工程机械液压传动系统故障原因探讨

赵小康，张铁罕，邹 春

（重庆水泵厂有限责任公司，重庆 430030）

如今社会经济全面发展，工业生产机械化水平全面提高，各种类型的工程机械成为推动产业发展的关键。在日常工业生产活动中，机械设备的运行效率、状态将直接决定生产效率和质量。液压传动系统作为现代很多工程机械系统中不可或缺的一部分，其运行稳定性尤为重要。工程机械的液压传动系统如果出现故障，基本上会直接导致整个生产线无法正常运转。为此，有必要对不同类型的工程机械液压传动系统故障原因进行分析，并从技术、制度等方面做好诊断、防治和处理。

1 工程机械液压传动系统故障概述

1.1 液压传动系统基本构造及原理

液压传动系统主要是指以液压系统作为功率传动主体，通过控制、传动单元，实现力的转化与传动，进而满足生产要求的技术系统。该系统主要由液体介质、控制元件、执行元件及其他辅助元件构成。液压传动系统的核心特征在于对液压装置的应用，基于液体压力的力转化及力传输优势，可以满足如今越来越高的工业生产管理需求[1]。比如说，基于液体介质，可以很大程度上减少机械磨损，提高运行效率，同时可以实现对传动系统的无级变速控制。当然，在目前技术条件下，这一传动系统也存在着一些缺点，其中很多故障实际上都与这些缺点有关。比如说，该系统的运行对温度控制以及液压系统密封性要求较高，如果温度过高，或是系统发生泄漏，将可能产生严重后果。

1.2 液压传动系统故障特征

工程机械是一种复杂的机电、机械系统，尤其是在如今技术全面发展、生产规模化程度越来越高的情况下，工程机械内部构造及技术机制也越来越复杂。而液压传动系统的故障，往往表现出以下几方面的特点：其一，多样性。通过大量的液压系统故障分析可以发现，该系统的故障表现、诱发因素等都比较多样，并且很多时候相应的故障具有联动性，对故障诊断和处理带来干扰。其二，隐蔽性。受到液压系统本身技术原理和构造特点的影响，该系统大部分的故障都具有隐蔽性，尤其是一些诱发因素产生时是较难被及时发现的，这导致一些故障被发现时已经对工程机械的运转产生不良影响了。其三，复杂性。如前文所述，工程机械液压系统本身的构造是十分复杂的，而在分析其故障表现和诱发原因时，也能够明显感受到这种复杂性，对故障诊断和处理方案的技术水平、科学性水平以及技术人员综合能力有较高的要求[2]。

2 工程机械液压传动系统常见故障原因分析

2.1 系统设计及工艺原因

在任何机械设备系统中，技术设计、构造设计将直接决定系统的内部构造、运转方式等，而制造工艺将直接决定系统构件的质量，以及各个部分的配合效果，因此不合理的设计以及不达标的工艺将是导致系统出现故障的主要原因之一[3]。就工程机械液压传动系统而言，整体构造、局部系统的设计问题以及工艺质量问题，都可能影响系统的力传导效果或运行稳定性。例如，如果系统油箱及密封舱刚度不足，无法承受液压传动过程中产生的巨大压力，将会导致系统很容易出现局部破损、液体泄漏等问题。再比如，如果液压系统构造细节设计不合理，或是工艺不达标，可能导致传动系统各个位置之间磨损加剧，或是因杂质侵入而长期影响元件运转，进而导致故障发生。另外，设计时没有充分考虑配备安全防护装置以及电磁保护装置，都可能在系统运转出现异常时无法及时进行保护，导致严重后果。

2.2 系统检修维护原因

任何工程机械设备投入正式生产活动之后，都需要针对该系统的特点，制定合理的检修维护制度，并由专业技术人员乃至团队负责日常检修、故障诊断、维护保养等。但是，一些单位没有对此引起足够的重视，或是沿用其他设备的检修维护制度，导致一些重要问题无法得到有效解决。工程机械的液压传动系统具有特殊性，需要对液压泵油路、传动轴等部件进行针对性的检测、维护保养，如果检修维护方面出现问题，自然会导致液压传动系统故障率过高。例如，在液压传动系统中，精滤器是十分关键的元件，其主要是对进入传动系统中的液体进行过滤，阻挡杂质进入。如果没有及时检查该元件，在其老化严重或是超过正常运行周期之前进行清理或更换，将可能引起因精滤器故障而引发的一系列不良后果。事实上，工程机械液压传动系统的很多故障都是有征兆的，如果及时发现、及时处理，可以很大程度上避免多数故障，做到这一点的关键就在于日常检修、维护管理方面[4]。

2.3 不规范使用原因

虽然目前的工程机械设备自动化程度较高，但是很多关键环节也需要人员介入，而不规范的操作方式也是导致系统出现故障的主要原因之一。针对液压传动系统的不规范操作，不仅可能导致系统关键元件磨损、老化加重，还可能直接导致系统损坏，严重时还会造成安全事故。据统计，在工程机械液压系统的故障中，约有17.8%是由于不规范操作方式导致的。

3 工程机械液压传动系统常见故障原因及处理方法

3.1 系统压力不足

众所周知，工程机械液压传动系统运行的关键在于对压力的应用，而压力不足将直接影响系统的传动运行效果。通常情况下，导致液压传动系统压力不足的原因包括液压油泵转速过小、动力不足、油温过高、密封不足、弹簧装置不正常等。当技术人员发现系统出现压力不足警告时，首先应当检查动力源，全面清理冷却系统、阻尼孔等，然后检查液压油量，如不足则添加液压油。按照规范的方式，检查阀芯及弹簧是否正常运转，否则进行更换。检查系统各个位置密封情况，看是否存在泄露，更换密封件。

3.2 系统流量不正常

液压传动系统液体流量不正常，是导致系统压力不正常等问题的主要原因。造成这种问题的原因，包括回油管内混入空气；液压泵转向不合理、转速不达标，或是其内部磨损严重；密封件出现破损、空洞，导致液体泄漏；油箱液不足等。针对系统流量不正常的情况，要依次检查前面提到的各个位置，对存在故障、磨损严重、破损的元件进行维修或更换。检查液压泵运行状态，评估运行参数，做好故障处理。添加油箱液，并清理吸油通道，清除杂质。

3.3 异常振动及噪音

当工程机械液压传动系统出现异常振动时，不仅会影响内部力传导效果，还会导致元件磨损、碰撞，引发严重故障。同时，异常振动还会影响生产环境，对现场人员健康以及生产管理产生影响。导致液压传动系统出现异常振动、噪音问题的原因，包括液压泵和电机联轴器运行不同步；各个部件安装不到位，存在位置误差过大、紧固件安装不到位、缓冲件安装不合理等情况；溢流阀弹簧损坏、阀体和阀芯位置不匹配；部分元件焊接安装不到位等。针对这种情况，检修人员要及时对所有部件的安装情况进行检查，确保安装到位，确保电机轴、液压泵等部件位置匹配，运行同步[5]。对各个位置进行清理，去除杂质。归正缓冲装置，确保其能够发挥缓冲作用。如果对生产现场噪音控制要求较高，可以在不影响散热的情况下，在噪音较大的传动部件外部安装隔音材料。

4 降低工程机械液压传动系统故障率的要点

4.1 做好质量检查

针对投入现场安装使用的液压传动系统，要组织相关技术人员对系统构造设计、制造工艺等进行全面检查，确保各个部件质量得到相关标准。对各个部件的安装质量进行检查，确保各部件安装到位，误差控制在合理范围。然后，按照生产流程，对系统进行试运行，观测各部件运行状况，对不合理情况进行及时的原因分析和处理。

4.2 制定科学的检修维护机制

工程机械系统使用单位需要对故障诊断、日常检修及维护工作引起足够的重视，聘请专业人员针对系统的日常维护管理制定完善、严谨、合理的操作管理制度。首先，要求所有操作人员接受专业化培训，要求其不仅要掌握设备的规范操作技能，还要求其具备良好的规范意识、安全生产意识及责任意识，另外还要通过专业培训，促使现场人员具备故障风险识别能力和规范应急处理能力。然后，要针对系统特点及生产活动计划，对设备进行定期、不定期的故障诊断、维护保养，确保系统保持良好的状态[6]。另外，有条件的情况下，要积极引进先进的设备故障诊断技术，通过传感器监测、数据分析等方式，及时发现故障风险，便于及时进行处理和维护。

5 结语

综上所述，现代工业生产环境下，工程机械设备的应用尤为重要，液压传动系统作为很多工程机械系统中十分关键的部分，降低故障率、提高运行效率和稳定性尤为重要。为此，工程机械运行管理单位要重视对系统不同故障特点及原因的分析，从技术、制度等角度，加强针对液压传动系统各类故障的科学诊断、有效预防和合理处置。唯有如此，才能进一步提升生产效率和质量，发挥液压传动系统的应用价值，促进生产管理水平的全面提升。