吳忠祥

摘要：礦山機(jī)械承受的載荷通常都比較重，損壞與失效經(jīng)常發(fā)生于機(jī)械內(nèi)部，并且故障點(diǎn)較隱蔽，故障原因復(fù)雜，難以判斷。為有效降低礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，同時(shí)快速處理這些故障，我們必須了解礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)的常見(jiàn)故障，分析故障發(fā)生原因，研究診斷故障的方法。

關(guān)鍵詞：礦山機(jī)械；液壓系統(tǒng)；故障；原因

1 礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障及原因分析

有很多因素都會(huì)造成礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)發(fā)生故障，常見(jiàn)的故障及原因大致可分為下列六種：

1.1 系統(tǒng)噪聲大、振動(dòng)大

液壓缸內(nèi)混入空氣，管內(nèi)出現(xiàn)激烈油流，換向閥、壓力閥、單向液控閥不良工作造成系統(tǒng)出現(xiàn)共振等這些都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)噪聲大、振動(dòng)大。

1.2 系統(tǒng)壓力不正常

系統(tǒng)壓力不正常主要表現(xiàn)為壓力不足、不穩(wěn)定、過(guò)高等，造成系統(tǒng)壓力不足的原因主要有溢流閥、旁通閥破損，設(shè)定的減壓閥值過(guò)低，設(shè)計(jì)的集成通道塊不科學(xué)、不合理，泵、馬達(dá)或缸存在破損，內(nèi)泄過(guò)大。壓力不穩(wěn)定的原因主要有空氣混入油中、溢流閥磨損嚴(yán)重、彈簧剛性不足、油液不純凈、蓄能器或充氣閥功能不正常等。壓力過(guò)高的原因主要有減壓閥、溢流閥、卸荷閥的值設(shè)定不正確或這些閥體出現(xiàn)堵塞、損壞現(xiàn)象等。

1.3 系統(tǒng)動(dòng)作不正常

系統(tǒng)壓力正常系統(tǒng)動(dòng)作不正常主要包括執(zhí)行元件不動(dòng)作、動(dòng)作過(guò)慢、動(dòng)作不規(guī)則等。電磁閥中電磁鐵存在故障、沒(méi)有調(diào)對(duì)限位裝置、順序裝置、放大器以及缸或馬達(dá)存在損壞現(xiàn)象等這些都可能造成執(zhí)行元件不動(dòng)作。泵缺乏足夠的流量輸出、系統(tǒng)存在過(guò)大泄漏、油液黏度過(guò)高、沒(méi)有調(diào)對(duì)放大器、閥芯存在卡澀現(xiàn)象等這些可能導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)作過(guò)慢。系統(tǒng)壓力過(guò)高、過(guò)低，有空氣混入油中、缺乏穩(wěn)定的指令信號(hào)、傳感器反饋沒(méi)調(diào)對(duì)等這些可能引發(fā)系統(tǒng)動(dòng)作不規(guī)則。

1.4 系統(tǒng)液壓沖擊過(guò)大

1.4.1 沖擊出現(xiàn)在換向時(shí)，換向時(shí)液壓閥的關(guān)閉、開(kāi)啟的瞬時(shí)切換，動(dòng)能與勢(shì)能快速轉(zhuǎn)換引發(fā)沖擊。

1.4.2 突然制動(dòng)液壓缸或液壓缸運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)，液壓系統(tǒng)壓力增值過(guò)大引發(fā)沖擊。

1.5 系統(tǒng)油溫過(guò)高

壓力設(shè)定過(guò)高。沒(méi)有科學(xué)、合理地調(diào)定卸荷回路元件，如溢流閥、卸荷閥、壓力繼電器等，卸壓時(shí)間過(guò)短，閥存在過(guò)大漏損，油液黏度過(guò)低、泵存在故障，泵內(nèi)泄露增大，造成泵殼出現(xiàn)溫升，油箱結(jié)構(gòu)不科學(xué)、不合理或沒(méi)有足夠的油量，進(jìn)水閥門存在故障，沒(méi)有足夠的冷卻水，系統(tǒng)自調(diào)油溫裝置存在故障，管路存在過(guò)大阻力，有熱源影響系統(tǒng)工作，存在過(guò)大輻射熱。

1.6 其他常見(jiàn)故障及原因

1.6.1 泵不出油。（1）電動(dòng)機(jī)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向有誤造成泵反轉(zhuǎn)；（2）電動(dòng)機(jī)發(fā)熱跳閘。溢流閥所調(diào)壓力過(guò)高，載荷過(guò)大時(shí)發(fā)生悶泵，溢流閥芯卡死或堵塞阻尼孔；（3）泵內(nèi)部滑動(dòng)副出現(xiàn)卡死現(xiàn)象；（4）泵不吸油導(dǎo)致油箱油位不足，吸油過(guò)濾器出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，沒(méi)有打開(kāi)泵吸油管上閥門，泵或吸油管缺乏嚴(yán)密密封，吸油高度過(guò)高，泵葉片沒(méi)有伸出或出現(xiàn)卡死現(xiàn)象等。

1.6.2 泵噪聲大。（1）存在嚴(yán)重的吸空現(xiàn)象。吸油過(guò)濾器存在局部堵塞導(dǎo)致出現(xiàn)過(guò)大阻力，吸油管口接近油面，吸油位置過(guò)高，吸油管口沒(méi)有與泵嚴(yán)密密封，油存在過(guò)高黏度；（2）吸入氣泡。有空氣溶解在油液中，回油渦流過(guò)強(qiáng)有氣泡生成，有空氣混入管道內(nèi)或泵殼內(nèi)，吸油管沒(méi)有足夠浸入油面；（3）泵結(jié)構(gòu)問(wèn)題，存在嚴(yán)重困油，導(dǎo)致流量脈動(dòng)大、壓力脈動(dòng)大；（4）泵沒(méi)有安裝好，泵軸、電動(dòng)機(jī)軸與聯(lián)軸器不能很好的同軸，且存在松動(dòng)現(xiàn)象。

1.6.3 泵儲(chǔ)油量差，容積效率過(guò)低。（1）泵內(nèi)部滑動(dòng)零件存在嚴(yán)重磨損；（2）泵裝配不良。定子、轉(zhuǎn)子、柱塞、缸體以及泵體、側(cè)板存在過(guò)大間隙，沒(méi)有擰緊泵蓋上的螺釘，裝反葉片與轉(zhuǎn)子。

1.6.4 壓力不足，很難升高。電動(dòng)機(jī)以及機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)未能輸出足夠功率，排量過(guò)大。

1.6.5 壓力、流量不穩(wěn)定。（1）轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的個(gè)別葉片間隙過(guò)大，致使高壓油流向低壓腔；（2）油液不干凈，部分葉片卡在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)；（3）個(gè)別柱塞與缸體存在過(guò)大間隙，出現(xiàn)大幅漏油，系統(tǒng)供油不穩(wěn)定。

1.6.6 軸承漏油。（1）安裝不合理。裝反密封件唇口，骨架彈簧發(fā)生脫落，油封沒(méi)有裝正，裝配時(shí)油封變形現(xiàn)象嚴(yán)重；（2）沒(méi)有加工好軸與溝槽；（3）油封存在缺陷，如質(zhì)量差、耐油性差、易變質(zhì)、易老化；（4）堵塞泄油孔，待泄油量大幅增多。

1.6.7 液壓控制系統(tǒng)故障。（1）系統(tǒng)雖然接收到控制信號(hào)，但執(zhí)行元件沒(méi)有發(fā)出動(dòng)作，對(duì)系統(tǒng)油壓進(jìn)行詳細(xì)檢查看液壓泵、溢流閥是否存在故障，檢查執(zhí)行元件有無(wú)卡鎖，電液伺服閥能否正常工作；（2）向系統(tǒng)輸入某一控制信號(hào)，觀察執(zhí)行元件是否能運(yùn)行到某一方向的底部，檢查傳感器的輸出信號(hào)是否正確地連接于伺服放大器；（3）執(zhí)行元件缺乏準(zhǔn)確的零位，對(duì)伺服閥的調(diào)零偏置信號(hào)進(jìn)行檢查，看其正常與否。

2 診斷故障的方法

2.1 主觀診斷技術(shù)

這種診斷技術(shù)主要指維修人員借助簡(jiǎn)單診斷儀器，依靠個(gè)人實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)對(duì)設(shè)備故障產(chǎn)生的原因與部位進(jìn)行分析判斷。直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)法、參數(shù)測(cè)量法、邏輯分析法以及堵截法是其主要包括的方法：

2.1.1 直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)法。指相關(guān)維修人員借助感官與經(jīng)驗(yàn)，采用看、聽(tīng)、摸、聞、問(wèn)來(lái)對(duì)故障原因進(jìn)行判斷。具體主要是看執(zhí)行元件動(dòng)作是否有力，速度是否異常，液壓系統(tǒng)液位是否正常，有無(wú)泄漏現(xiàn)象等。聽(tīng)泵與馬達(dá)響聲有無(wú)異常，溢流閥尖叫聲異常與否，軟管與彎管振動(dòng)正常與否。摸設(shè)備元件油溫高低、沖擊情況與振動(dòng)情況。聞?dòng)鸵鹤冑|(zhì)與否、油泵是否有燒結(jié)味道等。詢問(wèn)設(shè)備實(shí)際操作者，對(duì)液壓系統(tǒng)日常運(yùn)行工況進(jìn)行詳細(xì)了解，詢問(wèn)元件是否更換過(guò)以及維護(hù)保養(yǎng)設(shè)備的情況。 2.1.2 參數(shù)測(cè)量法。這種方法主要是通過(guò)對(duì)系統(tǒng)回路中部分節(jié)點(diǎn)處的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)測(cè)量，然后把測(cè)得的參數(shù)與系統(tǒng)正常工作時(shí)相比較，這樣就可判斷出系統(tǒng)有無(wú)故障以及故障實(shí)際部位。

2.1.3 邏輯分析法。這種方法主要是依據(jù)元件、系統(tǒng)、設(shè)備三者的具體邏輯關(guān)系與故障情況，借助液壓原理圖，開(kāi)展邏輯分析，把系統(tǒng)故障發(fā)生的具體部位最終找出來(lái)。

2.1.4 堵截法。這種方法主要依據(jù)液壓系統(tǒng)的組成與實(shí)際故障情況，科學(xué)、合理地選擇幾個(gè)堵截點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)壓力與流量變化情況進(jìn)行觀察，進(jìn)而把故障原因與具體部位確定出來(lái)。

2.2 儀器診斷技術(shù)

這種診斷技術(shù)主要是應(yīng)用儀器顯示或計(jì)算機(jī)運(yùn)算來(lái)對(duì)液壓系統(tǒng)的壓力、流量、溫度、噪聲進(jìn)行分析判斷得出故障原因。我們把常用的診斷儀器大致可分為通用型、專用型與綜合型。具體包括的診斷方法有鐵譜記錄法、震動(dòng)診斷法、聲學(xué)診斷法、熱力學(xué)診斷法等。

2.3 智能診斷技術(shù)

這種技術(shù)主要是模擬人腦機(jī)能，借助大量的專家經(jīng)驗(yàn)與診斷策略來(lái)獲取信息，傳遞信息，分析、處理故障信息。當(dāng)前模糊診斷法、專家系統(tǒng)診斷法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)診斷法是我們常用來(lái)識(shí)別與預(yù)測(cè)診斷對(duì)象的方法，其中以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)的專家診斷系統(tǒng)，主要是用計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)該領(lǐng)域內(nèi)經(jīng)驗(yàn)豐富的專家實(shí)際解決問(wèn)題的方法進(jìn)行模仿來(lái)解決問(wèn)題，這種方法首先要在計(jì)算機(jī)中輸入故障現(xiàn)象，在輸入故障現(xiàn)象后，計(jì)算機(jī)會(huì)借助知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)對(duì)輸入現(xiàn)象進(jìn)行綜合分析，按照一定的推理方法，把故障原因推算出來(lái)，并給出具體的維修方法來(lái)處理故障。這種方法當(dāng)前應(yīng)用得比較多，并且應(yīng)用效果也比較理想。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，由于礦山機(jī)械工作的特殊性，其液壓系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生故障，通過(guò)理論分析與實(shí)際調(diào)查礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障，把機(jī)械產(chǎn)生故障的原因與處理方法歸納出來(lái)，并且定期維護(hù)機(jī)械液壓系統(tǒng)中的元部件，這樣不僅可以有效延長(zhǎng)機(jī)械液壓系統(tǒng)的使用壽命，而且能更好地保障機(jī)械作業(yè)的安全性，促進(jìn)企業(yè)的高產(chǎn)、高效。隨著機(jī)械液壓系統(tǒng)故障診斷的不斷智能化、高精度化，加之現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與傳感器技術(shù)的有效融合，未來(lái)礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)故障診斷必將更準(zhǔn)確、更快捷、更高效。

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（作者單位：山東黃金礦業(yè)股份有限公司新城金礦）