液壓系統(tǒng)故障診斷的方法探析

液壓系統(tǒng)故障診斷的方法探析針對(duì)現(xiàn)今廣泛應(yīng)用的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷的困難性，提出一種簡(jiǎn)便、應(yīng)用的故障診斷方法。此法通過(guò)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的定量檢測(cè)和邏輯分析，大大提高了系統(tǒng)故障診斷的科學(xué)性、快速性和精準(zhǔn)性，降低了對(duì)維護(hù)和修理人員的技術(shù)水平要求。大量試驗(yàn)表明，此法較傳統(tǒng)的故障診斷方法效率大大提高，裝拆工作量大大削減，具有較高的應(yīng)用推廣價(jià)值。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，即具有廣泛的工藝適應(yīng)性、優(yōu)良的掌控性能和較低廉的成本，在各個(gè)領(lǐng)域中獲得愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。但由于客觀上元、輔件質(zhì)量不穩(wěn)定和主觀上使用、維護(hù)不當(dāng)，且系統(tǒng)中各元件和工作液體都是在封閉油路內(nèi)工作，不象機(jī)械設(shè)備那樣直觀，也不象電氣設(shè)備那樣可利用各種檢測(cè)儀器便利地測(cè)量各種參數(shù)，液壓設(shè)備中，僅靠有限幾個(gè)壓力表、流量計(jì)等來(lái)指示系統(tǒng)某些部位的工作參數(shù)，其他參數(shù)難以測(cè)量，而且一般故障根源有很多種可能，這給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來(lái)肯定困難。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，由于受生產(chǎn)計(jì)劃和技術(shù)條件的制約，要求故障診斷人員精準(zhǔn)、簡(jiǎn)便和高效地診斷出液壓設(shè)備的故障；要求維護(hù)和修理人員利用現(xiàn)有的信息和現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)條件，盡可能削減拆裝工作量，節(jié)省維護(hù)和修理工時(shí)和費(fèi)用，用最簡(jiǎn)便的技術(shù)手段，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)，精準(zhǔn)地找出故障部位和發(fā)生故障的原因并加以修理，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，并力求今后不再發(fā)生同樣故障。1液壓系統(tǒng)故障診斷的一般原則正確分析故障是排出故障的前提，系統(tǒng)故障大部分并非驀地發(fā)生，發(fā)生前總有預(yù)兆，當(dāng)預(yù)兆進(jìn)展到肯定程度即產(chǎn)生故障。引起故障的原因是多種多樣的，并無(wú)固定規(guī)律可尋。統(tǒng)計(jì)表明，液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障約90％是由于使用管理不善所致為了快速、精準(zhǔn)、便利地診斷故障，必需充分認(rèn)得液壓故障的特征和規(guī)律，這是故障診斷的基礎(chǔ)。以下原則在故障診斷中值得遵從：（1）首先判明液壓系統(tǒng)的工作條件和外圍環(huán)境是否正常需首先搞清是設(shè)備機(jī)械部分或電器掌控部分故障，還是液壓系統(tǒng)本身的故障，同時(shí)查清液壓系統(tǒng)的各種條件是否符合正常運(yùn)行的要求。（2）區(qū)域判定依據(jù)故障現(xiàn)象和特征確定與該故障有關(guān)的區(qū)域，漸漸縮小發(fā)生故障的范圍，檢測(cè)此區(qū)域內(nèi)的元件情況，分析發(fā)生原因，最后找出故障的實(shí)在所在。（3）把握故障種類(lèi)進(jìn)行綜合分析依據(jù)故障最后的現(xiàn)象，漸漸深入找出多種直接的或間接的可能原因，為避開(kāi)盲目性，必需依據(jù)系統(tǒng)基本原理，進(jìn)行綜合分析、邏輯判定，削減懷疑對(duì)象漸漸接近，最后找出故障部位。（4）故障診斷是建立在運(yùn)行記錄及某些系統(tǒng)參數(shù)基礎(chǔ)之上的。建立系統(tǒng)運(yùn)行記錄，這是防備、發(fā)覺(jué)和處理故障的科學(xué)依據(jù)；建立設(shè)備運(yùn)行故障分析表，它是使用閱歷的高度概括總結(jié)，有助于對(duì)故障現(xiàn)象快速做出判定；具備肯定檢測(cè)手段，可對(duì)故障做出精準(zhǔn)的定量分析。（5）驗(yàn)證可能故障原因時(shí)，一般從最可能的故障原因或最易檢驗(yàn)的地方開(kāi)始，這樣可削減裝拆工作量，提高診斷速度。2故障診斷方法目前查找液壓系統(tǒng)故障的傳統(tǒng)方法是邏輯分析漸漸接近斷。此法的基本思路是綜合分析、條件判定。即維護(hù)和修理人員通過(guò)察看、聽(tīng)、觸摸和簡(jiǎn)單的測(cè)試以及對(duì)液壓系統(tǒng)的理解，憑閱歷來(lái)判定故障發(fā)生的原因。當(dāng)液壓系統(tǒng)顯現(xiàn)故障時(shí)，故障根源有很多種可能。采納邏輯代數(shù)方法，將可能故障原因列表，然后依據(jù)先易后難原則逐一進(jìn)行邏輯判定，逐項(xiàng)接近，最后找出故障原因和引起故障的實(shí)在條件。此法在故障診斷過(guò)程中要求維護(hù)和修理人員具有液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)學(xué)問(wèn)和較強(qiáng)的分析本領(lǐng)，方可保證診斷的效率和精準(zhǔn)性。但診斷過(guò)程較繁瑣，須經(jīng)過(guò)大量的檢查，驗(yàn)證工作，而且只能是定性地分析，診斷的故障原因不夠精準(zhǔn)。為削減系統(tǒng)故障檢測(cè)的盲目性和閱歷性以及拆裝工作量，傳統(tǒng)的故障診斷方法已遠(yuǎn)不能充足現(xiàn)代液壓系統(tǒng)的要求。近年來(lái)，隨著液壓系統(tǒng)向大型化、連續(xù)生產(chǎn)、自動(dòng)掌控方向進(jìn)展，又顯現(xiàn)了多種現(xiàn)代故障診斷方法。如鐵譜技斷，可從油液中分別出來(lái)的各種磨粒的數(shù)量、形狀、尺寸、成分以及分布規(guī)律等情況，適時(shí)、精準(zhǔn)地判定出系統(tǒng)中元件的磨損部位、形式、程度等。而且可對(duì)液壓油進(jìn)行定量的污染分析和評(píng)價(jià)，做到在線(xiàn)檢測(cè)和故障防備。再如基于人工智能的專(zhuān)家診斷系斷，它通過(guò)計(jì)算機(jī)仿照在某一領(lǐng)域內(nèi)有閱歷專(zhuān)家解決問(wèn)題的方法。將故障現(xiàn)象通過(guò)人機(jī)接口輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)依據(jù)輸入的現(xiàn)象以及學(xué)問(wèn)庫(kù)中的學(xué)問(wèn)，可推算出引起故障的原因，然后通過(guò)人機(jī)接口輸出該原因，并提出維護(hù)和修理方案或防備措施。這些方法給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來(lái)廣闊的前景，給液壓系統(tǒng)故障診斷自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。但這些方法大都需要昂貴的檢測(cè)設(shè)備和多而雜的傳感掌控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，有些方法討論起來(lái)有肯定困難。目前不適應(yīng)于現(xiàn)場(chǎng)推廣使用。下面介紹一種簡(jiǎn)單、應(yīng)用的液壓系統(tǒng)故障診斷方法。2.1基于參數(shù)測(cè)量的故障診斷系統(tǒng)一個(gè)液壓系統(tǒng)工作是否正常，關(guān)鍵取決于兩個(gè)重要工作參數(shù)即壓力和流量是否處于正常的工作狀態(tài)，以及系統(tǒng)溫度和執(zhí)行器速度等參數(shù)的正常與否。液壓系統(tǒng)的故障現(xiàn)象是各種各樣的，故障原因也是多種因素的綜合。同一因素可能造成不同的故障現(xiàn)象，而同一故障又可能對(duì)應(yīng)著多種不同原因。例如：油液的污染可能造成液壓系統(tǒng)壓力、流量或方向等各方面的故障，這給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來(lái)極大困難。參數(shù)測(cè)量法診斷故障的思路是這樣的，任何液壓系統(tǒng)工作正常時(shí)，系統(tǒng)參數(shù)都工作在設(shè)計(jì)和設(shè)定值相近，工作中假如這些參數(shù)偏離了預(yù)定值，則系統(tǒng)就會(huì)顯現(xiàn)故障或有可能顯現(xiàn)故障。即液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障的實(shí)質(zhì)就是系統(tǒng)工作參數(shù)的異常變化。因此當(dāng)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，必定是系統(tǒng)中某個(gè)元件或某些元件有故障，進(jìn)一步可斷定回路中某一點(diǎn)或某幾點(diǎn)的參數(shù)已偏離了預(yù)定值。這說(shuō)明假如液壓回路中某點(diǎn)的工作參數(shù)不正常，則系統(tǒng)已發(fā)生了故障或可能發(fā)生了故障，需維護(hù)和修理人員立刻進(jìn)行處理。這樣在參數(shù)測(cè)量的基礎(chǔ)上，再結(jié)合邏輯分析法，即可快速、精準(zhǔn)地找出故障所在。參數(shù)測(cè)量法不僅可以診斷系統(tǒng)故障，而且還能預(yù)報(bào)可能發(fā)生的故障，并且這種預(yù)報(bào)和診斷都是定量的，大大提高了診斷的速度和精準(zhǔn)性。這種檢測(cè)為直接測(cè)量，檢測(cè)速度快，誤差小，檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單，便于在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)推廣使用。適合于任何液壓系統(tǒng)的檢測(cè)。測(cè)量時(shí)，既不需停機(jī)，又不損壞液壓系統(tǒng)，幾乎可以對(duì)系統(tǒng)中任何部位進(jìn)行檢測(cè)，不但可診斷已有故障，而且可進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)潛在故障。2.1.1參數(shù)測(cè)量法原理只要測(cè)得液壓系統(tǒng)回路中所需任意點(diǎn)處工作參數(shù)，將其與系統(tǒng)工作的正常值相比較，即可判定出系統(tǒng)工作參數(shù)是否正常，是否發(fā)生了故障以及故障的所在部位。液壓系統(tǒng)中的工作參數(shù)，如壓力、流量、溫度等都是非電物理量，用通用儀器采納間接測(cè)量法測(cè)量時(shí)，首先需利用物理效應(yīng)將這些非電量轉(zhuǎn)換成電量，然后經(jīng)放大、轉(zhuǎn)換和顯示等處理，被測(cè)參數(shù)則可用轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)代表并顯示。由此可判定液壓系統(tǒng)是否有故障。但這種間接測(cè)量方法需各種傳感器，檢測(cè)裝置較多而雜，測(cè)量結(jié)果誤差大、不直觀，不便于現(xiàn)場(chǎng)推廣使用。本人通過(guò)多年的教學(xué)和生產(chǎn)實(shí)踐，設(shè)計(jì)出一種簡(jiǎn)單、應(yīng)用的液壓系統(tǒng)故障檢測(cè)回路。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖1a所示。檢測(cè)回路通常和被檢測(cè)系統(tǒng)并聯(lián)連接，此連接需在被測(cè)點(diǎn)設(shè)置如圖1a所示的雙球閥三通接頭，它重要用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不拆卸檢測(cè)。它對(duì)液壓系統(tǒng)所需點(diǎn)的各種參數(shù)進(jìn)行直接的快速檢測(cè)，不需任何傳感器，它可同時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)中的壓力、流量和溫度三個(gè)參數(shù)，而執(zhí)行器的速度和轉(zhuǎn)速則可通過(guò)測(cè)量出口流量的方法計(jì)算得到。例如：只要在泵出口及執(zhí)行器進(jìn)、出口安裝雙球閥三通，如圖2所示，則通過(guò)測(cè)量1、2、3三點(diǎn)的壓力、流量及溫度值，則可立刻診斷出故障所在的大致部位（泵源、掌控傳動(dòng)部分或執(zhí)行器部分）。加添參數(shù)檢測(cè)點(diǎn)，則可縮小故障發(fā)生區(qū)域。檢測(cè)原理如圖1a所示。系統(tǒng)正常工作時(shí)，閥門(mén)1開(kāi)啟，2關(guān)閉，檢測(cè)口罩上