工程机械液压传动系统的故障诊断与维修研究_陈默兮.pdf

2023年 6月流体测量与控制第 4卷第 3期（总第 16期）工程机械液压传动系统的故障诊断与维修研究Research on Fault Diagnosis and Maintenance of Hydraulic Transmission System of Construction Machinery陈默兮（湖南工程学院，湖南 湘潭 411100）CHEN Moxi（Hunan University of Engineering，Xiangtan 411100，Hunan，China）摘要：液压系统作为工程机械设备的重要组成部分之一，其性能直接关系到设备能否正常运行、安全稳定性以及使用寿命等，必须要引起相关人员的高度重视。针对液压传动系统常见故障类型进行分析，主要包括以下几种情况：一是液压泵站内部出现异常振动现象；二是液压油管出现破裂或者是堵塞；三是油液泄漏导致设备发生异常情况。为有效地解决上述问题，结合实际工作需求和故障产生的具体原因，制定相应措施并加以实施，从而保证故障处理方案具有较高的可行性与合理性。同时，还要根据不同故障所涉及的具体内容选择合适的维修手段，确保故障处理达到最佳效果，进而提高整个液压系统的整体质量与效率。关键词：工程机械；液压传动；故障诊断Abstract：As an important part of the construction machinery equipment，the performance of hydraulic system is directly related to the safety，stability，service life and others of the equipment，it must cause the great importance to the relevant personnel.According to the analysis of common failure types of hydraulic transmission system，it mainly includes the following cases：first，abnormal vibration occurs inside the hydraulic pump station；Second，the hydraulic tubing is broken or blocked；Third，oil leakage leads to abnormal conditions of equipment.In order to solve the problems effectively，it is necessary to formulate and implement corresponding measures based on actual work requirements and specific causes of faults，so as to ensure that the troubleshooting solution is feasible and reasonable，and the attention should be paid to select the appropriate maintenance means according to the specific contents involved in different faults，to ensure that the fault treatment effect reaches the best state，and improve the overall quality and efficiency of the whole hydraulic system.Key words：construction machinery；hydraulic transmission；fault diagnosis中图分类号：TH 137 文献标志码：A 文章编号：2096-9023（2023）03-0061-031前言在机械设备使用过程中，经常会受到多种因素影响而导致其出现各种各样的问题，严重时甚至会影响机械设备的正常运转。其中，液压系统故障是机械设备中最为常见的一种故障类型，不仅会直接造成机械设备无法顺利开展工作，降低生产效率，同时还会引发安全事故等诸多不良影响。为有效地解决这一问题，须加强相关人员的重视程度以及认识水平，从根本上提高液压系统故障检测水平与质量。2工程机械液压传动系统常见故障2.1系统高温故障在机械设备运行过程中，由于受到外界因素影响而使设备发生异常现象时，就会产生一系列问题，最为明显的是系统高温故障。当液压油进入到工作环境后，其内部的温度将会逐渐上升，如果没有得到及时、有效的控制和调节，容易导致油液温度过高，引发火灾事故。一方面，如果液压油的黏度过低或者是含有杂质过多，可能会导致系统出现异常情况，进而引起安全隐患；另一方面，如果油液质量不合格或是存在异物、水分超标等，则可能导致系统无法正常运行。如果液压油长期处于高负荷状态下运行，极易加速齿轮以及轴承等部件的磨损；若长时间处于低温条件下，还会进一步缩短设备的使用寿命，甚至会造成设备损坏，威胁作业人员人身安全与财产安全1。另外，在液压传动系统运行期间，因外部环境变化，如温度急剧下降、空气湿度增大等均会直接影响机械设备的正常运转，尤其是精密仪器，一旦受潮便会大大缩短其使用寿命，给企业带来巨大损失2。61Jun.2023Vol.4 No.3 Fluid Measurement&Control2.2系统液压油泄漏故障在机械设备正常工作时，会产生大量的热量和压力，若没有及时排出这些能量，将会导致设备内部温度过高，由于长时间处于高温环境下，也会导致金属零件表面出现腐蚀现象，从而加速了其磨损速度。除此之外，如果油液中含有水分或者其他杂质，也可能会导致油液泄露。当油液中存在较多杂质时则易形成水合物，进而引发严重后果；而且在使用液压油期间还需要添加一定的润滑剂，才能保证液压油具有良好的流动性以及稳定性。2.3系统堵塞故障在机械设备运行过程中会产生一定量的固体颗粒和液体杂质等物质。这些物质进入到液压油当中，会导致液压油出现严重的乳化现象，从而使得液压油不能正常流动，最终影响了设备的使用性能。同时，也会造成液压油中的杂质沉积、黏度增大，进而降低了液压油的润滑效果3。3工程机械液压传动系统故障的特点与原因在实际工作过程中，由于受到多种因素影响而导致液压传动系统发生故障现象。设备自身存在缺陷或质量不过关等情况；外界环境因素，例如温度过高、湿度过大或者振动过强等都会造成机械传动系统无法正常工作，进而引发严重事故；人为因素引起的故障，如操作不当、没有按照规定进行操作等。因此，为有效地预防和解决液压传动系统故障，应做好以下几点：合理选用润滑油，根据不同工况选择合适的液压油类型，确保能够满足各种运行需求；严格控制液压油的使用量，以及更换频率，避免出现因过度磨损而使得液压元件受损的情况出现；定期检查液压油液位高度，如果发现有液体渗出时应立即停止作业并及时处理，一旦发生泄漏问题将会导致整个液压传动系统瘫痪，威胁工作人员生命安全4；在日常检查过程中，还需要重点关注油箱内部是否存在漏水现象，同时还要注意观察油箱内壁上的污垢程度；当发现油温较高时，说明可能存在空气污染问题或油质不佳。4工程机械液压传动系统故障诊断方法4.1简易故障诊断法（1）根据故障现象和特征确定故障类型。在实际应用中可采用以下几种方式进行分析判断：使用诊断性测试工具，通过观察和触摸设备的运行情况，判断机械手是否出现了故障问题或存在其他不正常的状况；观察机械手上的传感器是否发生了异常现象或是有其他异常情况；观察机械手臂上各个关节的运动状态，以及其工作效率等。但是，这种方法具有一定的局限性，主要体现为无法准确地判断机械设备的具体位置、机械设备与外部环境之间的连接件是否松动等5。（2）利用故障诊断技术查找机械设备的故障点并及时处理。该项技术的优势较为明显，不仅能有效提高维修效率，而且还能降低故障处理成本。在实际应用时，须注意以下几点内容：明确故障类型，根据不同故障类型选择相应的解决措施6，例如机械故障表现出来的形式比较复杂，可采用简单化处理，在避免增加额外的人力物力投入的同时，使机械设备的整体性能得到显著提升；针对一些容易产生振动的零部件做好防护工作，避免由于这些零部件所引发的机械故障问题。4.2智能诊断（1）基于机器学习和人工智能技术建立的专家系统。能够根据机械设备的实际运行状态、工作环境等因素，自动检测出机械设备的运行参数，并且给出相应的建议，从而使得机械设备在使用过程中更加安全可靠；同时，也可通过分析数据结果来判断机械故障发生原因，进而采取针对性的解决办法。（2）人工检测与仪器诊断相结合的综合诊断方法。目前，该方法主要是采用传感器或是测量仪，实现对机械故障的有效识别。其中，传感器具有灵敏度高等特点，但其价格相对昂贵，而测量仪则需要专业人员才能正确操作，因此，将人工检测与仪器诊断两者进行结合，就成为了一种较为经济实惠的方式7。（3）利用计算机处理技术对机械故障信息进行收集整理。由于机械设备本身结构复杂多样化，所以会出现多种不同类型的故障问题，这些不同类型的故障都可能导致整个机械系统瘫痪，甚至引发严重事故。基于此，为了保证相关机械设备能够正常运转，须及时处理和记录各种类型的故障问题，以便于后续维修时能快速找到对应位置的故障点8。5工程机械液压传动系统故障维修5.1液压泵在液压系统故障发生后，需要及时更换损坏的零件和设备。首先，对液压系统中的压力传感器进行检查，确保其能够正常工作并且不会出现异常情况；其次，根据实际状况确定是否需要对液压泵进 622023年 6月流体测量与控制第 4卷第 3期（总第 16期）行检修或更换；最后，对油液污染物进行清理，避免出现杂质过多等情况导致泵体内部结构受损，影响到整个液压系统的运行效率以及使用寿命9。如发现有明显的振动现象时，则可判断出可能存在着机械设备的零部件松动或是磨损问题。此时应立即停止使用该设备，并将液压油全部放空，防止因液压油过少所引起的漏油现象进一步扩大化从而造成更加严重的后果10。液压泵原理如图 1所示。5.2控制阀液压系统控制阀故障诊断过程如图 2所示。由图 2 可知，故障诊断过程如下：检查油路是否畅通无阻；检查各主泵的吸油过滤器滤网是否堵塞；检查各换向阀和主泵出口管线上的压力表读数、流量计读数以及压力表指针位置等，确认无误后再进行下一项工作；更换或调整换向阀芯及弹簧座，使其与原有的换向阀完全匹配；拆下各换向器并清洗干净，将各换向器安装到新换向器内，注意要保证各换向器在同一轴上，避免因磨损造成损坏而影响使用寿命；检查各换向阀腔体内是否存有异物或者其他杂物，如有则应清理干净；更换或调整油管路中的杂质，确保密封良好；按照要求重新安装各主泵及其他附件，然后紧固螺栓；根据需要可采用人工方式来拧紧各个部件；如果出现了泄漏现象，首先应该观察泄漏点的具体位置和大小，然后采取相应的措施予以解决，一旦发现泄漏问题就必须及时处理11-13。6结语为提高机械设备运行效率和安全性能，需要做好以下几方面工作：加强设备管理工作，定期检查维护、保养设备并及时发现问题解决问题以保证其正常运转；合理选择润滑方式，在不同工况下根据实际情况选用相应类型的润滑油，避免因油品质量差或其他因素导致的磨损现象发生；严格按照操作规范进行作业，确保操作准确无误，减少人为因素影响；建立完善维修制度，明确责任划分、责任人，一旦发现存在故障要第一时间处理并上报；保持良好的工作环境，降低外界干扰，防止出现故障隐患而延误最佳检修时机。参考文献：1 史林甫.交通工程机械液压传动系统故障原因分析 J.四川建材，2022，48（10）：216-218.2 郭洪生.工程机械液压传动系统的故障诊断及排除对策 J.造纸装备及材料，2022，51（6）：34-36.3 彭诚.基于随机矩阵谱分析的机械液压传动系统故障辨识方法 J.齐齐哈尔大学学报（自然科学版），2022，38（2）：1-6.4 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