设备状态监测与故障诊断技术第9章-液压设备状态监测与诊断
(完整版)设备状态监测与故障诊断技术
新技术专题报告学院：电子与信息工程学院班级：电气11姓名：张健康学号：120113303018设备状态监测与故障诊断技术1 前言设备状态监测与故障诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。
通俗地讲，它是一种给设备“看病”的技术。
本文联系高线厂预精轧机在实际工况条件下的状态监测，以及根据采集到的振动故障信号，对高线厂预精轧机进行故障诊断，并简单介绍一下设备状态监测与故障诊断技术在高速线材轧机上的应用。
2 状态监测表1是预轧机16#锥箱轴承参数。
图2、3是2006年5月30日和6月13日测得的频谱分析图是16＃立式轧机分别在转速为610rpm和666rpm的转速下测得的，两图有明显的差异。
虽然两副频谱中显示的振动幅值都表1 预精轧机16#锥箱轴承参数轴承序号滚动体数Z 节径D（″）滚动体直径d（″）接触角α1 18 6.4961 0.8661 02 20 6.5679 0.8125 293 18 6.4961 0.88238 04 12 3.7402 0.8268 05 11 3.4449 0.8437 406 10 2.2638 0.5 30图1 预精轧立式机架锥箱结构没有进入ISO3495旋转机械的振动烈度标准危险区域，但两次测得的结果一次基波振动副值逐渐增加,且两图中二、三、四、五次谐波都有明显的突起。
证明锥箱内运转情况逐渐劣化，存在设备隐患。
由于传感器安装位置上的差异，机械振动烈度未超出ISO3495标准并不能说明设备是正常的。
因此状态监测需要每天进行记录，并要求将监测到的结果与历史记录比对，从中找出变化趋势，才能判断出真实的设备状态。
0 500 1000 1500 2000 Hz Lin图2 劣化前期频谱分析MagRMSmm/secLin 4321⑥⑤④③②①ⅢⅡⅠ0 500 1000 1500 2000 Hz Lin图3 劣化中频谱分析3 故障诊断高速线材轧机具有运转速度高、载荷变化频繁、所轧制轧件温度低的特点，设备的主要故障是主传动设备的轴承、齿轮失效故障，占了总设备故障时间的50%以上。
设备状态监测和设备故障诊断技术
设备状态监测与设备故障诊断技术第一章：绪论第一节：什么是设备诊断技术机械设备状态监测与故障诊断是同一学科的两个不同层次，它们既有联系又有区别，为了方便起见统称为机械设备故障诊断。
机械设备故障诊断是识别机械设备（机器或机组）运行状态的一门综合应用科学和技术，它主要研究机械设备运行状态的变化在诊断信息中的反映。
具体来说，就是通过测取设备运行的状态信号，并结合其历史状况对所测取的信号进行处理、分析、提取特征，从而定量诊断（识别）机械设备及其零部件的运行状态（正常、异常、故障），再进一步预测设备未来的运行状态，最终确定需要采取何种必要的措施来保证机械设备取得最优的运行效果。
主要内容包括对机械设备运行状态的监测、诊断（识别）和预测三个方面。
其中，状态监测也被称为简易诊断，一般是通过测定设备的某些较为单一的特征参数（如：振动、温度、压力等）来检查设备运行状态，再根据特征参数值与门限值之间的关系来确定设备当前是处于正常、异常还是故障状态。
如果对设备进行定期或连续的状态监测，就可以获得设备运行状态变化的趋势和规律，据此就可以预报设备的未来运行发展趋势，也就是人们常说的趋势分析。
诊断（识别）则不仅要掌握设备的运行状态和发展趋势，更重要的是查找产生故障的原因，识别、判断故障的严重程度，为科学检修指明方向，这就是人们常说的精密诊断，设备状态监测与设备故障诊断可以从以下两个方面来理解。
1.设备状态监测以监测设备振动发展趋势为手段的设备运行状态预报技术。
2.设备故障诊断以分析设备振动主要特征为手段的设备运行故障诊断技术。
设备故障诊断技术是以设备为对象，采用多种现代化科学成果而形成的一门综合性学科。
它涉及了传感器技术、信息采集技术、信息处理技术、识别理论、预报决策、计算机诊断技术及有关机械设备的专业技术与理论。
第二节：故障诊断的目的机械设备故障诊断的根本目的就是要保证设备的安全、可靠和高效、经济地运行，具体来说就是：1．及时、正确、有效地对设备的各种异常状态和故障状态作出诊断，预防或消除故障；同时对设备的运行维护进行必要的指导。
设备故障诊断与维修
设备故障诊断与维修(总7页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除《设备故障诊断与维修》学习提纲第一章绪论掌握设备故障诊断的意义、目的、任务及其发展概况，熟悉设备故障诊断的概念、意义和目的，熟悉状态监测和故障诊断的任务，了解设备故障诊断技术的发展概况。
1、设备诊断技术、修复技术和润滑技术已列为我国设备管理和维修工作的三项基础技术。
2、设备故障诊断是指在设备运行中或在基本不拆卸的情况下，通过各种手段，掌握设备运行状态，判定产生故障的部位和原因，并预测、预报设备未来的状态，从而找出对策的一门技术。
3、设备故障诊断既要保证设备的安全可靠运行，又要获取更大的经济效益和社会效益。
4、设备故障诊断的任务是监视设备的状态，判断其是否正常；预测和诊断设备的故障并消除故障；指导设备的管理和维修。
5、设备故障诊断技术的发展历程：感性阶段→量化阶段→诊断阶段（故障诊断技术真正作为一门学科）→人工智能和网络化阶段（发展方向）。
第二章设备故障诊断的基本概念了解设备故障诊断的一些基本概念和基本方法，明确设备故障诊断的重要目标——状态维修。
要求掌握设备与设备故障的基本概念，全面、深入了解设备故障的概念、原因、机理、类型、模式、特性、分析及管理；了解设备故障诊断的基本方法和分类；熟知设备维修方式的发展与状态维修，认识设备故障诊断技术与状态维修的“因果”关系。
1、从系统论的观点，设备是由有限个“元素”，通过元素之间的“联系”，按照一定的规律聚合而构成的。
2、设备的故障，是指系统的构造处于不正常状态，并可导致设备相应的功能失调，致使设备相应行为（输出）超过允许范围，这种不正常状态称为故障状态。
3、理解故障原因、故障机理、故障模式、故障分析等概念。
设备故障具有层次性、传播性、放射性、相关性、延时性、不确定性等基本特性。
4、对故障进行分类的目的是为了弄清不同的故障性质，从而采取相应的诊断方法5、设备故障诊断的基本方法包括传统的故障诊断方法、故障的智能诊断方法和故障诊断的数学方法。
设备状态监测与故障诊断
5 设备状态监测与故障诊断所谓“状态监测与故障诊断”，就是对运行中的设备实施定期或连续监测、有关参数分析、有效地对设备运行状态进行系统自动监测分析或人工分析，读取相应的自诊断状态报告，以便尽早发现潜伏性故障，提出预防性措施，避免发生严重事故，保证设备的安全、稳定和经济运行，并以此指导设备检修。
设备状态监测和故障诊断技术也称为预测维修技术，是新兴的一门包含很多新科技的多学科性综合技术。
简单地说就是通过一些技术手段，对设备的振动、噪声、电流、温度、油质等进行监测和技术分析，掌握设备的运行状态，判断设备未来的发展趋势，诊断故障发生的部位、故障的原因，进而具体指导维修工作。
传统的耳听、手摸等也可以算是其中的一种比较简单的手段。
5.1 设备故障的规律设备故障是一个非常广义的概念。
简单地说，设备故障就是设备系统或其中的元件／部件丧失了规定的功能或精度。
与故障意义相近的还有“失效”的概念，失效通常指的是不可修复的对象；故障指的是可以修复的对象。
早期故障：这种故障的产生可能是设计、加工或材料上的缺陷，在设备投入运行初期暴露出来。
或者是有些零部件如齿轮箱中的齿轮及其他摩擦副需经过一段时期“跑合” , 使工作情况逐渐改善。
这种早期故障经过暴露、处理、完善后，故障率开始下降。
使用期故障：这是产品有效寿命期内发生的故障，这种故障是由于载荷（外因，指运行条件等）和系统特性（内因，指零部件故障、结构损伤等）无法预知的偶然因素引起的。
设备大部分时间处于这种工作状态。
这时的故障率基本上是恒定的。
对这个时期的故障进行监测与诊断具有重要意义。
后期故障（耗散期故障）：它往往发生在设备的后期，由于设备长期使用，甚至超过设备的使用寿命后，设备的零部件由于逐渐磨损、疲劳、老化等原因使系统功能退化，最后可能导致系统发生突发性的、危险性的、全局性的故障。
这期间设备故障率是上升趋势，通过监测、诊断，发现失效零部件应及时更换，以避免发生事故。
设备故障的规律可分为以下六种模式。
工程机械液压系统的故障监测诊断方式分析
工程机械液压系统的故障监测诊断方式分析液压系统是工程机械中至关重要的部分，承担着工作和动力传输的重要任务。
然而，由于液压系统的复杂性和高度集成，液压系统的故障成为工程机械使用中的主要问题之一。
故障的出现不仅会带来设备的停机维修，还会导致安全隐患和维修成本的增加。
为了保证设备的高效运作，液压系统的故障监测和诊断变得越来越重要。
本文将探讨工程机械液压系统的故障监测和诊断方式。
1. 故障监测故障监测是指通过传感器和数据采集设备采集相关数据，对工程机械液压系统中的各个部件进行监测，根据数据分析技术和特征提取算法等方法，发现液压系统中的故障和异常情况。
传感器是故障监测的重要设备，液压系统中涉及的传感器种类很多，例如压力传感器、流量传感器、温度传感器等。
这些传感器能够实时地采集到各类液压元件的运行状态和工作参数，如压力、流量、温度、转速等，为后续的故障分析提供数据支持。
数据的采集和处理是故障监测的核心。
故障监测中的数据处理分为两个阶段：特征提取和分类诊断。
特征提取是指通过对采集到的数据进行处理，提取出与液压系统故障有关的特征，如频域、时域等。
分类诊断则是将提取出的数据进行分类和判别，以确定液压系统中故障的类型和位置。
这些方法包括人工神经网络、支持向量机、模糊逻辑等。
2. 故障诊断故障诊断是通过故障监测所得的数据，以及液压元件的结构和工作原理等知识，对液压系统发生的故障进行诊断。
故障诊断可以分为定性诊断和定量诊断两种。
定性诊断是指通过采集到的信号，根据特定的规则库和推理机制，判断出液压系统中的故障类型。
定性诊断的主要优点是诊断速度快，并且具有可重复性。
常用的定性诊断方法有基于规则库的方法、基于模型的方法、基于专家系统的方法等。
定量诊断则是对液压系统中的故障进行定量分析和判别，以确定具体的故障原因和位置。
定量诊断的主要优点是准确性高，能够提高故障诊断的精度和效率。
在定量诊断中，常用的方法包括扩展卡尔曼滤波、粒子滤波、小波分析等。
液压系统状态监测与故障诊断
和液压元件的损伤情况。
液压故障诊断，是判断机械设备的液压系统的运行状态是否 正常，液压系统是否发生故障，确定液压设备发生故障的部 位及产生故障的性质和原因。
液压故障的重要特点
（1）隐蔽性 液压装置的损坏与失效，往往发生在深层内部，由于不便装拆，现场上的 检测条件也很有限，难以直接观测，故障分析困难。 （2）机电液耦合性 液压系统往往是一个集机、电、液、仪表于一体的综合系统，它的故障通 常表现为机械故障、电气故障、液压故障复杂耦合，使液压设备故障诊断技术 面临巨大困难。 （3）交错性 液压系统的故障，其症状与原因之间存在各种各样的重叠与交叉。一具症 状可能有多种原因引起；一个故障源也可能引起多处的症状；一个症状也可能 同时由多个故障源叠加起来形成的。
4.6.6 液压卡紧和卡阀
4.6.6.1 液压卡紧的危害
4.6.6.2 产生液压卡紧和卡阀现象的原因
4.6.6.3 消除液压卡紧和卡阀现象的措施：清洁油 液及元件。
液压故障诊断常用仪器
电接点压力表
压力继电器
压力传感器（压力变送器）
流量监测
流量计
流量传感器（变送器）
电器监测
液位开关
双金属温度计
图1-1 液压举升机构结构式原理图
(a)系统原理图； (b)、(c)换向阀 1、2－单向阀；3－溢流阀；4－节流阀；5－换向阀；6－工作机构； 7－液压缸；8－液压泵；9－过滤器；10-油箱
液压传动的优缺点
液压传动系统的主要优点： （1）在同等功率情况下，液压执行元件体积小、结构紧凑。 （2）液压传动的各种元件，可根据需要方便、灵活地来布置； （3）液压装置工作比较平稳，由于重量轻，惯性小，反应快， 液压装置易于实现快速启动、制动和频繁的换向； （4）操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围达 2000：1），它还可以在运行的过程中进行调速；
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。
设备状态检测与故障诊断
• 设备状态监测的对象一般以重点设备为主。 目前，设备状态监测方法主要有两种：
•(1)由维修人员凭感官和普通测量仪，对设备的技 术状态进行检查、判断，这是目前在 机械设备监 测中最普遍采用的一种简易监测方法。 (2)利用各种监测仪器，对整体设备或其关键部位 进行定期、间断或连续监测，以获得技术状态的 图像、参数等确切信息，这是一种能精确测定劣 化和故障信息的方法。
设备状态检测与故障诊 断
2020/12/8
设备状态检测与故障诊断
一、设备状态监测与诊断技术
的基本概念
设备状态监测，是指用人工或专用的 仪器工具，按照规定的监测点进行间断 或连续的监测，掌握设备运行所处于的 状态，有压力、流量、温度、振动与噪 声等等。所谓的设备诊断技术，是指在 设备运行中或基本不拆卸的情况下，根 据设备的运行技术状态，判断故障的部 位和原因，并预测设备今后的技术状态 变化。
a、 生产设备关键性（A类）指大型、高速、检修费用昂贵，采用在 线监测系统、连续检测（投入费用较大）
b、 重要性生产设备（B类）采用离线状态监测仪器，配置便携式简 易或精密检测分析仪器（数采），定期采集数据进行分析，（投 入费用是可以接受的）
c、 一般性生产设备（C类）采用离线简易检测仪器，定一个标准来 进行评判，也是比较普遍采用的一种常规做法。投入费用低，易 掌握，便于普及。
设备状态检测与故障诊断
B： “定人”
设备状态检测，一般都采用离线数据采集 器，因此数据的真实性，在很大程度上也取决 于检测人员的综合素质，从事该工作应该有比 较强的责任心，因为离线检测仪器的传感器与 被检测的设备是分离的，其位置发生改变，得 到的数据会有很大区别，为了保证分析结果的 可信度，数据检测应该由“专人”负责，即 “定人”。
浅谈设备状态监测与故障诊断技术
般 选 在 机 器振 动 的敏 感 点及 刚 性 支承 点 越 大的作用 。 等 。测 点的数 量能反 映机器 的主要运 行状态
就行 。 测 点 的选 定 一 般 依 据 以下 原 则 ：
参考文献：
ｌ 、可以安全、重复 的采集数据 。
２ 、在轴承座 的水 平、垂直和轴 向三个正 交方 向上布置测点 。 ３ 、测 点尽 可能靠近轴承的承载区。 ４ 一 个 方 向因 故 偏 离 理 想位 置 并 不 影 响 、
生产建设
浅谈设备状态监测 与故障诊断技术
文／ 宫永健 张英菊 （ 奥的斯 电梯＜ 中国＞ 限公司石家庄分公司；河北新晶焦化有限责任 公司） 有
５ 、不在设备外 壳、保 护罩、轴承座剖分
测 点位 置 有 以 下 要求 ：
摘要 ：设备 状 态监 测与故 障诊 断技术是 可 以通过 微分或 积分进 行换算 。在振 动测量
响机 组运 行的情 况下实 行在线监 测和诊 断 。 采用 振动 分析法 ，可 以对 旋转机 械大部 分的 问题 、转 子弯 曲、轴 承工 作不 良、油膜 涡动 及油 膜振 荡、 子热不对 中 、动 静件摩擦 、 转 旋转 失速及 喘振 、转轴 的横 向裂 纹、机械 松 动、结构共振等等
监 测点应 科学 的选定那 些最 能真实反 映 态做 出全面 的描述 。通常应 环绕机 器外部 ，
设备运 行状态 的测 点， 以便 对设备 的振动 状 术开辟 了广 阔的应用 前景 。可 以预 见，这项
在互相 垂直 的三个方 向上 ，分散选 定测 点，
一
、
振动 的基本参数
ｌ 、振 幅：振 幅是物体动态运动或振 动的 幅度 。它是振 动强度 和能量 水平 的标 志 ，也 是评判机器运转状态优劣 的一个重要指标。 振 幅 的 量 值 可 以表 示 为 峰 一 值 （ — 峰 Ｐ Ｐ ）、单 峰值 （ － ）、有 效值 （ ｌ ）或平 ｏＰ Ｙｓ ｎ 均值 （ ｖ ｒ ｇ ）。峰一 值是整个振 动历程 Ａ ｅａ ｅ 峰
基于软测量的液压设备状态监测与诊断方法
基于软测量的液压设备状态监测与诊断方法摘要随着现代工业过程对控制、计量、节能增效和运行可靠性等要求的不断提高，各种测量要求日益增多。
现代过程检测的内涵和外延较之以往均有很大的深化和扩展。
一方面，仅获得流量，温度、压力和液位等常规过程参数的测量信息已不能满足工艺操作和控制的要求，需要获得诸如成分、物性等与过程操作和控制密切相关的检测参数的测量信息。
另一方面，仪表测量的精度要求越来越高，测量从静态或稳态向动态测量发展，在许多应用场合还需要综合运用所获得的各种过程测量信息，才能实现有效的过程控制、对生产过程或测量系统进行故障诊断、状态监测等。
关键词软测量；液压设备；状态监测；诊断方法前言设备状态监测与故障诊断是设备诊断中的两个过程，两者既有密切联系又有区别。
设备状态监测是指对设备某些参数如振动、噪声、压力、流量、温度等进行测取，将测定值与规定的正常值门限值进行比较，以判别设备的工作状态是否正常。
若对设备进行定期或连续监测便可获得设备状态变化的趋势性规律，进而对设备剩余的寿命做出估计，于是便可对设备状态进行预测、预报。
设备诊断技术属于信息论范畴，它包括信号的采集、信号的分析处理和状态识别三个基本环节。
1 液压系统的失效形式及故障机理分析1.1 污染失效液压元件是一种以油液为工作介质，单位体积输出能量很高的精密机械。
油液污染往往是在现场造成液压元件严重磨损、堵塞、卡死以致失效的重要因素。
据统计液压系统中}o%以上的故障是因为油液污染造成的，zo%的飞机事故是由于飞机液压系统的油液污染造成的，因此控制污染度是提高液压设备使用可靠性的重要保证。
液压油液中的污染物，导致液压元件的污染颗粒磨损、运动副的卡紧和阻尼孔的堵塞现象，其中常功能。
如液压阀的滑阀的刃边磨损、滑阀的径向磨损，液压缸的柱塞杆磨损及溢流阀、泵中各运动部件间的磨损。
但是当磨损量积累到一定值时，对泵来说，泵性能下降到一定程度就认为该泵失效了。
对阀类元件及液压缸来说，磨损使零件间配合间隙过大，使高压腔与低压腔互通，引起系统供压不足，致使系统低速运动时出现爬行现象。
机械液压系统的状态监测与故障诊断研究
机械液压系统的状态监测与故障诊断研究一、引言机械液压系统作为现代工业生产中广泛应用的关键设备之一，其稳定运行对于保障生产效率至关重要。
然而，由于长期使用、磨损和外界环境因素的影响，机械液压系统存在着状态变化和故障的风险。
因此，对机械液压系统的状态进行监测和故障进行诊断具有重要意义。
二、机械液压系统状态监测技术机械液压系统的状态监测技术是指对系统运行过程中液压元件的状态进行实时检测和监测，以判断系统是否正常工作。
常用的监测技术有振动监测、温度监测、油液质量监测等。
1. 振动监测振动监测通过对机械液压系统振动信号的分析和处理，可以判断系统中的故障源和问题。
例如，当系统中出现液压泵故障时，振动信号会出现异常，如振动频率和振动幅度会超出正常范围。
2. 温度监测温度监测是对机械液压系统运行中液压油温度的实时监测。
液压油温度过高可能是系统内部摩擦、冷却不良或系统过载等问题的表现，及时监测并采取措施可以避免系统故障的发生。
3. 油液质量监测油液质量监测通常包括油液的粘度、污染度和气体溶解度等指标的检测。
油液过脏或粘度过高会导致元件摩擦不良，从而加剧磨损和故障的发生。
三、机械液压系统故障诊断技术机械液压系统故障诊断技术是指通过分析系统运行过程中的各种指标和数据，判断系统是否存在故障，并找出故障原因的过程。
常用的故障诊断技术有基于模型的故障诊断、机器学习算法以及专家系统等。
1. 基于模型的故障诊断基于模型的故障诊断方法是通过建立机械液压系统的数学模型，并与实际运行数据进行对比，判断系统是否存在故障并找出故障原因。
该方法适用于系统结构复杂、有较强数学建模能力的情况。
2. 机器学习算法机器学习算法是一种通过训练数据集来学习和预测模型的方法。
在机械液压系统故障诊断中，可以使用机器学习算法来挖掘和分析系统运行数据中的规律和特点，从而判断系统是否存在故障。
3. 专家系统专家系统是通过将专家知识转化为计算机程序，模拟专家判断和推理过程的方法。
设备状态监测与故障诊断技术第9章-液压设备状态监测与
11/20/2019
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第一节 液压设备的失效分析
⑸ 方向控制阀 换向，复位（对中）时间超过标准值的10%； 内泄漏量超过标准值的10%； 出现卡死、啸叫或抖动现象； 零部件的异常磨损或断裂； 有滴状外漏。
二、失效模式与失效机理
液压件常见的失效模式可归纳如下：
⑴ 轴向柱塞泵和马达 配流盘—缸体摩擦副严重磨损或烧伤； 滑靴—斜盘摩擦副严重磨损或烧伤； 柱塞—缸孔摩擦副严重磨损或咬死； 轴承磨损或剥蚀； 柱塞球头的颈部断裂； 滑靴变形、脱靴或断裂； 缸体开裂（特别在配油槽处）； 变量机构调节失灵； 密封处漏油。
11/20/2019
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第二节 液压设备故障诊断方法
一、功能诊断法
液压设备是个完整的系统，有其输入参数和其相应的输出参数。根据输 出参数的变化规律，可以判断设备状态的好坏，从而对设备做出诊断。 液压设备的输出参数主要有：油液压力、流量、容积效率。例如液压系 统的压力低于某额定值或出现剧烈波动时，就意味着油液通道阻塞或内 泄漏等故障。
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第一节 液压设备的失效分析
一、失效与失效判据
不同的产品有不同的失 效判据，相同的产品不 同的用途，失效判据也 不同。军品和民品的判 别准则显然有差别。
总之，要按用户、生产 厂和业务主管部门的具 体要求来制定。液压产 品通常以某些技术参数 和性能参数为指标来衡 量是否失效。
失效的性质和原因 失效百分比（%）
A．发生原因
设计性失效
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⑵ 齿轮泵
容积效率下降到低于出厂合格指标的5%； 齿轮端面等磨擦副表面出现拉丝、粘铜或烧蚀； 轴承处出现剥蚀或抱轴、咬死； 零部件出现断裂、损坏； 有滴状外漏。
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第一节 液压设备的失效分析
⑶ 液压缸 有滴状外漏； 缸体（包括焊缝）出现裂纹； 紧固螺钉断裂。
⑷ 压力控制阀 压力调节失灵或有卡死现象； 导阀的颤振和啸叫，控制压力发生大的振摆； 零部件的异常磨损或断裂； 技术性能指标低于标准值的10%； 有滴状外漏。
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第一节 液压设备的失效分析
一、失效与失效判据
不同的产品有不同的失 效判据，相同的产品不 同的用途，失效判据也 不同。军品和民品的判 别准则显然有差别。
总之，要按用户、生产 厂和业务主管部门的具 体要求来制定。液压产 品通常以某些技术参数 和性能参数为指标来衡 量是否失效。
机械零部件（包括液压元件）所发生失效的最基本机理，有如下几 种：形变或应力断裂，腐蚀，磨损，冲击断裂，疲劳，热应力与热变 形。对于液压元件来说，上述六种失效机理中，最主要的是磨损和疲 劳失效。
液压元件中存在着许多摩擦副，例如轴向柱塞泵中的斜盘与滑靴， 柱塞与缸孔，配流盘与缸体，叶片泵中的定子环与叶片，齿轮泵中的 齿轮与壳体，换向阀中的阀芯和阀套等等。凡是两个相互接触的物体， 在载荷作用下作相对运动，就必然存在着摩擦磨损。因此对磨损机理 的研究，随着产品向高速、高载、自动化发展，就显得愈来愈重要。 近年来，一门新学科——摩擦磨损润滑学（简称摩擦学）有了很大的 发展。
由于机械振动而引起两接触表面间的低幅振动，例如轴孔配 合面、螺栓联接处等位置，这种表面间的微量振动会产生微动磨 损。
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进行液压设备的失效分析，还需要对失效进行分级，一般可分 为四级：①造成重大生命财产损失；②影响重大功能完成；③ 造成系统运行有效性的降低；④造成过多的非计划维护。
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第一节 液压设备的失效分析
二、失效模式与失效机理
液压件常见的失效模式可归纳如下：
⑴ 轴向柱塞泵和马达 配流盘—缸体摩擦副严重磨损或烧伤； 滑靴—斜盘摩擦副严重磨损或烧伤； 柱塞—缸孔摩擦副严重磨损或咬死； 轴承磨损或剥蚀； 柱塞球头的颈部断裂； 滑靴变形、脱靴或断裂； 缸体开裂（特别在配油槽处）； 变量机构调节失灵； 密封处漏油。
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第一节 液压设备的失效分析
⑸ 方向控制阀 换向，复位（对中）时间超过标准值的10%； 内泄漏量超过标准值的10%； 出现卡死、啸叫或抖动现象； 零部件的异常磨损或断裂； 有滴状外漏。
此外，异常的噪声和温升，也常是液压件失效判据的主要内容。 失效判据应根据具体情况合理确定。
磨损的定义，一般可认为是：“两个相互接触的物体产生相对运动和 摩擦时，由于对接触表面施加压力的结果，使接触表面的部分材料从 表面上脱落或产生位移，形成材料破坏。”按照磨损机理，磨损可分 为磨粒磨损、粘着磨损、接触疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损。
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第一节 液压设备的失效分析
①磨粒磨损 硬的颗粒或突起物在摩擦过程中，由于力的作用，使所接触
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第一节 液压设备的失效分析
⑵ 齿轮泵和马达 齿轮严重磨损； 齿轮齿牙断裂； 齿轮变形； 侧板严重磨损； 轴承严重磨损或烧伤； 密封处漏油。
⑶ 叶片泵和马达
叶片顶部与定子间的严重磨损或烧伤；
叶片与叶片槽间的严重磨损或烧伤；
配流盘与侧板间的严重磨损或烧伤；
叶片断裂；
的表面的部分材料产生脱落或位移。磨粒磨损还可分为两体磨损、 三体磨损和冲刷磨损。 ②粘着磨损
两个相对运动的表面相互压紧时，表面上的凸起点产生金属 与金属的点接触。 ③接触疲劳磨损
由于交变载荷的作用，在元件接触表面产生弹性变形和塑性 变形，而使材料间的聚合力丧失。 ④腐蚀磨损
腐蚀就是元件表面原子同周围流体介质之间发生反应的过程， 包括由电化学势能和流体流动势能，以及对表面直接的化学侵袭 所激起的各种反应。 ⑤微动磨损
密封处漏油。
⑹ 液压阀
⑸ 液压缸 缸体裂纹； 螺钉断裂； 活塞杆磨损、锈蚀； 密封环损坏； 密封处漏油。
阀芯卡死Байду номын сангаас 节流孔口堵塞； 弹簧形变或断裂； 压力阀导阀芯的颤振和啸叫； 锥阀芯与阀座的严重磨损或剥蚀； 电磁铁吸力不足或线圈烧坏； 密封处漏油。
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类
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第一节 液压设备的失效分析
⑴ 轴向柱塞泵
容积效率下降到低于出厂合格指标的5%； 主要滑动磨擦副（柱塞-缸体，缸体-配油盘，滑靴-斜盘）
表面出现粘铜、烧蚀或拉丝； 滚动体出现疲劳剥蚀； 零部件出现断裂、损坏； 变量机构失灵或变量特性低于出厂合格指标的10%； 有滴状外漏。
轴承磨损或剥蚀；
密封处漏油。
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第一节 液压设备的失效分析
⑷ 低速大扭矩马达
滚轮或钢球与导轨间的严重磨损或剥蚀（内曲线式）；
连杆滑块与曲轴间的严重磨损或烧伤（曲轴连杆式）；
配流轴与配流套间的严重磨损或烧伤（轴配流式）；
配流盘与转子间的严重磨损或烧伤（端面配流式）；
轴承磨损或剥蚀；
第九章 液压设备状态监测与诊断
有关资料统计，液压设备故障约占整个设备总故障的30% 左右。除了一般机械设备的共同点外，液压设备还有其自 身的特点，例如油液分析就是液压设备中一个重要而特殊 的诊断参数。
学习目标：
要求了解液压设备的失效分析； 掌握液压设备故障诊断方法； 熟悉油液污染分析方法（重点讲解铁谱分析法）。
失效的性质和原因 失效百分比（%）
A．发生原因 设计性失效 生产性失效 运行性失效
B．参数变化性质 渐发失效 突发失效
20
50
表
30
9
-
60
1
40
液
C．表现特征 不密封 参数不符合规定要求 丧失功能 动态稳定性被破坏 动力元件损坏
D．元件失效 管路和软管 换向阀 控制元件 辅件 动力元件
45 15
效压 比设