农田水利机械液压系统故障诊断与排查_李政秋.pdf

1482023 年 4 月下Agricultural Machinery and Equipment农业机械与装备农田水利机械液压系统故障诊断与排查李政秋（东港市水资源服务中心，辽宁 丹东 118300）摘要：在农田水利机械液压系统应用过程中，由于工作空间密闭，导致水力机械液压系统故障频发，影响水利机械的正常运行。基于此，针对农田水利机械液压系统故障进行诊断和排查十分重要，笔者在分析农田水利机械液压系统组成及故障特征的基础上，提出了加强现场初步检查及诊断、运用故障树分析法、加大农田水利机械安全检查力度、重视控制励磁系统故障、科学使用主观诊断技术等诊断与排查方法。笔者认为，农田水利机械液压系统管理者应加强对系统运行情况的监控，对油压、油温等进行实时监控，做好设备日常维护，解决油液泄漏等问题，对液压系统进行彻底清洗。通过对液压系统的调试，可以保证系统在正常工作条件下工作，降低农田水利机械液压系统故障发生概率，提高农田水利机械液压系统运行效率和应用质量。关键词：农田；水利机械；故障；液压系统；排查方法中图分类号：S277.9 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-3872.2023.08.044农田水利机械液压系统工作空间密闭，操作人员无法看到系统工作状态，仅能用实践方法进行检查和诊断。液压系统主要特点是功率大、精度高及反应速度快，一旦发生液压系统故障，若不及时进行检查，将会对农田水利机械造成严重损伤，阻碍设备正常运转，对经济效益产生直接影响。1 农田水利机械液压系统构成分析农田水利机械液压系统通常包括动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件及液压油，动力元件属于增强农田水利机械液压系统动力的关键部件，能把动力源转换成液压能，增强液压系统动力。执行元件包括液压缸、液压马达等，主要功能是将动力元件能量转换成液压系统的机械能，从而实现农业机械液压系统的旋转和直线运动。控制元件的主要作用是对液体的压力、压力方向、液体流量等进行控制和调整。压力表、油箱、滤油器、油管及油管接头、密封圈等都是辅助元件，以协助农业灌溉系统的正常运行。液压油是农业机械液压传动的介质，主要有乳化液、矿物油、合成液压油等。通过分析农田水利机械液压系统，可以清楚地看到如果某一元件发生故障，就要及时诊断，才能确保农田水利机械液压系统正常运作1。2 农田水利机械液压系统故障特点农田水利机械平稳运行需要加大农田水利机械液压系统故障诊断与排除工作力度。具体来讲，农田水利机械液压系统常见的故障如下。2.1 农田水利机械液压系统调试期故障农田水利机械液压系统调试期故障，是因设计和安装过程中一些错误引起的。在调试中，主要针对管道连接是否紧密、方向是否正确、漏油情况及各个元件的运行是否平稳、运行噪声是否过大、调节阀门阻尼孔是否堵塞、液压阀是否匹配调节等级、油箱体积是否合适等问题做故障诊断。2.2 农田水利机械液压系统运行初期故障农田水利机械液压系统在使用初期很可能出现问题，如阀门连接部分因机械移动而产生松动现象。例如，在清洗管道时，由于疏忽造成管道内残留杂物、毛刺、碎石等，导致农田水利机械部分阀体阻尼孔阻塞，从而影响到液压油的输送，致使系统内动力不足，农田水利机械操作失效。又如，由于系统安装不当，在使用初期出现密封件破损问题，农田水利机械密封不严，阀体连接部位异常漏油。再如，由于冷却环境不佳或机械负荷过大，油温迅速上升，导致系统中液压油黏度发生变化，从而影响到整个农田水利机械液压系统的正常运作2。2.3 农田水利机械运行后期故障农田水利机械各部件在使用过程中都会有不同程度的损伤，其中动力元件和控制元件磨损最为严重，从而会降低农田水利机械液压系统工作效率。因此，在后期，维修人员要定期对农田水利机械液压系统进行全面检修，更换损坏严重的元件，保证农田水利机械液压系统工作平稳。3 农田水利机械液压系统故障诊断与排查3.1 加强现场初步检查及诊断在农田水利机械液压系统发生故障后，为了防止作者简介：李政秋（1978），男，辽宁东港人，大专，助理工程师，研究方向为水利工程。2023 年 4 月下149Agricultural Machinery and Equipment农业机械与装备其扩大影响，必须根据故障原因，从以下四个方面入手：一是与农田水利机械液压系统操作人员进行交流，掌握设备工作状况，并了解设备参数、噪声等异常情况。通过对相关数据的分析，对可能出现的故障区域进行预测，避免不必要的装配试验。二是按照操作人员提供的运行条件进行相应试验和检查，由于一些操作人员不能正确解释农田水利机械液压系统问题，将会增加此项工作困难程度。因此，这就要求有针对性的检查，做好判定工作。通过对试验数据分析，可以对农田水利机械液压系统故障部位及原因进行研究。三是对各种类型液压过滤器进行检查，过滤器具有清洗农田水利机械液压系统的作用，在运行过程中发生异常时，必须对过滤器进行检查，以判断其是否有杂质，并依据测试结果来判断故障原因。四是对液压油性能和油的状况进行测试，此项工作虽然相对容易，在异常诊断中起到了关键作用，防止出现液压油量过低或质量不合格的问题，避免对液压泵工作产生不利影响3。3.2 运用故障树分析法通过对农田水利机械液压系统进行分析，可以全面、系统地了解液压系统的缺陷，并对农田水利机械液压系统设计和运行提出相应改进建议。故障树分析法是一种非常重要的系统可靠性分析方法，采用一种基于故障树分析的形式，把故障作为分析对象，从而确定引起故障的各种因素，包括环境、设备等，以此来确定下一次事故原因，直至没有必要对故障原因进行进一步的探讨，把所有事件按照对应的一致性进行划分，形成树状图。农田水利机械液压系统故障树图代表系统设备中各种故障和各子系统的失效事件之间的逻辑结构，具有较强的直观性，可对系统故障原因进行深入研究，重点监控及有效维护，并给出相应的改进方案。在农田水利机械液压系统出现故障时，要逐级查找故障根源，并将其整合起来，建立故障树，把农田水利机械液压系统故障列在故障树中，从而了解液压系统故障特点和规律。同时，画出液压系统结构图，从原理图中找出问题的原因，找出故障的数目，并观察其他系统运行情况，缩小诊断范围。根据各液压元件故障情况，对系统底部故障进行检查。通过将故障树方法与计算机技术相结合，可以使液压系统的故障诊断更加高效4。3.3 加大农田水利机械安全检查力度在农田水利机械安全管理方面，有关部门要加大设备安全检查力度，重视对设备采购、租赁、进场及使用等环节的控制，保证设备在使用过程中不存在任何安全隐患。对农田水利机械现场运作情况进行调研，并严格按照质量标准及有关技术要求，做好机械设备选择工作，确保水利工程平稳进行。农田水利机械进入工程现场，由工程建设单位指定专业技术人员进行设备检查，检查重点是机械设备的安全、可靠性5。现场检验时，有关人员要做好技术调试，如发现有问题，应及时通知设备供应商进行更换，降低安全风险。设备进入过程中的安全管理将直接影响到工程的建设。农田水利机械管理者要充分认识到这项工作的重要性，做好设备安装前的检验，以便能及时地发现机械设备的安全隐患。3.4 重视控制励磁系统故障农田水利机械液压系统使用中，往往会发生励磁发电机内部短路问题，为了防止发生更大的事故，必须立即采取消磁措施。在实际运行中，励磁调节器必须设置自动调整通道，但应避免加恒流或人工通道，以减少励磁系统的故障。通过对励磁系统的分析，可以看出励磁系统的故障有欠励磁、过励磁、过激磁三种，无论哪一种励磁系统出现故障，都会造成极为严重的不良后果。所以，必须对农田水利机械励磁系统故障进行及时处理6。一方面，需要对励磁系统进行优化和调试，以保证其功能更加完善，在突发事件发生时可以自动启动防护模式。另一方面，采用交直流两路供电、数字式控制等技术，可以快速解决励磁回路接地、励磁变相间短路等问题，保证农田水利机械液压系统正常工作。3.5 科学使用主观诊断技术1）运用逻辑方法诊断。根据农田水利机械液压系统设施及构件之间的逻辑关系对系统进行故障诊断，结合液压系统内部结构和工作原理，对逻辑及故障进行分析7。2）采取测量参数法。监控液压系统运行参数，对比科学参数，验证工作参数的科学性和合理性，对水利机械测量点进行故障诊断，并对故障进行定位。此种方法能对水利机械的工作状态进行定量，判断出农田水利机械液压系统可能出现的故障8。3）结合以往经验进行诊断。农田水利机械液压1502023 年 4 月下Agricultural Machinery and Equipment农业机械与装备系统维修人员按照自己的经验和感觉，仔细检查液压系统各元件工作状态，并通过观察、触摸等方式检查故障原因，如检查执行元件是否正常工作、接触机械液压元件和油温是否正常、听机械液压系统和电机工作时的声音及向操作者咨询农田水利机械液压系统运行状况，了解是否出现意外状况。这一过程中，还需要检查机械水压是否正常、连接油箱是否有泄漏以及油液高度是否合适。通过对故障的分析，总结出故障的成因，并采取有效措施进行处理9。4）应用堵截法。通过对农田水利机械液压系统具体故障和液压系统内部结构进行分析，找出相应阻挡点，并通过对液压系统流量进行检测，从而快速地判断出液压系统的故障所在。此种方法精度高且速度快，但操作过程复杂，工作量大，需要在工作前做好规划10。4 小结综上所述，农田水利机械液压系统出现故障，将会对整个农田水利机械正常运转产生极大影响，从而影响到整个水利工程生产效率和经济效益。所以，农田水利机械液压系统管理者应加强对系统运行情况的监控，对油压、油温等进行实时监控，做好设备日常维护，解决油液泄漏等问题，对液压系统进行彻底清洗。通过对液压系统的调试，可以保证系统在正常工作条件下工作，降低农田水利机械液压系统故障发生的概率。参考文献：1 孙兆光.农田水利设备中抽水泵机械振动故障检测方法J.机械与电子，2022，40(8)：66-70.2 孔令义.大型贯流式水轮机调速器机械液压系统设计J.今日制造与升级，2022(5)：31-33.3 袁中旭.农田水利机械液压系统故障诊断与排查J.农业工程与装备，2021，48(6)：1-3.4 张翠萍.液压系统故障诊断技术助力水利工程机械J.机床与液压，2021，49(20)：58.5 董军安.水力机械液压系统故障的分析与诊断J.机械管理开发，2020，35(3)：124-125.6 王磊，范光宁.对水利机械液压系统故障诊断及排查的探析J.计算机产品与流通，2017(12)：275.7 刘瑞璞.水利工程机械的故障特点分析及诊断技术探讨J.中国高新区，2017(23)：128.8 张光辉.水利水电工程建设中机电设备技术的运用J.机电信息，2017(30)：134-135.9 张鸿俭.水利机电常见的设备问题及维修管理对策研究J.南方农机，2019，50(8)：151.10 谭金刚.水利机械清淤技术的加强研究J.南方农机，2017，48(1)：117-118.光是使用丙酮抛光和PLA抛光液熏蒸浸泡的方式抛光，需注意它们都是有毒物质，在使用过程中要注意防护，慎重运用9。在提高制件表面光洁度的时候，后处理不可避免地会影响制件尺寸精度。但可以根据制件的用途、材料和外形特征，选用对制件质量影响最小的处理方式。6 结论综上，本文按照工艺流程的顺序对FDM打印中制件质量问题的成因进行了研究分析。可知3D打印制件的质量与模型、打印设备、丝材、工艺参数、后处理方式都息息相关10。这就需要操作人员在制造过程中密切关注每一个环节，一旦发现问题及时停止打印，并针对问题进行分析，调整打印参数，以获取性能良好的制件。参考文献：1 李生鹏.熔融沉积成型零件精度及机械性能研究D.徐州：中国矿业大学，2015.2 穆存远，宋祥波.快速成型台阶误差分析及其降低措施J.机械设计与制造，2011(4)：228-229.3 魏士皓，屠晓伟，任彬，等.PLA材料在FDM过程中翘曲变形的优化J.制造技术与机床，2019(8)：26-29+36.4 孙保燕，黄邦伟，张小可，等.FDM工艺参数对拉丝现象的影响J.制造技术与机床，2020(12)：64-68.5 李跃.并联式3D打印机结构设计及优化研究D.长春：长春理工大学，2019.6 张剑峰，彭安华.基于稳健设计的FDM工艺参数优化（英文）J.南京航空航天大学学报（英文版），2012，29(1)：62-677 白鹤，赵明侠，王核心，等.FDM 3D打印翘曲变形成因分析及解决对策J.塑料工业，2019，47(1)：60-63+68.8 郑小军.FDM 3D打印制件性能的影响因素分析与试验研究D.杭州：浙江理工大学，2019.9 靳一帆.散热条件对FDM成型精度的影响及表面化学抛光工艺研究D.济南：山东大学，2017.10 徐绍娟，胥鹏，周敏.基于FDM技术的3D 打印制件缺陷产生原因及解决方法的概述 J.科技创新与应用，2021，11(23)：126-128.（上接第141页）