液壓系统故障诊断.docVIP

第十一章 液压系统故障诊断 第一节 概 述 液压系统的故障诊断是指在不拆卸液压设备的情况下，凭观察和仪表测试判断液压设备的故障所在和原因。液压设备的故障是指液压设备的各项技术指标偏离了它的正常状态，如管路和某些元件损坏、漏油、发热、致使设备的工作能力丧失，功率下降，产生振动和噪声增大等。 在使用液压设备时，液压系统可能出现的故障是多种多样的。即使是同一个故障现象，产生故障的原因也不一样，它是许多因素综合影响的结果。特别是新装置的液压设备，在试车时产生的故障现象，其原因更是多方面的。液压系统是一个密闭的系统，各元件的工作状态是看不见，摸不着的。因此，在进行故障诊断时，必须对引起故障的因素逐一分析，注意到其内在联系，找出主要矛盾，这样才能比较容易地排除故障。 液压系统的故障主要是由构成回路的液压元件本身产生的动作不良、系统回路的相互干涉使某元件单体异常动作而产生的。图11-1所示为液压元件的故障发生率情况，其中油泵的故障率为最大，所以要引起足够重视。 a）液压系统故障 b）液压油故障 图 11-1 液压元件故障发生率图 11-2 液压系统故障发生率 液压系统还由于液压油的选用不当和管理不善而造成的故障也非常多。在液压系统的故障中至少有75％是由液压油的污染造成的，而液压油的故障中约有90％是杂质造成的，图11-2所示为液压系统的故障发生率情况。所以合理地选择、使用、维护、保管液压油是关系到液压设备工作的可靠性、耐久性和工作性能好坏的重要问题，也是减少液压设备出现故障的有力措施。 当然，液压系统的故障除由元件本身和工作油液的污染引起的以外，还因安装、调试和设计不当等原因引起的也较多。 液压系统的故障诊断，过去一般凭经验，随着液压测试技术的发展，国内外正研制和应用专用的测试仪和设备。如手提式测试器、液压故障诊断器和液压故障检修车等。应用这些专用仪器和设备能在现场很快查出液压元件及系统的故障，并进行排除。 近年来，在液压系统故障诊断与状态监测技术方面取得了较大进展。如利用振动信号、油液光谱分析、油液铁谱分析、超声波泄漏指示器、红外线测试仪等来进行检测的技术，利用微机进行分析处理信号和预报故障的技术等的应用已有不少报道。而在港口工程机械液压系统中，普遍使用这些技术来进行故障诊断及状态监测，则还需经过有关各方面的努力才可能逐步实现。 第二节 液压系统的故障预兆 液压系统产生故障以前，通常都有预兆。如压力失调、噪声过大、振动过大、温升过高，泄漏过大等等。如果这些现象能及时发现，并加以适当控制或排除，系统的故障就可以减少或避免发生。 一、液压系统的工作压力失调 压力失调常表现为压力不稳定、压力调不上去或调不下来、压力转换滞后、卸荷压力较高等。产生压力失调的原因主要有以下几个方面： 1．液压泵引起的压力失调 1）液压泵的轴向、径向间隙由于磨损而增大； 2）泵的“困油”未得到圆满解决； 3）泵内零件加工及装配精度较差； 4）泵内个别零件损坏等。 2. 液压控制阀引起的压力失调 1）在压力控制阀中： ①先导阀的锥阀与阀座配合不良； ②调压弹簧太软或损坏； ③主阀芯的阻尼孔被堵塞，滑阀失去控制作用； ④主阀芯被污物卡住在开口位置或闭口位置； ⑤溢流阀作远程控制用时，其远程连接通道过小或泄漏； ⑥溢流阀作卸荷阀用时，其控制卸荷的换向阀失灵等。 2）在方向控制阀中： ①油路切换过快而产生液压冲击； ②电磁换向阀换向推杆过长或过短等。 3．辅助元件引起的压力失调 1）油滤器堵塞； 2）液流通道过小，回油不畅； 3）油液粘度太稠或太稀等。 4．其他 1）机械部分未调整好，摩擦阻力过大； 2）空气进入系统； 3）油液污染； 4）电机功率不足或转速过低； 5）压力指示装置有故障等。 二、振动与噪声 振动与噪声是同一物理现象的两个方面。当液压系统产生振动，除本身具有一定的振幅和频率外，同时还伴随着噪声。它不仅使液压系统引起故障，也有害于人类身体健康。所以，在液压传动中通常把噪声级限制在80dB以下。液压系统产生噪声的原因主要有以下几个方面： 1．机械系统振动引起的噪声 1）皮带轮、联轴器、齿轮、回转体的不平衡和滚动轴承的滚动体发生振动； 2）液压泵轴与电机轴不同心或联轴器松动； 3）管道支承不良等。 2．液压泵和液压马达质量不好引起的噪声 1）零件加工及装配精度不高； 2）泵的“困油”未得到圆满解决，流量和压力脉动较大； 3）轴承质量不好等。 3．系统密封不严引起的噪声 1）系统进入空气是液压系统产生噪声的主要原因。 4．液压控制阀失灵引起的噪声。 1）溢流阀的调压弹簧疲劳或端面与