液压系统维修与故障诊断

• 3）状态化
状态化是对监测与诊断而言。据美国设备维修专家分析，有将近1/3的维 修费用属于“维修过剩”造成的费用，原因在于：目前普遍采用的预防 性定期检修的间隔周期是根据统计结果确定，在这个周期内仅有2%的设 备可能出现故障，而98%的设备还有剩余的运行寿命，这种谨慎的定期 大修反而增加了停机率。美国航空公司对235套设备普查的结果表明， 66%的设备由于人的干预破坏了原来的良好配合，降低了可靠性，造成 故障率上升。因此，将预防性定期维修逐步过渡到“状态维修”已经成 为提高生产率的一条重要途径，也是现代设备管理的需要。随着科技的 发展，可以利用传感技术、电子技术、计算机技术、红外测温技术和超 声波技术，跟踪液体流经管路时的流速、压力、噪声的综合载体信号产 生的时差流量信号和压力信号，并结合现场的各种传感器，对液压系统 动态参数（压力、流量、温度、转速、密封性能）进行“在线” 实时检
• 3）调节控制装置 它们是调节、控制液压系统中液压油的压力、流量 和流动方向的。上面实例中，电磁换向阀8，节流阀7，溢流阀10等液压 元件都属于这类装置。
• 4）辅助装置 它们是除上述三项以外的其它装置，如上例中的油箱1， 滤油器2，空气滤清器11等。它们对保证液压系统可靠，稳定，持久地 工作，有重要作用，同时显示液压系统的压力、液位、流量等工作状态。
• 1）虚拟化
虚拟化则是指监测与诊断仪器的虚拟化。传统仪器是由工厂制造的，其 功能和技术指标都是由厂家定义好的，用户只能操作使用，仪器的功能 和技术指标一般是不可更改的。随着计算机技术、微电子技术和软件技 术的迅速发展和不断更新，在国际上出现了在测试领域挑战整个传统测 试测量仪器的新技术，这就是虚拟仪器技术。
液压系统使用维修 与故障诊断
山东大学机械工程学院
2010-01-23
内容提要：
➢ 1、液压元件及传动系统概述 ➢ 2、液压元件原理、应用及其相关计算 ➢ 3、液压传动系统的设计与计算 ➢ 4、液压故障诊断的策略与技巧 ➢ 5、液压基本回路的故障分析与排除 ➢ 6、液压装置常见故障及排除与改进 ➢ 7、液压元件及零部件的诊断与修复 ➢ 8、液压系统的安装、调试 ➢ 9、液压系统维护与管理
“软件就是仪器”，反映了虚拟仪器技术的本质特征。一般来说，基于 计算机的虚拟仪器系统主要是由计算机、软面板及插在计算机内外扩槽 中的板卡或标准机箱中的模块等硬件组成，有些虚拟仪器还包括有传统 的仪器。由于其具有开发环境友善，具有开放性和柔性，若增加新的功 能可方便地由用户根据自己的需要对软件作适当的改变即可实现，用户 可以不必懂得总线技术和掌握面向对象的语言等特点，使得将其应用于 液压系统乃至整个机械设备监测与诊断仪器及系统是一个新的发展方向。
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2．公称流量
公称流量是标志液压元件流通性能的参数，公称流量是指 液压阀在额定 工作状态下通过的名义流量，常用单位L/Min。
公称压力、公称流量一般在液压元件或液压站的铭牌上已经表示出来，使 用液压元件时，工作压力和通过液压元件的流量，不要超过其公称压力和 公称流量。
1.2 液压系统的应用特点与故障诊断技术的发展趋势
1、液压元件及传动系统概述
1.1液压传动系统的组成 1.1.1液压元件在液压传动系统中的作用
➢ 液压传动系统和机械传动系统相比，由于具备功率密度高、结构小巧、 配置灵活、组装方便、可靠耐用等独到的特点，因此在国民经济的各个 行业中得到了广泛采用。液压传动系统是以运动着的液体作为工作介质 通过能量转换装置，将原动机的机械能转变为液体的压力能，然后通过 封闭管道、调节控制元件，再通过另一能量装置将液体的压力能转变为 机械能的系统。液压传动系统实际上包含液压传动和液压控制两方面的 内容，两者是相互联系的，很难截然分开。
• 2）高精度化
对于高精度化，是指在信号处理技术方面提高信号分析的信噪比。不同 类型的信号具有不同的特点，即使是同一类型的信号也可以从不同的角 度进行描述和分析，以揭示事物不同侧面之间的内在规律和固有特性。 对于液压系统而言，其信号、系数通常是瞬态的、非线性的、突变的， 而传统的时域和频域分析只适用于稳态信号的分析，因此往往不能揭示 其中隐含的故障信息，这就需要寻找一种能够同时表现信号时域和频域 信息的方法，时频分析就应运而生。小波分析就是这种分析的一种典型 应用，将小波理论应用于这些信号的处理上，可以大大提高其分辨率。 可以预见，信号分析处理技术的发展必将带动故障诊断技术的高精度。
• 5）工作介质 液压油或其它合成液体。
图1-1 涂胶设备液压传动系统图 1-油箱； 2-滤油器； 3-液位计；4-液压泵；5-压力表开关；
6-压力表；7-节流阀；8-电磁换向阀；9-液压缸； 10-溢流阀；11-空气滤清器
1.1.2液压元件的分类
➢ 液压阀的品种已达到几百个品种上千个规格，从不同角度分析液压阀 有不同分类方式：按用途可分为方向控制阀、压力控制阀、流量控制 阀；按连接方式分为管式连接、板式连接、法兰式连接阀，目前还出 现了叠加式联接、插装式连接阀；按工作原理可分为通断式、比例式 和伺服式元件；按组合程度可分为单一阀和组合阀等。
1.1.3液压元件的基本参数
➢ 液压元件的工作能力由其性能参数决定，液压元件的基本参
数与液
压元件的种类有关，不同的液压元件，具有不同的性能参数，其共性的参
数与压力和流量相关。
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1．公称压力
公称压力是标志液压元件承载能力大小的参数。 液压元件的公称压力指 其在额定工作状态下的名义压力，液压元件的公称压力单位为MPa （106Pa）。
➢ 在实际应用过程中，设计者经常会遇到按照给定的条件选择最优控制 系统Hale Waihona Puke Baidu其元件的问题，为了正确的选用控制系统，表1.1给出了几种 常用控制系统的对比资料。
1.2.2液压系统故障诊断的发展趋势
➢ 随着数据处理技术、计算机技术、网络技术和通信技术飞速发展以及不 同学科之间的融合，液压系统的故障诊断技术已经逐渐从传统的主观分 析方法，向着虚拟化、高精度化、智能化、状态化、网络化、交叉化的 方向发展。
➢ 图1-1所示为一个典型的涂胶设备液压传动系统，它的组成部分有以下 五个方面：
• 1）能源装置 它把原动机的机械能转变成液体的压力能。如图1-1中的 液压泵4，它给液压系统提供压力油，使整个系统能够动作起来，液压 泵最常见的驱动动力是电动机。
• 2）执行装置 将液压油的压力能转变成机械能，并对外做功。常用的 执行元件是液压缸或液压马达，如图1-1中的液压缸9。
1.2.1液压系统的应用特点
➢ 液压传动系统由于具有易于实现回转、直线运动，元件排列布置灵活 方便、可在运行中实行无级调速等诸多优点，所以在国民经济各部门 中都得到了广泛的应用，但各部门应用液压传动的出发点不同，工程 机械，压力机械采用的原因是结构简单，输出力量大。航空工业采用 的原因是重量轻，体积小。机床中采用主要是可实现无级变速，易于 实现自动化，能实现换向频繁的往复运动的优点。