工程機(jī)械液壓缸內(nèi)泄露故障檢測分析

常海靜 楊杰 楊紅

摘 要：在工程機(jī)械制造領(lǐng)域，油壓系統(tǒng)廣泛使用低成本，運(yùn)行穩(wěn)定，無階段變速器。因?yàn)樗诎l(fā)電機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)備上發(fā)揮了很好的作用，所以油壓汽缸是油壓系統(tǒng)中最重要的執(zhí)行元件。所有設(shè)備都正常運(yùn)行嗎？其壽命與油壓汽缸的工作狀態(tài)密切相關(guān)，油壓汽缸部件損壞或密封，造成環(huán)境污染，降低油壓汽缸正常工作壓力。可能會影響正常的動作狀態(tài)，造成重大事故。在分析油壓汽缸泄漏特性的基礎(chǔ)上，根據(jù)油壓汽缸的實(shí)際工作狀態(tài)和故障診斷

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械;液壓缸;泄露故障

液壓汽缸是液壓機(jī)械制造的重要執(zhí)行元件，液壓汽缸的泄漏是系統(tǒng)的典型問題之一油壓控制泄漏可能導(dǎo)致系統(tǒng)控制性能下降、控制精度和速度異常。另外，由于油壓油的大量消耗，整個系統(tǒng)被關(guān)閉，泄漏是由于間隙和壓力的降低，外部的泄漏主要是來自外部和內(nèi)部的泄漏。只有仔細(xì)觀察了外部的泄漏后才能發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部泄漏很難直接觀察，這不僅故障率高，而且具有很高的機(jī)密性，泄漏率是非常重要的指標(biāo)，這個很大程度上決定了油壓汽缸的性能。現(xiàn)在，液壓汽缸廣泛使用的漏檢方法中包含了杯子，將杯式油壓油放入計量筒口的方法，另一方面，將壓力提高到必要的壓力，解除測定汽缸，將汽缸連接到氣缸的油孔，在規(guī)定時間內(nèi)測量泄漏量。測量結(jié)果是科學(xué)的，但是保持壓力的方法可以反映液壓汽缸內(nèi)的泄漏，如果汽缸內(nèi)泄漏量大，泄漏會在時間內(nèi)發(fā)生，這很難識別。因此，開發(fā)檢測油壓汽缸泄漏的自動系統(tǒng)非常重要和實(shí)用，開發(fā)了油壓汽缸泄漏綜合監(jiān)視系統(tǒng)，這個系統(tǒng)收集了測定盤、流量計和傳感器，保證檢測不同圓柱的泄漏流程，這個系統(tǒng)的測定簡單快，測定結(jié)果及時準(zhǔn)確[1]。

1.泄漏產(chǎn)生的原因分析

漏油容易導(dǎo)致油的溫度上升，對油壓系統(tǒng)的性能和效率有很大的影響。維持電力不足、壓力質(zhì)量差，影響機(jī)械穩(wěn)定性、可靠性和壽命的其他因素。典型的泄漏原因有以下幾點(diǎn)：

1.1設(shè)計因素

油壓系統(tǒng)的可靠性很大程度上取決于設(shè)計和選擇的密封性，密封材料和密封性的選擇規(guī)則，油壓和密封材料的兼容性類型，負(fù)荷條件，極限壓力，工作速度，環(huán)境溫度的變化等，設(shè)計時必須選擇合適的防塵貼紙。為了避免壞掉的粉塵等污染物進(jìn)入系統(tǒng)，石油被污染、泄漏，在工程機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行中，泄漏歸因于液壓汽缸運(yùn)動表面的幾何精度和粗糙度。以及重要部件的強(qiáng)度。

1.2制造和裝配因素

在制造和組裝過程中，所有油壓部件和密封裝置都必須有尺寸公差，形狀公差和表面處理要求。如果制造和組裝之間發(fā)生錯誤，在使用過程中有可能減少泄漏。

1.3油液污染及零部件的損傷

在高壓油壓系統(tǒng)中，更多的空氣溶解在石油中形成氣泡，在低壓側(cè)容易分解，潤滑油迅速流入部件表面，加速表面磨損，造成泄漏，空氣中的粒子和水的污染有可能會損壞零件和密封劑，是造成泄漏的原因。

2.液壓系統(tǒng)泄漏故障診斷方法

油壓系統(tǒng)的泄漏通常通過油壓汽缸或工作裝置的位移指標(biāo)來實(shí)現(xiàn)。經(jīng)常使用的診斷系統(tǒng)故障的方法有經(jīng)驗(yàn)性的診斷和試驗(yàn)方法。

2.1經(jīng)驗(yàn)診斷法

診斷油壓汽缸泄漏的實(shí)驗(yàn)方法是詢問操作者有什么異常，緊急故障主要是由于油壓系統(tǒng)的污染和隨機(jī)負(fù)載造成的，大部分情況下，慢慢失效是由于密封材料的磨損造成的。

另外，操作員檢查油壓系統(tǒng)的動作狀態(tài)，當(dāng)液壓汽缸移動到極限位置時，確認(rèn)油壓系統(tǒng)的工作壓力是否達(dá)到極限。給定值：如果未達(dá)到規(guī)定值，如果壓力還不符合要求，則通過調(diào)整式安全閥泄漏油。

2.2試驗(yàn)方法

首先，如果油壓系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)沒有被拆下，可以按照試驗(yàn)作業(yè)計劃投入，然后操作開閉閥，為了使活塞的油壓汽缸在試驗(yàn)位置運(yùn)轉(zhuǎn)，可以將油壓汽缸分解回管道室。確認(rèn)液壓汽缸是否泄漏[2]。

3.液壓缸內(nèi)泄漏復(fù)合檢測系統(tǒng)

基于液壓汽缸泄漏機(jī)制的綜合分析和一般故障診斷，設(shè)計了三元混合過程，測量了儀器的匯合、流量表和感光器。為了實(shí)現(xiàn)對不同泄漏容量的汽缸的檢查，油壓汽缸的密封性檢查系統(tǒng)比現(xiàn)有工藝增加了光電傳感器。隨著測量精度和自動化的提高，通常在測量盤和測量儀器系統(tǒng)中集成，該系統(tǒng)在不同的泄漏狀況下進(jìn)行測量，改進(jìn)檢測方法，便于使用探測裝置，結(jié)果更快準(zhǔn)確。

3.1系統(tǒng)硬件設(shè)計

該系統(tǒng)主要由流量計、光傳感器、PLC、觸摸屏構(gòu)成。PLC基本上完成了數(shù)據(jù)收集、計算、顯示、存儲和處理。傳感器面板上的數(shù)據(jù)要求和印刷，這是連接到油壓汽缸泄漏綜合控制系統(tǒng)主要硬件組件的示意圖，脈沖信號被選擇為高速脈沖輸入，選擇速度表模式測量流量，各高速計數(shù)器是當(dāng)前的比特率和預(yù)先設(shè)定的值，兩個值都是完全的符號[3]。

3.2系統(tǒng)軟件設(shè)計

PLC用于實(shí)時檢測油壓汽缸泄漏。說明數(shù)據(jù)收集的過程。為了設(shè)置高速計數(shù)器，高速計數(shù)器的新當(dāng)前值和新預(yù)設(shè)值，必須設(shè)置控制字節(jié)，使第5和第6個等于1。執(zhí)行HSC命令，將新數(shù)值輸入到高數(shù)計算器中。

4.液壓缸振動、壓力信號的特征分析及對比驗(yàn)證

4.1液壓缸振動信號的頻譜分析

由于水缸振動隔離取樣頻率大大低于聲學(xué)取樣頻率，可以更準(zhǔn)確地反映信號的低頻部分，使用DASP軟件快速傅里葉變換是目前來說最實(shí)用實(shí)際的方法。

分析波形圖和振動信號表，考慮到采樣許可，4個油壓汽缸的主頻率為180hz-190hz。主要成分是1～6倍，測定了接近油壓泵液計算脈動頻率的頻率。這表明油壓泵的影響更加顯著，油壓汽缸的振動和頻率倍增的原因是一個以上油壓泵的故障，油壓汽缸的傳輸頻率是2倍，但是液壓汽缸之間沒有任何聯(lián)系。油壓汽缸活塞或驅(qū)動介質(zhì)的雙重運(yùn)動會使高頻部分的振幅變大。

另外，通過進(jìn)一步觀察光譜的振幅變化，可以發(fā)現(xiàn)油壓汽缸1油壓汽缸6的大振幅的頻率成分在振幅小的其他頻率成分的3倍以上不同。油壓汽缸3φ和油壓汽缸4角的各頻率的振幅差幾乎是2倍。因此，在四個油壓汽缸中，油壓汽缸1的振幅較小的狀態(tài)下，與其他油壓汽缸明顯不同，可能會發(fā)生大的故障。油壓差大的油壓缸1，6的穩(wěn)定性不是油壓缸3，4的穩(wěn)定性，而是有幾個隱患，需要進(jìn)一步觀察和研究。

4.2液壓缸壓力信號的特征分析及對比驗(yàn)證

壓力信號分量包括壓力變化信號、液體脈動信號和噪聲信號，壓力變化信號受到傳感器和泵的影響。如調(diào)整閥的管道、油壓汽缸等以上分析所示，泄漏量增加時液壓汽缸的壓力會緩慢上升，運(yùn)動會變得不順利。6.2.壓頭被壓入時，液壓汽缸2#、3#、4#、5#和 6#的工作壓力迅速上升到最高峰的約48mn。然后慢慢地下降一部分，在讓后保持不變，幾乎沒有變化，工作壓力急速上升到峰值，急劇下降到工作壓力的開始值。

擠壓機(jī)的油壓系統(tǒng)可以同時控制6個油壓汽缸，根據(jù)壓力變化圖可以發(fā)現(xiàn)兩種情況。由于油壓控制系統(tǒng)本身不同步，導(dǎo)致工作壓力的變化，其次液壓汽缸有一定的泄漏風(fēng)險，工作艙中的油壓不足。

考慮到上述情況，油壓汽缸的工作壓力緩慢上升，達(dá)到頂峰的只有時間，這個產(chǎn)品最終被推出的話，由于內(nèi)部泄漏，壓力曲線的提高有可能開始推遲，穩(wěn)定的上升趨勢和高速上升可能是由于缺乏同步控制，但是，液壓汽缸的工作壓力增加緩慢，其他油壓汽缸的壓力同時增加，所以可以確認(rèn)內(nèi)部是否有泄漏。

結(jié)語：

本文獻(xiàn)主要研究了聲發(fā)射、振動擴(kuò)散、EMD技術(shù)等重要技術(shù)。確認(rèn)擠出機(jī)的油壓汽缸的狀況和故障振動，特別分析油壓汽缸的泄漏特性。為了得到一系列的初步研究，押出機(jī)的油壓系統(tǒng)有很多部件，缺乏診斷機(jī)器故障相關(guān)知識的基礎(chǔ)。我正在進(jìn)一步研究狀態(tài)檢查和故障診斷，進(jìn)一步詳細(xì)研究和討論振動產(chǎn)生和故障排除機(jī)制。設(shè)計和建設(shè)可移動的地面站，第三，由于油壓系統(tǒng)的不同配置部分的相互作用更廣泛，所以不同類型的振動信號和不同收集方法的優(yōu)點(diǎn)可以使用一個或多個不同的方法。與油壓系統(tǒng)相關(guān)，符合擠壓過程和質(zhì)量要求。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控設(shè)備的實(shí)際生產(chǎn)和修理的計劃

參考文獻(xiàn)：

[1]高立龍，李九林，蔣文峰，于雨.工程機(jī)械液壓缸內(nèi)泄漏故障檢測分析[J].液壓氣動與密封，2021，41（01）：70-73.

[2]張云濤.液壓缸密封圈損傷的流場分析及內(nèi)分泌故障診斷研究[D].湖南師范大學(xué)，2019.

[3]紀(jì)志勇.液壓故障模擬試驗(yàn)臺測控系統(tǒng)開發(fā)[D].燕山大學(xué)，2018.