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工程机械液压传动系统故障探讨

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：张军

[导读] 摘要：液压传动系统是工程机械重要系统之一，也是最容易出现故障的系统，本文结合实践分析了工程机械液压传动系统常见故障及故障原因，以期为故障的查找和排除提供参考。

        准格尔能源有限责任公司设备维修中心内蒙古鄂尔多斯市 010300
        摘要：液压传动系统是工程机械重要系统之一，也是最容易出现故障的系统，本文结合实践分析了工程机械液压传动系统常见故障及故障原因，以期为故障的查找和排除提供参考。
        关键词：工程机械；液压传动；故障；原因
        1工程机械液压系统常见故障
        在日常工作中，工程机械液压传动系统时常会出现压力异常、速度异常和动作异常等现象。这些现象的产生，主要是由系统液压泵、马达、液压缸、控制阀和管接头这几个部位发生故障所引起的。比如在某个部位出现油液渗漏等情况时，机械就会出现耗油量增大和运行效率下降的问题。如果有部件的关键元件发生热变形问题，则会导致系统局部温度升高，从而导致油液变质和系统运行效率下降。针对这些故障，还要采取科学的分析方法才能完成故障位置的判断。
        （1）液压系统表现无力和力不足。
        （2）以液压为动力的运动机构不运动或运动不稳定，或爬行。
        （3）液压系统油液泄漏，或渗漏，造成油液污染环境，油液的浪费，机械效率降低，甚至引起系统工作不稳定和系统的破坏。
        （4）液压系统温升过高，油液变质变稀，效率降低，元件产生热变形，破坏了配合件的配合精度与配合性质，甚至造成元件的损坏。
        （5）液压系统噪声强烈，甚至产生鸣叫，引起系统剧烈振动，不仅污染了工作环境，而且可能使系统工作丧失其稳定性。
        （6）系统堵塞，元件损伤或断裂，运动元件卡死或不能达到预定位置等。
        2工程机械液压系统故障原因分析
        工程机械液压系统故障分为原始故障和自然故障，原始故障是指由于设计、制造、使用等方面造成的故障;而自然故障是指机械在正常使用条件下，由于自然磨损、老化等引起的故障，对于自然故障，是所有机械不可避免的，本文主要针对原始故障进行分析。
        2.1设计原因
        由于技术、工艺等方面原因.所设计的液压系统并非尽善尽美。所以在分析故障原因时，有必要考虑在设计上是否存在问题。设计问题是关系到液压系统性能的根本问题，属先天性。如果从设计上找出故障原因，从而去纠正设计上的失误或不足，是治本之法。例如，油箱的结构设计不合理。会导致油液受污染，给液压系统带来系列故障。其中最常见的是油箱封闭性设计不合理.如在联接处和接管处不加密封，容易导致污物渗入油箱。污染的油液进入液压系统中，加速液压元件的磨损、锈蚀、堵塞，最后导致故障的形成。近年来国内外在液压油箱封闭性设计上进行了大量探索和研究。如德国力士乐公司的液压系统，采用了全封闭式油箱结构，只留一个与大气相通的通气孑L，所有联接处和接管处都设有严格的密封装置。又如，活塞杆作为工程机械中
        的执行机构，经常裸露在外，由于工程机械工作环境恶劣，活塞杆在伸出缩进过程中容易受到环境中的磨粒磨损和腐蚀性气体腐蚀，而且污染物也可通过活塞杆和导向套的配合间隙中进入，从而加速液压缸组件的磨损;针对这种现象，可以在结构设计中根据活塞杆具体情况加装防护套，将其外露部分保护起来，则可避免上述危害。除了结构设计之外，液压系统设计不合理同样会给机器带来故障隐患。工程机械工作环境恶劣，经常处于运动或颠簸中，系统元件与基体的连接、管路间的连接容易出现松动从而导致故障产生，如果将设计有自锁装置的管接头和具有锁定性能的紧固件用于工程机械中.则可大大提高设备的可靠性，减少故障的发生。
        综上所述.液压系统、液压元件和管路的连接等方面都可能存在设计不合理之处，在使用过程中发现不足并进行技术改造，能更有效的避免机器故障，提高设备的性能，保证设备工作的顺利进行。
        2.2制造原因
        一般情况下，工程机械经装配、调试出厂后，综合技术性能应当合格。但是在工程机械设备维修时.由于更换了新的液压元件.反而给系统带来新的故障源，这主要是由新元件质量问题引起的.因此对新元件的质量也应该严格把关。例如，某工程机械液压系统中更换了一精滤器，安装后不久发现小孔堵塞，不能起到过滤作用，将新购纸芯过滤器的滤芯进行认真检查，发现滤纸上分布有微孔和裂纹.更换该滤芯后不仅不能起到过滤作用，还给液压系统带来新的故障。又如控制滑阀的阀体与阀芯配合间隙不当，可能造成泄漏或卡死。还有阀体在制造过程中有的未进行可靠的时效处理，在使用过程中由于残余应力的存在，导致阀体变形，破坏了原有配合，导致滑阀移动不灵甚至卡死于阀体中。又如生产厂家在液压系统总装时不对系统进行冲洗.以装配时的元件清洗取代系统装配时对系统的冲洗，使系统内留下了装配过程中带进系统中的污染物，这样也会造成系统故障。

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由此可见，在更换元件和查找故障时，对产生故障的制造因素加以分析和认真检查，这样才有利于故障的迅速排除。
        2.3使用原因
        液压系统操作使用维护不当。如超速、超载、违章操作，维护保养不及时等，不仅会增加机械设备故障率，还会降低机器的使用寿命。
        3工程机械液压传动系统故障诊断方法
        3.1故障诊断的一般步骤
        （1）核定故障现象或征兆。
        （2）确定故障诊断参数。通过测量参数，提取有用的故障信息。（3）分析确定故障可能产生的位置和范围。
        3.2诊断方法
        （1）直观检查法是一种最为简易最为方便的方法。通常是通过眼看、手摸、耳听、嗅闻等手段对零部件的外表进行检查，判断一些较为简单的故障。
        （2）操作调整检查法。操作调整检查法主要是进行故障复现操作，而且最好由本机操作手进行实施，以便与平时的工作状况相比较，更快、更准确地找出故障。
        （3）对比替换检查法。在缺乏测试仪的情况下，通过对两台型号、性能参数相同的机械进行比较，从中查找出故障。
        （4）仪表测量检查法。仪表测量检查法是检测液压系统故障最为准确的方法。主要是通过对系统各部分液压油的压力、流量、油温的测量来判断故障点。
        （5）逻辑分析法。当遇到一时难以找到原因的故障时，一定不要盲目拆修，结合机械的液压系统图测值的平差值L0为：L0=1.35882.01190.35881.01190.65310.2374-0.5961。
        计算待定点C，D，E点的平差高程：Hc=6.3748Hd=7.0279He=6.6121。
        计算平差后C到D间的平差高差h5及中误差d：h5=0.6531d=2.2080。
        3.3用间接平差的方法求解间接平差误差方程为：V=Bx-l
        法方程为：Nbbx-W=0。
        观测值改正数V为：V=-0.24272.8552-4.2427-0.1448-3.9021-0.6151-1.1423。
        观测值平差值L0：L0=1.35882.01190.35881.01190.65310.2374-0.5961。
        计算待定点C，D，E点的平差高程：Hc=6.3748Hd=7.0279He=6.6121。
        计算平差后C到D间的平差高差及中误差：h5=0.6531d=2.2080。
        通过上述例子可以看出，在MATLAB下繁杂的测量平差解算问题显得非常容易，尤其是对于矩阵的运算更是显示出强大的优越性，程序简洁实用，很容易被理解。同时应用MATLAB进行平差计算，可以非常清晰的体现平差计算的基本原理，计算思路清晰，非常适合对测量平差的学习和掌握，也为工程中解决复杂的平差计算问题提供了便捷的途径。应用MATLAB也可以很容易的实现其他几种基本的平差方法的平差计算，很适合对所学知识的掌握和理解。
        总结
        工程机械产生故障后。要冷静对待，分析系统故障原因，结合实践经验，依托先进检测技术，及时找出故障原因并排除，保证设备工作顺利进行，同时还要健全机械设备管理制度，规范设备操作和维护，增加设备的使用寿命。随着施工机械化的程度不断提高，对于工程建设单位来说，工程机械运行状态的好坏直接关系到企业能否正常施工。而液压系统对于工程机械性能具有直接的影响。因此相关技术人员应该不断的加强自身的专业技能，在日常的维护和检修当中积累经验，保证工程机械液压系统的正常运作。
        参考文献：
        [1]刘延俊，谢玉东.液压系统故障诊断技术的现状及发展趋势[J].液压与气动，2016（02）.
        [2]王志忠.测量平差中模型误差处理理论[J].测绘学报，2016（13）.
        [3]李建.工程机械液压传动系统的故障诊断及排除[J].科技传播，2014（07）