搜索
第二章液压故障分类与诊断方法液压设备由机械、液压、电器及其仪表等装置有机地组成统一体，系统的故障分析是受各方面因素影响的复杂问题。因此分析故障必须弄清楚整个液压系统的工作原理、结构特点，然后根据故障现象进行判断，逐步深入，有目的，有方向地逐步缩小范围，确定区域、部位，以至某个元件。第一节液压故障的特征与分类液压系统故障不像电气系统那样检测方便，因为液压管路内油流的流动状态、液压件内部的零件动作，以及密封件的损坏等情况，一般是看不见模不着的，这就给观察分析带来了很多困难。近年来，在设备设计、维修部门开始采用状态监测与预报技术，可以在液压系统运行中，在基本不拆卸零部件的情况下检测出失效根源参数再由液压专家来分析并排除故障。一、液压系统故障的特点1、故障的多样性和复杂性多样性表现为多数情况下几个故障同时出现；复杂性主要体现在有时机械、液压和电气部分的故障交织在一起，使故障变得复杂。2、故障的隐蔽性液压系统的油流状态、元件内部的结构和工作状况等不能从外表直接观察，不如机械故障那样直观，也不如电气故障那样易于检测。3、引起同一故障的原因和同一原因引起故障的多样性液压系统的故障症状与原因之间存在各种各样的重叠和交叉，一个故障可能存在多种原因，且这些原因常常是相互交织、相互影响；另一方面液压系统的一个故障源可能会引起多处的故障症状。4、故障的偶然性和必然性5、故障分布的分散性二、液压系统故障特征1、试制液压设备调试阶段的故障试制的液压设备在调试阶段故障率最高。设计、制造、安装等质量问题交织在一起。经常出现的故障是：（1）外泄漏严重，主要发生在接头和有关元件的端盖处。（2）执行元件运动速度不稳定。（3）液压阀阀芯卡死、运动不灵活和运动不到位，导致执行元件动作失灵。（4）压力控制阀的阻尼孔堵塞，造成压力不稳定。（5）阀类元件漏装弹簧、密封件等零件，造成控制失灵。（6）液压系统设计不完善,液压元件选用不当,造成系统发热、噪声、振动、执行机构运动精度差等故障现象。2、液压系统运行初期的故障液压系统经过调试阶段后，便进入正常生产运行阶段，此阶段故障特征是:（1）管接头因振动而松脱。（2）密封件质量差或由于装配不当而破损，造成泄漏。（3）管道或液压元件流道内的型砂、毛刺、切屑等污染物在油流的冲击下脱落，堵塞阻尼孔和滤油器，造成压力和速度不稳定等。（4）由于负荷大或外界散热条件差，油液温度过高，引起内外泄漏，导致压力和速度的变化。3、液压系统运行中期的故障液压系统运行中期，故障率最低，这是液压系统运行的最佳阶段。此阶段控制油液污染是极其重要的。4、液压系统运行后期的故障液压系统运行到后期，液压元件因工作频率和负荷的差异，易损件开始正常的超差磨损。此阶段故障率较高，故障的形式多样，泄漏明显增加，效率明显下降。三、液压故障的分类工程机械液压系统的故障最终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甚至丧失规定的功能。1、按故障性质分类按液压系统故障性质可以将故障分为突发性（急性）及缓发性（慢性）两种。突发性的特点是具有偶然性。它与使用时间无关，这类故障多发生在液压设备运行初期和后期。由于对这两个时期故障特征认识不足，认为新设备运行不会有什么大问题，或认为老设备过去一直很好用，忽略了监测维护，因此易发生突发性故障。故障发生的区域及产生原因较为明显，如发生碰撞，元件内弹簧突然折断，管道破裂，异物堵塞流道，密封损坏，系统压力突然失调，速度突然下降，液压振动和噪声，油温急剧上升，控制信号失真，动作错乱，内外泄漏失控等故障现象。突发性故障往往与液压设备安装不当、维护不及时有关系。有时由于操作错误而发生破坏性故障。防止这类故障的主要措施是认识故障特征，加强管理维护。缓发性故障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。针对这一情况，要对元件进行全面检测，对已失效的液压元件应进行修理或更换。液压系统运行中要加强维护，注意观察各部位工作状况，发现有异常现象，及时分析原因，采取有效对策，以防发生重大故障。液压系统何时应该大修，寿命还有多长，何时进行局部或全部更新改造，要进行全面地科学地综合分析，制订合理的维修和改造计划，使液压系统尽可能最大限度地发挥其潜在作用。2、按故障在线显现情况分类按液压故障在线表现情况可分为实际故障和潜在故障两种。实际故障又称为功能性故障，由于这种故障的实际存在，使液压系统不能工作或工作能力显著降低，如关键液压元件被损坏等；潜在故障与缓发性（或渐进性）故障相似，尚未在功能性方面表现出来，但可以通过观察及仪器测试出来它的潜在程度。3、按故障发生原因分类按故障发生的原因可分为人为故障和自然故障两种。由于设计、制造、运行安装、使用及维修不当等造成的故障均称为人为的故障；由于不可抗拒的自然因素（如磨损、腐蚀、老化及环境等因素）产生的故障均属于自然故障范围。总之，液压设备的故障，一般在初期因设计、制造、运输、安装、调试等原因而故障率较高，随着运用时间延长及故障的不断排除，故障率将逐渐降低。到了设备使用后期，由于长期使用过程中的磨损、腐蚀、老化、疲劳等而逐渐使故障增多。只有在使用中期，设备故障才趋于较稳定期，也就是设备的有效工作寿命期。但如果由于使用不当或对潜在的故障不及时诊断与排除，即使在有效寿命期也不能排除出现突发性的各种严重故障。第二节液压故障的诊断步骤与方法一、液压系统故障诊断步骤液压系统的故障往往是系统中某个元件产生故障造成的，因此，需要把出了故障的元件找出来。根据图3-1列出的步骤进行检查，就能找出液压系统中产生故障的元件。液压故障流量压力方向液压系统原理图所要检查的液压元件清单列出被检查元件的次序和程序初检使用仪器进一步检查故障元件的检查、修理或更换过热噪声泄漏冲击振动第一步：液压设备运转不正常，例如没有运动、运动不稳定、运动方向不正确、运动速度不符合要求、动作顺序错乱、力输出不稳定、严重泄漏、爬行、温升过快等。无论是什么原因，都可以归纳为流量、压力和方向三大问题。第二步：审核液压回路图，并检查每个元件，确认其性能和作用，初步评定其质量状况。第三步：列出与故障有关的元件清单，进行逐个分析。进行这一步时，一要充分利用判断力，二是注意绝不可遗漏对故障有重大影响的元件。第四步：对清单中所列元件按己往的经验和元件检查难易排列次序。必要时，列出重点检查的元件和元件重点检查部位，同时安排检测仪器等。第五步：对清单中列出的重点元件进行初检。初检应判断一些问题元件的使用和安装是否合适；元件的测量装置、仪器和测试方法是否合适；元件的外部信号是否合适；对外部信号是否响应等。特别要注意某些元件的故障先兆，如过高的温度和噪声，振动和泄漏等。第六步：如果初检未查出故障，要用仪器反复检查。第七步：识别出发生故障的元件，对不合格的元件进行修理或更换。在重新启动主机前，必须先认真考虑一下这次故障的原因和后果。如果故障是由于污染或油液温度过高引起的，则应预料到另外元件也有出现故障的可能性，并应针对隐患采取相应的补救措施。例如：由于铁屑进入泵内引起泵的故障，在换新泵之前要对系统进行彻底地清洗净化。二、故障诊断方法故障诊断的最基本方法有观察法、逻辑分析法及仪器检测法。观察法、逻辑分析法是一种定性分析方法，仪器检测法具有定量分析的性质。（一）观察诊断法观察诊断，实际就是凭人的眼、鼻、耳、手的观察、嗅觉、听觉及触摸感觉与日常经验结合起来的分析液压设备是否存在故障、故障部位及原因的一种最初的直观诊断法。一般情况下，任何故障在演变为大故障之前都会伴随有种种不正常的征兆，例如:1、出现不正常的振动与噪声，尤其是在液压泵、液压马达、液压阀等液压元件处。2、液压执行元件出现工作速度下降，系统压力降低及执行机构动作无力现象。3、出现工作油液温升过高及有焦烟味等现象。4、出现管路损伤、松动等现象。5、出现压力油变质、油箱液位下降等现象。上述这些现象只要勤检查、观察，就不难被发现。在对液压系统的初步诊断过程中具体应注意以下几点：1、看，一般有六看：一看速度，指执行机构运动速度有无变化和异常现象。二看压力，指液压系统中各测压点的压力值大小，压力值有无波动现象。三看油液，观察油液是否清洁，是否变质，油液表面是否有泡沫，油量是否在规定的油标线范围内，油液的粘度是否符合要求等。四看泄漏，指液压管道各接头，阀板结合处，液压缸端盖，液压泵轴端等处是否有渗漏滴漏等现象。五看振动，指液压缸活塞杆、工作台等运动部件工作时有无因振动而跳动的现象。六看产品，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、系统的工作压力和流量的稳定性。2、听，用听觉判断液压系统工作是否正常一般要做到四听：一听噪声，听液压泵和液压系统工作时的噪声是否过大，噪声的特征。溢流阀、顺序阀等压力控制元件是否有尖叫声。二听冲击声，指工作机构液压缸换向时冲击声是否过大，液压缸活塞是否有撞击缸底的声音，换向阀换向时是否有撞击端盖的现象。三听气蚀和困油的异常声，检查液压泵是否吸进空气，是否有严重困油现象。四听敲打声，指液压泵运转时是否有因损坏引起的敲打声。3、摸，用手触摸允许摸的部件以便了解它们的工作状态。一般有四摸：一摸温升，用手摸液压泵、液压马达、油箱和阀类元件外壳表面，若接触两秒钟感到烫手，就应检查温升过高的原因。二摸振动，用手摸运动部件和管子的振动情况，若有高频振动应检查产生的原因。三摸爬行，当工作机构在轻载低速运动时，用手摸工作机构有无爬行现象。四摸松紧程度，用受拧一下挡铁、微动开关和紧固螺钉等松紧程度。4、闻，用嗅觉器官辨别油液是否发臭变质，橡胶件是否因过热发出特殊气味等。5、问，访问设备操作者，了解设备平时运行状况。一般有六问：一问液压系统工作是否正常，液压泵有无异常现象。二问液压油更换时间，滤网是否清洁。三问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。四问发生事故前对密封件或液压件是否更换过。五问发生事故前后液压系统出现过哪些不正常现象。六问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。6、阅，查阅设备技术档案中的有关故障分析和修理记录，查阅日检和定检卡，查阅交接班记录和维修保养情况记录。总之，对各种情况必须了解得尽可能清楚、详尽。但由于每个人的感觉，判断能力和实践经验的差异，对初步获得的信息取舍不同，判断结果会有差别。这种差别不会永远存在，是暂时的，而故障原因是特定的，经过反复实践，终究会被确认并予以排除。将这些现场现象作为第一手资料，根据经验及有关图表、资料数据，就很快地能判断出是否存在故障、故障性质、发生的部位及故障具体产生的原因，就可以着手进行采取排除故障的措施或作出预防大故障的发生。为了及时、准确地了解液压系统的工作状况，一定要做好日常检查工作。（二）逻辑分析法逻辑分析法主要根据设备液压系统工作基本原理进行的逻辑推理方法，也是掌握故障判断技术及排除故障的最主要的基本方法。它是根据该设备液压系统组成中各回路内的所有液压元件有可能出现的问题导致执行元件（液压缸或液压马达）故障发生的一种逼近的推理查出法。这种方法有液压系统分析法、列表法及框图法。现分别介绍如下：1、液压系统分析法应用液压系统图分析故障原因是目前工程技术人员常采取的基本方法，这个方法是故障诊断的基础，其它方法都必须依此为基础。所以认真掌握液压系统原理图是故障诊断与排除的基本条件。为了正确分析液压系统，首先要做到以下几点：（1）理解液压系统。真正理解液压系统也不是很容易的事。读一台液压设备的液压系统，就象读一篇文章一样，必须反复琢磨、推敲，理解作者的思路和设计意图。了解工况就是要分析负载对力、速度、行程、位置及工作循环周期的要求。分析液压系统的设计者是如何保证负载的这些工况要求的。最后做到真正认识液压系统：认识液压系统的结构，液压系统是由哪些回路组成的，每个回路的特性是什么，回路之间是如何溶合一体的等等。所有这些都要弄清楚，一个地方理解错误，就不可能有效地排除液压系统