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18液压系统常见故障的诊断与排除液压系统具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本，因而在各个领域中的应用愈来愈广泛，机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶、航空航天等行业都得到了普遍应用和大幅度的发展。在工业技术飞速发展的今天，液压系统越来越复杂，与机械和电子技术结合得越来越紧密，很多液压设备都是机械、液压、电气、微型计算机的共同结合体，因此产生的故障也是多方面的。所以，发生液压故障时，对液压系统进行故障诊断，确定液压设备发生故障的部位及产生故障的性质和原因，并采取相应的措施，确保恢复设备的正常运转，是每个工程技术人员及生产管理者共同关注的问题。8.1液压系统故障诊断的基本内容与方法8.1.1液压系统常见故障诊断的基本内容一般来说，液压系统的工作是可靠的，但在使用过程中以及新的液压设备试制过程中，由于维护不好，液压元件损坏或设计不合理，装配调整不适当等原因会出现多种多样的故障现象。这些故障现象有的是由于某一液压元件失效而引起的，有的是由于系统中多个元件的综合性因素而引起的，还有的是由于工作介质污染而造成的，即使是同一故障现象，产生故障的原因也可能不一样。液压传动系统由于客观上元件、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当，且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作，不像机械设备那样直观，也不像电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数，液压设备中，仅靠有限的几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数，其他参数难以测量，而且一般故障根源有许多种可能，这给液压系统故障诊断带来一定困难。液压传动系统故障诊断研究要从观察到的故障现象，认真分析产生故障的原因，提出解决问题的措施。液压系统故障诊断包括对机械设备液压系统的状态检测、状态识别、状态预测以及故障诊断与处理对策等几个方面。液压系统故障诊断的准确性是靠被诊断对象所提供的一切信息来达到的，即通过被诊断对象提供的一切信息，通过分析处理获得能用于识别液压设备运行状态的特征参数，最后做出正确的结论。液压故障诊断的基本内容包括信息采集、信号处理、状态识别和决策诊断四个部分，如图8-1所示。（1）信息采集信息采集是指按不同诊断目的用人工或仪器将最能表征设备运行的状态信息，分类、记录、存储下来，便于分析处理。信息采集就是采集出液压设备的故障信号，采集到能准确反映液压系统状态2的信号是保证诊断准确的一个非常关键的环节，因此在设计诊断方法时，选用什么样的传感器是非常关键的，当然应当采用优质高水平的传感器。（2）信号处理信号处理指排除混入状态信号的干扰信息，并对信号进行适当处理，提取最能反映设备状态的特征参数作为识别状态的依据。信号处理的另一个重要作用是寻找一个对系统故障具有敏感性的指标，将这个指标作为故障诊断用的特征指标。图8-1故障诊断流程图（3）状态识别状态识别是指将得到的参数值与档案库的标准值或专家经验值进行比较，按一定判别准则对液压设备运行状态进行识别，对早期故障进行诊断，并对其发展趋势进行预测，为下一步设备维修决策提供技术依据。（4）诊断决策诊断决策是根据状态识别结果，对异常状态做进一步分析，确定故障的原因、部位、程度、类别，并根据诊断结果推测其发展趋势，提出相应的处理措施，如对元件加强监测继续使用，调整、维护或停机修理等。诊断决策的最终结果就是要将故障现象排除，也就是更换或修理相关故障元件，并用相关实验台监测修复元件。8.1.2液压系统故障诊断基本步骤液压系统故障诊断的基本步骤如下：（1）核实故障现象或征兆鉴于液压系统故障的复杂性和隐蔽性，首先必须核实故障的现象或征兆。方法是向操作工和维修人员询问该机器近期的工作性能变化情况、维修保养情况、出现故障征兆后曾采取的具体措施、已检查和调整过哪些部位等。（2）确定故障诊断参数液压系统的故障均属于参数型故障，通过测量参数提取有用的故障信息。液压系统的诊断参数有系统压力、系统流量、元件温升、元件泄漏量、系统振动和噪声、发动机转速等。系统压力不足表现为液压缸动作无力、马达输出功率或转矩不足、液力传动机械行走无力等现象。系统流量不足表现为执行元件运动速度慢或停止不动。元件泄漏量大表现为动作速度慢和系统温升快。选择诊断参数要依据以下原则：诊断参数要具有良好的灵敏度、易测性、再现性，能够包容尽可能多的故障信息量。（3）分析、确定故障可能产生的位置和范围对所检测的结果，对照液压系统原理图进行分析，从构造原理和系统原理上讲得通，确保故障诊断的准确性，减少误诊。3（4）制定合理的诊断过程和诊断方法。（5）选择诊断用的仪器、仪表诊断用的仪器、仪表有光电数字转速表、温度表、秒表、压力表、液压检测仪、各型接头、专用工具等。选择原则是：首先对系统元件不做任何拆卸的仪器、仪表；其次是选用需连接于系统中的仪器、仪表；最后选用液压测量仪。当故障很复杂时，也可先用液压检测仪来诊断。需要特别注意的是，在未分析确定故障产生的位置和范围之前，严禁任何盲目的拆卸、解体或自行调整液压元件，以免造成故障范围扩大或产生新的故障，使原有的故障更加复杂。8.1.3液压系统故障诊断基本方法液压设备液压系统大多采用“坏了再修”及定期检修的维护管理方法，坏了再修必然影响生产，定期检修会造成较大浪费。目前，一些大型港口逐步从定期检修向预知维修过渡，这对提高生产率、节省维修费用及合理配置备件等都十分有利。要实现预知维修，必须用状态监测技术，即用各种传感器、有关仪器仪表及计算机组成测试系统，通过有关参数的显示、对比，随时了解系统的运行状态和技术状态，判别故障部位，实现自动报警及自动停机等。液压故障诊断方法有：简易故障诊断法、液压系统分析法、参数测量法、逻辑诊断法、故障树诊断法、对比替换诊断法等。8.1.3.1简易故障诊断法简易故障诊断法是液压系统故障诊断的一种最为简易、最为方便的方法。它可以定性和粗略定量地检测液压故障，然后通过关联性推理，以诊断液压故障。通常是用询问、眼看、手摸、耳听、嗅闻等手段对零部件的外表进行检查、分析、诊断、确定产生故障的原因和部位，判断一些较为简单的故障，如破裂、漏油、松脱、变形等。简易故障诊断法包括询问、眼看、手摸、耳听、嗅闻等5种手段。（1）询问询问是故障诊断者向液压设备运行管理人员进行的现场实地调查，以概括地获取故障信息。一般有六问：○1一问问清被诊断的液压设备的进厂历史、安装调试存在的问题及如何处理的；问清该设备从投入运行到现在运行状态的历史，即大中小液压故障发生次数、原因和处理办法。○2二问问清液压油的更换周期及近期换油的日期，以及所用液压油的牌号；液压油在厂内存放的时间和换油后的清洗情况；滤网是否清洁。○3三问问清发生事故前压力调节阀或速度调节阀是否调节过，有哪些不正常现象。○4四问问清发生事故前密封件、元件和零件的备品备件，特别是密封件，是否更换过。○5五问问清发生事故前后液压系统工作是否正常，出现过哪些不正常现象；液压泵有4无异常现象。○6六问问清被诊断的液压设备在发生本次故障前，是否有人为的故障，发生故障前有何预兆，现在有何故障现象，哪些液压功能不全、失效、失灵、或失控。过去经常出现过哪些故障，是怎样排除的，哪位维修人员对故障原因与排除方法比较清楚。（2）眼看眼看是故障诊断者用视觉对液压设备进行观察，以获取故障信息。一般有八看：○1一看速度观察执行机构运动速度有无变化和异常现象。○2二看压力指看液压系统中各测压点的压力值大小，压力值有无波动现象，压力表是否达到调定值，真空表汞柱是否为0.03~0.04MPa，否则吸油系统工作不良，如滤油器堵塞、吸油管堵塞或进气等。○3三看油液观察液压油的颜色以检测其污染程度，一般用透光玻璃瓶盛工作油液静置1h后进行观察：液压油清彻透明无色，为未污染的液压油；液压油呈混浊白色，且瓶的上部清而下部浑为水份混入污染，瓶的下部清而上部浑为空气混入污染；液压油呈深浅不匀的混浊红褐色，为混入铁锈及灰泥污染；液压油呈赤褐色或茶褐色，为高温和氧化污染变质；液压油呈透明但色变淡，为异种油液混入，如果黏度合适，尚可使用。油液表面是否有泡沫，油量是否在规定的油标线范围内，油液的黏度是否符合要求，油温表是否以30~50℃最佳温度显示，是否超过规定温度的允许值等等。○4四看油箱查看油箱液面高度是否合乎要求，液压泵吸油时是否因吸油波动而使油箱液面下降，从而造成吸油管和滤油器瞬时露出液面；查看油箱和回油管是否有气泡。○5五看泄漏查看液压管道各接头、阀板结合处、液压缸端盖、液压泵轴端等是否有渗漏、滴漏现象；查看液压系统的外泄漏情况，如观察泄漏滴油现象，以判别其泄漏程度。○6六看振动观察液压缸活塞杆或工作台等运动部件工作时有无因振动而跳动等现象；观察液压泵及电机、溢流阀及其管路系统的振动情况，以判别其振动的原因。○7七看产品根据液压设备加工出来的产品质量，判断运动机构的工作状态、系统工作压力和流量的稳定性。○8八看液压系统查看液压系统所有部位，以全面判别液压系统的技术状态；查看换向阀电磁铁的吸合状况，以判别电磁铁的工作状态；查看液压元件的磨损零件表面，以判别磨损程度。（3）手摸手摸用于一些眼睛不能直接观察到的地方特别适合。一般有五摸：○1一摸温升用手摸液压泵、油箱和阀类元件外壳表面上的温度，若接触两秒钟感到烫5手，就应检查温升过高的原因。这一方法还可用于判断带有机械传动部件的液压元件润滑情况是否良好，当润滑不良时，通常会出现元件壳体过热现象，用手感觉一下壳体温度的变化，便可初步判断内部元件的润滑情况。特别是对于机械操作手来说，经常作这项工作会从温度的变化中找出一些有益的规律来。○2二摸振动用手摸运动件和管子的振动情况。由于液压系统油压较高且具有一定的脉动性，当油管内有压力油通过时，用手握住会有振动或类似摸脉搏的感觉，而无油液流过或压力过低时则没有这种现象。据此，手摸法可以初步判断油管油压的高低及油路的通断。○3三摸爬行当工作台在轻载低速运动时，用手摸工作台有无爬行现象。○4四摸松紧程度用手拧一下挡铁、微动开关和紧固螺钉等松紧程度。○5五摸磨损用手指抚摸液压元件的磨损零件，可判断其磨损、拉伤及破坏程度。若手指触摸被磨损零件表面有光滑感、为磨料磨损；手指有刺挂感为粘着磨损。（4）耳听耳听是液压故障诊断者用听觉获取声学信息，以判断液压系统技术状态和液压故障。耳听主要用于根据机械零部件损坏造成的异常响声判断故障点以及可能出现的故障形式、损坏程度。如液压泵吸空、溢流阀开启、元件发卡等故障，都会发出不同的响声。将一根钢钎的一端贴在耳边，另一端试探噪声点，就可判断出发出噪声的部位。液压泵发出“呵当、呵当”的声音，是液压泵机械振动发生的噪声，这主要是由于液压泵轴承或运动副磨损、装配不良、轴不同心等原因造成的。液压泵发生“咔嗒、咔嗒”声音，是液压泵吸油困难发生的声响。这主要是液压泵吸油腔或泵轴部位或吸油管接头松动等，吸入了空气造成的。液压泵发出嘶叫声，是液压泵由于滤油器堵塞或吸油管系统真空度急剧增高形成气蚀而发出的噪声，系统压力越高噪声越大。溢流阀的尖叫声，这是溢流阀的先导阀处于高频振动状态；主阀芯开口处于压力差很大或回流空间气蚀而发出的声音。压力高流量大，则噪声更大。溢流阀的冲击声，这是溢流阀瞬时溢流动作在压力差很大的两个油路连通时产生的液压冲击而发出的声音。单向阀的尖叫声，这是流过单向阀的流量超过额定流量太大或液控单向阀压力差太大造成振动而发出的声音。电磁换向阀发生“嗡嗡”声是正常的，若发出冲击声是阀芯动作太快或电磁铁铁芯接触不良或压力差太大而发出的声音。金属敲击声，一般是紧固件松动发出的声音。（5）嗅闻嗅闻是液压故障诊断者用嗅觉对液压设备进行检测，以获取故障信息。嗅闻可以根据有些部件由于过热、摩擦润滑不良、气蚀等原因而发出的异味来判断故障点。比如有“焦化”油味，可能是液压泵或马达由于吸入空气而产生气蚀，气蚀后产生高温把周围6的油液烤焦而出现的。嗅闻液压油是否有恶臭味或刺鼻的辣味，若有则说明液压油已严重污染，不能继续使用；嗅闻工作环境中是否有异味，以判断电气元件绝缘是否烧坏等。简易故障诊断法虽然简单，但却是较为可行的一种方