液压系统故障诊断及排除方法的研究分析

马飞 王明杰 郑武强

摘 要：随着液压技术的快速发展，液压系统相关技术越来越成熟，使用范围也越来越广泛。由传统的机械设备，发展到工业的自动化生产线，乃至智能机器人等。对液压系统可靠性的要求也越来越高。对于液压系统设备除了严格要求它的生产设计环节以外，对于它的故障分析与诊断也是尤为重要。液压系统的故障诊断是一门重要的学科，它涉及到的领域包括：液压控制技术，电子信息技术，检测与传感器技术等。所以液压系统的故障诊断技术是一门综合性的学科，本文将针对液压系统的故障分析及其排除方法进行研究。

关键词：液压系统;故障分析;故障诊断;排除方法

1 前言

液压技术属于流体动力学范畴，它始于17世纪Blaise Pascal提出的静液压力传动原理，1795年Joseph Braman发明了世界上第一台水压机。1905年液压传动的工作介质由油替代了水，从而使液压系统整体性能得到进一步提高。液压系统的广泛应用是从第一次世界大战以后开始，其中F.Vikers发明的叶片泵和GoConstantimsco对能量波传递的研究都对推动液压系统的研究作出了重要贡献。液压系统出故障不易找出问题，维修困难，维修成本较高，因此对液压系统进行详细深入的研究就显得尤为重要。本文将针对液压系统的故障诊断、故障排除方法进行研究分析。

2 液压系统故障特点分析

由于液压系统的特殊性，它出现故障的种类非常多，其所表现的故障特点如下：

2.1 发生率较低

液压系统机械故障发生率较低，使用寿命长。液压系统工作介质大部分是油液，润滑条件良好，再加上液压系统设计的有过载保护装置，所以液压系统的机械结构部分就不容易出现机械故障。

2.2 隐蔽性

液压系统大部分的运动机械结构零件都被封装在壳体零件内部，因此运动结构部件一旦发生故障，将不容易被发现，并且也不容易被找到故障位置点，因此当液压系统出现故障时就要一点一点查找排除。

2.3 多因性

液压系统常见的故障种类很多，它有独特的故障也有和其它普通机械相同的故障。和普通机械故障一样，有些运动零部件之间由于磨损的原因出现了间隙扩大现象，从而导致传动精度降低，有些零部件长期在油液环境中性能发生改变，从而引起的使用寿命降低等，这些原因都可以称为渐发式的。还有一些故障属于偶发式的，例如系统中突然出现异物，从而引起运动的组件被突然卡死，或是系统突然受力过大引起的结构件的变形等。还有一些系统故障是由很多种因素综合到一起引起的，例如在设计过程中构件刚性不够，而选择的电动设备功率过大，引起的结构件破坏等。

2.4 非独立性

采用液压系统的设备实际是一套综合系统，它往往会包括机械、电气、液压三个部分，它们三者之间功能相互影响，因此液压系统的故障往往不是独立存在的，一旦出现故障，就需要综合考虑这三个领域的相关技术知识，进行综合诊断分析。

3 液压系统故障诊断的方法

液压系统故障诊断有多种方法，除了使用一些先进的仪器进行检测以外，目前常用诊断方法包括：视觉诊断法、听觉诊断法、触觉诊断法、嗅觉诊断法。

3.1 视觉诊断法

视觉诊断法就是通过眼睛去观察，通过仔细的观察去找到液压系统的出现的问题。一般包括漏油、机械卡死、机械运动不合理等。

3.2 听觉诊断法

听觉诊断法就是用耳去听，通过听现场声音去找到液压系统的故障情况。一般液压系统发生故障时可能有尖锐的摩擦声音、零件断裂声音、由于零件松动的震动声音、油液的快速流动声等。

3.3 嗅觉诊断法

嗅觉诊断法即用鼻去闻。通过闻气味的变化对液压系统进行诊断。一般包括局部发热严重引起的管道焦糊气味，以及油液变质的腐朽气味等。

3.4 触觉诊断法

触觉诊断法即用手去接触，通过手去感觉液压系统外在温度的变化以及震动情况。一般触摸的地方包括：泵、油箱、阀体的外壳等。

4 液压系统故障分析与排除

针对液压系统故障的特点，液压系统的故障分析就需要有一定的参考步骤，这样就能够帮我们节省故障的排除时间，更快的找到故障点。（1）熟悉资料。针对不同工况的液压系统，首先要做的就是查阅相关资料，了解与之相配套的机电设备的相关说明文献。对每个零部件的型号、结构性、工作原理了解清楚。（2）现场调查。针对不同工况的液压系统，我们需要到现场，通过观察，找到设备运行现状，了解设备的故障现象，出现故障的位置，为后续的诊断分析做准备。（3）诊断故障。根据在工作现场观察到的故障现象和设备运行情况，再参考查阅的相关资料对液压系统进行综合的分析。一般液压系统故障的分析方法有顺向分析法和逆向分析法。根据多年来维修人员工作经验的总结，一般情况下液压系统的故障是基于以下几点原因：在选用液压油时，由于型号不一致导致液压元件的性能不能充分得到利用，甚至使液压元件寿命减少;安装精度达不到要求;在设备整体选型时，个别液压元器件的型号选择不当。（4）故障排除。大部分液压系统中的故障可以通过局部调整安装的方法解决，而有些故障则需要对个别的液压气动元件进行更换。一般都是更换一些密封元器件、或是液压油。液压系统排除故障的方法一般应该遵循“先洗后修、先调后拆、先外后内、先简后繁”的原则。

5 总结

随着液压系统技术的进步，液压系统的故障发生的频率在降低、问題也在逐渐的减少，通过对液压系统故障的研究分析，也可以对液压系统的制造提供很大的帮助，使其的使用精度和寿命大大提高，未来液压系统的故障诊断也更趋于智能化和网络化。

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[3]张丽霞，冯辅周，刘相波，王敏.典型液压系统故障诊断与隔离方法研究[J].系统仿真学报，2018，30（05）：1818-1825.

课题项目：河南水利与环境职业学院院级科研项目“面向技能型人才培养的柔性机电液自动控制系统及平台的研究”（KY1811）

作者简介：马飞（1989-），男，河南民权人，硕士，助教，研究方向：机械制造及其自动化、机电一体化技术。