液压知识培训教材2

液压知识培训教材表征诊断法在液压系统故障诊断中的运用液压系统是以液压油为工作介质,通过泵、油缸油马达的作用输出能量,这两部分在故障检测中既不象机械结构的直观,也不象电气结构的易子测量,故在故障检测中要在掌握液压技术的理论和液压元件和系统的结构原理基础上,进行判断和推理,现根据故障现象推断原因作一些经验介绍:1泵(1)内泄漏的检验。先关闭溢流阀,如果系统压力升不高,油箱回油口又很少回油,则可肯定液压泵摩损;若在正常压力下,溢流阀无开启,而工作部件速度不足,则也可断定泵有内泄漏。(2)若泵打不出油,吸油管反而冒泡,这时电机可能装反了,改变电机转向即可,这个故障发生在检修电机或电气线路之后。(3)泵开始工作时噪声正常,但运转一段时间后就出现了较大噪声,产生一种比较低沉的叫声,这是气蚀产生的噪声,而机械噪声较尖,容易区别。此时油箱中的油液因含有小气泡而变成黄白色,证明系统中混入空气,应从防止空气进入系统着手检验。2液压缸(1)检测油缸有无内泄漏,把溢流阀压力调至系统极限压力,观察液压缸在最大伸出位置时的情况可断定有无内泄漏,此时如果只有很小的泄漏,说明油缸性能良好,如果泄漏较大则说明活塞上密封圈已经损坏失效。若活塞密封良好,则活塞在两个极限位置的泄漏应基本相等,否则说明油缸端盖密封有问题应及时修复。(2)油缸运动时,有滑动金属的摩擦声,这是由于滑动面的油膜被破坏或压力过高而引起的,此时必须立即停车检查,否则将导致滑动面烧结。(3)油缸运行过程中总是在某个部位出现爬行,这时可先卸荷,往复空行,如果活塞在同一部位阻力变大,则可能由于伤痕或烧结所致。区段划分法液压系统故障诊断技术及应用液压设备在工业自动化中越来越起着主导作用但自动化程度越高,设备的结构就越复杂,发生故障的可能性就越大,故障造成的危害和损失也越加严重因此,正确而果断地判断发生故障的原因,迅速排除故障尤为重要[1]在生产现场,由于受生产计划和技术条件的制约,要求故障诊断人员准确简单和高效地诊断出液压设备的故障;要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件,尽可能减少拆装工作量,节省维修工时和费用[2],用最简便的技术手段,在尽可能短的时间内,准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理,使系统恢复正常运行,并力求今后不要发生同样故障概括地讲,液压系统的故障诊断可归纳为如下几点:(1)对运行中的液压系统进行状态监测,掌握设备运转状态;(2)寻找故障所在和原因;(3)判断液压系统运转有无异常,进行早期预报;(4)预测液压系统运行状态1液压系统故障诊断方法[3,4]1.1查找故障的区段划分不论设备的大小和复杂性,液压回路均可从机能上分成几类,来分析寻找故障所处位置,如图1所示(1)泵及压力控制回路包括泵、电动机、溢流阀及卸荷回路这是液压系统的心脏(2)工作油控制回路包括油箱、油位计、恒温器、冷却器、滤网等工作油的老化、污染及粘性变化,对泵及全部元件的影响很大(3)整个系统的控制回路包括压力控制元件、蓄能器、过滤器、压力开关等主要是整个回路的控制装置,在简单的装置上,1个溢流阀就相当于整个回路的控制装置(4)执行机构控制回路包括压力控制阀、流量控制阀、换向阀、安全装置等它应是能适合执行机构工作特性的组合回路根据各个执行机构进行分类,简单的回路只由1个换向阀构成图1液压回路的分类1.2故障查找方法首先应区分液压系统是否是新装置或使用1ａ以上的旧装置,两者产生故障的位置及原因不同[2],参见表1和表2表1新装置的故障及原因主要现象易发生的故障内容主要原因泵起动时排油不良、烧毁、异常声音粘性,污染粒子,微动动作不良压力控制阀不良自激振动现象、动作不良污染粒子,安装变形,工作油元件调整不良输出不足,性能不稳定调整不良,手柄闭锁不良回路不良动作不对,性能不良调整不良机器突然动作不良卡住,动作不良污染物,操作失误过滤器网眼堵塞灰尘造成动作不良、泵噪声工作油管管理不善,冲洗不好机器安装不良动作不良、误动作组装调整不注意异常振动冲击、共振、异常振动设计、制造、接触不良油温控制不良油温上升,工作油老化调整不良、设计不良配管安装变形控制阀动作不良,配管坏了配管制造不良输出不足动作不良、速度降低设计不良、接触不良漏油外部漏油密封不良,固定不牢、振动松动动作异常误动作,突变现象、微动动作配管错了,元件选择不良表2旧装置的故障及原因主要现象易发生的故障内容主要原因计量仪表失常压力表温度计轴位计等振动外力机械性故障安装螺栓松动漏油动作不良噪声振动配管方面的松动漏油！坏了振动工作油的变化老化！污染！变色高温使用!回路的污染冷却器的效率降低油温上升附有水碱咐有污染物过滤器网眼堵塞机器的动作不良！泵噪声油的变化砺染物电气方面控制用！检测用使用条件泵噪声！效率下降输出降低！寿命缩短！破损泵磨损！产生空穴作用！密封件寿命压力控制阀的稳定性压力变动!响应性恶化！动作不良寿命！局部磨损！泵及换向阀的影响1.3寻找故障的顺序[4]故障部位的查找顺序参见表3表3查找故障的顺序查找部位内容油箱四周泵压力表过滤器换向阀油缸（执行机构）油温计、温度表、恒温器工作油的状态〔颜色、汽泡〕外部泄漏噪音、异常温度、轴部分以及外部漏泄、表面温度、压力表的振动溢流阀的稳定状态、设定压力、系统的动作性、循环操作、蓄能器气压、压力开关的动作指示器动作、网眼堵塞情况、污染物的数量和性质、大小的检查换向时声音、冲击、换向速度、电磁铁动作状况、电磁铁温度动作（正常、异常、停止），速度（快、慢），动作时的状态（开始动作、停止前夕），停止中的状态（载荷保持、微动动作），输出（力量过强、力量过弱），泄漏（内部泄漏量、外部泄漏量）2液压系统故障诊断实例2.1故障现象概述Ｙ3180滚齿机是使用5ａ以上的设备,液压原理图如图2所示,一段时间发现刀架移动速度同工作台旋转速度不同步,齿轮工件齿形畸形,并且油箱中声音异常,压力表显示数字不稳2.2故障原因分析按图1所示划分区段,产生故障部位可能是泵及压力控制回路及工作油控制回路2部分，下面几种情况可能引起上述现象产生(1)溢流阀中钢球或锥阀磨损断裂而配合不好;(2)溢流阀中弹簧疲劳或变形断裂;(3)油箱中污垢太多,过滤网堵塞或溢流阀阻尼孔堵塞;(4)油泵吸油不畅,产生间隙性压力不足图2液压系统原理图1油箱;2滤油器ｘu22×100;3电机Ｙ8024;4叶片泵Ｙ86;5电磁阀24Ｄ10Ｂ;6刀架平衡油缸;7压力表ＭＴ60Ⅰ;8工作台定程油缸;9电磁阀24Ｄ10Ｂ;10溢流阀Ｙ10Ｂ;11溢流阀Ｙ10Ｂ;12安全阀10/Ｆ85-22.3故障寻找处理过程(1)首先从油箱中检查,发现污染物太多,过滤网堵塞采用换油液及清洗过滤网等措施后,噪音减少、油泵正常工作但调节压力表无任何反应(2)检查溢流阀11,发现调节手柄不起作用打开此件后发现一切正常,但阻尼孔堵塞,疏通后重新安装一切正常3结论区段划分法是一种实用的液压系统故障诊断方法,能够方便准确地判断出故障部位及原因,及时处理也能采用预防手段降低故障发生的次数,提高设备利用率,避免了个人诊断的盲目性诊断结果符合实际,具有较高的实用推广价值[参考文献][1]石红,王科俊,李国斌液压设备故障诊断技术的研究[Ｊ]液压与气动,2000,(2):1720[2]陆望龙实用液压机械故障排除与修理大全[Ｍ]长沙:湖南科学技术出版社,1995[3]王家宏液压故障诊断方法简述[Ｊ]机床与液压,1997,(6):8689[4]汤漾平,哈弘文,冯青秀自动化液压机床的故障分析与可靠性设计[Ａ]流体控制工程与机器人学术会议论文集[Ｃ]北京:中国力学学会流体控制过程专业委员会,1992-232-238液压系统“掉压”故障的简易-模糊诊断0.简易—模糊诊断及其优点利用模糊量能够对故障严重程度、相关关系及故障源作出较客观、精确的定量描述,并以此为基础作出相应的模糊诊断。它特别适用于具有不确定因素、随机性因素及交错的多因素,而无法用单一的逻辑关系作出明确结论的复杂故障。然而,要对多个可疑元件进行模糊诊断,必然要收集各元件发生故障的相关信息状况,并逐个模糊量化及积分,其工作量是很大的。而借助某故障易获取的独有信息,作简单逻辑判断,就能很快确定故障程度、类型及最小范围。这种方法简易快捷,可减少模糊诊断的工作量。笔者曾将模糊诊断与简单逻辑判断结合起来,对ＹＡ32—200四柱万能液压机和Ｗ67Ｙ—632500型板料折弯机“掉压”(压力低于要求值,工厂俗称“掉压”,后叙不再加引号)故障进行了诊断排除,确实能提高诊断速度和准确度。1.掉压故障的模糊量化和模糊积分将实测到的压力值模糊量化为4个等级:“0”级压力值在要求值Ｐ的公差范围内;“ＮＳ”级在ｐ～0.8ｐ区间;“ＮＭ”级在0.8ｐ～0.4ｐ区间;“ＮＢ”级在0.4ｐ～0区间。液压泵、调压装置、阀管、液压马达和液压缸因密封缓慢失效引起掉压是渐发性的,且温度越高掉压愈厉害,压力多下降到要求值的1/2以上,属“ＮＭ”和“ＮＳ”级,叫“小掉压”。以上液压元件因内部突然发生明显异常引起掉压是突发性的,压力往往下降较多,大约在要求压力的1/3以下,绝大部分接近零压,属“ＮＢ”级,叫“大掉压”。两类掉压的原因、机理不同,与各元件的相关程度,即概率也就不同。对这些概率模糊量化,得到概率模糊量(表1)。将每类掉压的概率模糊量值排序,得到较准确的概率排序(表2)。一般情况下,排在前面的较后面的易引发掉压。特殊情况下,排在后面的有时也引起掉压。表1NBNMNS0液压泵0.5110调压装置10.50.50阀管类10.60.60液压马达或缸0.40.70.70表2NBNMNS0液压泵311×调压装置144×阀管类133×液压马达或缸422×液压泵因密封失效、泄漏引起系统掉压的主要信息有:(1)加载时,吸油压力ｐ0明显升高;(2)加载时,泵后压力波动变大,噪声、振动增大;(3)一般泵外泄量增大,柱塞泵泄油管流量增大;(4)泵壳体发热;(5)泵使用时间长;(6)油液污染。对以上各因素的状况分等级评价,评价结果用信息状况模糊量Ｆ表示。对各因素与故障产生的关系程度也进行评价,评价结果用信息关系模糊量Ｇ表示。最后形成评价等级(表3),信息状况及关系模糊量(表4)。表3123451加载时吸油口压力上升(ＭＰａ)00.050.10.150.22加载时压力波动,泵噪声、振动变大无轻微较严重严重3泄漏状况泄漏状况微量明显严重4泵壳发热泵壳发热正常烫手很烫手5使用时间(年)使用时间(年)12346油液污染油液污染清洁不清洁污染严重表412345100.250.50.7511200.350.7010.7300.510.85400.510.550.250.50.7510.5600.510.5调压装置发生各种故障引起系统掉压的主要信息有:(1)压力调不高;(2)压力不稳定;(3)调至最高压力时,压力表无变化,泵噪声、振动及泄漏无变化;(4)溢流量增加;(5)溢流阀使用时间长。对以上各因素分等级评价,模糊量化,形成评价等级(表5),信息状况及关系模糊量(表6)。表5123451压力调不高(ＭＰａ)最大调整值ｐ0.8ｐ～ｐ0.6ｐ～0.8ｐ0.4ｐ～0.6ｐ0.4ｐ以下2压力不稳(ＭＰａ)波动差在0.4以内波动差在0.4～1波动差在1以上3最高压力时,泵噪声、振动及压力表反应明显变化轻微无变化4溢流增加微量明显很大5使用年限1234表612345G100.250.50.7511200.510.6300.510.7400.510.8550.250.50.7510.5液压系统的控制阀(如单向阀、液控单向阀、充液阀、换向阀、插装阀和顺序阀)经常因内部异常变化突然开启串流,或因内部密封缓慢失效而慢性泄漏。两种原因都会导致系统掉压。此类故障发生的主要信息有:(1)与该阀相连接的回油管流量增加;(2)系统加载时压力下降;(3)调低溢流阀压力,压力表开始不动,后跟随下降;(4)油液污染。以同样的方法对以上诸因素分等级评价,模糊量化,形成评价等级表7和信息状况及关系模糊量表8。表712341与该阀相连的回油管流量增加无变化少量增加明显增加