主提升机液压站故障诊断方法探讨

【摘 要】由液压站、盘形制动器及电控系统等组成的主提升机制动系统使用广泛。但在其液压设备中，仅靠压力表、流量计等指示的部分参数而其它参数未知，无法排除一般故障的其他可能，这给诊断液压系统故障带来很多困难。参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法。它认为，任何液压系统参数都在设定值附近，如果参数偏离了预定值，则系统就会出现故障。

【关键词】主提升机 液压站 参数测量法 故障

由液压站、盘形制动器及电控系统等组成的主提升机制动系统使用广泛，控制性能优良，成本低廉。但其元器件质量参差不齐、使用维护不正确且系统中各元器件和工作介质都在封闭管路中工作，无法直观观察，也无法简单使用仪器测量参数，而在液压设备中，仅靠压力表、流量计等指示的部分参数而其它参数未知，无法排除一般故障的其他可能，这给诊断液压系统故障带来很多困难。

现场由于受各种生产和技术因素的制约，要求维修人员根据现场条件和实际情况，用最简捷方式，在尽可能短的时间内，准确地查找故障部位和辨别原因并予以处理，恢复系统正常。

1 诊断液压系统故障的原则

排除故障的前提是正确分析故障，根据概率学分析，系统故障发生并非偶然，总有预兆并且只有预兆发展到一定程度才会产生。故障的原因复杂多样，毫无固定规律。但根据概率统计约百分之九十的液压系统故障是由于介质污染和维护管理不善导致的，为了迅速、正确地诊断故障，必须充分掌握液压故障的特征和规律，这是故障诊断的基础。

（1）首先判断液压系统的工作条件和外围环境是否正常。首先判断是设备机械部分故障、电器控制部分故障或者液压系统本身的故障，同时检查液压系统的各种正常运行条件是否满足。（2）区域判断。根据故障现象和特征确定故障相关区域，并且逐步缩减发生故障的范围，检测区域内各元器件状况，分析发生原因，最终查找故障部位。（3）掌握故障种类进行综合分析，根据最终的故障现象，逐步深入查寻直接的或间接的多种可能原因，为避免盲目性，必须根据基本系统原理，综合进行分析、逻辑判断，逐步减少排除怀疑对象，最终查找故障位置。（4）故障诊断是建立在运行日志及某些系统参数基础之上的。系统运行日志的建立为预防、发现和处理故障提供了科学依据而设备运行故障分析表则是使用经验的高度概括总结，有助于对故障现象迅速做出判断；具备一定检测手段后方可对故障做出准确的定量分析。（5）可能故障原因的验证，一般从最可能的故障原因或最容易检查的地方开始，这样可减少拆卸量，提高诊断速度。

2 故障诊断方法

作为目前查找液压系统故障的传统方法，逻辑分析逐步逼近法的基本思路是综合分析、条件判断。首先维修人员通过望、闻、触和简单的测试以及对液压系统原理的理解，根据经验判断发生故障的原因。液压系统出现故障的根源有许多种可能性。采用逻辑代数方法，将所有可能故障原因列表，然后根据先易后难原则逐一进行逻辑判断，逐项逼近，最终找出故障原因和引起故障的具体条件。

在故障诊断过程中此法要求维修人员不仅具有液压系统基础知识还要有较强的分析能力，方可保证诊断的效率和准确性。并且诊断过程较繁琐，须经过大量的检查、验证，而且只能是定性地分析，诊断的故障原因不够准确。传统的故障诊断方法已远不能满足现代液压系统的要求，为减少系统故障检测的盲目性和经验性以及拆装工作量，急需采用现代故障诊断方法。

近年来，随着液压系统向大型化、连续生产、自动控制方向发展，又出现了多种现代故障诊断方法。如铁谱诊断，借助磁力从介质中分离出来的各种金属磨粒，分析其数量、特性、尺寸、材料以及分布规律等情况，及时、准确地判断出系统中元件的磨损状况等。而且可对介质进行定量的分析和评估，做到实时检测和故障预防。再如基于人工智能专家诊断系统，它通过计算机模仿有经验丰富的专家在这一领域的方法来解决这个问题。通过人机界面将故障现象输入计算机，计算机根据输入的现象以及知识库的知识，推算出可能的故障的原因，然后通过人机接口输出，并提出维护方案和预防措施。这些先进方法给液压系统故障诊断带来美好的远景，并为液压系统故障诊断自动化奠定了坚实的基础。但是这些方法需要昂贵的测试设备和精密的传感控制系统和计算机处理系统，有些方法研究起来有一定困难，目前并不适和现场使用。下面介绍一种简单、实用的液压系统故障诊断方法。

2.1基于参数测量的故障诊断系统

液压系统的工作是正常的，关键取决于两个主要工作参数即压力和流量是否在正常工作条件，以及系统参数如温度和速度的传动装置是否正常。液压系统故障现象是多方面的，问题的原因也是多种因素的结合。相同的因素可能会导致不同的故障现象，和相同的故障可能对应于不同的原因。例如：介质污染可能会导致液压系统压力、流量和方向等等的各个方面的故障，这给液压系统故障诊断带来了巨大困难。

参数测量法故障诊断的思维是任何液压系统正常工作，其系统参数均在设计和给定值附近，工作如果这些参数偏离目标值，然后系统会发生故障或可能会发生故障。液压系统故障的本质是系统工作参数的异常变化。因此，液压系统故障是一个特定的元件或系统中的一些元件有故障，进一步可以得出结论，系统一个或一些参数在电路偏离目标值。这表明如果液压回路的工作参数不正常，则系统可能发生故障或故障已发生，需维修人员立即进行处理。所以参数测量的基础上，然后与逻辑分析相结合，可以快速、准确地找到故障。参数测量方法不仅可以诊断系统故障，但也可以预测故障的可能性， 定量的预测和诊断，大大提高诊断的速度和准确性。直接测量检测，检测速度快，误差小，检测设备简单、易于现场生产的使用。适合任何液压系统。测量时，没有停机时间，没有损坏液压系统，可以检测几乎任何系统任何部分，不仅可以诊断已有故障，还可在线监测并预测潜在的故障。

2.2参数测量法原理

只要测得液压系统回路中所需任意点处工作参数，将其与系统工作的正常值相比较，即可判断出系统工作参数是否正常，是否发生了故障以及故障的所在部位。

液压系统中的工作参数，如压力、流量、温度等均非电参量，一般仪器采用间接测量法，首先，需要使用物理效应将这些非电量转换成电量，然后通过放大、转换和显示等处理，被测参数则可用转换后的电信号代表并显示。由此可判断液压系统是否有故障。但这种间接测量方法需各种传感器，检测装置较复杂，测量结果误差大、不直观，不便于现场使用。

下面介绍一种实用的液压系统故障检测回路，该液压系统为主提升机B159液压站。系统结构原理如图1a所示。检测回路通常和被检测系统并联连接，此连接需在被测点设置如图1a所示的双球阀T形接头，它主要用于对系统进行不拆卸检测。它对液压系统所需点的各种参数进行直接的快速检测，不需任何传感器，它可同时检测系统中的压力、流量和温度三个参数，而执行器的速度和转速则可通过测量出口流量的方法计算得到。

主提升机B159液压站液压系统中，叶片泵出口的压力、流量、流速来判断该检测原理如图1a所示。系统正常工作时，阀门1开启，2关闭，检测口罩上防尘罩，以防污染。通过调节阀门1和溢流阀7即可方便地测出压力、流量、温度、速度等参数。但要求系统配管时，将双球阀三通在需检测系统参数的部位当作接管（如图1连接）或弯管接头（如图1b连接，这样做既不会增加系统的复杂性，也不会对系统性能产生明显影响）来配置。

3 结语

参数测量法是一种实用、新型的液压系统故障诊断方法，它与逻辑分析法相结合，大大提高了故障诊断的快速性和准确性。

参考文献：

[1] 提升机液压站及制动系统故障诊断[M].液压泵网，2012.

作者简介：孙伟（1979—），男，工程师，现任福兴集团有限公司机电矿长，从事煤矿机电管理等工作。