關(guān)于液壓設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測以及故障診斷技術(shù)分析

王效軍

[摘 要]現(xiàn)如今機(jī)械狀態(tài)檢測和故障診斷技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)領(lǐng)域，也獲得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本文將著重介紹液壓設(shè)備的故障特點(diǎn)以及發(fā)生故障的機(jī)理，論述液壓設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的方法來提高設(shè)備的使用效率和生產(chǎn)效率。

[關(guān)鍵詞]液壓設(shè)備 狀態(tài)監(jiān)測 故障診斷技術(shù)

中圖分類號：TH137 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）13-0375-01

液壓設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障技術(shù)是基于了解和掌握設(shè)備使用過程的機(jī)理，以此確定設(shè)備整體是否正常，并且能及早發(fā)現(xiàn)故障和原因。這里的設(shè)備不僅指各類運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)器，還包括管道和閥門等設(shè)備和電氣設(shè)備。

一、液壓設(shè)備系統(tǒng)

液壓設(shè)備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和信息過程都很復(fù)雜，在某個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生故障的時(shí)候，電液因?yàn)榫邆湫Ｕδ芏蝗菀妆徊煊X，但是這類故障潛在存在很危險(xiǎn)。所以發(fā)生故障時(shí)候特別費(fèi)時(shí)不得不停機(jī)，也會(huì)影響生產(chǎn)進(jìn)程帶來巨大損失。

機(jī)械系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測故障診斷技術(shù)已經(jīng)具有多年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，也為企業(yè)和社會(huì)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。早期設(shè)備維修基本上是事后維修，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障后再進(jìn)行維修，后來又逐漸推行定期維修。但是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，故障診斷技術(shù)已經(jīng)不再停留在早期的憑借經(jīng)驗(yàn)維修拆卸檢修的層面上，而是發(fā)展為利用測試手段來監(jiān)測內(nèi)部元件損耗程度，便快速地找到故障診斷技術(shù)。對于液壓設(shè)備來說，為了防止意外事故的發(fā)生和減小維修費(fèi)，必須利用高效的管理手段管理系統(tǒng)復(fù)雜的液壓設(shè)備。

二、液壓設(shè)備發(fā)生故障時(shí)的失效形式還有故障機(jī)理

在液壓設(shè)備使用的過程中，由于受到制造工藝還有工作環(huán)境的影響，設(shè)備在使用過程中發(fā)生磨損還有老化，常常導(dǎo)致液壓設(shè)備不能正常使用。液壓設(shè)備是機(jī)械產(chǎn)品，所有的機(jī)械產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生的故障在液壓設(shè)備中也會(huì)發(fā)生。長時(shí)間的工作使元件使得材料因?yàn)槠诙鴮?dǎo)致強(qiáng)度下降，當(dāng)液壓設(shè)備發(fā)生故障時(shí)最有效的形式應(yīng)該形變或者沖擊斷裂、熱變形等，也會(huì)造成污染。對于液壓系統(tǒng)來說，由于污染導(dǎo)致機(jī)械故障是最主要的故障原因，所有故障之間有很緊密的聯(lián)系，比較典型的故障機(jī)理有：

（一）由于污染導(dǎo)致失效

液壓元件是以油液為工作介質(zhì)的，當(dāng)油液污染造成液壓元件磨損、堵塞時(shí)就會(huì)造成機(jī)械失效。在液壓油液中的污染物，最嚴(yán)重的就是污染磨損導(dǎo)致失效。因?yàn)橐簤河鸵褐械奈廴疚飼?huì)導(dǎo)致液壓元件由于運(yùn)動(dòng)副的卡緊造成污染。在液壓系統(tǒng)中，大約70%的故障是因?yàn)橛鸵何廴驹斐傻?。所以，必須對液壓設(shè)備的油液污染進(jìn)行控制，控制污染度可以提高液壓設(shè)備的使用率。控制污染可以利用過濾器來實(shí)現(xiàn)，最主要的是控制污染物侵入液壓系統(tǒng)。

（二）磨損失效

機(jī)械失效除了油液污染，最常見的就是機(jī)械磨損，這也是導(dǎo)致機(jī)械故障的主要形式，大約占故障機(jī)理中的20%。在機(jī)械正常使用下，經(jīng)過一定的使用期，磨損量逐漸遞增但并不影響液壓元件的正常使用。但是當(dāng)磨損量達(dá)到一定的量，對于泵來說性能就會(huì)下降，當(dāng)泵失效時(shí)就會(huì)引起液壓設(shè)備系統(tǒng)不斷振動(dòng)，并且系統(tǒng)的非線性不斷增加，更加會(huì)加快設(shè)備的額磨損力度。

（三）人為因素

在液壓設(shè)備系統(tǒng)中，最主要的機(jī)械設(shè)備是油液污染，剩下最常見的就是磨損帶來機(jī)械失效。除了油液污染和磨損失效，還有由于液壓導(dǎo)致機(jī)械卡死，以及沖擊斷裂等都會(huì)導(dǎo)致液壓設(shè)備系統(tǒng)損壞。當(dāng)然，排除這些機(jī)械本身帶來的故障，還有各種人為因素導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障。比如操作人員不能遵守制造、修理和使用技術(shù)的要求，造成零件制造低劣，因?yàn)椴牧喜缓细襁€有裝置元件的精準(zhǔn)度不夠高，維護(hù)不當(dāng)就會(huì)造成機(jī)械故障。

三、液壓設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)

對于液壓系統(tǒng)的故障特點(diǎn)和機(jī)理，可以采用多種方法進(jìn)行故障監(jiān)測和診斷。監(jiān)測和診斷液壓設(shè)備故障技術(shù)主要分為狀態(tài)監(jiān)測、診斷和維護(hù)修理兩種。在液壓系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域中，可以分為油樣分析診斷技術(shù)和機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測、系統(tǒng)的故障診斷。當(dāng)發(fā)生故障之后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行有效的故障原因分析和故障定位分析。

（一）油樣分析診斷

液壓系統(tǒng)主要是以流體為主要的工作介質(zhì)，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)候通過磨損和腐蝕導(dǎo)致殘?jiān)M(jìn)入油液中，對油液造成污染。所以，可以通過觀察和測量油液中的磨損粉末的形狀和大小、顏色這類信息判斷液壓系統(tǒng)的故障類型。這時(shí)可以采用鐵譜記錄的方法進(jìn)行簡易診斷，比如定量的鐵譜分析，這種方法能夠依據(jù)鐵粉的透光量判斷磨損顆粒的多少，以此分析設(shè)備的狀態(tài)。

還有一種比較精密的診斷方法，就是分析鐵粉的圖譜來判斷圖片上的磨損粉末的形狀、大小等判斷液化設(shè)備劣化的原因。但是鐵譜記錄的技術(shù)不是可以應(yīng)用在所有的液壓設(shè)備中的，因?yàn)樵\斷的費(fèi)用高昂，所以不切實(shí)際。這種方法一般是設(shè)備在進(jìn)行簡便的方法進(jìn)行監(jiān)測之后已經(jīng)判斷污染程度，在此基礎(chǔ)上利用鐵譜記錄的方法進(jìn)行分析。

（二）對噪聲進(jìn)行診斷

振動(dòng)和噪聲是所有設(shè)備使用過程中必然產(chǎn)生的現(xiàn)象，對于液壓泵來說，振動(dòng)更是十分明顯。通過對信號的振動(dòng)分析，能夠判斷許多元件的特征，技術(shù)人員通過液壓設(shè)備的工作狀態(tài)，以此判斷出液壓元件發(fā)生故障的部位還有原因。在測量的時(shí)候應(yīng)該不斷考慮安裝的條件還有測量的方向和地點(diǎn)進(jìn)行診斷：

1.對信號進(jìn)行診斷

對信號的診斷可以分為通過信號的頻域個(gè)時(shí)域，判斷信號是否是從一個(gè)方向傳來的。信號的頻率分布是根據(jù)分布的狀態(tài)還有振動(dòng)信號的時(shí)間和對象來進(jìn)行判斷的。

2.特征頻率診斷技術(shù)

對測量的液壓元件進(jìn)行頻譜分析，依據(jù)頻譜和正常情況發(fā)出的振動(dòng)信號頻譜進(jìn)行對比，根據(jù)兩者的差異判定故障點(diǎn)以及故障程度還有發(fā)生故障的原因。

結(jié)語：

本文簡略分析了液壓設(shè)備故障的特點(diǎn)以及導(dǎo)致失效的原因和故障機(jī)理，并且介紹了兩種液壓設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)。當(dāng)然往后還會(huì)有更多的方法和技術(shù)，這也需要操作人員在生產(chǎn)實(shí)踐中不斷提高素質(zhì)能夠快速找到診斷方法，早日建立完整的狀態(tài)監(jiān)測和診斷系統(tǒng)面對今后更加復(fù)雜的液壓設(shè)備。

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