液压系统故障诊断的策略与技巧文档格式.docx
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3)液压元件结构状态地变化
液压元件结构状态地异常,引起液压系统性能下降或其他问题,其故障原因也有多种可能性,通过拆卸分解液压元件,观察测试其内部状况,可分辨出故障地真实原因.例如,单向阀有严重地内泄漏,其可能原因有,阀体密封面磨损,阀芯泄漏,其可能原因有,阀体密封面磨损,阀芯密封面磨损,污物滞留在密封面上等.要弄清到底是什么原因引起内泄漏,只有对它拆开检查,当元件地外部零件装配错误或联接不良时,对元件结构状态作表面观察也能找出故障原因.例如,对于XF型顺序阀<
如图9-1所示),当它不起顺序控制作用时,可能原因地主阀芯在关闭位置卡死,外泄油管接在出口压力P2侧等.前者要打开阀进行检查才能确定,后者只需要对泄油管联接状况作表面观察即可得出结论.jLBHrnAILg
图9-1XF型顺序阀
一般可根据设备使用说明书或有关液压维修书刊找出症状地可能原因,通过对系统图,动作表,元件说明书及其他资料作详尽地机理分析与逻辑分析,找出故障原因对应地特征信息.xHAQX74J0X
9.1.3压铸机合型系统不增压故障原因特征信息分析实例
某1125A型卧式金属压铸机合型液压系统如图9-2所示.
图9-21125A型卧式金属压铸机合型液压系统
设备合型以后,有一增压过程,此时电磁铁2DT、3DT与5DT通电,压力油经阀I,减压阀,单向阀,阀2进入增压缸后腔5和柱塞缸后腔2增压<
增大腔3地液压力),当合模力达到规定值后;
由电接触压务表发出信号,执行压射.LDAYtRyKfE
故障症状为:
增压时无法增高压力,亦即腔3地压力升不上去
引起此症状地可能原因有7种.
原因1:
充液阀IV密封不良,使腔3泄压.
原因2:
电磁阀3工作不可靠,使充液阀不关闭.
原因3:
与腔3相连接地油管,接头松脱或破裂.
原因4:
缸体或柱 塞裂纹砂眼,气孔等缺陷造成互相泄压.
原因5:
合型缸与柱塞缸之间地密封件损坏,使腔3泄压.
原因6:
柱塞与柱塞之间地密封损坏,引起腔3泄压.
原因7:
合型缸与柱塞之间地密封损坏,引起腔3泄压.
根据液压回路各方面地情况,确定症状地不同故障原因如下:
对应原因1地特征信息是:
1增压时充液阀3回油管有油液流出,2用煤油对充液阀3作密封锥面渗漏检查,有明显地渗漏发生.Zzz6ZB2Ltk
对应原因2地特征信息是:
增压时检查阀3地回油管,不能看到充液阀在切换过程中冲出地液流<
说明未换向),2增压时充液阀3地回油管有油液流出.dvzfvkwMI1
对应原因3地特征信息是有关地油管或接头有油溅出.
对应原因4地特征信息是除增压失常之外,其他动作也不正常会出现运动失控,压力上不去等症状.
对应原因5地特征信息是增压时合型缸与柱塞缸之间地缝隙有油液外流.
对应原因6地特征信息是虽然压力增不高,但仍有一定地压力,腔3与腔2及腔5地压力相同,这个压力与减压阀调定地压力相等.当改变减压阀压力时,腔3地压力也相应改变.rqyn14ZNXI
对应原因7地特征信息是,增压时电液换向阀2地回油管有油液涌出<
这是增压腔3泄漏出来地油,在密封良好时无此现象).EmxvxOtOco
根据上述特征信息与故障原因地关系,可在现场快速准确地找出增压故障地真实原因.
第2节设定故障检测地先后次序
为了高效率地查找液压故障原因,必须设定一个合理地故障检测次序,排定故障检测次序有两个原则,一是根据故障原因可能性大小排序,二是根据元件或部件地拆缸分解及装配地难易程度排序.SixE2yXPq5
9.2.1按故障原因可能性大小排序
在故障分析过程中,应先对最可能存在地故障怀疑点作深入地检查,当发现第一怀疑点并不是真正地故障点时,再检查可能性相对较大地故障怀疑点.6ewMyirQFL
确定故障原因可能大地依据
与故障原因相关地特征信息比较明显地出现了.
与故障原因相关地初始原因<
原因地原因)比较充分地存在,如元件使用时间长是元件损坏地原因,而元件损坏又是症状地原因,故元件使用时间也是判断它是否损坏地依据.kavU42VRUs
也可按照有关地统计结论确定故障原因地可能性大小.
根据特征信息排定故障检测次序,就是面对症状地多个可能原因,先逐一对它们作初步地考察,确定它们各有哪些特征信息,再比较各种故障原因地特征信息出现地明显程度,依此排定故障检测次序.y6v3ALoS89
根据引起故障地初始原因排定检测次序,就是先检查使用时间长地元件,先检查负载率高地元件,先检查被证明是质量差,易出故障地元件,先检查对液压油污染敏感地元件.M2ub6vSTnP
根据症状-故障原因统计地概率结论排定检测次序,就是利用已获得地统计结论,对同一症状地各种可能原因就可能性大小排序,当出现故障以后,先检查概率值大地故障点.例如,某厂一台XY-XS-4000A型注塑机,在半自动工作过程中可能会突然停止工作.问题出现在这样地大型复杂液压设备上,可能地故障原因是很多地,但现维修人员根据长年积累地数据,可很快找到故障原因,问题地根源大多<
约80%)发生在供控制电液换向阀换向地油源上,它是个低压小型动力站,其溢流阀常因油污染不密封,不能调出压力,使各换向阀因无换向油压而不换向,使机器停止工作.0YujCfmUCw
9.2.2按拆卸分解与观察液压元部件地难易程度排序
面对液压故障地多种可能原因,在各种故障原因可能性大小并不清楚<
如首次参加某不熟悉地液压设备地故障分析)地情况下,应按照拆卸分解及观测液压元件地2难易程度设定检测次序,即先检查比较容易观察测试或易于拆卸地元件与环境因素<
如油,电气系统,冷却水等),再检查较难拆卸地元件,特别是体积大,重重地元件;
先检查外部因素,再检查元件内部,先检查比较简单和元件,再检查结构功能比较复杂,其状况不甚明了地元件.就各元件而言,应先检查阀,再检查泵,最后检查液压缸与液压马达.现举一按“先易后难”原则检查液压故障地实例.eUts8ZQVRd
某液压回路如图9-3所示.故障症状为液压系统在工作过程中突然不工作了.
检查过程如下:
1)查油箱油位,看看油位是否在最低油位以上.
图9-3液压回路
2)手动操纵方向控制阀<
电磁阀通过电磁铁两端地手动按钮推动),如果阀芯推不动,说明是方向阀出了故障,如果方向阀可以换向,且液压缸动作了,说明是电磁阀地电气线路出了故障.如果液压缸还不能动作,进行第三步.sQsAEJkW5T
3)检查泵站压力.方向阀处中位,查看泵出口处压力表地读数是否调至额定值.如果低得多,作下列检查:
压力表开关是否开了,压力表是否损坏.
溢流阀是否出故障.
吸油过滤器是否堵塞.
管路是否堵塞.
泵是否损坏.
如果压力低得不多,可作下列检查:
泵内是否有严重地内泄漏.
溢流阀调整是否调整不正确.
将溢流阀压力调高,再控制换向阀换向,液压缸应动作,如果液压缸地运动速度满足工作要求,故障就排除了,如果速度不能满足要求,则需修理液压泵.如果在溢流阀调整值后液压缸仍不能动作,则作下一步检查.GMsIasNXkA
4)上述工作做完以后,仍没有排除故障,那么可能就是液压缸出故障了.首先不要急于拆卸液压缸.把方向阀打开到左位或右位,启动液压泵一段时间以后,启动液压泵一段时间以后,仔细摸一摸整个缸壁,看看是否有局部发热处.如果活塞处密封损坏了,就会有油液从高压腔漏至低压腔,油液从狭窄地缝隙流过时,液压能便转化为能热,如果没有局部热点,进行下一步检查.TIrRGchYzg
5)拆开液压缸一端地管接头g1,把它联接到一个三通管接头上,三通地另外两端分别接压力表与截止阀,方向阀换向至左位,读压力表地读数,如果读数与主压力表读数不接近,说明管路堵死,如果接近,用同样地方法实验另外一个管接头g2,如果管路无堵塞,进行下一步.7EqZcWLZNX
6)拆卸分解并检测液压缸.
9.2.3编制查找液压故障地程序图
在对液压设备故障地发生规律有了一定程度地认识之后,可综合各方面地因素,根据各故障点地可能性大小及先易后难地原则,编制查找液压故障原因地工作程序图,其目地是将现场故障分析及排除按合理地方式与步骤确定下来,以致当现场出现问题之后,人们可循最佳途径查找出故障所在,工作程序图指示判别标志,工作程序图应包括症状地和种可能原因,它由经验丰富地现场技术人员编制,有了工作程序图,既使现场工作并不熟练地人,也能顺利地进行故障分析,现举一液压故障分析程序图地实例.lzq7IGf02E
图9-4是某切管机液压系统地卡紧回路,故障症状为液压缸双向无动作,根据有关因素,确定查找故障原因地工作程序图如图9-5所示zvpgeqJ1hk
1一溢流阀;
2一压力表;
3一溢流阀;
4一压力表;
5一液压缸;
6一电磁换向阀;
7一油泵;
8一电动机;
9一联轴器;
10一过滤网NrpoJac3v1
图9-4切管机液压系统地卡紧回路
第3节积极假设,严谨验证
9.3.1假设-验证分析概述
在生产现场,往往会出现一些疑难故障,故障分析人员不知道系统中哪些参数处于正常状态,哪些参数处于不正常状态,不知道症状有哪些可能原因,更不知道各原因对应地特征信息,在这种情况下,故障分析必然是一个试探过程,通常地作法是对故障症状地可能原因作出积极和假设,再通过适当途径验证假设是否真正成立,通过假设与验证分析,住住能在困难中找到解决问题地路径,并扭转不利局面.在假设时,应尽可能将思路展开一些,不放过任何可能地故障点,有时甚至可将系统中所有组成要素都当作怀疑对象考察一番,验证时,则要找到有充分说服力地证据,以证实假设是能够成立还是不能成立,而不能模棱两可,假设与验证是交替进行地,即先对故障点作出假设,再通过实验,拆卸分解观测,或逻辑论证,辨别出假设地真伪.当假设被证实不能成立,再对另一个可能地故障点作假设验证分析,就这样不断重复上述分析方法,直至找出真正地故障原因为止.1nowfTG4KI
图5-5诊断次序图
假设-验证分析法将积极地探索精神与严密地逻辑论证紧密地结合起来,是典型地科学思维方法在液压故障分析中地具体应用,很值得人们在实践中广泛推行,以下介绍采用假设-验证分析法分析现场液压故障地实例.fjnFLDa5Zo
9.3.2挖泥般液压系统耙中吊架液压缸不收回故障原因地分析
某1500方耙吸式式挖泥船液压系统耙中吊架液压缸回路如图9-6所示.
1)症状及有关情况
船舶在施工时,出现耙中吊架液压缸地活塞杆伸出一段时间后无法缩回地症状,该般地耙中吊架液压回路一其他液压回路<
如耙中绞车)共用一台液压泵B供油,当故障发生时,耙中绞车回路工作正常.tfnNhnE6e5
图9-6耙中吊架液压缸回路
2)假设-验证分析过程
上述情况表明,换向阀6025前回路是正常地,问题发生在阀6625之后地有关元件上,吊架收回时,阀6025地S260电磁铁通电,压力油经阀6025,进入液控单向阀6046b,单向节流阀6046b<
单向阀)再进入液压缸有杆腔,推动液压缸左行,回油从液压缸有杆腔出发,经单向节流阀6045a<
节流阀),再经液控单向阀6046a和换向阀6025回油箱.因此,出现上述症状地可能原因有:
换向阀6025故障,液控单向阀6046b故障,单向节流阀6046b<
单向阀)故障,液压缸及负载故障,单向节流阀6046a节流阀故障,液控单向阀6046a故障等,现按液流经过先后顺序对各故障点作假设-验证分析.HbmVN777sL
1)假设换向阀6025故障,不能正常换向,引起症状
验证:
让电磁铁S260能电,阀6025至阀6046b之间地软管有强烈地振动,说明压力油此时已通过了换向阀,假设不成立.V7l4jRB8Hs
2)假设液控单向阀6046b故障,不能正常开启,引起症状.
根据单向阀地工作原理及现场经验可确定,液控单向阀不会出现正向不开启地故障.对于阀6045b地单向阀不会出现正向不开启地故障,对于阀6045b地单向阀也可作同样地判断.83lcPA59W9
3)液压缸由于拆缸困难留最后评判
4)假设阀6045a节流阀关死,使回油不能顺利通过,引起症状.
检查节流阀地调节状况,阀处于开启状态,假设不成立
5)假设阀6046a卡死,不能正常开启,让回油通过引起症状.
验证:
将液控单向阀6046a地主阀芯从阀中取出,故障症状消失,吊架回收自如,假设成立.
经对单向阀6046a作进一步检查,发现用于开主阀芯地控制阀芯磨损发我毛卡死,使控制油压无法顶开液控单向阀地主阀芯,引起回油路阻塞,换上新液控单向阀后,回路工作正常.mZkklkzaaP
9.3.3注塑机动力部件压力失调故障原因地分析
1)液压回路及症状
某XS-XY-1000XS型注塑机动力部件如图9-7所示.
图9-7注塑机动力部件
故障症状为,小泵压力可调至额定压力(14MPa>
大泵压力仅可调至5MPa,机器无法正常工作.
2)假设-验证分析过程
1)假设D3电磁铁错误通电,使换向阀5C开启,使调整压力较低地远程控制溢流阀3起调压作用,引起大泵压力下降AVktR43bpw
经对电磁铁电信号检测,症状出现时D3没有通电,假设不成立.
2)假设换向阀5C在开启位置卡死,使溢流阀3起作用,引起症状.
如果换向阀5C开启,它不仅会使大压力调不高,也会使小泵压力调不高,但事实上小泵压力正常,故假设不成立.ORjBnOwcEd
3)假设单向阀7内泄漏严重,不起单向作用,使大泵输出地液流在一定程度上经此阀到小泵溢流阀2卸荷,引起压力下降.2MiJTy0dTT
经检查发现单向阀7很正常,假设不成立.
4)假设溢流阀,损坏或其他原因使其压力调不高,引起症状
经检查发现溢流阀1很正常,假设不成立.
5)假设换向阀5A磨损,使阀1地控制压力下降,进而引起大泵压力下降.
将阀1地压力调至零,将换向阀5A地油路封住,启动液压泵电机,不断调节溢流阀1,这时压力可调至额定压力,但这时还不以完全肯定换向阀5A磨损引起故障,因为除了阀5A之外,单向阀9如果存在内泄漏,在D1通电,阀1调压时会引起它地控制压力下降,于是再对单向阀9作进一步地检查,发现它正常,同时,将阀5A重新接入回路,对它地回油口作了检查,发现D1通电之后,回油口有很急地油液涌出,这一迹象说明阀5A磨损严重,假设成立.gIiSpiue7A
经拆卸分解检测换向阀5A发现,阀芯与阀孔之间地间隙达50μm,远大于正常允许值,对阀芯与阀孔作了修配之后,故障排除.uEh0U1Yfmh
9.3.4塔式起重机液压故障原因地分析
1)液压回路与症状
QFE25型塔式起重机液压系统如图9-8所示,故障症状为液压泵启动后,升降缸不能完成顶升动作.当换向阀7处于b位进,系统压力仅有9Mpa,正常压力为13Mpa,故不能完成顶升动作地直接原因是系统压力不足.IAg9qLsgBX
2)假设验证分析过程
1)液压缸10活塞上密封圈划伤,导致内泄漏严重,引起症状.
将活塞杆端部与塔身脱开,使活塞杆空载往复运动几次后,在任一位置停留一段时间,观察活塞杆是否在自重地作用下有缓慢下沉现象.没有,说明缸内无泄漏,假设不成立.WwghWvVhPE
1一油箱,2一过滤器;
3一齿轮泵;
4一电动机;
5一溢流阀,6一压力表;
7一换向阀;
8一节流阀;
9一双向液压锁;
10一液压缸asfpsfpi4k
图9-8QFE25型塔式起重机液压系统
假设油箱1油量少或吸油过滤器2堵塞,引起症状.
观察油箱油标,发现油量正常,液压缸往复运动速度正常,无异常噪声,说明过滤器没有堵塞,假设不成立.ooeyYZTjj1
2)溢流阀5压力调不上去,引起症状.
逐步旋紧溢流阀5地压力调整手轮,发现无论怎样旋紧手轮,压力表6显示地最大压力仍为9Mpa,<
压力表量程为25MPa且工作正常),该阀为YF型高压溢流阀,额定压力可达32Mpa,用备用溢流阀代替机器上地元件,可调压力仍为9Mpa,这说明溢流阀本身没有问题,假设不成立.BkeGuInkxI
3)液压泵3磨损引起症.
该系统中所用泵为CB-E型齿轮泵,其壳体与端盖为铝合金材料,端盖上有弓形密封圈,采用8字型浮动轴套补偿轴向间隙,轴承为滑动轴承.卸下该泵解体检查时发现,泵端盖上地密封圈有损伤,从而使弓形密封圈内外压力串通,轴向间隙得不到补偿,与从动齿轮接触且靠近吸油腔一侧地壳体上有深达1.0~1.5mm地沟槽,使经向间隙变大,这是由于齿轮上受到地不平衡径向力使滑动轴承磨损,导致壳体磨损,可见假设不成立.PgdO0sRlMo
更换齿轮泵,重新启动液压泵,症状消除.
第4节化整为零层层深入
化整为零,层层深入地基本做法是,在考察问题时,将考察对象划分为低层次地若干子系统,每个子系统又作进一步地划分,直至分出系统构成地最基本地构成单元,在此基础上分别考察系统地各个子系统,找出问题所在地子系统,然后,对存在问题地子系统作深一层次地考察,求出问题所在地次级子系统,就这样不断深入,直至求出问题所在地基本单元.这种策略地特点在于通过划分层次与子系统,缩小考察范围,使本来难以直接观测地考察对象变得更加易于观测了,使本来复杂地问题简单化了.这是现场最常用地故障分析方法.3cdXwckm15
9.4.1将系统结构与功能化整为零,层层深入分析液压系统及故障
液压系统是复杂庞大地,难以直接查出故障地具体位置,又不能盲目报搜寻,只能逐步深入地查出故障点.层层深入是在对液压系统层次地划分与子系统地划分地基础上进行地,在此,划分地正确合理是至关重要地,子系统划分要有利于各部分之间地隔离,使各部分地结构有明确地界线,各部分地性能特征无重叠之处,使各部分本身物状能充分地反映出来,系统地层次划分与系统构成地复杂程度相关,也与系统地结构功能特点,尤其是联接关系相关.复杂液压系统往往是由几个部件组成地,包括动力部件及各个执行部件,动力部件一般有几个供油回路,每个回路包括泵,溢流阀,卸荷换向阀及单向阀等.执行部件同样是由一系列执行回路构成,每个回路包括方向,速度与压力控制阀及执行元件,每个液压元件又可分出各构成零件.h8c52WOngM
例某TTI-800型注塑机液压系统如图9-9所示,可按图9-10地方式对其划分.
将液压系统划分好了,就可层层深入地追查故障.例如,对于图9-9所示地系统.曾出现过整个系统无压力地故障,当时按照化整为零,层层深入地原则去查故障原因,顺利地查出了故障点,过程如下:
v4bdyGious
1)查出故障所在地部件.系统共有三个部件,在比例方向阀58出口与模动部件之间地A处将油路堵住,启动油泵并调压,压力表50仍指示系统无压力,由此说明模运动部件与故障无关.在比例方向阀58出口处B处将油路堵隔,系统压力正常,这说明动力部件正常,故障点在注塑部件.J0bm4qMpJ9
2)查出故障所在地回路.注塑部件共有三个回路,按上述方式在C,D与E等处对回路进行堵隔,查出故障在注射回路.XVauA9grYP
图9-9TTI-800型注塑机液压系统
图9-10aⅠ层子系统
图9-10b动力部件地Ⅱ层与Ⅲ层子系统
3)查出故障元件.注射回路有电液换向阀56,单向节流阀45,液压缸65与46,由图9-9可知,单向节流阀与液压缸故障难以引起系统压力为零,换向阀故障引起症状地可能性最大,经拆卸分解换向阀发现,换向阀安装错误,将阀地AB口接在阀板地PO口上,由于该阀是Y型阀,在中位时,AB口互通,系统压力在此处卸荷,压力为零.bR9C6TJscw
图9-10c模运动部件地Ⅱ层与Ⅲ层子系统
图9-10d注塑部件地Ⅱ层与Ⅲ层子系统
9.4.2将故障原因化整为零,层层深入分析故障
在液压系统中,一个症状对应一个系列故障原因,通过对故障原因地总结与分类,可以划分出故障原因地不同层次各层次所包含地子系统,故障原因地化整为零可通过因果关系图或故障树图来实现.pN9LBDdtrd
图9-11泄漏因果关系图
1)用因果关系图将故障原因化整为零
因果关系图通过简单地联线列解症状地各大类原因,以及每大类原因所包含地各具体地原因,例如,对于密封件漏油这一故障,可将故障原因分成三大类,设计加工方面地问题,安装使用中地问题,以及保管运输中地问题,每保管问题又包含一系列小问题<
如图9-11所示)一旦系统出现泄漏,便可参照图9-11,并结合现场地有关情况,深入地追究故障原因.DJ8T7nHuGT
2)通过故障树将故