液壓系統(tǒng)故障的實用診斷方法

杜巧連龔永堅

金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 浙江金華　321017

   液壓設(shè)備通常是由機(jī)械、電氣及液壓等裝置組成的復(fù)雜系統(tǒng),液壓設(shè)備中的機(jī)械故障、電氣故障、液壓故障有時會交織在一起,為此液壓設(shè)備故障診斷是一個受多個方面因素影響的綜合問題。而且由于液壓系統(tǒng)中的工作介質(zhì)和液壓元件都是在封閉的油路內(nèi)工作,這給液壓系統(tǒng)的故障診斷帶來了一定的困難。與單純的機(jī)械設(shè)備故障和單純的電氣設(shè)備故障相比,液壓設(shè)備故障有其特殊性,因此它的故障診斷方法也有其特殊的一面。在生產(chǎn)現(xiàn)場,由于受生產(chǎn)計劃的限制,往往要求故障診斷人員能利用現(xiàn)場的信息和自身的技術(shù)條件,用最簡單的技術(shù)手段,準(zhǔn)確、簡便和高效地診斷出液壓設(shè)備的故障,盡快使系統(tǒng)恢復(fù)正常運行。針對這種情況,本文提出了液壓系統(tǒng)故障診斷的系統(tǒng)分析法和參數(shù)測量法,并分析了系統(tǒng)分析法與參數(shù)測量法在液壓設(shè)備故障診斷中的運用實例。

            1. 系統(tǒng)分析法

    1.1 本原理任何一臺液壓設(shè)備,都具備系統(tǒng)的基本特征:集合性、相關(guān)性、目的性和動態(tài)性。任何復(fù)雜的液壓系統(tǒng),都是由一些用來實現(xiàn)某種功能的回路所構(gòu)成。每一種故障都有一定的現(xiàn)象。液壓系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)分析法是從液壓系統(tǒng)的角度出發(fā),根據(jù)液壓系統(tǒng)的故障現(xiàn)象,以系統(tǒng)原理圖作指示,尋找故障形成的原因。具體的做法是先對系統(tǒng)回路作正確的劃分分解,通過分析故障現(xiàn)象,確定故障所屬回路,再確定發(fā)生故障的部件和元件,使故障分析和檢查工作范圍逐步縮小,以達(dá)到快速診斷和及時排除故障的目的。

    1.2 析法的應(yīng)用原則

1)注意系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系。由于液壓設(shè)備通常是由機(jī)械、電氣、液壓等裝置組成的復(fù)雜系統(tǒng),因此液壓設(shè)備的故障成因復(fù)雜,有可能是多個原因共同作用的結(jié)果。因此在診斷前要先診斷液壓設(shè)備故障是電故障在液壓系統(tǒng)內(nèi)的表現(xiàn),還是液壓系統(tǒng)自身的故障。在分析關(guān)鍵部件之前,要先查明外部條件是否達(dá)到要求。如分析泵時,應(yīng)弄清液壓油、吸油管、調(diào)壓閥、電動機(jī)和聯(lián)軸器是否正常。

2)根據(jù)系統(tǒng)局部與整體、細(xì)節(jié)與局部、各部分之間的關(guān)系,確定診斷方向與步驟,即要正確地“分塊”與“理線”。從系統(tǒng)故障的最終結(jié)果與跡象出發(fā),得出直接原因、間接原因與最初原因。如果某一層次上有多個原因,則應(yīng)從多個相應(yīng)方向著手進(jìn)行故障診斷。

3)對于多缸動作系統(tǒng)的故障,采用系統(tǒng)分析法時,用分塊比較法來排除故障比較方便。它的原理是將原理圖簡化為節(jié)點和流線,以執(zhí)行元件為分塊線索對系統(tǒng)進(jìn)行分塊,再根據(jù)故障現(xiàn)象,利用各個級別塊之間的獨立關(guān)系或因果關(guān)系,確定故障塊的位置,從粗到細(xì),分塊比較,找出故障點,并快速準(zhǔn)確排除故障。

• 應(yīng)用實例

   圖1為Ｅ7112仿形車床的液壓系統(tǒng)原理圖。

   該機(jī)床已使用多年,其故障現(xiàn)象為該機(jī)床在仿形刀架自動循環(huán)過程中,床鞍縱向移動工作進(jìn)給時有時無。

   診斷方法:①根據(jù)ＣＥ7112仿形車床的液壓系統(tǒng)原理圖,把它劃分為橫切刀架進(jìn)退回路Ａ,床鞍縱向往復(fù)運動回路Ｂ,回轉(zhuǎn)刀夾夾緊、松開及回轉(zhuǎn)回路Ｃ,仿形刀架的隨動運動回路Ｄ,尾架及液壓卡盤回路Ｅ,泵及壓力控制回路Ｆ。②根據(jù)故障現(xiàn)象找出所屬回路,經(jīng)分析確定為床鞍縱向往復(fù)運動回路Ｂ。該回路由往復(fù)缸,三位四通電磁換向閥34Ｅ-25Ｂ,二位四通電磁換向閥24Ｅ-25Ｂ和電磁節(jié)流閥ＴＹ55-3Ｂ組成。往復(fù)油缸帶動仿形刀架作進(jìn)退運動,34Ｅ-25Ｂ控制油缸往復(fù)換向,24Ｅ-25Ｂ通電時,控制兩泵同時供油給往復(fù)缸,斷電時為工作進(jìn)給,回油通過35號油路經(jīng)ＴＹ55-3Ｂ回油箱,工作進(jìn)給速度由電磁節(jié)流閥ＴＹ55-3Ｂ來控制。③查看壓力表,床鞍縱向往復(fù)運動回路壓力為3ＭＰａ,壓力正常。④檢查油溫,油箱油溫為60℃,油溫偏高。⑤查看三位四通電磁換向閥34Ｅ-25Ｂ和二位四通電磁換向閥24Ｅ-25Ｂ,吸合、斷開均正常。經(jīng)以上觀察分析,初步推斷ＴＹ55-3Ｂ可能有故障。為驗證判斷的正確性,我們把接到ＴＹ55-3Ｂ上的35號油管接頭松開,接上流量計查看,得知流量正常,故證明推理分析正確。把ＴＹ55-3Ｂ拆下04

      圖1 C E7112仿形車床液壓系統(tǒng)原理圖

后發(fā)現(xiàn)閥芯被黑褐色的膠狀物粘住。究其原因，由于該機(jī)液壓油使用時間較長，加之油溫較高，液壓油氧化變質(zhì)，與外來的雜質(zhì)形成黑褐色的膠狀物，這種膠狀物被吸入液壓系統(tǒng)后，使閥芯粘著或卡死。造成閥芯運動遲鈍，以致產(chǎn)生誤動作。通過清洗TY55一3B和濾網(wǎng)及更換液壓油，試車運轉(zhuǎn)后，機(jī)床恢復(fù)正常工作。

   1 .4 系統(tǒng)分析法的應(yīng)用分析

  系統(tǒng)分析法是液壓系統(tǒng)故障診斷的一種定性分析方法，需對故障的可能性作出一一分析判斷，因此診斷過程相對繁瑣，對診斷維修人員的素質(zhì)要求也相對較高，要求維修人員具有一定的液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)知識和較強(qiáng)的分析能力，方可保證系統(tǒng)診斷的效率和準(zhǔn)確性。為彌補(bǔ)由于受技術(shù)條件的限制，提高診斷效率，保證診斷維修質(zhì)量。在生產(chǎn)現(xiàn)場的故障診斷過程中，液壓系統(tǒng)故障診斷的系統(tǒng)分析法可與定量分析的參數(shù)測量法相結(jié)合來診斷，從而避免造成采用系統(tǒng)分析法診斷液壓設(shè)備故障時出現(xiàn)診斷不夠準(zhǔn)確的現(xiàn)象，盡快使液壓設(shè)備恢復(fù)正常運行。

             2. 參數(shù)測量法

    2.1 參數(shù)測量法的基本原理

   一個液壓系統(tǒng)工作是否正常，關(guān)鍵取決于液壓系統(tǒng)的主要工作參數(shù)量是否處于正常的工作狀態(tài)。液壓設(shè)備在一定的工況下，每一部位都有一定的穩(wěn)態(tài)值。即任何液壓系統(tǒng)工作正常時，其工作參數(shù)值應(yīng)在工況值附近，若液壓系統(tǒng)的工作參數(shù)值與設(shè)備正常工況值不符，出現(xiàn)了異常變化，就說明液壓系統(tǒng)的某個元件或某些元件有了故障。為此，只要測得液壓系統(tǒng)檢測點的工作參數(shù)，如溫度壓力、流量、泄漏量及功率等，將其與系統(tǒng)工作正常值相比較，即可判斷系統(tǒng)工作是否正常，是否發(fā)生了故障以及故障的所在部位。

    2.2 參數(shù)測量方法

   液壓系統(tǒng)故障檢測回路簡圖如圖2所示，檢測儀由測試系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。為了減少拆裝的工作量，并在盡可能接近液壓系統(tǒng)實際工況條件下測試。檢測回路通常與被檢測系統(tǒng)并聯(lián)連接。這種檢測方法對于簡單的液壓系統(tǒng)，可不用傳感器直接測出液壓系統(tǒng)所測點的一些主要參數(shù)，如液壓系統(tǒng)的壓力流量、溫度等，這種檢測方法檢測速度快，誤差小，檢測設(shè)備簡單，便于在生產(chǎn)現(xiàn)場推廣。對于復(fù)雜精密的液壓設(shè)備的檢測，還可利用檢測儀的各種傳感器，將

圖2液壓系統(tǒng)故障檢測回路簡圖

• 油箱2.油泵3.溢流閥4.換向閥5.油缸6.T形接頭7.進(jìn)油口8.出油口9.檢測儀1。.加載閥

測試所得的參數(shù)，如壓力、流量、溫度等非電物理量，先轉(zhuǎn)換成電量，然后再利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)作放大、轉(zhuǎn)換和顯示等處理，這樣被測參數(shù)可用電信號代表并顯示，再通過與系統(tǒng)工作正常值相比較后，即可判斷系統(tǒng)工作是否正常。這種測試對于液壓系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測及診斷十分有效，整個液壓系統(tǒng)及其部件均可通過該測試來檢查其各個性能參數(shù)。

   2.3 參數(shù)測量法的應(yīng)用分析

  通過利用系統(tǒng)分析法，判斷出液壓系統(tǒng)故障所涉及的范圍的大致位置后，再采用測試儀檢測，把系統(tǒng)故障所涉及的范圍縮小到最小以后，即可很快判斷出故障的所在。參數(shù)測量法，在測量時，不需停機(jī)，因此不但可診斷己有故障，而且可進(jìn)行在線監(jiān)測和預(yù)報潛在故障。并且這種預(yù)報和診斷是定量的，大大提高了診斷速度和準(zhǔn)確性。這種檢測方法對于簡單的液壓系統(tǒng)，可不用傳感器直接測量，檢測速度快，誤差小，檢測設(shè)備簡單，便于在生產(chǎn)現(xiàn)場推廣。

          3. 結(jié)束語

  本文提出了液壓系統(tǒng)故障診斷的系統(tǒng)分析法和參數(shù)測量法，并分析了系統(tǒng)分析法與參數(shù)測量法在液壓設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用。不難發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)分析法和參數(shù)測量法是液壓系統(tǒng)簡便、實用的故障診斷方法，具有較高的實用推廣價值。

[參考文獻(xiàn)」

[l]陳兆能，余經(jīng)洪.液壓設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與診斷.上海:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1997

[2]史紀(jì)定，稽光國.液壓故障診斷與維修技術(shù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1995

作者簡介:杜巧連(1965一)，女，浙江永康人，浙江金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授。