浅谈矿山机械液压系统常见故障及故障分析

摘要：矿山机械在使用过程中，受各种因素的影响，其液压系统容易发生故障。由于液压系统封闭运行，进一步增加了故障检测和判断的难度。为了确保矿山机械正常运行，需要研究分析其存在的故障。为此，本文通过对矿山机械液压系统的常见故障进行研究分析，提出相应的检测方式，为分析液压系统的故障提供参考依据。

关键词：液压系统 故障 诊断方式

随着我国矿山机械的快速发展，在矿山岩石钻进、铲装、运输、破碎及选矿等设备中，液压技术的应用范围不断扩大，其重要性日益凸显。但是，由于矿山机械工作环境恶劣，作业时间长，进而在一定程度上容易引发液压系统发生故障，由于液压装置对污染较为敏感，并且液压系统在密封的环境中运行，进而在内部容易发生损坏和失效，使得故障原因变得越加复杂，并且难以确定故障部位，同时，多样的故障形式也使检测与判断更困难。因此，分析、处理矿山机械液压系统存在的故障，对于矿山机械的正常运行具有重要的意义。

1 矿山机械液压系统常见故障

1.1 液压系统存在噪声大、振动强烈 空气进入液压缸、管内油流速激烈，以及阀换向、压力阀等工作不良，进而在一定程度上造成系统共振。

1.2 系统压力不正常 ①压力不足。损坏溢流阀旁通阀，损坏泵、马达或缸。②压力不稳定。空气混在油中，磨损溢流阀、弹簧缺乏刚性，蓄能器或充气阀失效，磨损泵、马达或缸。③压力过高。减压阀、溢流阀、卸荷阀在设定值方面存在相应的错误，使得变量机构的正常工作在不同程度受到影响和制约。

1.3 系统动作不正常 ①执行元件无动作。在矿山机械液压系统中，由于电磁阀中的电磁铁发生故障，进而在一定程度上直接影响限位、顺序装置的正常工作，进一步损坏缸或马达等。②执行元件动作太慢。矿山机械的液压泵输出流量比较低，或者液压系统存在严重的泄漏，造成油液黏度过高或过低，造成阀芯卡涩，进一步磨损缸或马达。③动作不规则。液压系统压力不正常，空气混合在油中，进而造成阀芯出现卡涩，同时磨损、损坏缸和马达。

1.4 系统液压冲击大 ①换向时产生冲击。在换向的过程中，由于液压系统的关闭或开启在短时间内完成，在一定程度上使得动能、势能发生相互转换产生巨大的冲击。②在运动过程中，液压缸突然被制动或到达终点。由于液压缸的动量、惯性等在运动过程中比较大，如果突然被制动或发生碰撞，进而在一定程度上增加压力。

1.5 系统油温高 设定的压力在矿山机械液压系统中往往比较高。溢流阀、卸荷阀等卸荷回路元件工作不正常。卸压时间比较短。油箱结构设计的不合理，或者油量不足。

2 其他故障

2.1 泵不出油 ①在工作过程中，由于没有连接电源，或者电路及元件存在故障，进而在一定程度上导致电动机轴不能正常转动，或者引发电动机出现反转，进而使得液压泵出现反转。②受发热的影响和制约，造成电动机跳闸。溢流阀调压过高，超荷载后导致液压泵出现闷泵现象，卡死溢流阀芯或堵塞阻尼孔，使得电机发生故障。③卡死泵内部滑动副卡死。④泵不吸油：引发这种故障的原因主要包括：油位过低；柱塞泵变量机构出现失灵，加工精度不够，装配不到位，进而在一定程度上使得油温过高影响零件的形成等。

2.2 泵噪声大 ①存在严重的吸空现象。由于堵塞局部的吸油过滤器，使得吸油阻力进一步增加；缩短了吸油管与油面间距离；吸油（油液面）位置高（低）；吸油过滤器过流面积比较小。②吸入气泡。部分空气溶解在油液中；因回油涡流相对比较剧烈，进而在回油过程中容易生成泡沫；在管道内或泵壳内出现空气。③液压泵不能正常工作。无论是定子环内，还是齿轮等，其精度都比较低，在工作过程中存在摆差大等现象，泵内轴承、零部件受到不同程度的破损。④泵自身结构存在问题。出现严重的困油现象，无论是流量脉动，还是压力脉动都比较大。⑤矿山液压泵安装不到位。与联轴器相比，泵轴和电动机轴的同轴度比较差，并伴有一定的松动。

2.3 泵出油量不足 ①泵内部滑动零件发生严重磨损。a叶片泵配油盘端面、齿轮端面与测板等磨损比较严重；b齿轮泵泵体孔因轴承损坏出现严重的磨损；c严重的磨损柱塞泵柱塞与缸体孔、配油盘与缸体端面等。②液压泵装配不到位。a定转子，柱塞与缸体，泵体与侧板之间的间隙过大；b泵盖上螺钉出现松动；c反装叶片和转子。

2.4 压力、流量不稳定 在输出功率方面，电动机、机械驱动机构比较小，通常情况下是因排量、压力过大造成的。在转子槽内，个别叶片间隙过大，高压油流向低压腔。

2.5 异常发热 ①装配不到位。a间隙不合理；b装配质量差，传动部分的同轴度大大降低；c轴承的油经过排油口受阻。②油液质量比较差。在黏一温特性方面，油液比较差，黏度波动比较大；油液不纯，含有大量的水。③管路发生故障。泄吸油管被压扁或者堵死，或者是吸泄油管较细，弯头较多，进而在一定程度上难以满足排油的需要。

2.6 轴封漏油 ①安装不到位。密封件唇口被装反；骨架弹簧出现脱落；轴倒角不当，翻开密封唇口，通过花键轴时拉伤密封唇口。a轴倒角太小；b轴倒角处比较粗糙。②轴和沟槽加工缺乏相应的精度。a加工轴存在错误，轴颈不合理。b沟槽加工存在错误，导致沟槽不合理，甚至被损伤，进而装斜油封，进一步导致油从外周漏出。③油封存在缺陷。油封存在质量问题，不论是耐油性，还是对液压油的相容性，都比较差，引起变质、老化、失效等进而在一定程度上容易引发漏油。④堵塞泄油孔，增加了泄油。接触面因密封唇口变形而增加，因摩擦产生热，进而发生老化，进一步导致油封失效。

2.7 液压控制系统故障 ①在系统中输入控制信号后，执行元件不动作。②在系统中输入控制信号后，沿着某一方向，执行元件运动到底。③执行元件零位不准确。需要对伺服阀的调零偏置信号、调零、颤振信号的正常性进行检查。④与输入信号相比，执行元件出现振荡或滞后现象。需要对伺服放大器的放大倍数、系统油压等进行检查。

3 诊断故障的方法

3.1 主观诊断技术 所谓主观诊断技术，通常情况下是指维修人员借助简单的诊断仪器或设备，结合自身的实践经验，进而在一定程度上研究、分析、判断故障产生的原因和部位，其诊断方法主要包括：①直觉经验法。所谓直觉经验法通常情况下是指凭感官和经验，维修人员对故障原因通过看、听、摸、闻、问等方式进行相应的排查和分析。判断故障的具体过程主要表现为：a看。就是查看执行元件的爬行、无力、速度异常等现象。b听。通过听判断泵和马达是否存在异常声响.以及溢流阀是否存在尖叫声等。c摸。通过触摸判断系统元件的油温、冲击，以及振动的大小等。d闻。通过闻，判断油液是否存在变质、轴承是否存在烧坏等现象。e问。通过询问设备操作者，进而在一定程度上了解液压系统的工况。②参数测量法。所谓参数测量法是指利用系统回路中测得的工作参数与系统工作的正常值进行对比，进一步对故障及故障部位进而确定。③逻辑分析法。逻辑分析法是指分析元件、系统、设备之间的逻辑关系，进而在一定程度上对故障的发生部位进行确定。④堵截法。堵截法需要分析液压系统的组成结构，结合故障的实际情况，进而在一定程度上选择确定相应的堵截点。

3.2 仪器诊断技术 借助仪器显示或计算机运算等，对液压系统的压力、流量、执行部件的速度等进行研究分析，在一定程度上对故障部位和故障原因进行判断。

3.3 智能诊断技术 通过对人脑机能进行模拟，进而在一定程度上获取、传递故障信息，借助专家经验以及相应的诊断策略，进一步识别、预测诊断对象。其中，基于人工智能的专家诊断系统是通过计算机对某一领域内有经验的专家解决问题的模式进行模仿在计算机中输入相应的故障现象，通过模拟进一步显示相应的维修、预防方案或措施等。

4 结束语

综上所述，为了确保矿山机械正常工作，通常情况下需要做好故障诊断工作，需要对熟悉和掌握液压元件的工作特性、系统结构、工作原理等，并且在一定程度上掌握液压元件、辅件、系统之间的配置关系，建立和完善设备维修、护理制度，同时积累相应的数据和设备运转记录。

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