液压系统故障诊断及查找方法
1.液压系统故障诊断的一般原则
正确分析故障是排除故障的前提,系统故障大部分并非突然发生,发生前总有预兆,当预兆发展到一定程度即产生故障。引起故障的原因是多种多样的,并无固定规律可循。统计表明,液压系统发生的故障约90%是由于使用、管理不善所致。为了快速、准确、方便地诊断故障,必须充分认识液压故障的特征和规律,这是故障诊断的基础。
以下原则在故障诊断中值得遵循。
(1)首先判明液压系统的工作条件和外围环境是否正常。需首先搞清是设备机械部分或电器控制部分故障,还是液压系统本身的故障,同时查清液压系统的各种条件是否符合正常运行的要求。
(2)区域判断。根据故障现象和特征确定与该故障有关的区域,逐步缩小发生故障的范围,检测此区域内的元件情况,分析发生原因,最终找出故障的具体所在。
(3)掌握故障种类进行综合分析。根据故障最终的现象,逐步深入找m多种直接的或间接的可能原因,为避免盲目性,必须根据系统基本原理进行综合分析、逻辑判断,减少怀疑对象逐步逼近,最终找出故障部位。
(4)故障诊断是建立在运行记录及某些系统参数基础之上的。建立系统运行记录,这是预防、发现和处理故障的科学依据;建立设备运行故障分析表,它是使用经验的高度概括总结,有助于对故障现象迅速做出判断;具备一定检测手段,可对故障做出准确的定量分析。
(5)验证可能故障原因时,一般从最可能的故障原因或最易检验的地方开始,这样可减少装拆工作量,提高诊断速度。
2.液压设备故障查找的方法
下面介绍几种简单、实用的液压系统故障诊断方法。
1.置换法
将同类型、同结构、同原理的液压设备上的相同元件,置换(互换)安装在同一位置上,以证明被换元件是否工作可靠。例如,甲机元件置换到乙机上并开机观察,以证明此元件的好坏。
置换法的优点在于:即使修理人员的技术水平较低,也能应用此法对液压设备的故障作出准确的诊断。但是,运用此法必须以同类型、同结构、同液压原理和相同液压元件的液压设备为前提,因而此法有很大的局限性和一定的盲目性。
2.辅助法
借助于简单的辅助零件,对液压设备的液压元件是否出现故障进行诊断。
(1)堵油法。如堵住阀类元件的油口和油缸油口,可以诊断出这些液压元件是否泄漏和失效。
(2)人为换向法。用顶杆使阀类元件换向,可诊断出换向阀是否出现如卡死、阀芯不到位等故障。
辅助法可不解体部件来诊断液压元件是否有故障,避免了过多的拆卸工作量,减少了故障诊断时间,便于快速诊断,特别是对于较大型油缸密封等,这一类故障的诊断具有很好的实用性。
3.经验法
修理人员通过掌握液压设备的液压系统,熟悉了解各液压元件的结构和工作原理,并在积累丰富的液压设备修理经验的基础上,对液压设备出现的故障进行全面的分析、比较而迅速做出准确诊断。归纳起来,液压设备一般出现的故障部位及其原因大致可分为以下5个方面。
(1)液压元件调整不当,如油泵、马达、顺序阀、方向阀、溢流阀、卸荷阀、平衡阀的压力和流量调整不对。
(2)密封元件损坏或杂质使液压元件不能正常工作。
(3)液压元件磨损或损坏,如阀类元件密封失灵、弹簧失灵、间隙过大等。
(4)控制机构(电器)失灵,如继电器失灵、按钮接触不良或损坏、电磁铁安装不正确、电机相线误接等原因造成液压元件误动作或程序出错。
(5)辅助机构失灵,如限位开关位置调整不当或损坏、压力表损坏、压力继电器损坏或误发信号、油箱过滤问题等。
4.感官法
(1)看。观察液压系统的工作状态。一般有六看:一看速度,即看执行元件运动速度有无变化;二看压力,即看液压系统各测量点的压力有无波动现象;三看油液,即观察油液是否清洁、是否变质,油量是否满足要求,油的黏度是否合乎要求及表面有无泡沫等;四看泄漏,即看液压系统各接头是否渗漏、滴漏和出现油垢现象;五看振动,即看活塞杆或工作台等运动部件运行时,有无跳动、冲击等异常现象;六看产品,即从加工出来的产品判断运动机构的工作状态,观察系统压力和流量的稳定性。
(2)听。用听觉来判断液压系统的工作是否正常。一般有四听:一听噪声,即听液压泵和系统的噪声是否过大,液压阀等元件是否有尖叫声;二听冲击声,即听执行部件换向时冲击声是否过大;三听泄漏声,即听油路板内部有无细微而连续不断的声响;四听敲打声,即听液压泵和管路中是否有敲打撞击声。
(3)摸。用手摸运动部件的温升和工作状况。一般有四摸:一摸温升,即用手摸泵、油箱和阀体等温度是否过高;二摸振动,即用手摸运动部件和管子有无振动;三摸爬行,即当工作台慢速运行时,用手摸其有无爬行现象;四摸松紧度,即用手拧一拧挡铁、微动开关等的松紧程度。
(4)闻。闻主要是闻油液是否有变质异味。
(5)查。查是查阅技术资料及有关故障分析与修理记录和维护保养记录等。
(6)问。问是询问设备操作者,了解设备平时的工作状况。一般有六问:一问液压系统工作是否正常;二问液压油最近的更换日期、滤网的清洗或更换情况等;三问事故出现前调压阀或调速阀是否调节过,有无不正常现象;四问事故出现之前液压件或密封件是否更换过;五问事故出现前后液压系统的工作差别;六问过去常出现哪类事故及排除经过。
感观检测只是一个定性分析,必要时应对有关元件在实验台上作定量分析测试。
5.分析法
分析法是基于液压系统工作机理的故障诊断方法。采用分析法可以解决很多液压系统故障,但是对液压系统故障分析人员要求较高,必须充分了解和熟悉液压元件和回路工作原理。
故障分析中,以下问题值得注意。
(1)深入分析液压系统图,结合有关的电磁铁动作表及相关的电路图.理出回路完整的工作机理;同时,正确理解回路的设计意图与思路所采取的技术措施及相关的背景。
(2)将工作原理图与实物对应起来,形成具体印象,液压回路中的管线原理图与实物往往有很大的差别。在可能的情况下,要将阀板上阀孔之间的串通与阻隔关系弄清,这些因素对以后回路检查有密切联系。
(3)参阅有关书刊及资料,找出评判液压装置特征的判定依据,然后对其予以判断。
(4)参阅有关书刊及设备使用说明书,探讨失效机理及相关的分析测试方法。
6.应用铁谱技术
应用铁谱技术对液压系统的故障进行诊断和状态监控。铁谱技术是以机械摩擦副的磨损为基本出发点,借助于铁谱仪把液压油中的磨损颗粒和其他污染颗粒分离出来,并制成铁谱片,然后置于铁谱显微镜或扫描电子显微镜下进行观察,或按尺寸大小依次沉积在玻璃管内,应用光学方法进行定量检测。通过以上分析,可以准确地获得系统内有关磨损方面的重要信息。据此进一步研究磨损现象,监测磨损状态,诊断故障前兆,最后做出系统失效预报。铁谱技术能有效地应用于工程机械液压系统油液污染程度的检测、监控、磨损过程的分析和故障诊断,并且具有直观、准确、信息多等优点。因此,铁谱技术已成为对机械工程液压系统故障进行诊断分析的有力工具。
7.专用仪器检测法
专用仪器检测法即采用专门的液压系统故障检测仪器来诊断系统故障,该仪器能够对液压系统故障做定量的检测。国内外有许多专用的便携式液压系统故障检测仪,用来测量流量、压力和温度,并能测量泵和液压马达的转速等。
8.状态监测法
状态监测法用的仪器种类很多,通常主要有压力传感器、流量传感器、位移传感器和油温监测仪等。把测试到的数据输入计算机系统,计算机根据输入的数据提供各种信息及技术参数,由此判别出某个液压元件和液压系统某个部位的工作状况,并可发出报警或自动停机等信号。所以状态监测技术可解决仅靠人的感觉无法解决的疑难故障的诊断,并为预知维修提供了信息。
状态监测法一般适用于下列几种液压设备:
(1)发生故障后对整个生产影响较大的液压设备和自动线;
(2)必须确保其安全性能的液压设备和控制系统;
(3)价格昂贵的精密、大型、稀有、关键的液压系统;
(4)故障停机修理费用过高或修理时间过长、损失过大的液压设备和液压控制系统。
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