史林甫

(徐州市公路工程總公司,江蘇 徐州 221600)

0 前 言

把液壓技術(shù)手段較為合理地融入到工程機(jī)械當(dāng)中，能夠較好地促成該產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化的迅猛發(fā)展，較之傳統(tǒng)模式下的機(jī)械設(shè)備和電氣傳動(dòng)形式，可以發(fā)現(xiàn)，除了能夠帶來工作效率的提升外，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)要更低一些，加上本身具備較理想的耐久性，十分適合大范圍應(yīng)用。但是相對(duì)的，在液壓系統(tǒng)的運(yùn)作中依然有可能出現(xiàn)故障，影響工程的運(yùn)轉(zhuǎn)。針對(duì)這一情況，在交通工程當(dāng)中應(yīng)用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)候，如果發(fā)生故障，工作人員必須要盡快確認(rèn)其成因，并加以針對(duì)性處理，以保證整個(gè)系統(tǒng)能夠繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的特征和分類

1.1 特 征

1)較強(qiáng)的隱秘性。對(duì)交通工程機(jī)械而言，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)大多要在密封性較高的空間中進(jìn)行常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)，加上運(yùn)轉(zhuǎn)介質(zhì)本身的獨(dú)特性特征，直接導(dǎo)致故障形成之后很難被察覺。因此，可以認(rèn)為“隱秘性”這一特征也是液壓轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)最為主要的故障特征。

2)顯著的多元性。針對(duì)大多數(shù)交通工程機(jī)械的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用情況來說，其發(fā)生故障之后原因會(huì)呈現(xiàn)出十分鮮明的多元性特征。例如，液壓油外泄導(dǎo)致的壓力波動(dòng)、噪音超標(biāo)，可能會(huì)和機(jī)械電氣有關(guān)聯(lián)。諸多因素共同導(dǎo)致故障多元化特征，這也是日常監(jiān)管已經(jīng)十分完善的情況下依然有較大的風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致故障出現(xiàn)的原因之一。

3)極高的反復(fù)性。針對(duì)各種傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，造成液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障往往具備較強(qiáng)的反復(fù)性特征，例如，因液壓系統(tǒng)的壓力值過低造成的泄露問題、電泵問題和閥門故障等造成的事故，這一特征和多元性特征有一定的相似之處，但是較之多元性特征來說，反復(fù)性特征更加宏觀，且較之多元性特征更加強(qiáng)調(diào)外在客觀條件來說，反復(fù)性的特征涉及到的設(shè)備部件更多、更復(fù)雜一些。

1.2 分 類

1)壓力異常故障類型。因?yàn)榻煌üこ虣C(jī)械當(dāng)中配備的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在管線規(guī)劃上有非常明顯的反復(fù)性特征和特殊性特征，在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的過程當(dāng)中有必要配合壓力表等設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的讀取，并記錄下即時(shí)液壓系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)加以對(duì)照判定，保證不會(huì)發(fā)生因未能即時(shí)監(jiān)測(cè)或其他問題的風(fēng)險(xiǎn)管控而出現(xiàn)的問題，以期保證液壓部件得以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)發(fā)生太高或者太低的異常情況，為日常養(yǎng)護(hù)和故障維修奠定基礎(chǔ)。

2)速度異常故障類型。在傳動(dòng)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，可以結(jié)合實(shí)際情況分析并對(duì)比工程機(jī)械中各個(gè)部分的元件設(shè)計(jì)參數(shù)和正常參數(shù)，以判定故障類型。例如調(diào)速閥、節(jié)流閥和變量泵等，這種方式有助于判定速度異常方面的故障源頭，以期能夠?yàn)榭焖贆z修提供參考。

3)動(dòng)作異常故障類型?！皠?dòng)作異常”在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障當(dāng)中也是比較常見的成因，在出現(xiàn)此類故障的情況下，可以檢查相關(guān)執(zhí)行元件的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，確認(rèn)其是否存在異常，基本上就能夠較精準(zhǔn)地判定異常的換向閥，之后結(jié)合動(dòng)作順序依次展開行程控制，明確異常的位置加以維修，確保液壓傳動(dòng)系統(tǒng)常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的故障原因和處理可行建議

2.1 建設(shè)診斷體系，主觀經(jīng)驗(yàn)聯(lián)合客觀監(jiān)測(cè)

2.1.1 觀察診斷

在交通工程機(jī)械化設(shè)備當(dāng)中的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生的異常狀況中，主要存在介質(zhì)泄露、部件失衡以及噪音超標(biāo)等問題，結(jié)合工程實(shí)際情況以及操作人員經(jīng)驗(yàn)，判斷設(shè)備發(fā)生的異常反應(yīng)是比較常規(guī)、比較快捷的方式。

1)向操作人員了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，涵蓋：液壓系統(tǒng)的基本運(yùn)作狀態(tài)正常與否、液壓泵是否出現(xiàn)了異常、液壓油的清潔度檢測(cè)的最近時(shí)間和對(duì)應(yīng)的結(jié)果、濾芯是否清理或更換、故障出現(xiàn)之前是否調(diào)節(jié)過液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)元件、是否對(duì)密封元件進(jìn)行過更換或調(diào)整、在發(fā)生故障時(shí)前后是否發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)有異常反應(yīng)、過去此系統(tǒng)是否發(fā)生過比較明顯的故障(以及是否解決)等，依托于工程人員的工作經(jīng)驗(yàn)，初步判斷故障的發(fā)生情況。

2)觀察液壓系統(tǒng)的工作狀況，涵蓋：系統(tǒng)壓力值、速度參數(shù)、油液狀態(tài)(是否清潔或泄露)等。

3)認(rèn)真聽取液壓系統(tǒng)是否有異常響動(dòng)，涵蓋：沖擊音、泵噪音等，以了解液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)是否正常。

4)觸摸設(shè)備和設(shè)備連接位置的松緊情況，以了解運(yùn)動(dòng)部件的工作情況。

整體來說，這種觀察診斷形式對(duì)于操作人員的經(jīng)驗(yàn)有較高的要求，配合簡(jiǎn)易儀表設(shè)備，觀察、詢問、觸摸等多元角度入手了解工作狀況并加以分析診斷，明確故障成因和位置。不過客觀而言，這種方式始終是比較簡(jiǎn)易且有較大誤差的，僅僅是作為初步判斷而存在。

2.1.2 設(shè)備診斷

如今科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展并不斷創(chuàng)新，包括液壓檢測(cè)設(shè)備在內(nèi)的諸多診斷設(shè)備都得到了廣泛應(yīng)用。在實(shí)踐應(yīng)用當(dāng)中，必須要針對(duì)出現(xiàn)故障的位置和特性進(jìn)行判定，分析現(xiàn)有液壓系統(tǒng)溫度情況、流量參數(shù)等要素，剖析檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等。在裝配環(huán)節(jié)當(dāng)中，需要針對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)某個(gè)環(huán)節(jié)加以處置時(shí)，必須要保證液體從入口流入、從出口流出，這種診斷方式相對(duì)來說比較平穩(wěn)且可靠，而且也不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響，有較為廣泛的應(yīng)用。在診斷的過程當(dāng)中，需要注意的是參考目前階段的次序針對(duì)不同部件進(jìn)行逐個(gè)檢查和判斷，并結(jié)合目前階段的判斷規(guī)范地加以針對(duì)性診斷。流量參數(shù)測(cè)評(píng)和液壓油的黏度有比較密切的關(guān)聯(lián)性，而且和溫度情況有關(guān)。所以，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置需要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，控制溫度范圍在50℃上下。

2.1.3 替換診斷

因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)系統(tǒng)中的元件擁有較強(qiáng)的獨(dú)特性特征，因此，在排查診斷液壓系統(tǒng)的故障過程當(dāng)中，應(yīng)該針對(duì)一些關(guān)鍵性元件進(jìn)行逐一排查，明確元件沒有明顯的問題存在。具體來說，可以使用備份元件取代在經(jīng)驗(yàn)診斷或者是設(shè)備診斷當(dāng)中懷疑出現(xiàn)故障的元件，分析異常是否依然存在，明確故障的成因和發(fā)生未知，為采取針對(duì)性手段解決故障提供參考。通常來說，單向閥、平衡閥或者溢流閥等相對(duì)體積較小、容易拆卸的元件適合應(yīng)用這種診斷方式。

2.1.4 智能診斷

這種方式是在近幾年出現(xiàn)的現(xiàn)代化診斷方式，有較高的科技性特征，有助于深入分析系統(tǒng)，為高效診斷奠定了基礎(chǔ)。通常來說，有三種模式是比較常用的：①模糊邏輯診斷模式，借助“模糊邏輯函數(shù)”，分析液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的成因和表現(xiàn)，并且借助函數(shù)運(yùn)算的方式，判定故障成因和當(dāng)前情況；②事故樹模式，參考統(tǒng)計(jì)信息，判斷液壓傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的主要誘因，將設(shè)備在正常運(yùn)作的過程當(dāng)中出現(xiàn)的故障事故納入到“頂事項(xiàng)”當(dāng)中，通過“事故葉”的形式來加以描繪和補(bǔ)充，借助“布爾代數(shù)”的形式獲得計(jì)算結(jié)果，明確故障成因；③信息系統(tǒng)模式，將液壓系統(tǒng)的故障作為主要信息依據(jù)，打造智能化診斷數(shù)據(jù)資料庫，配合大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)等技術(shù)手段，在數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常反應(yīng)的情況下，將具體情況錄入其中，借助計(jì)算機(jī)查詢來尋找故障成因、并出具報(bào)告。

2.2 完善應(yīng)急處置，故障出現(xiàn)保證有效處理

2.2.1 液壓泵

對(duì)于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)來說，液壓泵是供給動(dòng)力的重要環(huán)節(jié)。在施工的過程當(dāng)中，其涵蓋齒輪油泵以及葉片泵。參考施工實(shí)際，可以發(fā)現(xiàn)，齒輪油泵的故障一般會(huì)體現(xiàn)于液體的泄露問題，令泵體流量以及壓力參數(shù)都異常降低，很難滿足整個(gè)機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)需求。針對(duì)這一成因，我們必須要加強(qiáng)齒輪和軸承的檢查，部件出現(xiàn)磨損的時(shí)候要盡快更換。在診斷出葉片泵發(fā)生故障的時(shí)候，要盡快將對(duì)應(yīng)的部位拆除掉，并且替換磨損定子，假如轉(zhuǎn)子和葉片都發(fā)現(xiàn)損傷故障，則需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行針對(duì)性的維護(hù)。

2.2.2 液壓油缸

油缸在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)來說屬于直接供給壓力的環(huán)節(jié)，油缸的故障一般類型并不復(fù)雜，概括來說可以從兩個(gè)方面入手：①油缸外泄，需要及時(shí)檢測(cè)密封元件的情況，判斷損壞，在發(fā)現(xiàn)問題之后及時(shí)予以更換，將外泄的風(fēng)險(xiǎn)控制在最低，盡可能降低不良影響；②元件破損，密封元件損傷會(huì)帶來空氣滲入(損傷參照下文闡述)，必須要盡快更換破損元件。假如液壓油的純度無法達(dá)到規(guī)范要求，那么要盡快進(jìn)行過濾提純，降低不良影響。

2.2.3 液壓馬達(dá)

較之液壓泵，馬達(dá)出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)并不大，通常來說，馬達(dá)也并不需要刻意進(jìn)行日常檢查。不過針對(duì)馬達(dá)的保護(hù)是不能忽視的，馬達(dá)在運(yùn)行的過程當(dāng)中，液壓油的補(bǔ)充過程也要盡量滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。補(bǔ)充油液的時(shí)候，適當(dāng)過濾雜質(zhì)，規(guī)避不良風(fēng)險(xiǎn)；一旦故障出現(xiàn)，且噪音以及振動(dòng)也已經(jīng)發(fā)生，說明馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)已經(jīng)受到影響，要立刻停止工作并加以修復(fù)或者更換。

2.2.4 控制閥

控制閥最主要的功能就是進(jìn)行調(diào)控，強(qiáng)化不同閥體之間以及不同元件和閥體之間的契合性，促進(jìn)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，降低液壓系統(tǒng)故障的隱患。該環(huán)節(jié)如果出現(xiàn)故障，必須在確?？刂崎y不會(huì)相互摩擦的基礎(chǔ)之上，規(guī)避高頻振動(dòng)，并盡快進(jìn)行維修。究其原因，控制閥如果過度顫動(dòng)，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致精準(zhǔn)性降低甚至是失靈，因此，控制閥故障維護(hù)的過程中必須要重點(diǎn)關(guān)注摩擦和振動(dòng)的影響因素。

2.2.5 管接頭

對(duì)于交通工程機(jī)械來說，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的管接頭具備較強(qiáng)的獨(dú)特性，出現(xiàn)故障的時(shí)候要加以謹(jǐn)慎處理，否則可能會(huì)導(dǎo)致?lián)p傷。

2.3 加強(qiáng)故障預(yù)防，確保液壓油的規(guī)范應(yīng)用

比起故障出現(xiàn)之后的診斷篩查、應(yīng)急維修，日常加強(qiáng)故障的預(yù)防始終都是機(jī)械化發(fā)展進(jìn)程當(dāng)中的關(guān)鍵任務(wù)，就交通工程機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)來說，保證液壓油規(guī)范應(yīng)用是最為關(guān)鍵的，可以從下述幾個(gè)方面加強(qiáng)預(yù)防。

2.3.1 維持清潔

結(jié)合《工程機(jī)械油料手冊(cè)》中的相關(guān)內(nèi)容，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中正確、規(guī)范地應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)且滿足設(shè)備需求的液壓油(以及替代品)，并保證其不會(huì)混入污染物或者雜質(zhì)，能夠在極大程度上規(guī)避傳統(tǒng)系統(tǒng)發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)隱患。這是因?yàn)樵谙到y(tǒng)當(dāng)中，液壓油除了是基本的工作介質(zhì)之外，還是潤(rùn)滑劑，因此，其清潔度往往會(huì)直接影響整個(gè)系統(tǒng)的基本性能，并且影響元件安全性、工作效率以及工作壽命等性質(zhì)，液壓元件之間有極高的配合精度，油液中一旦混入污染物或者是雜質(zhì)，勢(shì)必會(huì)誘發(fā)淤積、擦傷或者腐蝕等方面的問題，埋下風(fēng)險(xiǎn)隱患。

從液壓油受污染的成因角度分析，可以從以下幾個(gè)方面加以預(yù)防：定期清理執(zhí)行元件的外部，保證清潔；養(yǎng)護(hù)的過程中注意液壓油量的檢查；在注入液壓油的時(shí)候，使用120目的過濾網(wǎng)來完成操作；在操作中保證容器和涉及到的用具干凈；針對(duì)一些受到嚴(yán)重磨損或者重大損傷的密封部件進(jìn)行定期維護(hù)或者更換；在檢修的過程中，熱彎管路以及接頭焊修形成的銹皮雜質(zhì)必須及時(shí)進(jìn)行清理；液壓油必須保證良好的存儲(chǔ)環(huán)境。重視這些問題的解決和處理，將故障風(fēng)險(xiǎn)控制在最低標(biāo)準(zhǔn)上。

2.3.2 排除空氣

在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中，液壓油因其自身特性并不會(huì)壓縮，不過空氣的壓縮性卻是很大的，即便僅是很少的空氣，也可能會(huì)造成極大的影響。究其原因，溶解于油液當(dāng)中的空氣，處于壓力較低的條件下，就能夠從液壓油當(dāng)中逸出，并形成氣泡，造成空穴問題；而處于壓力較高的條件下，又會(huì)因?yàn)閴毫Φ臎_擊被擊破并壓縮，釋放熱能，導(dǎo)致局部受熱，液壓元件以及液壓都會(huì)受到損傷，工作狀態(tài)不良，甚至造成沖擊振動(dòng)。因此，必須要嚴(yán)格防止空氣進(jìn)入到液壓系統(tǒng)當(dāng)中。

具體來說，在日常養(yǎng)護(hù)和預(yù)防的過程當(dāng)中，首先需要防止油管發(fā)生破裂以及接頭松動(dòng)、密封件破損等情況；其次則是在加油的時(shí)候避免向下傾倒；其三是保證回油管能夠插入到油液面下面；其四是防止液壓泵的入口處濾油器發(fā)生阻塞問題，提升吸油阻力，無法保證溶解于油液當(dāng)中的空氣得以有效分離。

2.3.3 溫度管控

在液壓系統(tǒng)當(dāng)中，液壓油的工作溫度需要控制在30℃～80℃，在使用的過程中必須防止油溫異常升高。假如油箱當(dāng)中液壓油的油面不足、液壓油的冷卻器的散熱效果不佳、系統(tǒng)效率偏低、元件的容量偏小、流速太高、油液的黏度不合標(biāo)準(zhǔn)(黏度太高會(huì)導(dǎo)致油液流動(dòng)的過程當(dāng)中能量損耗增加，黏度偏低則可能會(huì)加重泄露問題)等情況存在，都可能導(dǎo)致油溫異常升高，因此，在使用的過程當(dāng)中必須關(guān)注這些因素，定期進(jìn)行溫度檢測(cè)，防止溫度異常升高。除此之外，液壓油必須要進(jìn)行定期過濾，檢查物理性能，保證液壓系統(tǒng)基本性能，同時(shí)降低液壓元件受到磨損或者腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)隱患，適當(dāng)延長(zhǎng)液壓油油液以及液壓元件使用周期，保證交通工程機(jī)械化的高質(zhì)量、高效率發(fā)展。

3 結(jié) 語

在交通工程機(jī)械設(shè)備當(dāng)中應(yīng)用的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是否能夠正常運(yùn)作，一般是工程機(jī)械設(shè)備在施工期間順利完成項(xiàng)目和交通工程投入應(yīng)用的壽命周期的關(guān)鍵保障條件之一，保證其平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)施工來說十分關(guān)鍵。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程當(dāng)中比較容易受到一些客觀因素影響，導(dǎo)致出現(xiàn)故障或者運(yùn)轉(zhuǎn)不暢(尤其是液壓系統(tǒng)當(dāng)中作為介質(zhì)的液壓油，其溫度、清潔度等往往是導(dǎo)致系統(tǒng)故障的主要誘因)，輕則影響施工進(jìn)度，重則導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)事故。因此，作為從事交通工程的工作人員和管理人員，必須深刻認(rèn)知液壓傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障可能會(huì)造成的嚴(yán)峻后果，定期加強(qiáng)預(yù)防和診斷，通過工作人員的主觀經(jīng)驗(yàn)配合客觀、智能化的監(jiān)測(cè)設(shè)備聯(lián)合的方式，保證將風(fēng)險(xiǎn)控制在最低；另外，一旦出現(xiàn)故障，要立刻做出反應(yīng)，予以有效處理，將不良后果控制在最小水平，以期保證施工安全和工程穩(wěn)定。

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