現(xiàn)代武器系統(tǒng)液壓故障診斷分析

摘 要:現(xiàn)代武器系統(tǒng)廣泛采用了液壓技術(shù)，本文結(jié)合液壓傳動(dòng)本身存在的缺點(diǎn)，介紹了液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的一些常見(jiàn)故障，以及從實(shí)用觀點(diǎn)出發(fā)闡述了故障的查找與排除方法，并講述了液壓系統(tǒng)故障的預(yù)防措施，最后對(duì)液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障的排除方法進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞:現(xiàn)代武器 液壓故障 診斷 排除

中圖分類(lèi)號(hào):E9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)03(a)-0062-02

1 液壓技術(shù)在現(xiàn)代武器系統(tǒng)中的應(yīng)用

液壓技術(shù)作為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)和控制技術(shù)，在現(xiàn)代武器系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行是裝備良好技術(shù)狀況的一個(gè)重要標(biāo)志，而故障的預(yù)防與一旦發(fā)生故障對(duì)故障進(jìn)行快速準(zhǔn)確的定位并最終排除是裝備正常運(yùn)行的重要保證。

2 液壓傳動(dòng)優(yōu)缺點(diǎn)

液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)相比有以下優(yōu)缺點(diǎn):

2.1 優(yōu)點(diǎn)

能獲得更大的輸出力和輸出力矩;工作平穩(wěn);易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù);使用

壽命長(zhǎng);易于與電子技術(shù)和傳感技術(shù)等技術(shù)結(jié)合構(gòu)成“機(jī)、電、液、光”一體化技術(shù)，為機(jī)械設(shè)備的發(fā)展和創(chuàng)新，提供有力保障。

2.2 缺點(diǎn)

存在泄漏、能源損耗;油液流動(dòng)中存在沿途損失、局部損失，容易產(chǎn)生

溫升;液壓元件制造精度要求高;產(chǎn)生故障不易檢查;液壓系統(tǒng)維修需要依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)，培訓(xùn)液壓技術(shù)人員的時(shí)間較長(zhǎng)。液壓元件和系統(tǒng)的維修需要較高的技術(shù)水平。

3 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障概述

3.1 對(duì)故障的基本認(rèn)識(shí)

液壓故障可大致分為三類(lèi):壓力異常、速度異常、動(dòng)作異常。在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的液壓元件表面、液壓油密封件、管路接頭處以及控制元件部分，具體表現(xiàn):一是管子、管接頭處及密封面處的泄漏。二是執(zhí)行動(dòng)作遲緩和無(wú)力，表現(xiàn)為裝填車(chē)機(jī)械手提升緩慢、抓彈困難，吊車(chē)起吊無(wú)力、馬達(dá)轉(zhuǎn)不起來(lái)或轉(zhuǎn)速過(guò)低等。三是液壓系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。四是其他元件出現(xiàn)異常。

3.2 查找液壓故障的方法

從故障現(xiàn)象分析入手，查明故障原因是排除故障的最重要也是最艱難的一個(gè)環(huán)節(jié)，特別是初級(jí)液壓技術(shù)人員無(wú)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，出了故障后，往往一籌莫展，感到無(wú)從下手。本文從實(shí)用觀點(diǎn)介紹一些查找液壓故障的典型方法。

3.2.1 利用液壓原理圖查找法

從事液壓設(shè)計(jì)、維修等方面的技術(shù)人員和維修工人，熟悉液壓原理圖是排除故障的基礎(chǔ)，也是查找液壓故障的最基本方法。

在液壓原理圖分析排除故障時(shí)，常用的方法是第一步要從整個(gè)液壓原理圖中分離出與該故障有關(guān)的局部回路，使問(wèn)題簡(jiǎn)單化，有針對(duì)性地進(jìn)行分析，更能找準(zhǔn)故障準(zhǔn)確部位;第二步故障原因例舉，找出故障可能的原因和部位;第三部為逐步排查。在利用上述方法查找故障時(shí)，一定要仔細(xì)分析、正確判斷、科學(xué)決策，盡可能減少拆卸，避免反復(fù)拆卸，防止拆卸重裝后可能對(duì)液壓元件精度造成的不良影響，因而分析過(guò)程中在拆卸故障元件前逐步縮小被懷疑對(duì)象是很重要的。

3.2.2 通過(guò)濾油器查找法

通過(guò)對(duì)濾油器濾芯表面粘附的污物種類(lèi)分析，可發(fā)現(xiàn)某些液壓故障。

3.2.3 利用動(dòng)作循環(huán)表查找法

動(dòng)作循環(huán)表由三部分組成，一部分表示動(dòng)作循環(huán)過(guò)程的內(nèi)容;一部分表示循環(huán)過(guò)程中一個(gè)動(dòng)作轉(zhuǎn)到另一個(gè)動(dòng)作的信號(hào)來(lái)源;一部分表示在各循環(huán)中每個(gè)元件所應(yīng)處的正常位置，通過(guò)這個(gè)表不難根據(jù)故障出現(xiàn)的階段，從表中查出故障原因所在。實(shí)踐證明，該方法為維修工人提供了很大的方便，特別是較為復(fù)雜的液壓系統(tǒng)。

3.2.4 區(qū)域分析與綜合分析法

區(qū)域分析是根據(jù)故障現(xiàn)象和特性確定故障區(qū)域，檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的元件情況，查明原因采取對(duì)策。

綜合分析是對(duì)故障作出全面分析。因?yàn)槟骋还收贤怯啥喾N因素所致，需經(jīng)過(guò)綜合分析，找出主要矛盾和次要矛盾。大多數(shù)故障既要進(jìn)行區(qū)域分析，又要進(jìn)行綜合分析。

3.2.5 從電氣和液壓系統(tǒng)之間的關(guān)系結(jié)合查找

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)分為電氣部分和液壓部分。為了迅速準(zhǔn)確排除故障應(yīng)弄清電氣控制部分與液壓元件工作原理、功能和作用，弄清它們之間的類(lèi)比關(guān)系。

3.2.6 人工智能與液壓系統(tǒng)故障診斷

人工智能技術(shù)的兩個(gè)分支—專(zhuān)家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在液壓故障診斷中的研究和應(yīng)用，逐漸受到重視，為液壓系統(tǒng)的故障診斷向智能化方向發(fā)展提供了新的技術(shù)手段與理論方法。專(zhuān)家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究尚處于起步探索階段，要運(yùn)用到實(shí)際中還要有大量的工作要做。

4 故障的預(yù)防

4.1 保證油液清潔度

正確選用標(biāo)定的和要求使用的液壓油及其相應(yīng)的替代品，防止液壓油中浸入污物和雜質(zhì)。因?yàn)樵谝簤簜鲃?dòng)系統(tǒng)中油液的清潔度對(duì)系統(tǒng)性能，元件可靠性、安全性、效率和使用壽命等影響極大。液壓油被污染的原因有外部原因和內(nèi)部原因兩類(lèi)，外部原因:油從儲(chǔ)藏運(yùn)輸過(guò)程中帶來(lái)的;液壓元件在加工裝配中存在于內(nèi)部的污物;周?chē)h(huán)境混入的。內(nèi)部原因:工作使用過(guò)程中，相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件磨損的產(chǎn)物;油液因環(huán)境產(chǎn)生的物理化學(xué)性能變化的產(chǎn)物。在使用檢查修理過(guò)程中，應(yīng)注意這些問(wèn)題，以減少和防止液壓系統(tǒng)故障的發(fā)生。

4.2 防止液壓系統(tǒng)中混入空氣

液壓系統(tǒng)中氣體的主要來(lái)源一是液壓泵進(jìn)油管路不暢造成的，二是液壓油中混進(jìn)了空氣良。溶解在油液中的空氣，在壓力較低時(shí)，就會(huì)從油中逸出產(chǎn)生氣泡，形成空穴現(xiàn)象;到了高壓區(qū)，在壓力的沖擊下，這些氣泡又很快被擊碎，使系統(tǒng)產(chǎn)生噪音。同時(shí)，氣體突然受到壓縮時(shí)，就會(huì)放出大量的熱能，因而引起局部受熱，使液壓元件和液壓油受到損壞，工作不穩(wěn)定，有時(shí)會(huì)引起沖擊性振動(dòng)。故必須防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)。具體做法:一是避免油管破裂、密封件損壞;二是加油時(shí)，避免不適當(dāng)?shù)叵蛳聝A倒;三是油管插入油面以下;四是避免液壓泵入口濾油器阻塞使吸油阻力增大，不能把溶解在油中的空氣分離出來(lái)。

4.3 防止油溫過(guò)高

液壓系統(tǒng)中的油液在使用時(shí)必須注意防止油溫過(guò)高。

5 常見(jiàn)故障的診斷分析

新武器裝備液壓設(shè)備種類(lèi)繁多，但都離不開(kāi)由液壓泵提供能源、由液壓閥進(jìn)行控制、由液壓馬達(dá)和液壓缸作為執(zhí)行元件的范疇，雖有不同的個(gè)性，但共性是明顯的。以下闡述了共性液壓故障的分析和排除方法。

5.1 液壓系統(tǒng)的泄漏

泄漏分內(nèi)泄漏和外泄漏兩種，外泄漏造成工作環(huán)境污染浪費(fèi)資源，內(nèi)泄漏造成溫升、效率下降、工作壓力上不去、系統(tǒng)無(wú)力、運(yùn)動(dòng)速度減慢等多種故障。泄漏一是由密封件質(zhì)量不好、裝配不良、老化變質(zhì)等造成密封失效;二是間隙配合的配合間隙增大、或者配合面拉傷;三是油溫過(guò)高;四是系統(tǒng)使用壓力過(guò)高;五是密封件設(shè)計(jì)尺寸不合理等。所以維修人員應(yīng)該注意這類(lèi)情況，了解各種形式密封的工作原理及使用方法;更換密封件時(shí)，應(yīng)注意其材質(zhì)性能、型號(hào)尺寸等是否符合要求;擋圈的安裝位置要有助于密封件發(fā)揮作用和增加使用壽命;安裝密封件之前，要認(rèn)真清洗干凈，以防污物混入;安裝密封件時(shí)應(yīng)仔細(xì)，防止被劃傷、咬傷及翻扭等現(xiàn)象發(fā)生;使用螺紋壓緊的密封件，壓緊力大小要得當(dāng)并均勻。內(nèi)泄漏情況比較復(fù)雜，最主要的原因是配合間隙過(guò)大，油封的密封性能差或損傷，以及使用了過(guò)稀的液壓油。液壓系統(tǒng)出現(xiàn)內(nèi)泄漏時(shí)，一般的維修方法都是更換元件或有關(guān)零件，更換過(guò)零件的液壓元件應(yīng)經(jīng)臺(tái)架試驗(yàn)后方可使用。如果是夏季高溫天氣，使用較稠的液壓油也能在一定程度上克服內(nèi)泄。

5.2 液壓系統(tǒng)的壓力失常

壓力失常表現(xiàn)為壓力不足或者壓力調(diào)不下來(lái)。壓力失常會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行元件速度下降或不動(dòng)作，系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行正確的工作循環(huán)，依靠壓力控制的一些閥不能工作，更有因壓力調(diào)節(jié)失控而產(chǎn)生安全事故。壓力失常產(chǎn)生的原因主要有液壓泵無(wú)輸出或輸出不夠，溢流閥等壓力調(diào)節(jié)閥故障，或者換向閥失靈等。通常維修人員通過(guò)更換電機(jī)接線(xiàn)，糾正泵進(jìn)出口方向，調(diào)整安全閥壓力，排除換向閥故障等予以排除。

5.3 振動(dòng)和噪聲大

液壓系統(tǒng)的過(guò)度振動(dòng)往往是由于元件固定不牢、油泵安裝不平衡及系統(tǒng)內(nèi)混有空氣造成的，高頻振動(dòng)還伴有響聲。油泵安裝的不平衡多是由柔性聯(lián)接的不平衡及泵軸對(duì)中性不好引起的。排除過(guò)度振動(dòng)的措施主要是確保液壓元件安裝正確的牢固，防止系統(tǒng)進(jìn)氣。

液壓系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生噪聲的重要原因是系統(tǒng)內(nèi)混有氣體所引起的高頻振動(dòng)。液壓油內(nèi)混入空氣可導(dǎo)致液壓系統(tǒng)爬行液壓元件動(dòng)作誤差，破壞工作平穩(wěn)性產(chǎn)生震動(dòng)產(chǎn)生噪音。找到具體的原因后，采取相應(yīng)措施即可排除故障。

5.4 油溫過(guò)熱

溫度過(guò)高會(huì)使液壓油粘度降低，泄漏增大液壓泵效率降低，摩擦阻力增大磨損加劇，系統(tǒng)發(fā)熱，帶來(lái)更高的溫升。油溫過(guò)高會(huì)使液壓元件產(chǎn)生熱膨脹運(yùn)動(dòng)元件間隙變小卡死動(dòng)作失靈。油溫過(guò)高還會(huì)造成密封元件老化損壞，加速液壓油氧化變質(zhì)。

產(chǎn)生油溫高原因有:液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理。油箱容量過(guò)小冷卻面積不足、液壓閥選用不合理流速過(guò)高壓力損失過(guò)大、系統(tǒng)內(nèi)無(wú)卸荷回路、系統(tǒng)管路過(guò)細(xì)、液壓系統(tǒng)背壓過(guò)高、冷卻器選用不合適等。

液壓元件磨損裝配不良導(dǎo)致間隙過(guò)大內(nèi)泄漏過(guò)大、液壓系統(tǒng)工作環(huán)境溫度過(guò)高、油液選用粘度不適、液壓系統(tǒng)壓力流量調(diào)節(jié)不匹配等也可產(chǎn)生油溫過(guò)高現(xiàn)象。適當(dāng)調(diào)整液壓系統(tǒng)性能參數(shù)可保證液壓系統(tǒng)正常工作。可適當(dāng)提高液壓元件和液壓系統(tǒng)的加工精度和裝配質(zhì)量，也可適當(dāng)調(diào)整液壓回路的某些性能參數(shù)，合理選擇黏度合適的液壓油，改善運(yùn)動(dòng)件的潤(rùn)滑條件等防止油溫過(guò)熱。

5.5 液壓沖擊

液壓沖擊力可能高于正常工作壓力的3—4倍，使系統(tǒng)中元件、管道、儀表等瞬間破壞，沖擊壓力使壓力繼電器誤發(fā)信號(hào)，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。液壓沖擊是由于管道內(nèi)閥口的迅速關(guān)閉，還有可能是運(yùn)動(dòng)部件在高速運(yùn)動(dòng)中突然被制動(dòng)停止所產(chǎn)生的?？赏ㄟ^(guò)減慢換向閥的關(guān)閉速度、在滑閥完全關(guān)閉前減慢液體流速;在液壓缸端部設(shè)置緩沖裝置、利用橡膠軟管吸收液壓沖擊能量、降低導(dǎo)軌潤(rùn)滑壓力等方法排除。

6 引進(jìn)型裝備液壓系統(tǒng)的故障排除實(shí)例

發(fā)射裝置液壓系統(tǒng)千斤頂下沉。產(chǎn)生原因:

分析千斤頂回路液壓原理，導(dǎo)致千斤頂下沉有兩種情況:

(1)千斤頂故障。因?yàn)榍Ы镯攧傔M(jìn)行過(guò)大修，已做過(guò)出廠(chǎng)試驗(yàn)，發(fā)生問(wèn)題的可能性極小。

(2)液壓鎖閉閥故障。在故障位置千斤頂進(jìn)、出油管排氣口上各接一只壓力表(量程25MPa)。然后電動(dòng)千斤頂伸出至工作位置，觀察壓力表的數(shù)值變化。發(fā)現(xiàn)鎖腔上接的壓力表數(shù)值下降很快，不能保持，而正常情況應(yīng)保持壓力不變。將故障鎖閉閥拆卸后在試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)試，發(fā)現(xiàn)C3單向閥處漏油。更換鎖閉閥后故障排除。

7 結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)單闡述了液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障的查找與排除方法以及故障的預(yù)防。通過(guò)熟悉液壓設(shè)備動(dòng)作順序?qū)?yīng)液壓原理圖，了解各元件工作中的作用，長(zhǎng)期維修實(shí)踐積累經(jīng)驗(yàn)。做到能夠通過(guò)感官的聽(tīng)、摸、看、嗅，得到系統(tǒng)運(yùn)行的重要信息，提高自身維修技能。

參考文獻(xiàn)

[1]某型地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng) 導(dǎo)彈及技術(shù)保障設(shè)備原理.

[2]陸望龍.液壓系統(tǒng)使用與維修手冊(cè)[M].北京;化學(xué)工業(yè)出版社.

[3]工程機(jī)械液壓傳動(dòng)原理、故障診斷與排除[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.