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摘要：液压缸是工程机械液压系统的主要组成部分之一，使用液压缸后一段时间内发生内部泄漏，会导致液压油温度过高、工作效率降低、能耗过高等不良结果，严重时甚至不能移动。这时需要修理液压缸。掌握液压缸维修要点是提高维修质量和效率的有效手段。本文基于浅谈工程机械液压缸故障诊断及寿命预测展开论述。
关键词：工程机械；液压缸；故障诊断；寿命预测
引言
工程机械是我国装备工业的重要组成部分，主要用于工程建设、交通运输、矿山作业、建筑施工、环境保护等多种领域。液压缸作为工程机械工作装置的执行元件，其故障必将影响工程机械主机工作效率，严重的导致主机停机。活塞杆拉伤作为一种典型的故障，对液压缸的性能影响较大，对其故障进行分析，找到故障修复方法，从而减少损失。
1装配要点
近年来，随着液压传动系统在各领域的逐渐普及，有效地简化机械结构，减少材料消耗，已经成为许多工程机械不可缺少的一部分，促进了相关行业的发展。液压传动系统使用液压油作为工作介质，因此在工作过程中，由于液压油本身的缺陷，难免发生机械故障和泄漏事件。组装前要重新清洗、烘干或自然干燥，然后分类到工作台附近的专用货架(台)。组装前，将活塞杆组件安装到气缸上时，活塞杆必须与气缸保持同轴，用铜杆均匀拍打活塞杆末端，或使用压力机填充活塞杆组件。如果导向套用多个螺栓固定在气缸上，则在组装固定螺栓时，应根据180、90、45的原则对称地拧紧导向套固定螺栓。防止导向套与气缸有不同的心，引起挤压和摩擦，损坏导向套的O圈，导致导向套和气缸之间出现外部泄漏。组装好的液压缸要经过往复拉伸实验和压力和泄漏实验才能投入机器。
2活塞杆拉伤故障分析
由活塞杆拉伤的表面损伤情况可见，拉伤机理主要为磨粒磨损，包括因污染物微粒导致的三体磨损，以及活塞杆与导向套之间的二体磨损。因此，导致和加剧活塞杆拉伤的主要因素有固体污染物、表面硬度不足、异常接触等。具体而言，工程机械液压缸活塞杆拉伤的原因主要有以下几个方面:(1)液压系统或液压缸中油液清洁度差，油液中杂质、金属颗粒液压缸活塞杆与密封之间，液压缸往复运动，从而造成活塞杆拉伤;(2)液压系统异常高温或轴用密封与活塞杆配合过紧，摩擦升温，液压缸支撑环异常磨损，导致主密封加速磨损，从而导致导向套与活塞杆接触;(3)液压缸活塞杆生产过程中活塞杆基体热处理及杆体镀层存在隐患;(4)液压缸防尘密封圈失效，外部硬质杂质进入液压缸;(5)液压缸活塞杆表面硬度设计偏低。另外，部分工程机械液压缸因为其工况及用户要求较低，为降低成本，活塞杆一般不采用淬火处理，杆体表面硬度低，即使镀层硬度提升，也无法保证表面硬度。
3液压传动系统故障诊断流程
①现场检查。如果液压传动系统因故障不能正常工作，应先检查工作环境。因为不符合标准的工作环境是设备故障的主要原因。通过温度测量技术测量液压传动系统周围温度，根据测量的温度数据判断故障原因和部位。同时，检查液压系统运行条件，重点检查机械设备的控制中心和操作系统等是否正常，对不符合标准的要及时修改。②地区判断。根据液压系统故障表现，我们可以初步判断出容易发生故障的具体领域，通过故障特点及实际操作经验缩小故障发生范围，以故障发生原因为目标进行分析，找出故障发生的确切位置。③故障分析。通过上述方法掌握故障的具体位置后，对故障的时间、现象、原因、位置等多种信息进行综合分析，找出可能导致故障的直接原因和间接原因，诊断故障时要充分结合液压传动系统的结构特点，不能判断工作原理盲目得出结论，要找到正确的故障位置，进行科学合理的检修。
液压系统故障诊断时，应填写详细的现场故障检查记录，记录故障诊断的全过程和系统运行情况，为以后发现和预防类似故障类型提供科学依据。此外，还需要记录故障排除分析过程。这将总结易出现问题的诊断处理经验，供业界相关人士参考，并通过错误分析记录快速找到问题的原因和位置，提高服务效率。
4加大维修保养管理
现代工业生产中，很对单位对于工程机械都存在重使用、轻管理的问题。对此，在后期管理中，还应就工程机械维修保养过程进行有效规范，尤其是在液压缸漏油维修中，应注重其拆检核维修方法的有效管理。譬如，当缸筒内表面磨损严重，才有较深拉痕时，应更换液压缸或者采用粘结方式进行修复；同时，还应注重活塞杆、导向套的细致检查，观察其表面粗糙度、行为公差是否满足设计要求。此外，还应加强密封件的检查维修，确保密封件无伤痕，无磨损，尽可能地减少液压缸的泄漏量。
5液压缸寿命预测研究进展
寿命预测一般包括两大类，一类是基于有限元分析的产品研发时寿命预测，一类是基于产品使用数据的产品使用寿命预测。产品研发时寿命预测主要是利用产品实际工况载荷谱数据，通过有限元分析得出产品寿命数据，可与加速寿命试验相结合进行验证优化。产品使用寿命预测一般是经过大量液压缸全生命周期数据分析并提取相应失效、疲劳等特征数据形成的寿命特征库，以此来进行寿命预测。国内针对液压缸的寿命预测较少，其他机械件相关的寿命预测则相对比较多。1)产品研发时寿命预测有限元分析是机械类部件常用的分析方法，一般用疲劳分析预测机械件的寿命，基础是静力分析和产品的载荷谱。液压挖掘机工作装置的有限元分析及疲劳寿命预测。利用有限元分析方法预测液压挖掘机工作装置的疲劳寿命。利用ANSYS软件采用流固耦合的方法进行仿真，结合线性累积损伤理论和工作装置的S－N曲线，从而得出工作装置的疲劳寿命。进行了基于载荷谱的挖掘机斗杆疲劳寿命预测研究，介绍了新型载荷谱测试方案、载荷信号预处理方法、载荷谱编谱方法和有限元分析疲劳分析方法，并结合疲劳试验进行修正。为其他机械件疲劳设计提供了参考。2)产品使用过程中的寿命预测，研究了基于腐蚀疲劳损伤理论和PSO算法的液压缸体寿命预测与优化，根据疲劳损伤理论，对腐蚀损伤下的液压缸寿命进行预测。并通过实验数据和粒子群算法，采用MATLAB软件对液压缸参数进行优化，提高了疲劳寿命且优化后的液压缸结构具有很好的适应性。
结束语
工业化背景下，机械设备在工程建设生产中的应用不断普遍，较多大型化、智能化设备的应用，有效地提升了工程建设效率，保证了工程建设质量。在工程机械使用过程中，机械故障会直接影响设备的性能和运作状态，就液压缸漏油而言，作为工程机械最常见的故障之一，其发生率占到了机械总故障类型的33%；当工程机械出现液压缸漏油时，不仅会出现爬行、处理不足的问题，而且设备整体保压性能较差，极大的降低了设备的平稳定、可靠性，并缩短了设备使用寿命。新时期，进行液压缸漏油处理已经成为提升工程机械设备运作性能的关键所在。
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