8 液压传动系统常见故障的诊断与排除终Word文档下载推荐.docx
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理，提取最能反映设备状态的特征参数作为
识别状态的依据。
信号处理的另一个重要作
用是寻找一个对系统故障具有敏感性的指标，
将这个指标作为故障诊断用的特征指标。
图8-1故障诊断流程图
（3）状态识别状态识别是指将得到的参数值与档案库的标准值或专家经验值进行比较，按一定判别准则对液压设备运行状态进行识别，对早期故障进行诊断，并对其发展趋势进行预测，为下一步设备维修决策提供技术依据。
（4）诊断决策诊断决策是根据状态识别结果，对异常状态做进一步分析，确定故障的原因、部位、程度、类别，并根据诊断结果推测其发展趋势，提出相应的处理措施，如对元件加强监测继续使用，调整、维护或停机修理等。
诊断决策的最终结果就是要将故障现象排除，也就是更换或修理相关故障元件，并用相关实验台监测修复元件。
8.1.2液压系统故障诊断基本步骤
液压系统故障诊断的基本步骤如下：
（1）核实故障现象或征兆鉴于液压系统故障的复杂性和隐蔽性，首先必须核实故障的现象或征兆。
方法是向操作工和维修人员询问该机器近期的工作性能变化情况、维修保养情况、出现故障征兆后曾采取的具体措施、已检查和调整过哪些部位等。
（2）确定故障诊断参数液压系统的故障均属于参数型故障，通过测量参数提取有用的故障信息。
液压系统的诊断参数有系统压力、系统流量、元件温升、元件泄漏量、系统振动和噪声、发动机转速等。
系统压力不足表现为液压缸动作无力、马达输出功率或转矩不足、液力传动机械行走无力等现象。
系统流量不足表现为执行元件运动速度慢或停止不动。
元件泄漏量大表现为动作速度慢和系统温升快。
选择诊断参数要依据以下原则：
诊断参数要具有良好的灵敏度、易测性、再现性，能够包容尽可能多的故障信息量。
（3）分析、确定故障可能产生的位置和范围对所检测的结果，对照液压系统原理图进行分析，从构造原理和系统原理上讲得通，确保故障诊断的准确性，减少误诊。
（4）制定合理的诊断过程和诊断方法。
（5）选择诊断用的仪器、仪表诊断用的仪器、仪表有光电数字转速表、温度表、秒表、压力表、液压检测仪、各型接头、专用工具等。
选择原则是：
首先对系统元件不做任何拆卸的仪器、仪表；
其次是选用需连接于系统中的仪器、仪表；
最后选用液压测量仪。
当故障很复杂时，也可先用液压检测仪来诊断。
需要特别注意的是，在未分析确定故障产生的位置和范围之前，严禁任何盲目的拆卸、解体或自行调整液压元件，以免造成故障范围扩大或产生新的故障，使原有的故障更加复杂。
8.1.3液压系统故障诊断基本方法
液压设备液压系统大多采用“坏了再修”及定期检修的维护管理方法，坏了再修必然影响生产，定期检修会造成较大浪费。
目前，一些大型港口逐步从定期检修向预知维修过渡，这对提高生产率、节省维修费用及合理配置备件等都十分有利。
要实现预知维修，必须用状态监测技术，即用各种传感器、有关仪器仪表及计算机组成测试系统，通过有关参数的显示、对比，随时了解系统的运行状态和技术状态，判别故障部位，实现自动报警及自动停机等。
液压故障诊断方法有：
简易故障诊断法、液压系统分析法、参数测量法、逻辑诊断法、故障树诊断法、对比替换诊断法等。
8.1.3.1简易故障诊断法
简易故障诊断法是液压系统故障诊断的一种最为简易、最为方便的方法。
它可以定性和粗略定量地检测液压故障，然后通过关联性推理，以诊断液压故障。
通常是用询问、眼看、手摸、耳听、嗅闻等手段对零部件的外表进行检查、分析、诊断、确定产生故障的原因和部位，判断一些较为简单的故障，如破裂、漏油、松脱、变形等。
简易故障诊断法包括询问、眼看、手摸、耳听、嗅闻等5种手段。
（1）询问询问是故障诊断者向液压设备运行管理人员进行的现场实地调查，以概括地获取故障信息。
一般有六问：
一问问清被诊断的液压设备的进厂历史、安装调试存在的问题及如何处理的；
问清该设备从投入运行到现在运行状态的历史，即大中小液压故障发生次数、原因和处理办法。
二问问清液压油的更换周期及近期换油的日期，以及所用液压油的牌号；
液压油在厂内存放的时间和换油后的清洗情况；
滤网是否清洁。
三问问清发生事故前压力调节阀或速度调节阀是否调节过，有哪些不正常现象。
四问问清发生事故前密封件、元件和零件的备品备件，特别是密封件，是否更换过。
五问问清发生事故前后液压系统工作是否正常，出现过哪些不正常现象；
液压泵有无异常现象。
六问问清被诊断的液压设备在发生本次故障前，是否有人为的故障，发生故障前有何预兆，现在有何故障现象，哪些液压功能不全、失效、失灵、或失控。
过去经常出现过哪些故障，是怎样排除的，哪位维修人员对故障原因与排除方法比较清楚。
（2）眼看眼看是故障诊断者用视觉对液压设备进行观察，以获取故障信息。
一般有八看：
一看速度观察执行机构运动速度有无变化和异常现象。
二看压力指看液压系统中各测压点的压力值大小，压力值有无波动现象，压力表是否达到调定值，真空表汞柱是否为0.03~0.04MPa，否则吸油系统工作不良，如滤油器堵塞、吸油管堵塞或进气等。
三看油液观察液压油的颜色以检测其污染程度，一般用透光玻璃瓶盛工作油液静置1h后进行观察：
液压油清彻透明无色，为未污染的液压油；
液压油呈混浊白色，且瓶的上部清而下部浑为水份混入污染，瓶的下部清而上部浑为空气混入污染；
液压油呈深浅不匀的混浊红褐色，为混入铁锈及灰泥污染；
液压油呈赤褐色或茶褐色，为高温和氧化污染变质；
液压油呈透明但色变淡，为异种油液混入，如果黏度合适，尚可使用。
油液表面是否有泡沫，油量是否在规定的油标线范围内，油液的黏度是否符合要求，油温表是否以30~50℃最佳温度显示，是否超过规定温度的允许值等等。
四看油箱查看油箱液面高度是否合乎要求，液压泵吸油时是否因吸油波动而使油箱液面下降，从而造成吸油管和滤油器瞬时露出液面；
查看油箱和回油管是否有气泡。
五看泄漏查看液压管道各接头、阀板结合处、液压缸端盖、液压泵轴端等是否有渗漏、滴漏现象；
查看液压系统的外泄漏情况，如观察泄漏滴油现象，以判别其泄漏程度。
六看振动观察液压缸活塞杆或工作台等运动部件工作时有无因振动而跳动等现象；
观察液压泵及电机、溢流阀及其管路系统的振动情况，以判别其振动的原因。
七看产品根据液压设备加工出来的产品质量，判断运动机构的工作状态、系统工作压力和流量的稳定性。
八看液压系统查看液压系统所有部位，以全面判别液压系统的技术状态；
查看换向阀电磁铁的吸合状况，以判别电磁铁的工作状态；
查看液压元件的磨损零件表面，以判别磨损程度。
（3）手摸手摸用于一些眼睛不能直接观察到的地方特别适合。
一般有五摸：
一摸温升用手摸液压泵、油箱和阀类元件外壳表面上的温度，若接触两秒钟感到烫手，就应检查温升过高的原因。
这一方法还可用于判断带有机械传动部件的液压元件润滑情况是否良好，当润滑不良时，通常会出现元件壳体过热现象，用手感觉一下壳体温度的变化，便可初步判断内部元件的润滑情况。
特别是对于机械操作手来说，经常作这项工作会从温度的变化中找出一些有益的规律来。
二摸振动用手摸运动件和管子的振动情况。
由于液压系统油压较高且具有一定的脉动性，当油管内有压力油通过时，用手握住会有振动或类似摸脉搏的感觉，而无油液流过或压力过低时则没有这种现象。
据此，手摸法可以初步判断油管油压的高低及油路的通断。
三摸爬行当工作台在轻载低速运动时，用手摸工作台有无爬行现象。
四摸松紧程度用手拧一下挡铁、微动开关和紧固螺钉等松紧程度。
五摸磨损用手指抚摸液压元件的磨损零件，可判断其磨损、拉伤及破坏程度。
若手指触摸被磨损零件表面有光滑感、为磨料磨损；
手指有刺挂感为粘着磨损。
（4）耳听耳听是液压故障诊断者用听觉获取声学信息，以判断液压系统技术状态和液压故障。
耳听主要用于根据机械零部件损坏造成的异常响声判断故障点以及可能出现的故障形式、损坏程度。
如液压泵吸空、溢流阀开启、元件发卡等故障，都会发出不同的响声。
将一根钢钎的一端贴在耳边，另一端试探噪声点，就可判断出发出噪声的部位。
液压泵发出“呵当、呵当”的声音，是液压泵机械振动发生的噪声，这主要是由于液压泵轴承或运动副磨损、装配不良、轴不同心等原因造成的。
液压泵发生“咔嗒、咔嗒”声音，是液压泵吸油困难发生的声响。
这主要是液压泵吸油腔或泵轴部位或吸油管接头松动等，吸入了空气造成的。
液压泵发出嘶叫声，是液压泵由于滤油器堵塞或吸油管系统真空度急剧增高形成气蚀而发出的噪声，系统压力越高噪声越大。
溢流阀的尖叫声，这是溢流阀的先导阀处于高频振动状态；
主阀芯开口处于压力差很大或回流空间气蚀而发出的声音。
压力高流量大，则噪声更大。
溢流阀的冲击声，这是溢流阀瞬时溢流动作在压力差很大的两个油路连通时产生的液压冲击而发出的声音。
单向阀的尖叫声，这是流过单向阀的流量超过额定流量太大或液控单向阀压力差太大造成振动而发出的声音。
电磁换向阀发生“嗡嗡”声是正常的，若发出冲击声是阀芯动作太快或电磁铁铁芯接触不良或压力差太大而发出的声音。
金属敲击声，一般是紧固件松动发出的声音。
（5）嗅闻嗅闻是液压故障诊断者用嗅觉对液压设备进行检测，以获取故障信息。
嗅闻可以根据有些部件由于过热、摩擦润滑不良、气蚀等原因而发出的异味来判断故障点。
比如有“焦化”油味，可能是液压泵或马达由于吸入空气而产生气蚀，气蚀后产生高温把周围的油液烤焦而出现的。
嗅闻液压油是否有恶臭味或刺鼻的辣味，若有则说明液压油已严重污染，不能继续使用；
嗅闻工作环境中是否有异味，以判断电气元件绝缘是否烧坏等。
简易故障诊断法虽然简单，但却是较为可行的一种方法。
简易故障诊断法可在设备工作或不工作状态下进行，特别是在施工工作现场，只要逐步积累经验，运用起来就会更加自如。
总之，简易诊断法只是一个简易的定性分析，对快速判断和排除故障，具有较广泛的实用性。
8.1.3.2液压系统分析法
液压系统分析法是根据液压系统原理图分析液压传动系统出现的故障，找出故障产生的部位及原因，并提出排除故障的方法。
液压系统分析法是目前工程技术人员应用最为普遍的方法，它要求维修人员具有一定的液压知识基础，能看懂液压系统图，掌握各图形符号所代表元件的名称、功能，对元件的原理、结构及性能也有一定的了解，有这样的基础，结合动作循环表对照分析、判断故障就很容易了。
任何复杂的液压系统，都是由一些用来实现某种功能的回路所构成。
每一种故障都有一定的现象。
液压系统分析法是从液压系统的角度出发，根据液压系统的故障现象，以系统原理图作指示找故障形成的原因。
具体的做法是先对系统回路作正确的划分分解，通过分析故障现象，确定故障所属回路，再确定发生故障的部件和元件，使故障分析和检查工作范围逐步缩小，以达到快速诊断和及时排除故障的目的。
液压系统分析法的使用要求：
（1）正确理解系统中所有液压元件的功能和作用。
（2）有一份最新的、完整的回路图。
而经常出现的情况是：
机器已经修理了，但那些已经更换的元件却没有在回路中画出。
理想状态是有一份最新的回路图、大量相关的手册、所有元件清单、维修登记表、库存备用件清单等。
这些东西最好放在机器的附近，以应付突发事件。
（3）元件清单应列出所有的元件代号和每一个元件的制造商名称。
（4）操作规程要详细注明操作顺序、油缸的运动速度、马达转速、安全阀和减压阀的调定压力值等。
下面，举例说明采用液压系统分析法进行液压系统故障诊断和排除的方法。
实例1主缸不保压，如图8-2所示四柱式液压机主缸采用充液阀实现快速下行，经常会出现主缸不保压现象，该液压机有保压要求，一般要求压力降l0min内小于2~3MPa。
分析：
主缸不保压肯定是压力油泄漏，从原理图分析，与油路有关连，造成泄漏的元件不外乎5处：
①管路和接头有应力，焊接不良，裂纹等；
②保压单向阀密封不良；
③充液阀密封不良或阀座松动；
④充液阀控制油推杆稍长，
顶开卸荷小阀芯；
⑤主缸活塞（导套）密封圈损坏。
排除方法：
根据分析的结果，由简到繁、由外到里进
行检查和排除。
首先检查管路和接头（由简到繁，由外到
里），对焊接不良和裂纹处进行初焊，最好取下接头处O
形密封圈，将弯管处用氧焊加热发红后，轻轻套上螺母，8-2主缸局部液压原理图
等冷却定形后再装配。
若检查管路和接头没有缺陷，应检1-油箱；
2-电磁换向阀；
3-液压缸；
查保压单向阀（由外及里），拆下单向阀阀芯，抛光其密封线，4-充液阀；
5-单向阀
并与阀座研磨，清洗干净后装配。
经检查单向阀后，若主缸仍不能保压，应检查充液阀控制油推杆（由外及里），拆下控制油推杆并堵住控制油来油，检查能否保压；
若不能保压确认推杆是否长了，修磨推杆端部。
检查完推杆后，仍不能保压，应检查充液阀，主要检查密封线和座圈是否松动，进行抛光研磨或重配座圈。
充液阀检查后还不能保压，可以基本确定主缸密封圈损坏，进行拆卸和更换。
实例2主缸工作不正常，如图8-3所示该液压机采用插装阀系统。
故障现象：
主缸下行升至8~10MPa时，停顿1~2s，再升至工作压力25MPa，调整下腔压力阀时，压力增大。
图8-3主缸上、下腔插装液压原理图
本系统分别由2个压力阀和方向阀控制主缸上、下腔。
为了防止滑块下滑，增加了一个球阀控制的方向阀，升压时压力有停顿，属于局部有微量泄漏，下腔有压力，分析属于下腔方向阀封闭不严，使系统和下腔串腔。
从原理图分析，主要故障来自下腔方向阀，拆卸下腔方向阀后发现梭阀密封不好，方向阀外径O形密封圈破损，而且方向阀轴向窜动。
经更换梭阀，更换密封圈和调整垫片，使系统恢复正常。
由于经过分析，就能确定是下腔方向阀的问题，避免了盲目拆装液压系统，缩短了解决故障的时间。
曾有人说：
“机械的故障好找不好修，液压的故障好修不好找”。
从侧面说明了液压系统的故障不好诊断，不好寻找，一旦找准故障后，修复比较容易，一般采取清洗、研磨、更换等方法即可排除。
通过多年的实践，采用分析法可以解决很多液压系统的故障，但对分析人员要求较高，必须充分了解和熟悉液压元件和液压原理，否则，实施起来有一定的困难。
液压系统同一故障的影响因素较多，必须循序渐进，认真分析，细心检查，逐步排除，直至最终解决和排除。
8.1.3.3参数测量法
液压系统分析法是液压系统故障诊断的一种定性分析方法，需对故障的可能性做出一一分析判断，因此诊断过程相对繁琐，对诊断维修人员的素质要求也相对较高，要求维修人员具有一定的液压系统基础知识和较强的分析能力，方可保证系统诊断的效率和准确性。
参数测量法是基于参数测量的一种故障诊断方法，它是一种定量分析的方法，是一种比较简单、实用的液压系统故障诊断方法。
在生产现场的故障诊断过程中，液压系统故障诊断的系统分析法可与定量分析的参数测量法相结合来诊断，从而可避免造成采用系统分析法诊断液压设备故障时出现诊断不够准确的现象，尽快使液压设备恢复正常运行。
一个液压系统工作是否正常，关键取决于液压系统的两个主要工作参数量，即压力和流量是否处于正常的工作状态，以及系统温度、泵组功率等重要辅助参数正常与否。
液压设备在一定的工况下，每一部位都有一定的稳态值。
即任何液压系统工作正常时，其工作参数值都应在工况值附近，若液压系统的工作参数值与设备正常工况值不符，出现了异常变化，就说明液压系统的某个元件或某些元件有了故障。
为此，只要测得液压系统检测点的工作参数，如温度压力、流量、泄漏量及功率等，将其与系统工作正常值相比较，即可判断系统工作是否正常，是否发生了故障以及故障的所在部位。
液压系统故障检测回路简图如图8-4所示，检测仪由测试系统与数据处理系统组成。
为了减少拆装的工作量，并在尽可能接近液压系统实际工况条件下测试。
检测回路通常与被检测系统并联连接。
对于复杂精密的液压设备的检测，还可利用检测仪的各测试所得的参数，如压力、流量、温度等非电物理量，先转换成电量，然后再利用数据处理系统作放大、转换和显示等处理，这样被测参数可用电信号代表并显示，再通过与系统工作正常值相比较后，即可判断系统工作是否正常。
这种测试对于液压系统的状态监测及诊断十分有效，整个液压系统及其部件均可通过该测试来检查其各个性能参数。
8-4液压系统故障检测回路
1-油箱；
2-液压泵；
3-溢流阀；
4-换向阀；
5-液压缸；
6-T型接头；
7-进油口；
8-出油口；
9-检测仪；
10-加载阀
通过利用系统分析法，判断出液压系统故障所涉及的范围的大致位置后，再采用测试仪检测，把系统故障所涉及的范围缩小到最小以后，即可很快判断出故障的所在。
参数测量法，在测量时，不需停机，因此不但可诊断己有故障，而且可进行在线监测和预报潜在故障。
并且这种预报和诊断是定量的，大大提高了诊断速度和准确性。
这种检测方法对于简单的液压系统，可不用传感器直接测量，检测速度快，误差小，检测设备简单，便于在生产现场推广。
8.1.3.4对比替换诊断法
这是一种在缺乏测试仪器时检查液压系统故障的一种有效方法，有时应结合替换法进行。
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用新件或完好的机械元件进行代换，再开机试验，如性能变好，即故障可知。
否则，可继续用同样的方法或其他方法检查其余部件；
另一种情况是目前许多大中型机械的液压系统都采用双泵或多泵双回路系统，这样的系统，采用对比替换法更为方便，而且，现在许多系统的采用了高压软管连接，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。
比如在检查一台双回路系统挖掘机时，有一回路工作无力，怀疑液压泵不好，拆下来用手试验进油口吸力，与另一回路液压泵相比感觉差距较大，认为可能是磨损严重，由于一时无法修理，遂换新泵试验，故障依旧，结果既是浪费，又无功。
因为用人工去转动泵轴的速度是远远达不到实际要求的，从而用进油口吸力大小判断泵的好坏也就依据不足。
当时如果交换两回路的液压泵软管接头，一次就可排除其存在故障的可能性。
用对比替换法检查故障，由于结构配置、元件储备、拆卸不便等原因，从操作上来说是比较复杂，但是对于如平衡阀、溢流阀、单向阀之类体积小、易拆装的元件，采用此法还是比较方便的。
具体实施替换法的过程中，一定要注意连接正确，不要损坏周围的其他元件，这样才能有助于正确判断故障，而又能避免出现人为故障。
在没有摘清具体故障所在部位时，应避免盲目拆卸液压元件总成，否则会造成其性能上的降低，甚至出现新的故障，所以，在检查过程中，要充分用好对比替换法。
8.1.3.5逻辑诊断法
液压设备故障特点是具有“扩散”性，即系统中某个元件发生了故障，往往会导致一系列元件异常。
逻辑诊断法把系统划为多个功能单元进行分析，逐渐逼近发生故障的部位，最终找出产生故障的原因，然后检修。
逻辑诊断法是根据液压系统特点，分析诊断对象的逻辑关系、系统参数以及系统分布结构，以控制源头为基础的诊断方法。
为了避免盲目查找故障，工程技术人员必须根据液压系统的基本原理，进行逻辑分析，减少怀疑对象，逐步逼近，找出故障发生部位，检测分析故障的原因。
大量实例表明，系统维护工程师在有限的条件下，往往仅凭经验便随意更换元件，总想通过换一个新元件就能解决现存的故障。
然而，这样做很可能既费时又昂贵，并且还很可能给系统带来附带的故障。
因为，更换元件就要破坏原有的联结，污染物就容易混入，很可能带来新的故障。
采用简单的逻辑诊断技术不仅可以大大缩短停车时间，而且还可减轻系统维护工程师的劳动强度。
对于较为简单的液压系统，列出液压系统的典型故障，故障诱因图表，列图表时根据故障现象，按照动力元件、控制元件、执行元件的顺序在液压系统原理图上正向推理分析故障原因（结合前面几种方法检查的结果进行）。
然后使用该图表对液压系统故障进行初步诊断，诊断时应尽可能按表中顺序查找，以便初步诊断工作既省时又准确。
例如，如图8-5所示液压系统，油缸克服负载做横向往复运动，工作周期为：
6~8个循环/小时，每天24小时工作。
液压缸可以伸出，但不能自行缩回，需用其它油缸将其顶回。
首先进行初始检查，检查结果：
A、活塞伸出行程压力稳定；
B、活塞到达行程末端，在电磁阀失电前压力上升到安全阀的调定值；
C、电磁阀得电后，经过短时间的延迟，压力上升到安全阀的调定值。
由于本例是一个简单的回路，可以把整个回路看作一个部分来研究。
若在复杂系统中，如多缸系统，本例可能仅是系统的某一部分。
对故障现象列出故障诱因图表，寻找相关液压元件，直到找出故障元件。
系统逻辑诊断内容表，如表8-1。
用逻辑推理分析判断，最终找出故障的原因，可能是活塞与活塞杆分离，经过折卸检修，排除故障。
图8-5液压系统原理图
2-过滤器；
3-液压泵；
4-溢流阀；
5-压力表；
6-换向阀；
7-液压缸
表8-1系统逻辑诊断内容
元件
故障判断
逻辑分析
泵
无
故障仅出现在回程，若泵有故障应影响往返行程
吸油口过滤器
同泵
安全阀
如果其调定压力对回缩行程调得太低，会造成油缸不动作，但不会造成回路
时的压力延迟（适当提高其调定值故障仍不能排除）。
电磁阀
升级会员 