液压设备的故障诊断与排除方法

2.1.1液压设备故障有哪些诊断方法？液压设备故障的诊断方法很多，目前常用的有直观检查法、对比替换法、逻辑分析法、仪器专项检测法、状态监测法等。

（1）直观检查法直观检查法又称初步诊断法，是液压系统故障诊断的一种最为简易且方便易行的方法。

这种方法通过“看、听、摸、闻、阅、问”六字口决进行。

直观检查法既可在液压设备工作状态下进行，又可在其不工作状态下进行。

<1>看观察液压系统工作的实际情况。

一看速度，指执行元件运动速度有无变化和异常现象。

二看压力，指液压系统中各压力监测点的压力大小以及变化情况。

三看油液是否清洁、变质、表面是否有泡沫,液位是否在规定的范围内，液压油的黏度是否合适。

四看泄漏，指各连接部位是否有渗漏现象。

五看振动，指液压执行元件在工作时有无跳动现象。

六看产品，根据液压设备加工出来的产品质量，判断执行机构的工作状态、液压系统的工作压力和流量稳定性等。

<2>听用听觉判断液压系统工作是否正常。

一听噪声，听液压泵和液压系统工作时的噪声是否过大及噪声的特征，溢流阀、顺序阀等压力控制元件是否有尖叫声。

二听冲击声，指工作台液压缸换向时冲击声是否过大，活塞是否有撞击缸底的声音，换向阀换向时是否有撞击端盖的现象。

三听汽蚀和困油的异常声，检查液压泵是否吸进空气，及是否有严重困油现象。

四听敲打声，指液压泵运转时是否有因损坏引起的敲打声。

<3>摸用手触摸允许摸的运动部件，了解其工作状态。

一摸温升，用手摸液压泵、油箱和阀类元件外壳表面，若接触两秒感到烫手，就应检查温升过高的原因。

二摸振动，用手摸运动部件和管路的振动情况，若有高频振动应检查产生的原因。

三摸爬行，当工作台在轻载低速运动时，用手摸有无爬行现象。

四摸松紧程度，用手触摸挡铁、微动开关和紧固螺钉等的松紧程度。

<4>闻用嗅觉器官辨别油液是否发臭变质，橡胶件是否因为过热发出特殊气味等。

<5>阅查阅在关故障分析和修理记录、日检和定检卡及交接班记录和维修保养情况记录。

<6>问访问设备操作者，了解设备平时运行状况。

一问液压系统工作是否正常，液压泵有无异常现象。

二问液压油更换时间，滤网是否清洁。

三问发生事故前压力或速度调节阀是否调节过，有哪些不正常现象。

四问发生事故前是否更换过密封件或液压件。

五问发生事故前后液压系统出现过哪些不正常现象。

六问过去经常出现哪些故障，是怎样排除的。

由于每个人的感觉、判断能力和实践经验的差异，判断结果肯定会有差异，但是经过反复实践，故障原因是特定的，终究会被确认并予以排除，应当指出的是：这种方法对于有实践经验的工程技术人员来讲，显得更加有效。

（2）对比替换法这种方法常用于在缺乏测试仪器的场合检查液压系统故障，并且经常结合替换法进行。

对比替换方法有如下两种情况。

一种情况是用两台型号、性能参数相同的机械进行对比试验，从中查找故障。

试验过程中可对机械的可疑元件进行替换，再开机试验，如性能变好，则故障所在即知。

否则，可继续用同样的方法或其他方法检查其余部件。

另一种情况是对于具有相同功能回路的液压系统，采用对比替换法，这样做更为方便，而且，现在许多系统的连接采用高压软管连接，为替换法的实施提供了更为方便的条件。

遇到可疑元件时，要更换另一回路的完好元件时，不需拆卸元件，只要更换相应的软管接头即可。

（3）逻辑分析法对于复杂的液压系统故障，常采用逻辑分析法，即根据故障产生的现象，采取逻辑分析与推理的方法。

采用逻辑分析法诊断液压系统故障通常有两个出发点：一是从主机出发，主机故障也就是指液压系统执行机构工作不正常；二是从系统本身故障出发，有时系统故障在短时间内并不影响主机，如油温变化、噪声增大等。

逻辑分析法只是定性分析，若将逻辑分析法与专用检测仪器的测试相结合，就可显著地提高故障诊断的效率及准确性。

（4）仪器专项检测法有些重要的液压设备必须进行定量专项检测，即检测故障发生的根源性参数，为故障判断提供可靠依据。

国内外有许多专用的便携式故障检测仪，测量流量、压力、温度，并能测量泵和马达的转速等。

<1>压力检测液压系统各部位的压力值，分析其是否在允许范围内。

<2>流量检测液压系统各位置的油液流量值是否在正常范围内。

<3>温升检测液压泵、执行机构、油箱的温度值，分析是否在正常范围内。

<4>噪声检测异常噪声值，并进行分析，找出噪声源。

应该注意的是；对于有故障嫌疑的液压件要在试验台上按出厂试验标准进行检测，元件检测要先易后难，不能轻易把重要元件从系统中拆下，甚至盲目解体检查。

（5）状态监测法很多液压设备本身配有重要参数的检测仪表，或系统中预留了测量接口，不用拆下元件就能观察或从接口检测出元件的性能参数，为初步诊断提供定量依据。

如在液压系统的有关部位和各执行机构中装设压力、流量、位置、速度、液位、温度、过滤阻塞报警等各种监测传感器，某个部位发生异常时，监测仪器均可及时测出技术参数状况，并可在控制屏幕上自动显示，以便于分析研究、调整参数、诊断故障并予以排除。

状态监测技术可为液压设备的预知故障维修提供各种信息和参数，能对仅靠人的感觉器官无法解决的疑难故障进行正确诊断。

状态监测法一般适用于下列几种液压设备：<1>发生故障后对整个生产影响较大的液压设备和自动线；<2>必须确保其安全性能的液压设备和控制系统；<3>价格昂贵的精密、大型、稀有、关键的液压系统；<4>故障停机修理费用过高或修理时间过长、损失过大的液压设备和液压控制。

2.1.2液压系统故障如何分析？液压系统在工作中发生故障的原因很多，主要原因在于设计、制造、使用以及液压油污染等方面存在故障根源；其次便是在正常使用条件下的自然磨损、老化、变质而引起的故障。

在分析液压系统的故障原因时，可从以下几个方面进行。

(1)设计原因液压系统产生故障，一般应首先分析液压系统设计上的合理性是否存在问题。

设计的合理性是关系统到液压系统使用性能的根本问题，这在引进设备的液压系统故障分析过程中表现得相当突出。

其原因与国外的生产组织方式有关，国外的制造商，大多数采用互相协作的方式，这就难免出现所设计的液压系统不完全符合设备的使用场合以及要求的情况。

如从德国引进的某水泥生产线的核心设备——立磨液压机的故障过程中充分体现了这一点。

立磨液压机的液压系统在工作过程中由于轧辊位移量很小，主要工作在保压状态，所以系统在保压过程中必须使液压泵处于卸荷状态，才能减少系统的发热量，保证液压油的黏度不至于变化太大，从而保证水泥的生产能力。

引进设备的液压系统设计上采用了常用的溢流阀带载卸荷方式，显然属于不合理造成的。

设计液压系统时，不公要考虑液压回路能否完成主机的动作要求，还要注意液压元件的布局，特别注意叠加阀设计使用过程中的元件排放位置，例如在由三位换向阀、液控单向阀、单向节流阀组成的回路中，或者选用外控方式，或者采用带预压单向阀的内控方式，其目的均为确保液控阀的正常换向。

其次要注意油箱设计的合理性、管路布局的合量性等因素。

对于使用环境较为恶劣的场合，要注意液压元件外露部分的保护。

例如在冶金行业使用的液压缸的活塞杆常裸露在外，被大气中污物包围。

活塞杆在伸出缩回的往复运动中，不仅受到磨粒的磨损与大气中腐蚀性气体的锈蚀，而且还有可能从活塞杆与导套的配合间隙中进入污物污染油液，进一步加速了液压缸组件的磨损。

如在结构设计中在活塞杆上加装防护套，使其外露部分由套保护起来，则可减少或避免上述危害。

有的设计人员为了省事，在油箱图纸的技术要求中提出“油箱内外表面喷绿凶垂纹漆”，这样制造商自然就不会对油箱内表面进行酸磷化处理，使用一段时间后，随着油箱内表面油漆的脱落，就会堵塞液压泵的吸油过滤器，造成液压泵吸空式压力升不高的故障。

(2)一般情况下，经过正规生产企业装配、调试出厂后的液压设备，其综合的技术性能是合格的。

但在设备维修、需要更换一些新的液压元件时，由于用户采用了劣质液压元件，反而在新元件取代旧元件之后系统出现了故障。

因此对元件的制造问题也应认真对待，不容忽视。

否则也有可能给液压系统带来预想不到的故障。

例如，某造纸机械液压系统中更换了一双筒精过滤器滤芯，安装后仅6天就出现了由于小孔堵塞而造成的故障。

经过对更换的新购纸芯过滤器的滤芯进行认真检查，发现滤芯在加工制造中受到了严重机械损伤。

呈一定规律分布的微孔和裂缝，失去了过滤作用，滤纸的质量低，纸内粘有污物。

显而易见这样的滤芯装后不仅起不到过滤的作用，反而本身又构成了一个污染源，给系统造成不应有的故障。

更有甚者，一些家庭作坊式的液压站制造商在液压系统总装时根本不对系统进行冲洗。

以装配时的元件清洗取代装配时系统的冲洗，使系统内留下了装配过程中带进的污染物，也是造成系统故障的一个不可轻视的原因。

液压系统的清洗，必须借助于液流在一定压力、一定速度的情况下，对整个系统的各个回路分别进行冲洗。

现在一些正规的液压站专业制造商已把装配后系统严格用于装配生产中，并把这一技术看成是产品质量保证体系中草药的一个重要环节，也是一个行之有效的措施。

另外，液压集成块中的毛刺清理的程度也是制造、清洗过程中一个不可忽视的环节。

(3)使用原因液压系统使用维护不当，不仅使液压设备的故障频率增加，而且会降低设备的使用寿命和使用性能，这在一些新的液压系统用户中体现得较为突出。

例如，福建某玻璃门窗生产企业新购进一台玻璃涂胶液压设备，该企业的操作人员在液压站不加液压油的情况下就开始了设备调试，结果不到10min液压泵抱死、电动机烧坏，并且差一点造成人身事故。

又如有一个企业的一台液压设备，液压油未达到液位计的最低液位，由于未能及时购买液压油，为了不影响生产，设备操作者“灵机一动”在油箱中放了两块砖头，液位上来了，设备也开了起来，结果使用了2个月左右，由于砖在液压油中发生粉化，使得砖粉末进入了，整个液压系统，造成了整机瘫痪的严重后果。

另外液压设备在使用过程中的超载、超速，维护保养不及时、使用不当等，都可能引起液压系统的故障。

(4)液压油污染的原因液压系统的故障75%以上是由于液压油的污染引起的，在使用液压油时要把它看作像人的血液一样保持足够的清洁才能确保液压系统的故障率到最低限度。

在液压系统中极易造成油液污染的地方是油箱。

不少油箱，在结构设计和制造上存在着缺陷。

最常见的是“封闭性”油箱设计得不合理，例如在连接处、接管处不加密封，导致污物进入油箱。

污染的油液进入液压系统中，加速液压元件的磨损、锈蚀、堵塞。

最后导致辞故障的形成。

近几年来许多制造商在油箱结构设计上做了不少有益的探索和实践，以减少或杜绝污染物进入油箱。

例如采用全封闭的油箱结构，除只留一个与大气相通的通气孔之外，油箱全部采用封闭结构，所有连接处和接管处设有严格密封装置。