈钢弹簧座 内， 用副密封 O形 圈密 封弹簧。在密封无负荷状态下使静环与 固定在轴上的 旋转环一 动环组合配合 ， 如图 1 所示 。 统各元器件作用的基础上 ， 把二者进行有机结合 ， 根据 不同的故障现象逐一逆推是哪一元器件失去了应有 的 作用 ， 从而快速排除故障。文 中例举的运用现象逆推法 排除了攀钢轨梁万能轧机立辊平衡油缸故 障。实践 已 证 明这一方法可完全适合于排 除其他 的液压故 障 。 也 充分说明不管故障原因有多复杂 ，只需在掌握 系统各 元器件作用 的基础上掌握真实的故障现象 ，就能运用 现象逆推法快速排除液压故障。在液压故障诊断排除 方面具有广泛的应用前景。 参考 文 献 [ 1 】 成大先． 液压控制[ M】 ． 北京 化学工业出版社 ， 2 0 0 4 ． [ 2 ] 路 甬祥． 液压气动技术手册[ M】 ． 北京 机械工业出版社 ， 2 0 0 3 ． [ 3 ] 张磊． 实用液压 3 0 0题f M] ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 3 ． [ 4 ] 郑 国伟． 液压 与气动设 备维修 问答【 M ] ． 北京 机 械工 业 出版 社 ． 2 0 0 3 ．