液压系统故障诊断

摘要： 本文主要介绍了诊断液压系统故障的一种方法，功能跟踪筛检法，也称为液压故障逆向分析方法。是指从液压系统发生故障后的故障表征出发，按照液压功能的有关联系，分析发生液压故障的各种影响因素的分析方法。简单地说，就是从液压故障的结果向原因进行分析的方法。这种方法是最适用的分析诊断液压故障的方法之一。其目的明确，只要液压功能、原理的关系清楚，查找液压故障就简便。目前，在液压故障诊断的实际运用中是使用比较广泛的一种方法。

关键词：故障诊断 功能跟踪筛检法 实际应用

前言

随着工业自动化的发展，液压设备以它独特的优点正在得到越来越广泛的应用。然而液压元件和液压系统具有其完全不同于机械设备的特殊性。它的各元件和工作液体都在封闭的油路内工作，不像其它机械设备那样直观，而且不像电器设备那样用万用表，示波器等仪器就可方便地测量出各种参数。液压设备中只靠有限的几个压力表和流量计等来指示系统的工作状态，它的故障具有隐蔽性，多样性，不确定性和因果关系复杂性等特点，故障出现后不易查找原因。液压系统一旦发生故障，不仅导致设备受损，产品质量下降，生产线停工，而且可能危及人身安全，造成环境污染，带来巨大的经济损失。因此如何保证液压系统的正常运行，怎样及时发现故障，甚至提前发现故障的征兆，都是急待解决的问题。

1、在液压系统故障诊断中要遵循以下原则

（1） 首先判明液压系统的工作条件和环境是否正常，需首先搞清是设备机械部分或是电器控制部分故障，还是液压系统本身的故障，同时查清液压系统的各种条件是否符合正常运行的要求；（如下面要讲的分析法）

（2） 区域判断，根据故障现象和特征确定与该故障有关的区域，逐步缩小发生故障的范围，检测此区域内的元件情况，分析发生原因，最终找出故障所在；（如下面要讲的截堵法）

（3） 掌握故障种类进行综合分析，根据故障最终的现象，逐步深入找出多种直接的或间接的原因.为避免盲目性，必须根据系统基本原理，进行综合分析，逻辑判断，减少怀疑对象逐步逼近，最终找出故障部位.

2、功能跟踪筛检法故障诊断步骤

？？？？液压系统的故障是由于系统中某个元件产生故障而造成的。液压系统故障的诊断，就是要找出发生故障的液压元件。图1列出了采用功能跟踪筛检法诊断液压故障的分析步骤。对图1说明如下：

第一步：液压系统故障可以分解为流量方面的故障、压力方面的故障、方向方面的故障、一般机械方面的故障和电气方面故障五个方面。

第二步：审核液压系统原理图及安装布置图。了解液压系统的使用年限、使用环境、保养情况、以前维修情况等内容，并检查每个液压元件，确认其性能和作用，初步评定其质量情况。

第三步：列出与故障相关的元件清单，进行逐个分析。进行这一步时，一要充分利用判断力，二要注意绝不可遗漏对故障有重大影响的元件。

第四步：对清单所列元件按以往的经验及元件检查的难易排列次序。必要时，列出重点检查的元件和元件的重点检查部位。同时准备测量器具等。

第五步：对清单中列出的重点检查元件进行初检。初检应判断以下一些问题，元件的使用和装配是否合适；元件的测量装置、仪器和测试方法是否合适；元件的外部信号是否合适；对外部信号是否响应等。特别注意某些元件的故障先兆，如温度过高、噪声、振动和外泄漏等。

第六步：如果初检未能准确查出故障，就要用专门的检测试验设备、仪器进行检查。

第七步：对发生故障的元件进行修理或者更换。

第八步：在重新启动系统前，必须先认真考虑一下这次故障的原因和结果。例如，故障是由于污染和油液温度过高引起的，则应预料到另外的元件也有出现故障的可能性，并应对隐患采取相应的补救措施。又如，由于铁屑进入泵内引起泵的故障，在换新泵之前应对系统进行彻底清洗。

3、运用实例

？？某公司轨梁厂淬火轨收集装置液压系统（其液压系统原理图，如图1）。在安装完毕后，调试时，液压缸G3.G4锁不住。当换向阀2—6置中位，停止加压后，在“台架”自重作用下，出现液压缸G3.G4的活塞杆慢慢向左伸出的故障现象（即“台架”慢慢下降的现象）。我们运用功能跟踪筛检法对系统进行故障诊断。从故障现象出发，首先，分析得出，该故障是属于方向方面的故障。因为在正常情况下，当换向阀2—6置中位时，液压缸G3.G4不应动作。现在出现的故障是液压缸G3.G4的活塞杆要向左慢慢伸出，即工作台架要慢慢下降。因此是属于方向错误。（第二步）根据其液压系统原理图（见图2），分析可以得出，造成该故障的原因是液控单向阀2—7内漏以及液压缸G3或G4内漏造成。液控单向阀2—7，在系统中起锁定作用。其发生内泄漏，有这样两种原因造成，一是由于本身存在质量问题，内泄漏过大。二是因回油背压过高，液控单向阀2—7的控制油路有一定的压力，导至液控单向阀2—7处于一定的开启状态，关闭不严。（第三步）根据以上分析，主要的可能的故障元件是液压缸G3或G4，液控单向阀2—7，换向阀2—6，以及回油管路，冷却装置3—3，过滤装置3—2.（第四步）从以往的经验出发，综合分析，考虑到该系统是新制造、才安装的系统。液压缸G3、G4出现内泄漏的可能性较小。由于换向阀阀芯与阀套配合间隙小，容易卡紧，导致换向不灵，换向不到位；造成回油背压过高。换向阀2—6出现故障的可能性比较大；液控单向阀2—7本身存在质量问题的可能性亦较大。至于，回油管路，冷却装置，过滤装置堵塞，而造成回油背压过高的可能性是很小的。因为，一则对于新系统，这些元件几乎不可能堵塞。二则，液压缸G1、G2部分的回油亦经过这些元件，而

液压缸G1、G2没有类似的故障。因此，可以将回油管路，冷却装置，过滤装置出现故障的情况排除在外。由此列出元件的检查顺序是：液控单向阀换向阀液压缸。（第五步）对重点元件进行初步检查。通过仔细观察，液控单向阀内部好象有油液流动的声音；换向阀的外部电信号正常，换向声音亦正常，也无发热等异常现象；液压缸没有明显的异常情况。（第六步）由此，初步可以断定，故障部位很有可能在液控单向阀。将液控单向阀拆下，在检测试验台上进行检测试验，测得其内泄漏严重超标，达7ML/MIN。（第七步）将液控单向阀进行拆开检查，发现其阀体上有砂眼，导至内泄漏。因此，更换合格的液控单向阀，再安装好。开车试验，系统故障消除。（第八步）从这一故障现象及故障原因。我们认为，对于新制造、才安装的系统，其各个元件，如果有条件，应先进行试验、检测，合格后。再安装到系统中，以免造成不必要的损失。

4、结束语

近年来，随着液压系统向大型化，连续生产，自动控制方向发展，又出现了多种现代故障诊断方法.如铁谱技术，可从油液中分离出各种磨粒的数量，形状，尺寸，成分以及分布规律等情况，从而及时，准确地判断出系统中元件的磨损部位，形式，程度等.而且可对液压油进行定量的污染分析和评价，做到在线检测和故障预防.

液压设备往往是结构复杂而且是高精度的机，电，液一体化的综合系统.系统具有机液耦合，非线性，时变性等特点.引起液压故障的原因较多，加大的故障诊断的难度.但是液压系统故障有着自身的特点与规律.正确把握液压系统故障诊断技术的发展方向，深入研究液压系统的故障诊断技术不仅具有很强的实用性，而且具有很重要的理论意义。