機械設備液壓系統常見故障原因分析和應對措施
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摘 要：隨著液壓技術在國民經濟各個行業的廣泛應用，人們對液壓技術及相關設備的認識也逐漸加深，液壓設備中的控制元件是液壓閥，由液壓泵提供能源，執行元件分別是液壓馬達和液壓缸，這是液壓元件的共性。本文通過液壓設備的種種共性特點的研究，探討了液壓系統常見故障原因及應對措施。
關鍵詞：液壓系統;常見故障;故障分析;應對措施
1 工作原理
液壓傳動是以液體為工作介質，通過能量轉換來實行執行機構所需運動的一種傳動方式。首先，液壓泵將電動機（或其它原動機）的機械能轉換為液體的壓力能，然后，通過液壓缸（或液壓馬達）將以液體的壓力能再轉化為機械能帶動負載運動。
2 液壓系統的組成
?。?）動力裝置部分。其作用是將電動機（或其它原動機）提供的機械能轉換為液體的壓力能。如各類液壓泵。
?。?）控制調節裝置部分。包括壓力、流量、方向控制閥，是用以控制和調節液壓系統中液流的壓力、流量和流動方向，以滿足工作部件所需力（或力矩）、速度（或轉速）和運動方向（或運動循環）的要求。
（3）執行機構部分。其作用是將液體的壓力能轉化為機械能以帶動工作部件運動。包括液壓缸和液壓馬達。
?。?）自動控制部分。主要是指電氣控制裝置。
?。?）輔助裝置部分。除上述四大部分以外的油箱、油管、集成塊、濾油器、蓄能器、壓力表、加熱器、冷卻器等等。它們對于保證液壓系統工作的可靠性和穩定性是不可缺少的，具有重要的作用。
3 液壓系統優缺點
?。?）液壓系統優點。1）體積小和重量輕;2）剛度大、精度高、響應快;3）驅動力大，適合重載直接驅動;4）調速范圍寬，速度控制方式多樣;5）自潤滑、自冷卻和長壽命;6）易于實現安全保護。
?。?）液壓系統缺點。1）抗工作液污染能力差;2）對溫度變化敏感;3）存在泄漏隱患;4）制造難，成本高;5）不適于遠距離傳輸且需液壓能源。
4 常見故障
?。?）壓力損失。由于液體具有黏性，在管路中流動時又不可避免地存在著摩擦力，所以液體在流動過程中必然要損耗一部分能量。這部分能量損耗主要表現為壓力損失。壓力損失有沿程損失和局部損失兩種。沿程損失是當液體在直徑不變的直管中流過一段距離時，因摩擦而產生的壓力損失。局部損失是由于管路截面形狀突然變化、液流方向改變或其他形式的液流阻力而引起的壓力損失?？偟膲毫p失等于沿程損失和局部損失之和。由于壓力損失的必然存在，所以泵的額定壓力要略大于系統工作時所需的最大工作壓力，一般可將系統工作所需的最大工作壓力乘以一個1.3～1.5的系數來估算。
?。?）流量損失。在液壓系統中，各被壓元件都有相對運動的表面，如液壓缸內表面和活塞外表面，因為要有相對運動，所以它們之間都有一定的間隙。如果間隙的一邊為高壓油，另一邊為低壓油，則高壓油就會經間隙流向低壓區從而造成泄漏。同時，由于液壓元件密封不完善，一部分油液也會向外部泄漏。這種泄漏造成的實際流量有所減少，這就是我們所說的流量損失。流量損失影響運動速度，而泄漏又難以絕對避免，所以在液壓系統中泵的額定流量要略大于系統工作時所需的最大流量。通常也可以用系統工作所需的最大流量乘以一個1.1～1.3的系數來估算。
?。?）液壓沖擊。執行元件換向及閥門關閉使流動的液體因慣性和某些液壓元件反應動作不夠靈敏而產生瞬時壓力峰值，稱液壓沖擊。其峰值可超過工作壓力的幾倍。
?。?）空穴現象。因為液壓油中總含有一定量的空氣，通?？扇芙庥谟椭?，也可以氣泡的形式混合于油中。當壓力低于空氣分離壓力時，溶解于油中的空氣分離出來，形成氣泡;當壓力降至油液的飽和蒸氣壓力以下時，油液會沸騰而產生大量氣泡。這些氣泡混雜于油液中形成不連續狀態，這種現象稱為空穴現象。
氣泡隨油液運動到高壓區，在高壓作用下迅速破裂，造成體積突然減小、周圍高壓油高速流過來補充，引起局部瞬間沖擊，壓力和溫度急劇升高并產生強烈的噪聲和振動。
措施：要正確設計液壓泵的結構參數和泵的吸油管路，盡量避免油道狹窄和急彎，防止產生低壓區;合理選用機件材料，增加機械強度、提高表面質量、提高抗腐蝕能力。
5 液壓系統故障應對措施
（1）應用傳統的邏輯分析逐步逼近法。需對以上所有可能原因逐一進行分析判斷和檢驗，最終找出故障原因和引起故障的具體元件。此法診斷過程繁瑣，須進行大量的裝拆、驗證工作，效率低，工期長，并且只能是定性分析，診斷不夠準確。
?。?）應用基于參數測量的故障診斷系統。只需在系統配管時，在泵的出口a、換向閥前b及缸的入口c三點設置雙球閥三通，則利用故障診斷檢測回路，在幾秒鐘內即可將系統故障限制在某區域內并根據所測參數值診斷出故障所在。檢測過程如下：
1）將故障診斷回路與檢測口a接通，打開球閥2并旋松溢流閥7，再關死球閥1，這時調節溢流閥7即可從壓力表4上觀察泵的工作壓力變化情況，看其是否能超過8.0Mpa并上升至所需高壓值。若不能則說明是泵本身故障，若能說明不是泵故障，則應繼續檢測。
2）若泵無故障，則利用故障診斷回路檢測b點壓力變化情況。若b點工作壓力能超過8.0Mpa并上升至所需高壓值，則說明系統主溢流閥工作正常，需繼續檢測。
若溢流閥無故障，則通過檢測c點壓力變化情況即可判斷出是否換向閥或比例閥故障。通過檢測最終故障原因是葉片泵內漏嚴重所引起。拆卸泵后方知，葉片泵定子由于滑潤不良造成異常磨損，引起內漏增大，使系統壓力提不高，進一步發現是由于水冷系統的水漏入油中造成油乳化而失去潤滑作用引起的。
6 結語
在實際的故障處理過程中，要結合液壓元件的特點及設備的環境要求，通過對設備狀況的全面檢查進行數據的積累和維修制度的建立，從而通過長期的工作經驗來熟悉各類故障發生的現象、故障檢測和處理辦法。在實際應用中，應加強對現代先進診斷和修復技術的學習，從而更好地應對液壓系統及設備常見故障。
參考文獻：
[1]李新德.工程機械液壓系統漏油預防措施[J].液壓氣動與密封，2015.
[2]洪津.工程機械液壓系統的故障診斷[J].工程機械與維修，2016.
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