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1、液压系统的故障诊断和维护 刘振国 检修分公司 液压系统的故障诊断和维护 液压系统在运行过程中若出现故障，将会导 致整台设备无法正常工作，甚至使整条生产线停 产。因此，必须重视液压系统故障的分析与排除 。 液压设备是由机械、液压、电气、仪表等装 置有机地组合而成的统一体，系统的故障分析也 是由各方面因素综合影响的一个复杂问题。所以 ，在分析液压故障之前必须先弄清楚整个液压系 统的传动原理、结构特点，然后根据故障现象进 行分析、判断，逐步深入，最后准确地确定故障 部位和原因并采取有效的对策。 一、液压系统故障的概念 从系统的观点来看， 故障包括两层含义： 系统偏离正常功能 功能失效 图1-1双泵供
2、油的快速运动回路 技术性能 运行品质 液压系统的技术性能包括 液压缸的行程 、推力、速度及其调节范围，液压马达的 转向、扭矩、转速及调节范围等； 运转品质包括 运转平稳性、精度、噪声 、效率、温升、多缸系统中各个液压缸动 作的协调性等。 一台良好的液压传动设备，它的液压系 统必须满足其规定的性能要求，只有完全 满足这些要求，整台设备才能正常、可靠 地工作。 二、液压系统故障分类 液压系统的故障有很多类型，但一般可 以分为以下两大类： 间断性故障 永久性故障 2.1、间断性故障 间断性故障指在很短的时间内发生，使设备局部丧失某些功能，而在 发生后又很快恢复到正常状态的故障。如：电磁换向阀信号接触
3、不良 ，造成的信号突然失电，但又很快恢复而不影响系统的正常工作。液 压泵在启动中短暂的吸不上油现象。 2.2、永久性故障 永久性故障指设备某些功能丧失必须经过 修复或更换某些零部件才能恢复到正常状 态的故障。如：执行机构故障、控制机构 故障、动力源故障 永久性故障主要有以下类型： 1）、按故障发生的速度分 突发性故障：不能早期预测的故障。 渐发性故障：有一个形成发展的过 程， 通过测试可早期预测的故障。 2）、按功能丧失程度分 完全性故障：功能完全丧失的故障。 部分性故障：某些局部功能丧失的故障。 3）、按故障原因分 磨损性故障：设计时便可预料到的属于正 常磨损造成的故障。 错用性故障：由于违
4、章操作或误操作以及 超压、超载、超限使用所造成的故障。 固有薄弱性故障：使用时虽未超过规值， 但由于设计时的“先天不足”而导致的故障。 4）、按危险程度分 危险性故障：造成人身伤亡或设备损坏 的故障。(大型超高压液压设备爆管、液体 吊液压抱闸失灵） 安全性故障：虽然丧失或降低了功能， 但对设备或人员不构成威胁的故障，例如 液压设备不能启动的故障就属于安全性故 障。 三、液压系统故障的特点 液压系统故障的特点 有8个 3.1、故障的隐蔽性 液压部件的机构和油液封闭 在密闭的壳体和管道内，当故障 发生后，不如机械传动故障那样 容易直接观察到，又不像电气传 动那样方便测量，所以确定液压 系统故障的部
5、位和原因是比较困 难的。 3.2、故障的多样性和复杂性 液压设备出现的故障可能是多种多样的，而且很多情况下是几个故 障同时出现的，这就增加了液压系统故障的复杂性。例如：系统的压 力不稳定，经常和振动、噪声故障同时出现；而系统压力达不到要求 经常又和动作故障联系在一起；甚至机械、电气部分的弊病也会与液 压系统的故障交织在一起，使得故障变得多样和复杂。 3.3、故障的难于判断性 影响液压系统正常工作的原因，有些 是渐发的，如因零件受损引起配合间隙逐 渐增大，密封件的材质逐渐恶化等渐发性 故障；有些是突发的，如元件因异物突然 卡死造成动作失灵所引起的突发性故障； 也有些是系统中各液压元件综合性因素所
6、 致，如元件规格选择、配置不合理等，很 难实现设计要求；有时还会因机械、电气 以及外界因素影响而引起液压系统故障。 3.4、故障的交错性 液压系统的故障，其症状与原因之间存在着各种各 样的重叠和交叉。引起液压系统同一故障的原因可能有多 个，而且这些原因常常是交织在一起互相影响的。例如， 系统压力达不到要求，其原因可能是液压泵引起的，也可 能是溢流阀引起的，也可能是两者同时作用的结果，也可 能是液压油的粘度不合适，或者是系统的泄漏等所造成的 。 另外，液压系统中同一原因，但因其程度的不同、系 统结构的不同、以及与它配合的机械结构的不同，所引起 的故障现象也可以是多种多样的。例如，同样是系统吸入
7、空气，可能出现不同的故障现象，特别严重时能使泵吸不 进油；较轻时会引起流量、压力的波动，同时产生轻重不 同的噪声；有时还会引起机械部件运动过程中的爬行。所 以，液压系统的故障存在着引起同一故障原因的多样性和 同一原因引起故障的多样性的特点，即故障现象与故障原 因不是一一对应的 3.4、故障的交错 性 液压系统的 故障，其症状与 原因之间存在着 各种各样的重叠 和交叉。引起液 压系统同一故障 的原因可能有多 个，而且这些原 因常常是交织在 一起互相影响的 。 3.5、故障产生的随机性与必然性 液压系统在运行过程中，受到各种各样随机因素的 影响，因此，其故障有时是偶然发生的， 阀芯中有赃物 3.6
8、、故障的产生与使用条件的密切相关性 同一系统往往随着使用条件的不同，而 产生不同的故障。 3.7、故障的可变性 由于液压系统中各个液压元件的动作是 相互影响的，所以，排除了一个故障，往 往又会出现另一个故障。这就使液压系统 的故障表现出了可变性。因此，在检查、 分析、排除故障时，必须特别注意液压系 统的严密性和整体性。 3.8、故障的差异性 由于设计、加工、材料及应用环境的差 异，液压元件的磨损和劣化的速度相差很 大，同一厂家生产的同一规格的同一批液 压件，其使用寿命会相差很大，出现故障 的情况也有很大差异。 小结： 以上这些因素给确定液压系统故障的 部位以及分析故障的原因增加了难度。所以当系
9、统出现故 障后，必须综合考虑各种因素，对故障进行认真地检查、 分析、判断，才能找出故障的部位及其产生原因。但是， 一旦找出故障原因后，往往处理和排除却比较容易，一般 只需更换元件，有时甚至只需经过清洗即可。 四、液压系统故障对设备及其工作 的影响 液压系统出现故障，会给设备本身及其工作带来以 下不良影响： 4.1、对设备的工作过程产生不利影响，降低 设备的工作质 量，严重时可能使设备无法正常工作； 4.2、使设备运转的经济性降低； 4.3、使设备的使用寿命大大缩短，甚至引起设备、工具、模具的损坏， 严重时可能引起重大设备、人身安全事故； 4.4、使工人的操作条件恶化。 五、液压系统故障诊断的工
10、作内容 5.1、判定故障的性质与严重程度； 5.2、查找失效元件及失效位置； 5.3、查找引起故障的初始原因； 5.4、故障机理分析； 5.5、预测故障发展趋向。 六液压系统常见故障现象及其原因 6.1、液压系统故障的初期信息 一般情况下，任何故障在演变为大故障之前都会 伴随有种种不正常的征兆。液压系统的故障无论 是渐发性的还是突发性的，从潜在故障发展为功 能故障时，都会有一些故障的初期信息表现出来 。只要在使用过程中细心留意、认真点检，并加 强察觉这些不正常征兆的能力，即能及时发现故 障前兆。 液压系统故障前兆可归纳为以下几个方面： 、出现了不正常的声音； 、出现执行机构速度下降或无力现象；
11、 、出现油箱液位明显下降现象； 、出现工作介质变质现象； 、出现外泄漏现象； 、出现油温过高现象； 、出现管路损伤、松动及振动现象； 、出现不正常气味等。 6.2、液压系统常见故障现象 液压系统的故障现象是复杂多样的，经 常出现的是压力类故障、动作类故障以及 振动、噪声、油温过高、泄漏、系统污染 等故障。但在不同的运行阶段，液压系统 有着不同的故障现象： 1）新试制设备调试阶段的故障 新试制设备在调试阶段故障率较高，存 在问题较为复杂，其特征是设计、制造、 安装调整以及质量管理等问题交织在一起 。一般情况下，新试制设备调试阶段液压 系统常见的故障现象有： 、接头、端盖等处外泄漏严重； 、工作速
12、度不稳定； 、由于脏物使阀芯卡死或运动不灵活，造 成液压缸或液压马达动作失灵； 、控制阀阻尼孔被堵，造成系统压力不稳 定或压力调不上去； 、某些阀类元件漏装了弹簧或密封件，甚 至管道接错而使动作混乱； 、设计不妥，液压元件选择不当，使系统 发热，或同步动作不协调，位置精度达不 到要求等。 2）定型设备调试阶段的故障 定型设备调试时的故障率相对较低，主 要是由于搬运中损坏或安装时失误而造成 的一般容易排除的故障。其表现如下 、外部有泄漏 、压力不稳定或动作不灵活； 、液压件及管道内部进入脏物； 、元件内部漏装、错装弹簧或其他零件； 、液压件加工质量差或安装质量差，造成 阀芯动作不灵活。 3）设备
13、运行中出现的故障 液压设备在运行中出现的故障，除因污 物堵塞阻尼孔道或卡阻阀芯造成系统动作 失灵外，常见的有以下四类故障现象，即 ：漏油、发热、振动和噪声。这四类故障 有时单独出现，有时伴随出现，也有伴随 别的故障同时或略滞后出现的。特别是设 备运行到中期以后时各类液压元件因工作 频繁和负荷条件的差异个易损件先后开始 正常性的超差磨损。在此阶段，故障率逐 渐上升，主要表现为： 、由于零件磨损，液压系统内、外泄漏量 增加，效率降低； 、某些元件失效造成系统动作失灵或不能 控制； 、使用不合理（如液压油污染控制不当） ，造成系统发热； 、出现振动和噪声； 、液压油中出现泡沫或水； 、执行元件不动作
14、或误动作 4）偶发事故性故障 这类故障特征是偶发突变，故障区域及 产生原因较为明显。如碰撞事故使零部件 明显损坏，异物落入液压系统产生堵塞， 管路突然爆裂，内部弹簧偶然断裂，电磁 铁线圈烧坏，密封圈断裂等。 6.3、液压系统产生故障的原因 1）内在原因 、设计时确定的技术参数不合适； 、系统结构设计不合理 、所选用的元件，其结构、性能或质量 不 符合要求； 、系统安装未能达到技术规范要求； 、零部件的加工制造质量不合格； 、某些零件经长期使用后出现的正常 磨损。 2）外在原因 、设备运输或安装中引起的损坏； 、使用环境恶劣； 、调试、操作与维护不当； 、电网电压异常 七、液压系统故障排除的步骤 液压系统故障的诊断与排除是对运行中的 液压系统采用分析法来确诊其产生故障的 原因，然后加以排除，使系统正常运行的 过程 7.1、故障排除前的基础工作 1）、认真阅读设备使用说明书，熟悉与设备使用有关的技 术资料，通过阅读和查询掌握以下情况： 、设备的结构、工作原理及技术性能、特点等； 、液压系统在设备上的功能、系统的结构、工作原理及设 备对液压系统的要求； 、液压系统中所采用各种元件的结构、工作原理及性能； 、与设备有关的档案资料，如生产厂家、制造日期、液压 件状况、运输
