Analysis of Fault Types and Diagnostic Countermeasures in Mechanical Hydraulic System
蔡泽能 CAI Ze-neng
（贵州电子信息职业技术学院，凯里 556000）
（Guizhou Vocational Technology College of Electronics & Information，Kaili 556000，China）
摘要：液压系统是工程实践推广中维护系统安全，确保机械高效有序运转的重要环节，但其在实践运营中极易出现各种机械故障，该故障本质上是软性故障，很容易通过肉眼观察确定。由于液压系统故障不仅会严重影响机械作业效率与工程建筑质量，并且会造成机械生产中断、设备报废等财产损失，甚至威胁到工人的人身财产安全，所以对机械液压系统故障进行全面系统的分析与诊断，为故障排除提供数据、技术支持，具有非常重要的现实意义与社会价值。
Abstract: Hydraulic system is an important part of maintaining system safety in engineering practice and ensuring efficient and orderly operation of machinery. However, it is prone to various mechanical failures in practice. The fault is essentially a soft fault, which can be observed and confirmed by naked eye. The hydraulic system failure will not only seriously affect the mechanical operation efficiency and engineering construction quality, but also cause mechanical production interruption, equipment scrapping and other property losses, and even threaten the safety of workers' personal and property, so a comprehensive systematic analysis and diagnosing of the mechanical hydraulic system failure has very important practical and social value to provide data and technical support for troubleshooting.
关键词：机械；液压系统；故障诊断；排除
Key words: mechanical；hydraulic system；fault diagnosis；elimination
中图分类号：V233.91 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）35-0158-02
0 引言
随着全球经济一体化进程的加快与工程建筑领域的快速发展，工程项目建设呈现日益繁荣趋势，而大量工程机械的推广应用，有效地提高了工程项目作业效率与工程质量。机械液压系统作为确保工程机械高效有序运转的重要环节，其性能的良好与否直接影响到工程项目的可靠性与安全系数，所以加强机械作业中液压系统操作科学合理性、对机械人员定期进行专项培训等，降低液压系统故障发生概率，充分关注液压系统故障实践诊断与排除，对促进工程项目稳定顺利开展，预防管控工程安全事故，具有非常重要的作用。
1 机械液压系统故障产生原因及故障特征
机械液压系统作为工程机械作业安全保障的核心环节，承担着工程设备动臂等关键部位的运行管控以及机械设备专向的重要任务。随着工程项目规模的不断扩大以及工程引入现代化机械设备种类、数量的不断增加，液压系统的需求量与技术标准也与日俱增，但在实践操作中，液压系统负责人员专业水平参差不齐，由于操作人员理论知识与实践操作能力有限，在机械正常使用中经常出现因操作失误或使用误区等情况，导致机械设备出现故障[1]。如操作人员对于密封冷却用液压油、润滑用液压油等并没有清晰的认识，对于相关油类的使用说明并不明确，在使用中出现乱用、掺用等行为，使得液压油出现变质，造成液压系统产生不同程度的腐蚀，严重影响机械设备的使用寿命。另外，工程施工通常是在环境较为恶劣的区域，机械液压系统设备孔隙中不可避免的会进入大量的灰尘颗粒，导致系统内部机件产生损耗，为系统故障的发生埋下隐患。图1为液压系统示意图。
受工程施工区域等因素影响，机械液压系统工作环境通常较为恶劣，加上系统经常处于连轴转状况，工作时间较长，导致系统故障情况频发；而液压系统本身属于结构复杂、管控难度系数较高的系统，需要同时运转液压、机械与电气等多项关联装置，所以在实践使用中经常出现多种机件故障同时发生的情况；由于液压机件与工作介质均是在封闭油路环境中运转，该种故障特征极大地增加了故障诊断与排除的困难系数。
2 机械液压系统故障诊断原则
2.1 避免盲目性拆卸 受专业技术能力、操作经验等因素影响，部分技术人员在发现机械液压系出现故障以后，在尚未明确清故障发生具体原因的情况下，就盲目性的将液压系统机件进行拆卸。这种情况下，技术人员并没有规划设计出针对性的故障解决方案，无法及时有效的进行故障诊断排除，加上系统内部结构复杂、机件精密度非常高，极易在盲目拆卸中导致连带部位出现故障，影响整个工程机械系统的正常运转，使得工程无法按期高质量竣工。如在对液压系统安全阀进行拆卸时，要根据设备额定指标要求进行操作[2]。
2.2 严格落实操作规范 为了避免对故障诊断工程的质量与工期等造成负面影响，液压系统在实践操作中要严格执行工程实践操作规范条例，确保工程机械各项操作均符合操作要求。同时，在液压系统故障诊断与检修时，要依照相关规范原则进行，避免出现诊断不明确、不规范情况。
2.3 确保操作环境整洁 由于液压系统机件多为精密性元件，灰尘颗粒会严重影响机件的正常功能，所以在对出现故障的液压系统进行机件拆卸过程中，要重视操作环境的清洁控制工作，务必要保证检修环境的无尘化、洁净化，将故障机件再损伤率降至最低，确保故障诊断、排除的高效性。
3 机械业系统常见故障分析
现阶段我国工程使用机械设备所需的液压系统中，常见的液压系统故障可以归纳为以下几种：
3.1 液压系统运转问题 油泵供油不足、油箱液位过低、油质太差、泵转向错误、密封件出现泄露情况、油路堵塞、油温过高、溢流阀设置不到位等问题，导致机械液压系统无法正常运转。
3.2 液压系统元件问题 当发生油泵供油不足、油质太差、泵转向错误、油路堵塞等问题时，会增大系统运行负荷，元器件磨损率提高，摩擦越来越严重，就会导致泵、马达、阀门、仪表等元器件发生损坏，使整个系统出现问题。
3.3 液压系统原理问题 在生产泵时，泵的加工原理和运行原理不合理，以及装配发生误差，会导致故障发生的概率。将这种泵应用到实际生产中，将严重影响系统的稳定性，产生控制阀芯异常、供油不足等问题。
3.4 液压系统运转效率问题 一旦出现摩擦阻力变化、润滑油效果较差、压力脉冲过低或过高、空气进入系统、阀门出现异常、泄露现象严重等问题，会使系统无法高效运转，出现诸多系统故障问题。
4 诊断技术分析
4.1 依靠仪器诊断 在液压系统中使用仪器来显示系统的压力、流量、泄露度、温度、噪声等数据信息，最终通过信息分析判定结果。常用仪器一般分为专用仪器、通用仪器、综合仪器等多个类别，而诊断方式通用分类有声学诊断方式、震动诊断方式、铁铺记录方式等，以声学诊断方式为例，通过对声波的波形图分析，依据声波频率的波动幅度，诊断液压系统的故障情况，实现了在线实时监测与事故预防[3]。
4.2 依据经验诊断 液压机械高级技师人员通过常规诊断仪器的检查，并结合自身实践经验，实现对液压系统发生故障具体类型以及故障位置的准确判断。相对于利用现代化科技技术进行液压系统故障诊断进而得出诊断结果的方式，依据经验进行故障有效诊断是更为方便快捷的诊断方式，但该种诊断结果依据性较低，只能适用一般故障类问题。通常情况下经验诊断技术从以下四个方面展开：
第一，数据测量。通过对液压系统中某个特定点进行数据测量，并将所得测量数据与机件正常运转参数进行横向对比，以此来判断液压系统是否发生故障，通常适用于定向测量、抽样检测、预防监测等方面。
第二，经验判断。液压机械高级技师人员可以采用望、闻、问、听、摸等手段，并结合个人长期实践经验，来准确判断液压系统发生故障具体类型以及故障位置。一般解释为：一，望，即通过观察液压系统内部元件的异常情况，如元件是否出现磨损、油质质量与液位高度是否符合标准、液压油是否出现泄露情况等；二，闻，经验丰富的高级技师人员能够通过闻液压油等的气味，准确判断特定液压系统故障，如通过气味判断液压系统油路所用油是否出现品质下降进而影响设备正常运转、轴承与油泵是否存在烧焦的味道等；三，问，在实践操作中可以通过与操作人员之间的技术作业问答互动，实现对液压系统故障的进一步诊断，如机械设备实际运转状况、元件具体磨损程度、机械设备维修保养问题等；四，听，绝大部分液压系统机件故障均会伴随异常声响，所以细心倾听系统机件作业声音，可以在一定程度上实现对故障的及时诊断，如倾听液压系统管路是否有振动现象、马达和油泵是否有异响、溢流阀是否有异常等；五，摸，通常情况下，机械设备在出现故障时会伴随高温情况，可以通过触摸设备表层温度判断设备的运转情况，如元件是否过热、油温是否过热、振动频率是否过快等。
第三，数据分析。这种方法是依托系统数据、元器件数据、设备运行数据等，对相关参数进行综合分析，并与实际运行液压系统的数据测量进行横向比对研究，从而明确诊断液压系统发生故障类型以及具体位置。
第四，故障逻辑图。将故障列在故障图顶端，将每个元器件可能发生的故障依次列在其下层，形成对应故障逻辑图，在故障逻辑图上进行比对分析，最终确定液压系统发生故障情况与具体位置。但这种方法存在一定的局限性，通常适用于大型液压系统与较为繁杂的液压系统的故障诊断[4]。
4.3 人工智能诊断方式 将专家经验以及具体诊断方法输入到人工智能设备中，再将液压系统运行的实时数据传送到过人工智能设备，进而模拟液压系统运行状态，分析液压系统发生的故障以及具体位置。这种技术智能化程度高、故障判断准确性高、分析速度快，所以发展前景较为广阔，能更好的应用到液压系统故障诊断领域。
5 结束语
综上所述，受工程施工环境、液压系统内部机件故障诊断难度等因素影响，液压系统故障诊断与实际排除较为困难，所以在实践操作中，相关技术人员必须要增强自身业务操作能力，深化液压系统故障诊断研究，贯彻执行液压系统规范要求，根据液压系统故障诊断原则与实际情况，不断提高故障诊断排除综合技能，确保工程系统正常有序运转。
参考文献：
[1]陈风帆，李春永.关于液压系统故障诊断的研究[J].科技创新与应用，2018（03）：177-178.
[2]胥亮.常用工程机械液压系统的故障诊断与检修维护要点[J].中国水运（下半月），2017，17（11）：120-121.
[3]黎泉佐.浅谈机械液压系统中的故障类型与诊断对策[J].科技资讯，2016，14（36）：116-117.
[4]王剑.工程机械液压系统可靠性分析[J].科技资讯，2015，13（24）：50-51. |
