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液壓系統(tǒng)故障診斷及排除實用方法

發(fā)布時間:2013-09-16 00:00:00 瀏覽次數(shù):5092
1、液壓系統(tǒng)故障診斷的一般原則
正確分析故障是排除故障的前提,系統(tǒng)故障大部分并非突然發(fā)生,發(fā)生前總有預兆,當預兆發(fā)展到一定程度即產(chǎn)生故障。引起故障的原因是多種多樣的,并無固定規(guī)律可尋。統(tǒng)計表明,液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障約90%是由于使用管理不善所致為了快速、準確、方便地診斷故障,必須充分認識液壓故障的特征和規(guī)律,這是故障診斷的基礎。
以下原則在故障診斷中值得遵循:
(1)首先判明液壓系統(tǒng)的工作條件和外圍環(huán)境是否正常需首先搞清是設備機械部分或電器控制部分故障,還是液壓系統(tǒng)本身的故障,同時查清液壓系統(tǒng)的各種條件是否符合正常運行的要求。
(2)區(qū)域判斷根據(jù)故障現(xiàn)象和特征確定與該故障有關的區(qū)域,逐步縮小發(fā)生故障的范圍,檢測此區(qū)域內(nèi)的元件情況,分析發(fā)生原因,最終找出故障的具體所在。
(3)掌握故障種類進行綜合分析根據(jù)故障最終的現(xiàn)象,逐步深入找出多種直接的或間接的可能原因,為避免盲目性,必須根據(jù)系統(tǒng)基本原理,進行綜合分析、邏輯判斷,減少懷疑對象逐步逼近,最終找出故障部位。
(4)故障診斷是建立在運行記錄及某些系統(tǒng)參數(shù)基礎之上的。建立系統(tǒng)運行記錄,這是預防、發(fā)現(xiàn)和處理故障的科學依據(jù);建立設備運行故障分析表,它是使用經(jīng)驗的高度概括總結,有助于對故障現(xiàn)象迅速做出判斷;具備一定檢測手段,可對故障做出準確的定量分析。
(5)驗證可能故障原因時,一般從最可能的故障原因或最易檢驗的地方開始,這樣可減少裝拆工作量,提高診斷速度。
2、故障診斷方法
目前查找液壓系統(tǒng)故障的傳統(tǒng)方法是邏輯分析逐步逼近斷。此法的基本思路是綜合分析、條件判斷。即維修人員通過觀察、聽、觸摸和簡單的測試以及對液壓系統(tǒng)的理解,憑經(jīng)驗來判斷故障發(fā)生的原因。當液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,故障根源有許多種可能。采用邏輯代數(shù)方法,將可能故障原因列表,然后根據(jù)先易后難原則逐一進行邏輯判斷,逐項逼近,最終找出故障原因和引起故障的具體條件。
此法在故障診斷過程中要求維修人員具有液壓系統(tǒng)基礎知識和較強的分析能力,方可保證診斷的效率和準確性。但診斷過程較繁瑣,須經(jīng)過大量的檢查,驗證工作,而且只能是定性地分析,診斷的故障原因不夠準確。為減少系統(tǒng)故障檢測的盲目性和經(jīng)驗性以及拆裝工作量,傳統(tǒng)的故障診斷方法已遠不能滿足現(xiàn)代液壓系統(tǒng)的要求。
近年來,隨著液壓系統(tǒng)向大型化、連續(xù)生產(chǎn)、自動控制方向發(fā)展,又出現(xiàn)了多種現(xiàn)代故障診斷方法。如鐵譜技斷,可從油液中分離出來的各種磨粒的數(shù)量、形狀、尺寸、成分以及分布規(guī)律等情況,及時、準確地判斷出系統(tǒng)中元件的磨損部位、形式、程度等。而且可對液壓油進行定量的污染分析和評價,做到在線檢測和故障預防。再如基于人工智能的專家診斷系斷,它通過計算機模仿在某一領域內(nèi)有經(jīng)驗專家解決問題的方法。將故障現(xiàn)象通過人機接口輸入計算機,計算機根據(jù)輸入的現(xiàn)象以及知識庫中的知識,可推算出引起故障的原因,然后通過人機接口輸出該原因,并提出維修方案或預防措施。這些方法給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來廣闊的前景,給液壓系統(tǒng)故障診斷自動化奠定了基礎。但這些方法大都需要昂貴的檢測設備和復雜的傳感控制系統(tǒng)和計算機處理系統(tǒng),有些方法研究起來有一定困難。目前不適應于現(xiàn)場推廣使用。下面介紹一種簡單、實用的液壓系統(tǒng)故障診斷方法。
2.1基于參數(shù)測量的故障診斷系統(tǒng)
一個液壓系統(tǒng)工作是否正常,關鍵取決于兩個主要工作參數(shù)即壓力和流量是否處于正常的工作狀態(tài),以及系統(tǒng)溫度和執(zhí)行器速度等參數(shù)的正常與否。液壓系統(tǒng)的故障現(xiàn)象是各種各樣的,故障原因也是多種因素的綜合。同一因素可能造成不同的故障現(xiàn)象,而同一故障又可能對應著多種不同原因。例如:油液的污染可能造成液壓系統(tǒng)壓力、流量或方向等各方面的故障,這給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來極大困難。
參數(shù)測量法診斷故障的思路是這樣的,任何液壓系統(tǒng)工作正常時,系統(tǒng)參數(shù)都工作在設計和設定值附近,工作中如果這些參數(shù)偏離了預定值,則系統(tǒng)就會出現(xiàn)故障或有可能出現(xiàn)故障。即液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障的實質(zhì)就是系統(tǒng)工作參數(shù)的異常變化。因此當液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時,必然是系統(tǒng)中某個元件或某些元件有故障,進一步可斷定回路中某一點或某幾點的參數(shù)已偏離了預定值。這說明如果液壓回路中某點的工作參數(shù)不正常,則系統(tǒng)已發(fā)生了故障或可能發(fā)生了故障,需維修人員馬上進行處理。這樣在參數(shù)測量的基礎上,再結合邏輯分析法,即可快速、準確地找出故障所在。參數(shù)測量法不僅可以診斷系統(tǒng)故障,而且還能預報可能發(fā)生的故障,并且這種預報和診斷都是定量的,大大提高了診斷的速度和準確性。這種檢測為直接測量,檢測速度快,誤差小,檢測設備簡單,便于在生產(chǎn)現(xiàn)場推廣使用。適合于任何液壓系統(tǒng)的檢測。測量時,既不需停機,又不損壞液壓系統(tǒng),幾乎可以對系統(tǒng)中任何部位進行檢測,不但可診斷已有故障,而且可進行在線監(jiān)測、預報潛在故障。
2.1.1參數(shù)測量法原理
只要測得液壓系統(tǒng)回路中所需任意點處工作參數(shù),將其與系統(tǒng)工作的正常值相比較,即可判斷出系統(tǒng)工作參數(shù)是否正常,是否發(fā)生了故障以及故障的所在部位。
液壓系統(tǒng)中的工作參數(shù),如壓力、流量、溫度等都是非電物理量,用通用儀器采用間接測量法測量時,首先需利用物理效應將這些非電量轉換成電量,然后經(jīng)放大、轉換和顯示等處理,被測參數(shù)則可用轉換后的電信號代表并顯示。由此可判斷液壓系統(tǒng)是否有故障。但這種間接測量方法需各種傳感器,檢測裝置較復雜,測量結果誤差大、不直觀,不便于現(xiàn)場推廣使用。
本人通過多年的教學和生產(chǎn)實踐,設計出一種簡單、實用的液壓系統(tǒng)故障檢測回路。檢測回路通常和被檢測系統(tǒng)并聯(lián)連接,此連接需在被測點設置的雙球閥三通接頭,它主要用于對系統(tǒng)進行不拆卸檢測。它對液壓系統(tǒng)所需點的各種參數(shù)進行直接的快速檢測,不需任何傳感器,它可同時檢測系統(tǒng)中的壓力、流量和溫度三個參數(shù),而執(zhí)行器的速度和轉速則可通過測量出口流量的方法計算得到。例如:只要在泵出口及執(zhí)行器進、出口安裝雙球閥三通,則通過測量1、2、3三點的壓力、流量及溫度值,則可立刻診斷出故障所在的大致部位(泵源、控制傳動部分或執(zhí)行器部分)。增加參數(shù)檢測點,則可縮小故障發(fā)生區(qū)域。
系統(tǒng)正常工作時,閥門1開啟,2關閉,檢測口罩上防塵罩,以防污染。檢測時,只要將檢測回路與檢測口接通,即旋緊活接頭螺紋并打開閥門2。通過調(diào)節(jié)閥門1和溢流閥7即可方便地測出壓力、流量、溫度、速度等參數(shù)。但要求系統(tǒng)配管時,將雙球閥三通在需檢測系統(tǒng)參數(shù)的部位當作接管或彎管接頭來配置。
1,2.截止球閥3,8.軟管4.壓力表5.流量計 6.溫度計7.溢流閥9.過濾器
2.1.2參數(shù)測量方法
第1步:測壓力,首先將檢測回路的軟管接頭與雙球閥三通螺紋接口旋緊接通。打開球閥2,關死溢流閥7,切斷回油通道,這時從壓力表4上可直接讀出所測點的壓力值(為系統(tǒng)的實際工作壓力)。
第2步:測流量和溫度——慢慢松開溢流閥7手柄,再關閉球閥1。重新調(diào)整溢流閥7,使壓力表4讀數(shù)為所測壓力值,此時流量計5讀數(shù)即為所測點的實際流量值。同時溫度計6上可顯示出油液溫度值。
第3步:測轉速(速度)——不論泵、馬達或缸其轉速或速度僅取決于兩個因素,即流量和它本身的幾何尺寸(排量或面積),所以只要測出馬達或缸的輸出流量(對泵為輸入流量),除以其排量或面積即得到轉速或速度值。
2.2參數(shù)測量法實例
此系統(tǒng)在調(diào)試中出現(xiàn)以下現(xiàn)象:泵能工作,但供給合模缸和注射缸的高壓泵壓力上不去(壓力調(diào)至8.0Mpa左右,再無法調(diào)高),泵有輕微的異常機械噪聲,水冷系統(tǒng)工作,油溫、油位均正常,有回油。
從回路分析故障有以下可能原因:
(1)溢流閥故障??赡茉颍赫{(diào)整不正確,彈簧屈服,阻尼孔堵塞,滑閥卡住。
(2)電液換向閥或電液比例閥故障??赡茉颍簭臀粡椈烧蹟啵刂茐毫Σ粔?,滑閥卡住,比例閥控制部分故障。
(3)液壓泵故障??赡茉颍罕棉D速過低,葉片泵定子異常磨損,密封件損壞,泵吸入口進入大量空氣,過濾器嚴重堵塞。
故障診斷方法:
(1)應用傳統(tǒng)的邏輯分析逐步逼近法。需對以上所有可能原因逐一進行分析判斷和檢驗,最終找出故障原因和引起故障的具體元件。此法診斷過程繁瑣,須進行大量的裝拆、驗證工作,效率低,工期長,并且只能是定性分析,診斷不夠準確。
(2)應用基于參數(shù)測量的故障診斷系統(tǒng)。只需在系統(tǒng)配管時,在泵的出口a、換向閥前b及缸的入口c三點設置雙球閥三通,則利用故障診斷檢測回路,在幾秒鐘內(nèi)即可將系統(tǒng)故障限制在某區(qū)域內(nèi)并根據(jù)所測參數(shù)值診斷出故障所在。檢測過程如下:
(a)將故障診斷回路與檢測口a接通,打開球閥2并旋松溢流閥7,再關死球閥1,這時調(diào)節(jié)溢流閥7即可從壓力表4上觀察泵的工作壓力變化情況,看其是否能超過8.0Mpa并上升至所需高壓值。若不能則說明是泵本身故障,若能說明不是泵故障,則應繼續(xù)檢測。
(b)若泵無故障,則利用故障診斷回路檢測b點壓力變化情況。若b點工作壓力能超過8.0Mpa并上升至所需高壓值,則說明系統(tǒng)主溢流閥工作正常,需繼續(xù)檢測。
若溢流閥無故障,則通過檢測c點壓力變化情況即可判斷出是否換向閥或比例閥故障。
通過檢測最終故障原因是葉片泵內(nèi)漏嚴重所引起。拆卸泵后方知,葉片泵定子由于滑潤不良造成異常磨損,引起內(nèi)漏增大,使系統(tǒng)壓力提不高,進一步發(fā)現(xiàn)是由于水冷系統(tǒng)的水漏入油中造成油乳化而失去潤滑作用引起的。
3結論
參數(shù)測量法是一種實用、新型的液壓系統(tǒng)故障診斷方法,它與邏輯分析法相結合,大大提高了故障診斷的快速性和準確性。首先這種測量是定量的,這就避免了個人診斷的盲目性和經(jīng)驗性,診斷結果符合實際。其次故障診斷速度快,經(jīng)過幾秒到幾十秒即可測得系統(tǒng)的準確參數(shù),再經(jīng)維修人員簡單的分析判斷即得到診斷結果。再者此法較傳統(tǒng)故障診斷法降低系統(tǒng)裝拆工作量一半以上。
此故障診斷檢測回路具有以下功能:
(1)能直接測量并直觀顯示液流流量、壓力和溫度,并能間接測量泵、馬達轉速。
(2)可以利用溢流閥對系統(tǒng)中被測部分進行模擬加載,調(diào)壓方便、準確;為保證所測流量準確性,可從溫度表直接觀察測試溫差(應小于±3℃)。
(3)適應于任何液壓系統(tǒng),且某些系統(tǒng)參數(shù)可實現(xiàn)不停車檢測。
(4)結構輕便簡單,工作可靠,成本低廉,操作簡便。
這種檢測回路將加載裝置和簡單的檢測儀器結合在一起,可做成便攜式檢測儀,測量快速、方便、準確,適于在現(xiàn)場推廣使用。它為檢測、預報和故障診斷自動化打下基礎。

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