液壓系統(tǒng)故障診斷的方法探析

液壓系統(tǒng)故障診斷的方法探析針對現今廣泛應用的液壓傳動系統(tǒng)故障診斷的困難性，提出一種簡便、應用的故障診斷方法。此法通過對系統(tǒng)參數的定量檢測和邏輯分析，大大提高了系統(tǒng)故障診斷的科學性、快速性和精準性，降低了對維護和修理人員的技術水平要求。大量試驗表明，此法較傳統(tǒng)的故障診斷方法效率大大提高，裝拆工作量大大削減，具有較高的應用推廣價值。液壓傳動系統(tǒng)由于其獨特的優(yōu)點，即具有廣泛的工藝適應性、優(yōu)良的掌控性能和較低廉的成本，在各個領域中獲得愈來愈廣泛的應用。但由于客觀上元、輔件質量不穩(wěn)定和主觀上使用、維護不當，且系統(tǒng)中各元件和工作液體都是在封閉油路內工作，不象機械設備那樣直觀，也不象電氣設備那樣可利用各種檢測儀器便利地測量各種參數，液壓設備中，僅靠有限幾個壓力表、流量計等來指示系統(tǒng)某些部位的工作參數，其他參數難以測量，而且一般故障根源有很多種可能，這給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來肯定困難。在生產現場，由于受生產計劃和技術條件的制約，要求故障診斷人員精準、簡便和高效地診斷出液壓設備的故障；要求維護和修理人員利用現有的信息和現場的技術條件，盡可能削減拆裝工作量，節(jié)省維護和修理工時和費用，用最簡便的技術手段，在盡可能短的時間內，精準地找出故障部位和發(fā)生故障的原因并加以修理，使系統(tǒng)恢復正常運行，并力求今后不再發(fā)生同樣故障。1液壓系統(tǒng)故障診斷的一般原則正確分析故障是排出故障的前提，系統(tǒng)故障大部分并非驀地發(fā)生，發(fā)生前總有預兆，當預兆進展到肯定程度即產生故障。引起故障的原因是多種多樣的，并無固定規(guī)律可尋。統(tǒng)計表明，液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障約90％是由于使用管理不善所致為了快速、精準、便利地診斷故障，必需充分認得液壓故障的特征和規(guī)律，這是故障診斷的基礎。以下原則在故障診斷中值得遵從：（1）首先判明液壓系統(tǒng)的工作條件和外圍環(huán)境是否正常需首先搞清是設備機械部分或電器掌控部分故障，還是液壓系統(tǒng)本身的故障，同時查清液壓系統(tǒng)的各種條件是否符合正常運行的要求。（2）區(qū)域判定依據故障現象和特征確定與該故障有關的區(qū)域，漸漸縮小發(fā)生故障的范圍，檢測此區(qū)域內的元件情況，分析發(fā)生原因，最后找出故障的實在所在。（3）把握故障種類進行綜合分析依據故障最后的現象，漸漸深入找出多種直接的或間接的可能原因，為避開盲目性，必需依據系統(tǒng)基本原理，進行綜合分析、邏輯判定，削減懷疑對象漸漸接近，最后找出故障部位。（4）故障診斷是建立在運行記錄及某些系統(tǒng)參數基礎之上的。建立系統(tǒng)運行記錄，這是防備、發(fā)覺和處理故障的科學依據；建立設備運行故障分析表，它是使用閱歷的高度概括總結，有助于對故障現象快速做出判定；具備肯定檢測手段，可對故障做出精準的定量分析。（5）驗證可能故障原因時，一般從最可能的故障原因或最易檢驗的地方開始，這樣可削減裝拆工作量，提高診斷速度。2故障診斷方法目前查找液壓系統(tǒng)故障的傳統(tǒng)方法是邏輯分析漸漸接近斷。此法的基本思路是綜合分析、條件判定。即維護和修理人員通過察看、聽、觸摸和簡單的測試以及對液壓系統(tǒng)的理解，憑閱歷來判定故障發(fā)生的原因。當液壓系統(tǒng)顯現故障時，故障根源有很多種可能。采納邏輯代數方法，將可能故障原因列表，然后依據先易后難原則逐一進行邏輯判定，逐項接近，最后找出故障原因和引起故障的實在條件。此法在故障診斷過程中要求維護和修理人員具有液壓系統(tǒng)基礎學問和較強的分析本領，方可保證診斷的效率和精準性。但診斷過程較繁瑣，須經過大量的檢查，驗證工作，而且只能是定性地分析，診斷的故障原因不夠精準。為削減系統(tǒng)故障檢測的盲目性和閱歷性以及拆裝工作量，傳統(tǒng)的故障診斷方法已遠不能充足現代液壓系統(tǒng)的要求。近年來，隨著液壓系統(tǒng)向大型化、連續(xù)生產、自動掌控方向進展，又顯現了多種現代故障診斷方法。如鐵譜技斷，可從油液中分別出來的各種磨粒的數量、形狀、尺寸、成分以及分布規(guī)律等情況，適時、精準地判定出系統(tǒng)中元件的磨損部位、形式、程度等。而且可對液壓油進行定量的污染分析和評價，做到在線檢測和故障防備。再如基于人工智能的專家診斷系斷，它通過計算機仿照在某一領域內有閱歷專家解決問題的方法。將故障現象通過人機接口輸入計算機，計算機依據輸入的現象以及學問庫中的學問，可推算出引起故障的原因，然后通過人機接口輸出該原因，并提出維護和修理方案或防備措施。這些方法給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來廣闊的前景，給液壓系統(tǒng)故障診斷自動化奠定了基礎。但這些方法大都需要昂貴的檢測設備和多而雜的傳感掌控系統(tǒng)和計算機處理系統(tǒng)，有些方法討論起來有肯定困難。目前不適應于現場推廣使用。下面介紹一種簡單、應用的液壓系統(tǒng)故障診斷方法。2.1基于參數測量的故障診斷系統(tǒng)一個液壓系統(tǒng)工作是否正常，關鍵取決于兩個重要工作參數即壓力和流量是否處于正常的工作狀態(tài)，以及系統(tǒng)溫度和執(zhí)行器速度等參數的正常與否。液壓系統(tǒng)的故障現象是各種各樣的，故障原因也是多種因素的綜合。同一因素可能造成不同的故障現象，而同一故障又可能對應著多種不同原因。例如：油液的污染可能造成液壓系統(tǒng)壓力、流量或方向等各方面的故障，這給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來極大困難。參數測量法診斷故障的思路是這樣的，任何液壓系統(tǒng)工作正常時，系統(tǒng)參數都工作在設計和設定值相近，工作中假如這些參數偏離了預定值，則系統(tǒng)就會顯現故障或有可能顯現故障。即液壓系統(tǒng)產生故障的實質就是系統(tǒng)工作參數的異常變化。因此當液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時，必定是系統(tǒng)中某個元件或某些元件有故障，進一步可斷定回路中某一點或某幾點的參數已偏離了預定值。這說明假如液壓回路中某點的工作參數不正常，則系統(tǒng)已發(fā)生了故障或可能發(fā)生了故障，需維護和修理人員立刻進行處理。這樣在參數測量的基礎上，再結合邏輯分析法，即可快速、精準地找出故障所在。參數測量法不僅可以診斷系統(tǒng)故障，而且還能預報可能發(fā)生的故障，并且這種預報和診斷都是定量的，大大提高了診斷的速度和精準性。這種檢測為直接測量，檢測速度快，誤差小，檢測設備簡單，便于在生產現場推廣使用。適合于任何液壓系統(tǒng)的檢測。測量時，既不需停機，又不損壞液壓系統(tǒng)，幾乎可以對系統(tǒng)中任何部位進行檢測，不但可診斷已有故障，而且可進行在線監(jiān)測、預報潛在故障。2.1.1參數測量法原理只要測得液壓系統(tǒng)回路中所需任意點處工作參數，將其與系統(tǒng)工作的正常值相比較，即可判定出系統(tǒng)工作參數是否正常，是否發(fā)生了故障以及故障的所在部位。液壓系統(tǒng)中的工作參數，如壓力、流量、溫度等都是非電物理量，用通用儀器采納間接測量法測量時，首先需利用物理效應將這些非電量轉換成電量，然后經放大、轉換和顯示等處理，被測參數則可用轉換后的電信號代表并顯示。由此可判定液壓系統(tǒng)是否有故障。但這種間接測量方法需各種傳感器，檢測裝置較多而雜，測量結果誤差大、不直觀，不便于現場推廣使用。本人通過多年的教學和生產實踐，設計出一種簡單、應用的液壓系統(tǒng)故障檢測回路。系統(tǒng)結構原理如圖1a所示。檢測回路通常和被檢測系統(tǒng)并聯連接，此連接需在被測點設置如圖1a所示的雙球閥三通接頭，它重要用于對系統(tǒng)進行不拆卸檢測。它對液壓系統(tǒng)所需點的各種參數進行直接的快速檢測，不需任何傳感器，它可同時檢測系統(tǒng)中的壓力、流量和溫度三個參數，而執(zhí)行器的速度和轉速則可通過測量出口流量的方法計算得到。例如：只要在泵出口及執(zhí)行器進、出口安裝雙球閥三通，如圖2所示，則通過測量1、2、3三點的壓力、流量及溫度值，則可立刻診斷出故障所在的大致部位（泵源、掌控傳動部分或執(zhí)行器部分）。加添參數檢測點，則可縮小故障發(fā)生區(qū)域。檢測原理如圖1a所示。系統(tǒng)正常工作時，閥門1開啟，2關閉，檢測口罩上