淺談礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障及故障分析

馮琴

摘要：礦山機(jī)械在使用過(guò)程中，受各種因素的影響，其液壓系統(tǒng)容易發(fā)生故障。由于液壓系統(tǒng)封閉運(yùn)行，進(jìn)一步增加了故障檢測(cè)和判斷的難度。為了確保礦山機(jī)械正常運(yùn)行，需要研究分析其存在的故障。為此，本文通過(guò)對(duì)礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)的常見(jiàn)故障進(jìn)行研究分析，提出相應(yīng)的檢測(cè)方式，為分析液壓系統(tǒng)的故障提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng) 故障 診斷方式

隨著我國(guó)礦山機(jī)械的快速發(fā)展，在礦山巖石鉆進(jìn)、鏟裝、運(yùn)輸、破碎及選礦等設(shè)備中，液壓技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，其重要性日益凸顯。但是，由于礦山機(jī)械工作環(huán)境惡劣，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，進(jìn)而在一定程度上容易引發(fā)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障，由于液壓裝置對(duì)污染較為敏感，并且液壓系統(tǒng)在密封的環(huán)境中運(yùn)行，進(jìn)而在內(nèi)部容易發(fā)生損壞和失效，使得故障原因變得越加復(fù)雜，并且難以確定故障部位，同時(shí)，多樣的故障形式也使檢測(cè)與判斷更困難。因此，分析、處理礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)存在的故障，對(duì)于礦山機(jī)械的正常運(yùn)行具有重要的意義。

1 礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障

1.1 液壓系統(tǒng)存在噪聲大、振動(dòng)強(qiáng)烈 空氣進(jìn)入液壓缸、管內(nèi)油流速激烈，以及閥換向、壓力閥等工作不良，進(jìn)而在一定程度上造成系統(tǒng)共振。

1.2 系統(tǒng)壓力不正常 ①壓力不足。損壞溢流閥旁通閥，損壞泵、馬達(dá)或缸。②壓力不穩(wěn)定?？諝饣煸谟椭校p溢流閥、彈簧缺乏剛性，蓄能器或充氣閥失效，磨損泵、馬達(dá)或缸。③壓力過(guò)高。減壓閥、溢流閥、卸荷閥在設(shè)定值方面存在相應(yīng)的錯(cuò)誤，使得變量機(jī)構(gòu)的正常工作在不同程度受到影響和制約。

1.3 系統(tǒng)動(dòng)作不正常 ①執(zhí)行元件無(wú)動(dòng)作。在礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)中，由于電磁閥中的電磁鐵發(fā)生故障，進(jìn)而在一定程度上直接影響限位、順序裝置的正常工作，進(jìn)一步損壞缸或馬達(dá)等。②執(zhí)行元件動(dòng)作太慢。礦山機(jī)械的液壓泵輸出流量比較低，或者液壓系統(tǒng)存在嚴(yán)重的泄漏，造成油液黏度過(guò)高或過(guò)低，造成閥芯卡澀，進(jìn)一步磨損缸或馬達(dá)。③動(dòng)作不規(guī)則。液壓系統(tǒng)壓力不正常，空氣混合在油中，進(jìn)而造成閥芯出現(xiàn)卡澀，同時(shí)磨損、損壞缸和馬達(dá)。

1.4 系統(tǒng)液壓沖擊大 ①換向時(shí)產(chǎn)生沖擊。在換向的過(guò)程中，由于液壓系統(tǒng)的關(guān)閉或開(kāi)啟在短時(shí)間內(nèi)完成，在一定程度上使得動(dòng)能、勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)換產(chǎn)生巨大的沖擊。②在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，液壓缸突然被制動(dòng)或到達(dá)終點(diǎn)。由于液壓缸的動(dòng)量、慣性等在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中比較大，如果突然被制動(dòng)或發(fā)生碰撞，進(jìn)而在一定程度上增加壓力。

1.5 系統(tǒng)油溫高 設(shè)定的壓力在礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)中往往比較高。溢流閥、卸荷閥等卸荷回路元件工作不正常。卸壓時(shí)間比較短。油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，或者油量不足。

2 其他故障

2.1 泵不出油 ①在工作過(guò)程中，由于沒(méi)有連接電源，或者電路及元件存在故障，進(jìn)而在一定程度上導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)軸不能正常轉(zhuǎn)動(dòng)，或者引發(fā)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得液壓泵出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。②受發(fā)熱的影響和制約，造成電動(dòng)機(jī)跳閘。溢流閥調(diào)壓過(guò)高，超荷載后導(dǎo)致液壓泵出現(xiàn)悶泵現(xiàn)象，卡死溢流閥芯或堵塞阻尼孔，使得電機(jī)發(fā)生故障。③卡死泵內(nèi)部滑動(dòng)副卡死。④泵不吸油：引發(fā)這種故障的原因主要包括：油位過(guò)低；柱塞泵變量機(jī)構(gòu)出現(xiàn)失靈，加工精度不夠，裝配不到位，進(jìn)而在一定程度上使得油溫過(guò)高影響零件的形成等。

2.2 泵噪聲大 ①存在嚴(yán)重的吸空現(xiàn)象。由于堵塞局部的吸油過(guò)濾器，使得吸油阻力進(jìn)一步增加；縮短了吸油管與油面間距離；吸油（油液面）位置高（低）；吸油過(guò)濾器過(guò)流面積比較小。②吸入氣泡。部分空氣溶解在油液中；因回油渦流相對(duì)比較劇烈，進(jìn)而在回油過(guò)程中容易生成泡沫；在管道內(nèi)或泵殼內(nèi)出現(xiàn)空氣。③液壓泵不能正常工作。無(wú)論是定子環(huán)內(nèi)，還是齒輪等，其精度都比較低，在工作過(guò)程中存在擺差大等現(xiàn)象，泵內(nèi)軸承、零部件受到不同程度的破損。④泵自身結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題。出現(xiàn)嚴(yán)重的困油現(xiàn)象，無(wú)論是流量脈動(dòng)，還是壓力脈動(dòng)都比較大。⑤礦山液壓泵安裝不到位。與聯(lián)軸器相比，泵軸和電動(dòng)機(jī)軸的同軸度比較差，并伴有一定的松動(dòng)。

2.3 泵出油量不足 ①泵內(nèi)部滑動(dòng)零件發(fā)生嚴(yán)重磨損。a葉片泵配油盤(pán)端面、齒輪端面與測(cè)板等磨損比較嚴(yán)重；b齒輪泵泵體孔因軸承損壞出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損；c嚴(yán)重的磨損柱塞泵柱塞與缸體孔、配油盤(pán)與缸體端面等。②液壓泵裝配不到位。a定轉(zhuǎn)子，柱塞與缸體，泵體與側(cè)板之間的間隙過(guò)大；b泵蓋上螺釘出現(xiàn)松動(dòng)；c反裝葉片和轉(zhuǎn)子。

2.4 壓力、流量不穩(wěn)定 在輸出功率方面，電動(dòng)機(jī)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較小，通常情況下是因排量、壓力過(guò)大造成的。在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)，個(gè)別葉片間隙過(guò)大，高壓油流向低壓腔。

2.5 異常發(fā)熱 ①裝配不到位。a間隙不合理；b裝配質(zhì)量差，傳動(dòng)部分的同軸度大大降低；c軸承的潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)排油口受阻。②油液質(zhì)量比較差。在黏一溫特性方面，油液比較差，黏度波動(dòng)比較大；油液不純，含有大量的水。③管路發(fā)生故障。泄吸油管被壓扁或者堵死，或者是吸泄油管較細(xì)，彎頭較多，進(jìn)而在一定程度上難以滿足排油的需要。

2.6 軸封漏油 ①安裝不到位。密封件唇口被裝反；骨架彈簧出現(xiàn)脫落；軸倒角不當(dāng)，翻開(kāi)密封唇口，通過(guò)花鍵軸時(shí)拉傷密封唇口。a軸倒角太??；b軸倒角處比較粗糙。②軸和溝槽加工缺乏相應(yīng)的精度。a加工軸存在錯(cuò)誤，軸頸不合理。b溝槽加工存在錯(cuò)誤，導(dǎo)致溝槽不合理，甚至被損傷，進(jìn)而裝斜油封，進(jìn)一步導(dǎo)致油從外周漏出。③油封存在缺陷。油封存在質(zhì)量問(wèn)題，不論是耐油性，還是對(duì)液壓油的相容性，都比較差，引起變質(zhì)、老化、失效等進(jìn)而在一定程度上容易引發(fā)漏油。④堵塞泄油孔，增加了泄油。接觸面因密封唇口變形而增加，因摩擦產(chǎn)生熱，進(jìn)而發(fā)生老化，進(jìn)一步導(dǎo)致油封失效。

2.7 液壓控制系統(tǒng)故障 ①在系統(tǒng)中輸入控制信號(hào)后，執(zhí)行元件不動(dòng)作。②在系統(tǒng)中輸入控制信號(hào)后，沿著某一方向，執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)到底。③執(zhí)行元件零位不準(zhǔn)確。需要對(duì)伺服閥的調(diào)零偏置信號(hào)、調(diào)零、顫振信號(hào)的正常性進(jìn)行檢查。④與輸入信號(hào)相比，執(zhí)行元件出現(xiàn)振蕩或滯后現(xiàn)象。需要對(duì)伺服放大器的放大倍數(shù)、系統(tǒng)油壓等進(jìn)行檢查。

3 診斷故障的方法

3.1 主觀診斷技術(shù) 所謂主觀診斷技術(shù)，通常情況下是指維修人員借助簡(jiǎn)單的診斷儀器或設(shè)備，結(jié)合自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而在一定程度上研究、分析、判斷故障產(chǎn)生的原因和部位，其診斷方法主要包括：①直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)法。所謂直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)法通常情況下是指憑感官和經(jīng)驗(yàn)，維修人員對(duì)故障原因通過(guò)看、聽(tīng)、摸、聞、問(wèn)等方式進(jìn)行相應(yīng)的排查和分析。判斷故障的具體過(guò)程主要表現(xiàn)為：a看。就是查看執(zhí)行元件的爬行、無(wú)力、速度異常等現(xiàn)象。b聽(tīng)。通過(guò)聽(tīng)判斷泵和馬達(dá)是否存在異常聲響.以及溢流閥是否存在尖叫聲等。c摸。通過(guò)觸摸判斷系統(tǒng)元件的油溫、沖擊，以及振動(dòng)的大小等。d聞。通過(guò)聞，判斷油液是否存在變質(zhì)、軸承是否存在燒壞等現(xiàn)象。e問(wèn)。通過(guò)詢(xún)問(wèn)設(shè)備操作者，進(jìn)而在一定程度上了解液壓系統(tǒng)的工況。②參數(shù)測(cè)量法。所謂參數(shù)測(cè)量法是指利用系統(tǒng)回路中測(cè)得的工作參數(shù)與系統(tǒng)工作的正常值進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)一步對(duì)故障及故障部位進(jìn)而確定。③邏輯分析法。邏輯分析法是指分析元件、系統(tǒng)、設(shè)備之間的邏輯關(guān)系，進(jìn)而在一定程度上對(duì)故障的發(fā)生部位進(jìn)行確定。④堵截法。堵截法需要分析液壓系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，結(jié)合故障的實(shí)際情況，進(jìn)而在一定程度上選擇確定相應(yīng)的堵截點(diǎn)。

3.2 儀器診斷技術(shù) 借助儀器顯示或計(jì)算機(jī)運(yùn)算等，對(duì)液壓系統(tǒng)的壓力、流量、執(zhí)行部件的速度等進(jìn)行研究分析，在一定程度上對(duì)故障部位和故障原因進(jìn)行判斷。

3.3 智能診斷技術(shù) 通過(guò)對(duì)人腦機(jī)能進(jìn)行模擬，進(jìn)而在一定程度上獲取、傳遞故障信息，借助專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)以及相應(yīng)的診斷策略，進(jìn)一步識(shí)別、預(yù)測(cè)診斷對(duì)象。其中，基于人工智能的專(zhuān)家診斷系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)某一領(lǐng)域內(nèi)有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家解決問(wèn)題的模式進(jìn)行模仿在計(jì)算機(jī)中輸入相應(yīng)的故障現(xiàn)象，通過(guò)模擬進(jìn)一步顯示相應(yīng)的維修、預(yù)防方案或措施等。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了確保礦山機(jī)械正常工作，通常情況下需要做好故障診斷工作，需要對(duì)熟悉和掌握液壓元件的工作特性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理等，并且在一定程度上掌握液壓元件、輔件、系統(tǒng)之間的配置關(guān)系，建立和完善設(shè)備維修、護(hù)理制度，同時(shí)積累相應(yīng)的數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)記錄。

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