基于液压系统材料因素故障萃析

苏安良

（商洛市商州区第一初级中学，陕西 商洛 726000）

在外贸波动、经济增长平稳化的今天，制造业要生生不息地良性循环发展，必须实现数字化转型，从“制造”变为“智造”。其中，维修和维护质量是智能制造条件下的有效保障系统，能有效搭载各类集成服务业态，是技改和机器升级的动力，是机械核心技术“智造”的根本，是获得制造企业信任的源泉，也是2025年中国制造业跨入世界先进行列的关键。液压系统要想创建智能诊断系统，需要积累大量的故障类型及人类专家维修的经验，这方面散见于有关刊物，但多数只是罗列了各子系统故障及维护，叙述重叠，繁杂凌乱，不利于科学聚集、分辨、搜索。本文以工作介质、元件材料等液压系统材料为基准对故障归类进行分析，节点归属清晰，便于建立智能数据库，提高识别精度，做到快速排障及科学反馈。

1 液压系统材料因素故障萃析

1.1 液压油引起的故障分析

液压油是液压传动系统的工作介质，目前液压油种类繁多，缺乏系统性、统一性、单一性，无法明确油品间的相互关系和质量走向。从使用情况看，液压油质量应满足：黏度适宜，黏温性能良好，不含水，润滑、防锈、抗氧化性、抗泡沫性、空气释放性、耐高温性、耐低温性、抗乳化性、抗磨性、油水分离性、冷却性、过滤性、水解稳定性、能量传递等性能良好，油品在机械运作中产生的泡沫易于消失，高温中不易加速氧化，低温环境下易于启动设备，动力传递稳定灵敏，换油周期较长。

1.1.1 油黏度引起的故障

1）故障类型：吸油困难，内泄大，压力不足，运行不给力。

2）发生元件：油泵（齿轮泵、叶片泵、轴向柱塞泵）、齿轮马达。

3）分析与措施：油黏度高，转速平稳密封性好，但液阻大流动性差，使系统振动和噪声大、叶片转动不灵活，油泵吸油困难；油黏度低，流动性好、效率高，但内泄量大、冲击大、发热严重，系统流量达不到额定值，油泵压力不足，引起液压马达转速降低、输出扭矩降低，系统运行不给力甚或系统无法工作。油黏度选择与液压系统的结构特点、温度、压力有关，液压泵对油黏度的变化最敏感，为减少能耗，应采用黏度低的油，但为满足元件的润滑、防泄漏，则选用合适黏度的液压油，最理想的黏度应接近于匹配范围的最小黏度。

1.1.2 油温度引起的故障

1）故障类型：吸油困难，内泄大，压力不足，运行不给力，泵卡死（不能转动）。

2）发生元件：油泵、齿轮马达、液压系统。

3）分析与措施：油温低，油液黏度增大，油泵吸油困难，会使柱塞与油泵扼死；油温高，使油液的黏度降低，造成内泄增加，降低系统容积效率，导致压力不足、转速不稳定，严重时引起液压系统热变形，降低核心装备精度、加快油液蒸发速度、产生穴蚀、油液老化变质，堵塞液压元件的控制小孔。油的黏度配置与温度高低成线性关系，温度低应配置黏度小的油液，温度过高通过冷却系统冷却，油温始终控制在工作油温范围内。

1.1.3 油面高低引起的故障

1）故障类型：压力不足，流量不足，噪声过大，振动过大，温度升高，爬行。

2）发生元件：油泵、单向阀、液压缸。

3）分析与措施：油箱油面过低，液体压强过小，甚至于吸油管露出液面，液压泵无压力或压力不足，油面过低还会使油中有气泡、油泵吸空，增大振动和噪声，导致液压缸爬行、液压马达转动不均匀；油位过高系统不能有效散热，油位过低造成热量不能有效被液压油带走，油量超过允许值还会使单向阀发出异常声音，这种情况可使用流量大的阀。值得注意的是油面过高可能导致吸不上油，这是因为吸油口到液面间有空气，液面距液压泵的吸口过高可能导致大气压支撑不了这个高度产生的液体内部压强，所以吸不上油。监测油量，随时补充油液至油标线上适当位置，或采取结构措施把回油浸入液面油下。

1.1.4 油污染引起的故障

1）故障类型：吸油不畅，卡阀，压力波动大，泵卡死，缓冲过长，不跳位。

2）发生元件：油泵、过滤网、油管道、滑阀、溢流阀、液压阀、换向阀、油缸。

3）分析与措施：①油污染堵塞滤网、吸油管道油渣积累，会使液压油压力降低，气泡从油液中溢出，吸入容积减小，液压泵吸油不足、噪声大、压力不稳，排障时先除去堵塞物再更换油液；②油液中杂质颗粒陷入配合间隙或阻塞缝隙，导致卡阀，排障时不能强行推拉或用锤砸，设法去除杂质再换油液；③油脏会使柱塞与油泵卡死、使缓冲回油孔道缓冲过长，溢流阀、液压阀阻尼孔堵塞或堵死导致压力波动，或因阀处于卸荷状态不起减压作用，更换或研修阀座，用细针清理小孔并换油；④油污堵住升压阀导致不调位或调位压力不准 ；⑤油液不干净使活塞胶圈磨耗断裂或质地不匀，油污会增大活塞与缸筒的拉伤程度，致使油缸内漏；⑥油渣进入泵体内，泵被卡死无法转动或旋转失灵；⑦油液过滤精度低，油污把叶片卡在槽内，引起振动过大。

将系统管道及元件洗濯干净，避免污染物混进油液，时常保持工作环境和液压机洁净，接管密封良好，以防空气、水、灰尘通过胶管接头、液压缸活塞杆、油箱等进入油液中，补充油液应采用精细滤油器过滤。

1.1.5 油气泡引起的故障

1）故障类型：油变“软”变质，噪声及振动过大，容积效率降低，温度过高。

2）发生元件：油液、溢流阀、油泵、油液系统。

3）分析与措施：①油液中混进空气，会削弱液压油的“硬”性（不可压缩性），使油液变“软”（弹性模量缩小，可压缩），液压缸运动失去连续均匀性，阀、缸、马达产生空穴损坏，降低压力的传递速率；②油气泡会产生汽蚀，使元件腐蚀损坏，噪声和振动增大，泵的容积效率降低[1]；③油气泡经过高压区域受到压缩，温度会迅速上升，可超过一千多摄氏度，使油分解变质，颜色发黑和碳化，致使元件表面吸附油泥；④油气泡会使溢流阀油液的压力不稳定；⑤油中含有水及杂质，会使油液乳化变质，在温度升高时会使油气泡剧增，导致额定流量不足，产生空气热爆破声，使系统崩溃。

为减少油气泡，尽力采用油水分离机循环过滤清除水分；使用单一品质的油液，不掺和别的品质的油液；防止接头和密封件及管道泄漏混进空气，防止回油飞溅、防止回油形成真空区域、防止系统严重搅动产生泡沫；油量不足时，要及时加油，或采取结构措施把回油浸入液面油下。

1.2 油管引起的故障分析

液压系统对油管的内径、长短、密封、接口顺序、软硬度等的要求十分严格，若油管使用不当，轻则损伤系统功能、缩短系统寿命、导致各种各样的液压故障发生，重则导致系统无法工作、引起系统瘫痪坏死。

1.2.1 油管漏气引起的故障

吸油管及系统各连接处漏气，空气被吸入油泵，使噪声、振动过大，油液产生大量气穴致使爬行、转速不稳，还会导致外界空气、水分、杂质在油液扩散使油液乳化变质，引起额定流量不足，容积损失过大，压力升不上去，一旦发现油管漏气应立即停止使用液压泵，检查连接处拧紧管接头，密封处加点油或更换密封圈，及时密封紧固；出口油路中混入空气，噪声及振动特别明显。

1.2.2 油管接错引起的故障

1）进油口接反：进油口的通径大于回油口，如果接反，低温时油黏度高，会导致油泵无压力吸不上油或吸油不畅，出现吸空，导致油泵温度过高，回油管必须接在液面以下回油箱，以防冲击液体带入空气，进油管和回油管之间的距离不宜太长也不宜太短。

2）泵的吸油管与它的外泄漏油管相连：外泄漏油管排出的是热油，会使泵体及系统温度升高，导致无法充满所需的油液，恶性循环系统将不能正常工作。

3）油泵的泄油管与主回油管相接：主回油管内压力通常比油泵的泄油压力高，且主回油路一般要装过滤器有背压，不时伴有压力冲击，使泄油口压力不稳定，轴向柱塞泵、减压阀弹簧腔、液压马达等所有元件的泄油必须单独回油箱，绝不能与回油管连在一起，且必须在液面以上回油箱，这是因为泄油管中含有空气，如果在液面以下回油箱，气体压缩会使泄油腔产生脉动冲击，泄油流量压力相对主回油很小，从液面以上回油箱不会产生气泡。

4）几台液压泵的泄油管并联成一根等直径管后再通往油箱，会导致泵体内的油压比较高，损坏轴封，所以连接各油泵泄油管并联的管子直径应适当，且将其单独通往回油箱。

5）油缸到阀组之间油管装反，会引起应该调节的无法调节，应该保压的不会保压，应该减压的减不了压，应该起保护的起不到保护作用，导致设备损坏。可以通过调换电磁铁插头、将阀芯反装或将软管连接调整一下来解决。

6）油泵的泄油口容腔内的泄油有自动润滑轴的作用，所以泄油口接油管应安在轴线上方。

7）回油孔的油塞未拧出，不起减压作用，使油闷住，应先将油塞拧住，然后接上回油管。

1.2.3 油管规格引起的故障

1）管道过长、管径过小、弯曲过多，无固定装置，造成压力损失过大，引起液压油泵吸空，流量达不到额定流量值，产生冲击，要合理选用管道，调理管道形状，采用曲率小的弯管，加设固定管卡。

2）液压泵吸油口采用铰接管接头，由于结构原因液阻大于直通式管接头，导致吸油不充分，引起噪声，破坏油液系统。

3）泵的吸油管用塑料管或胶管过软，大气压会使吸油管变形，使通流面积减小，增加吸油阻力。

4）油泵吸油管路上接头过多，管路上总压力损失大，液压泵吸油阻力过大，致使油泵吸油不足，若必须用软管、截止阀等接头应将通径适当增大，确保油泵要求的吸入压力。

5）橡胶软管内部腐蚀脱落，使油路不畅，液压缸工作不连续。

1.2.4 与油管有关的其他原因引起的故障

泵油箱体积过小、吸油管和回油管间的间距太近、油的流速过快、液压泵中的吸油管浸入油中太短、液压泵的外接油管松动、管接头损伤等引起漏油、吸空、噪声过大、振动异常、压力波动等故障。可采用加粗管道控制流速，油流紊乱处尽力避免使用直角弯头或三通，采用消声器和蓄能器等来解决。

1.3 密封不良引起的故障分析

密封残破、密封不合理系统或元件会出现故障，特别是油液内外泄漏，会导致多重故障并发。

1.3.1 外漏故障

外漏是液压系统造成对环境污染的根本原因，排除外漏是提升液压系统核心技术的需要。

1）油缸盖裂缝造成漏油，改变举升角度，或使用带卸荷功能的油缸。

2）缸与导轨面不平行，活塞伸展不利索，端盖不正，杆与筒的轴线不同心，密封件消耗过快。

3）活塞杆与导向套拉伤，防尘圈受损导致泄漏，更换防尘圈，修复活塞杆并换油。

4）活塞杆被拉毛表面不细腻，头部倒角不标准，沟槽毛刺多精度变小，恢复精度并挫光。

5）溢流阀接合面纸垫冲破、铜垫失效、各结合处O型密封圈损坏等导致外泄漏。

6）管接头密封不严或没拧紧，结合处渗漏，恢复接触面创痕，更换密封圈。

7）缸盖封闭不紧密，接触面制作精度不高，或密封圈破损，修复缸表面[2]。

8）封堵腔体防撞的压盖安装不规范，螺钉受力不平衡或螺钉尺寸不合格，无法盖紧。

9）密封圈边缘损伤、陈旧扭曲，或因排气不畅压缩气体内能迅速增大烧坏密封圈，排气并更换密封圈。

10）缓冲装置处封闭不严，泵密封老化或损伤，更换密封。

11）封闭面磕碰、划伤、切断，密封唇装反，打磨密封面安装合格的密封件。

12）铸铁液压泵泵壳有砂眼或焊接不良，必须更换外壳体。

13）阀座和锥阀契合不密，阀座锥面密封不好漏油显著，重新研配。

14）滑阀与阀体配合间隙过大，更换滑阀重配间隙。

15）滑阀或阀座拉毛、碎裂，更换并研配阀座。

16）配油盘和柱塞与缸体磨伤，高低油路分配功能不良，回油管外泄加剧，高低腔出现内漏，修平接触面配研缸体单配柱塞[3]。

17）变量机构或伺服活塞磨损，及时更换。

18）油品不标准，或混用不同的油液，油密度不均匀，黏度与说明书不符，产生泄漏。

19）油温过高，进油口阻力太大、周围环境温度太高、泵或冷却器故障等引起油温过高，采取隔热措施，寻找原因并排除。

20）系统振动频率过高，或环境振动引起系统共振，导致螺钉松散、管接头脱位、零件产生移动。

1.3.2 内漏故障

内渗漏情况复杂，液压结构造成的内漏主要有：

1）油液不干净导致胶圈磨损、压力超过额定值使胶圈断裂、胶料不耐油或与油相容性差等原因产生内泄漏，利用清洁度自动检测仪跟踪、观察压力并调节合理，以防反复损伤。

2）活塞与缸筒拉伤，换缸前检查油液是否清洁。

3）活塞密封件损坏内漏增大，导致系统流量不足，执行元件速度不够，更换密封件。

4）活塞的挡圈在装配时易切坏，挡圈损伤后密封胶圈被油液反复撞击破损漏油。

5）因缸塞金属塑性原始质量缺陷，活塞和缸壁的密封间隙受损超出公差或超出自由公差，致使低压腔和高压腔串通，泄漏淋漓，这种情况最好按说明换一个新活塞，或镗研缸内壁，车小活塞，装配合格的密封圈。

6）缸筒轴心、活塞轴心与缸盖中心三心不同线，导致负荷偏离中心，活塞往复运行时密封件质地均匀分布被破坏，发生径向中心偏位，垂直压力布点不均等，密封件破损漏油[4]。

7）油缸孔径面与油缸中心轴线不垂直，缸体磨损不匀称，导致部分凸起，引起部分地方泄漏。

8）活塞和缸孔协调空隙过小，挤压力偏小，速度赶不上去，但配合空隙太大，节流阀不工作，内漏严重；单配活塞间隙约为0.035 mm左右。

9）长期使用齿轮泵或制造结构不合理，泵内各接触面磨耗过甚，致使卸压密封圈受压减少，密封件与切面剥离，或齿轮距泵壳空隙过大，导致串腔，产生内漏，加补偿垫片不宜太厚，确保密封圈的弹性空间。

10）轴承回转密封圈损坏，更换密封圈及密封环节。

11）泵内部滑动零件磨损严重，泄漏严重，导致容积效率低，泵出油量不足，拆开清洗、修理和更换。

12）不管哪种类型的变量泵，都是通过改变空间尺寸参数来改变泵的排量，排量不同耗散度不同，譬如，轴向柱塞泵偏角参数太小，流量过小，油路内泄相应变大，导致压力脉动，所以变量机构偏角不宜过小。

13）轴承回转密封圈或密封环节损坏，造成内漏。

14）马达磨损拉伤、串腔、转子和定子接触线因齿形精度差或拉伤，泄漏严重，研磨马达齿轮两面及装配间隙。

1.3.3 其他密封不良故障

结构密封不良除引起泄漏外，还会导致以下故障：

1）换向阀调压机构密封不良，会造成调位压力小，一般是因滑阀内钢珠被锈蚀表面出现凹陷坑洼，也可能是密封带损伤，更换密封带时要清除异物[5]。

2）轴密封处漏气噪声过大，更换油封。

3）进油液压泵轴径处油封损坏导致液压油泵吸空，更换油封。

4）固定卡松动或隔震垫脱落，加装隔震垫并固定。

5）油缸、液压泵等元件严重磨耗，密封件遭遇机械磨损或陈旧老化、化学腐蚀等失去密封性，造成压力油路大量泄漏，系统无压力或压力不足。

6）卸压片密封胶圈被装错，卸压片密封胶圈应装在吸油腔低压区一侧，并要有足够的预紧压力，若装在压油腔口一侧，因为是高压区，工作运行压力大，密封胶圈会被高压冲击破损，造成高低压腔串通，内泄过大，油封处压力飙升，使油封损伤或冲出，油泵崩溃。

7）变量调节机构螺栓松动，密封破损。

8）系统及管道密封不良，使空气进入缸腔或钻进通道，导致油缸爬行、颤抖、振动，利用排气阀排气，或采用最大冲程往复运作排气，没有安装排气塞的液压缸要把油口放在缸筒两端的最高处。

9）负压是低于一个大气压的气压状态，产生负压的原因是多方面的，如泵内液体或气体流速过大，真空度大，就会产生负压，又如泵安装得较高，液面到泵入口的垂直距离过大，加之密封不严时就会使缸内某处形成负压，找出负压区，排气并加以密封。

10）密封件必须有足够的弹性，才能补偿偏心及振动，所以不能压得太紧，同时，密封件要有良好的刚性，防止油液高压冲击破坏，所以密封圈安装要不松不紧，密封圈压得太紧，会导致液压缸爬行，太松会引起内泄，密封介质的压力小于弹性体对表面的接触应力，泄漏就不会发生[6]。

11）缸筒内壁加工不细腻，精度差，表面粗糙，油液内泄漏增大，缸壁突显部位膨胀加剧，影响活塞平稳移动甚或活塞被迫停止运动，重新安装质量合格的缸筒。

12）泵壳内预先没有充好油，空气滞留。

1.4 系统弹簧引起的故障分析

因弹簧性能及结构变化引起的故障主要有：

1）单向阀的弹簧强弱不合适，与其他阀共振，发生异常响声，可略微改变阀的额定压力，也可试调弹簧的强弱。

2）单向阀漏装弹簧，或单向阀中的弹簧与钢球相对位置移动，错位或嵌入弹簧中，不起单向作用，补装的弹簧压力不能超过30 N。

3）换向阀的复位弹簧失效或折断，会产生阀卡、不调位或调位压力不准，或簧过软或太硬使阀通油不畅，工作程序错乱，更换合适的弹簧。

4）安全阀底座松动，一旦受压力冲击，底座慢慢压向安全阀的调节螺钉，使调压弹簧被压缩造成压力超高，一般来说把安全阀底座紧到30 N·m左右，保证底座牢固。

5）液压阀弹簧引起系统共振过频时，通过改变弹簧位置刚度材质、在回油及控制管道选用理想长度直径厚度的油管、用管夹固定管子、采用遥控溢流阀或将溢流阀改成外泄油、排除管道内滞留的空气等措施减少或避免弹簧引起的共振[7]。

6）液压泵中心的弹簧支撑着柱塞盘，柱塞盘与缸室之间才有灵活伸缩的间隙，柱塞才能自由运动，若此弹簧折断，柱塞往复空间不足或因受损弹簧阻挡不能往复，引起工作配合间隙失去密封性，油液泄漏压力不足，工作流量减少。

7）柱塞泵变量机构失灵，弹簧芯轴卡死或折断，泵吸不上油。

8）液压骨架弹簧脱落或装轴时弹簧脱落，导致轴封漏油，清洗并重新安装弹簧。

9）因弹簧故障引起单向阀全开或单向阀阀座封闭不严，使缓冲作用失灵，更换弹簧。

10）溢流阀的先导阀调压弹簧折断压力突然下降，调压弹簧未装，调不上压力，调压弹簧弯曲、刚性太弱、长度过短压力调不高，调压弹簧轴心线与端面不够垂直、针阀倾斜变形使主阀芯不复原，接触不均匀振动与噪声过大。

1.5 马达引起的故障分析

马达有原动机马达（如电动机）和液压马达，液压马达是液压系统的一种执行元件，它能将油泵提供的液体压力转变为其输出轴的转矩和转速，其故障主要有以下几种。

1）油泵转速未达到额定转速，流量达不到额定值，致使液压马达油量减少，输出扭矩降低，按额定转速选用与功率匹配电动机。

2）泵的旋转方向错误，致使液压泵吸不上油或无压力，可改变电动机转向，按泵上的箭头标记或对着泵轴顺时针旋转。

3）泵轴线和原动机轴线不能重合同心，原动机转速超过额定转速，或与油泵转速不匹配，导致噪声过大，振动增加，重新安装原动机达到相应精度，调好转速。

4）液压系统调压阀调压失灵，压力上不去，或各控制阀内泄漏增大，造成马达的流量和压力不够，输出机械能偏低。

5）液压马达的转子和定子接触线因齿形精度差或拉伤时泄漏严重，导致转速下降，输出扭矩降低，研磨修复马达齿轮两面及装配间隙。

6）液压马达噪声过大并伴随振动和发热，可能是齿轮齿形接触不良、轴向间隙过小、齿轮内孔与端面不垂直、马达滚针轴承破裂或别的零件损坏、马达前后盖轴承孔不平行旋转不均衡、机械摩擦严重等原因引起，更换齿轮、轴承、重配轴向间隙，避免输出轴过大的不平衡径向负载。

7）马达油封顶漏油，更换油封。

8）电动机底座松动，产生振动和噪声，紧固螺钉。

9）油泵和电动机的联轴器安装精度过低，偏离同轴心，柱销棒散脱，整个装置不合要求，使联轴器的弹性无法抵消振动，导致噪声巨大（含电动机的通风噪声和电磁噪声）、振动剧烈。

10）液压泵在额定压力下正常运转的转速，称为液压泵的额定转速，在额定转速下液压泵的容积效率最高，超过额定转速，短时允许运行的转速叫液压泵的最高转速，当液压泵的转速超过最高转速时，将产生气穴现象，即空化现象，导致金属表面腐蚀、噪声、油液的弹性模量降低，泵体振动，原动机转速太低，导致泵的转速低于最低转速，容积效率下降，出现吸力不足，提高转速，油泵吸不上油，原动机转速必须达到油泵要求最低转速以上。

11）油泵转速偏低。油泵流量是齿轮泵每转排量与转速的乘积，转速偏低供油量自然不足，这里着重分析液压泵因老旧引起的转速低的解决办法：一是增加液压油的黏度，减少容积率损失；二是降低柱塞泵的液压，从而降低压差，补偿低转速引起的容积率损失。

12）叶片转速太低吸力不足，液压泵吸不上油或无压力，对于叶片泵来说，转速低，离心力无法使叶片从转子子槽内移出，形成不可变化的密封空间。一般叶片泵转速低于500 rpm时吸不上油，高于1 500 rpm，吸油速度过快也吸不上油，按额定转速选用电动机转速。

13）电动机因修理中励磁、绕法、匝数、线圈规格等变化引起油泵速度变化，导致不易判断的故障，需要专业修理或更换原机。

14）进出油口安装错误、齿轮泵和柱塞泵滑动副间隙大、叶片泵的叶片在转子槽内卡死或叶片和转子方向装反等导致压力调不上去。

15）液压马达工作负载过大，导致油泵卡死，叶片碎裂，转子和定子受损，更换泵芯前，先检查端盖是否磨损，安装时注意定子、转子方向，装好后给泵内加油再试机。

1.6 材料造成的爬行故障

1）停机时间过长，再次开机前，要清理缸道、油管中吸入的空气，检查系统及各元件密封程度，固定程度，装置合格程度，观察是否有移位偏心现象，油箱油量，各部位的润滑情况等。

2）缸某处形成负压，从外部吸入空气，找出负压处加以密封。

3）密封圈通常单独放在V形板块上调整，有时同活塞一起放在V形板块上，用压力机压紧、控制平展，用螺旋测微尺或千分表校正调直，安装密封圈若压得过紧，易导致液压缸爬行[8]。

4）活塞杆长时间的使用变得弯扭不直，或材料刚性差高温工作时间过长导致软化变形，活塞与活塞杆装配精度不够，同轴度差，活塞杆固定端螺母上得太死捆绑过度，无法使活塞杆处于自然轻松状态，都会引起爬行。

5）安装滑块时，对准滑块口缓缓推进去，将滑块尾部保护塑料块顶出直至脱落，待滑块完全进入导轨后，往复移动滑块，调整压条，感到运动自如没有明显的阻断就行，若夹得太紧或与缸不平行，会导致爬行。

6）导轨未按要求润滑、液压缸内壁因脏污摩擦或安装不合理损害失去光滑、活塞表面磨伤，压力时高时低，爬行明显呈现规律性。

7）换向阀到液压缸之间的管道容积本来就比液压缸容积大，当空气钻入液缸，进一步增大了换向阀到液压缸之间的管道容积，缸工作后管道有排不净的余油，混入的空气也不会排净，导致爬行[9]。

8）液压泵吸入空气、液压泵的油液中混入空气。

9）工作台和液压缸平行程度欠佳、缸腔孔的锥度及圆度不符合标准，缸盖的轴线和活塞杆的轴线不同线，导向套与活塞杆之间的工作空隙不足，系统出现别劲，导致爬行。

10）缓冲行程段出现爬行，其原因多为全程活塞与缸筒间隙不匀、缸盖与缸筒不同心、缓冲柱塞或缓冲环配合孔偏心或倾斜，仔细检查，绝不能使用不合格的零件。

因篇幅有限，材料因素引起的噪声超大、振动过强、冲击太大、缓冲异常、速度达不到规定值、温度超常等液压系统故障就不再一一例析。

2 液压系统故障诊断发展趋势

维修的快速响应力、多维度解决能力，是消费者最关注的问题之一，采用智能诊断故障系统是液压系统故障诊断的发展趋势。

2.1 液压材料因素引起的故障归属是智能诊测的基础

实践证明液压系统某一故障的产生往往由不同原因导致，同时同一原因可导致不同的故障，这就必须对故障进行梳理，归属故障节点，为智能诊测建立数据库。例如，依据以上结构因素引起的故障，可梳理出导致液压系统“压力故障”的多种原因。

1）主阀芯阻尼孔堵塞扼滞、主阀芯在开启位置卡滞、调压弹簧劲度系数变化弯曲或变短、主阀芯配合差不复位、锥阀损坏或锥阀钢球未装、电磁阀线圈短路、铁芯被缠死、励磁设置损坏、滑阀被掐死等导致压力调不上去。

2）主阀芯在停机状态突然卡死、先导阀阀芯与阀座结合面黏住、调压弹簧突然弯曲卡滞等造成压力突然升高；主阀芯阻尼孔突然被堵死、主阀盖处密封垫突然破损、电磁铁突然断电使溢流阀卸荷、先导阀阀芯突然破裂、调压弹簧突然折断等导致压力突然下降；主阀芯锥面封闭不良、阀芯阀座结合不严、主阀芯或阀座锥面磨损或不圆、主阀芯锥面与阀座锥面不同心、主阀压盖处封闭不良、先导阀的调压弹簧刚性变化等致使压力调不高；主阀芯动作不灵活、阻尼孔时堵时通、锥面与阀座锥面接触不良、阻尼孔径太大、调节压力的螺钉松动使压力变动等导致压力波动[10]。

3）当排量选择过大或压力选择过高，一旦电动机输出和机械驱动机构输出功率太小，会导致液压系统压力不足，要根据使用需要选择合适的排量。

4）油泵的叶片在转子槽内间隙大，高压油向低压腔流动，或叶片在转子槽内间隙小被卡住、柱塞与缸体间隙大漏油、泵和吸油管口密封不严、辅助泵有故障等导致压力不稳定，集成通道块设计不佳、各阀或卸荷阀设定值不对、变量机构不工作、蓄能器和充气阀失效等都会使系统压力不正常。

5）过滤器精度选得过高，污染物堵塞越严重，不仅吸油困难，还会空化，加速泵的磨损使压力不足，应选取能够滤除与元件运动间隙尺寸相近颗粒的精度过滤器。

6）安装液压泵传动键时键宽公差不合适，或平键选用不标准，导致传动键脱落，无压力，平键是国家统一标准零件，可以按照国标来选用；传动键连接较松或连接较紧、接键损坏或传动系统其他零件损坏，导致系统不能工作，无压力。

7）进出油口安装错误、齿轮泵和柱塞泵滑动副间隙大、叶片泵的叶片在转子槽内卡死或叶片和转子方向装反等导致压力调不上去。

8）在两个螺旋油套结合处，若将导向钢丝装错方向，会使系统压力调节失常。

另外，还有一些导致压力异常的现象，详见：1.1.1；1.1.2；1.1.3；1.1.4 1）；1.1.4 3）；1.2.1；1.2.2 1）；1.2.2 2）；1.2.2 4）；1.2.3 3）；1.2.3 4）；1.3.2 9）；1.3.3 6）；1.5 2）和1.5 10）。

2.2 几种智能诊断的评价及注意事项

“基于频谱分析和卷积神经网络用于高速轴向柱塞泵的空化”故障诊断，采用不同空化等级对柱塞泵壳振动信号进行切片分析，获得频谱图作为数据集，基本能分析出空化故障等级，但这种诊断模板信噪比越低，诊断准确率越低，人工分析费时；“基于时间特征分割和降维普类的液压系统内泄”故障分析比K均值聚类、密度聚类等更能有效提取压力信号的敏感特征，诊断准确率较高，但较适应于泄漏数量少的情况，也无法分析泄漏源；又如“基于BP神经网络的快速起竖装置的液压系统”故障诊断、“故障树方法”对重型液压机进行故障诊断、“基于经验模式分解（EMD）和包络谱分析”的诊断方法都存在数据样本过少、数据不平衡等缺憾。

液压机械的用户作为总需求，是激活、释放和优化维修、技改和升级的需求；围绕用户需求，通过发展维修、技改和循环再制造，才能提高维修性的效度、信度。智能诊断创新发展应注意以下几方面：

1）积累故障节点，丰富建模数据。智能诊测是建立在非线性大规模连续时间模拟并行分布处理为主流的神经网络理论，必须给定模仿标本才能完成模拟识别，输入数据量越大，输出数据比较度越明显，系统识别力度越大。

2）依据灰色理论，解决数据缺乏、不确定性问题的原始数据序列生成后，建立微分方程，进行模拟诊断，因此原始数据尽可能接近本位，即尽力提供液压系统结构因素引起的故障数据。因系统噪声污染，原始数据离乱，所以必须把离乱归纳为灰色数列中，或研制滤净噪声的集成电子板块。

3）采用模糊诊断要注意隶属度原则、阈值原则、择近原则、共性原则的辨识性，使节点归属清晰，定位准确，提高诊测时效、准确率。模数据的保真性越好，区别度越高，故障节点和归属越容易诊出。

4）引进数字孪生（DT）作为用虚拟显示设备元件实体技术，提供故障分析坐标点。在DT中，基于人类专家诊断经验、实体原型、物理模型、实时传感器数据，整合物理空间多维数据，建立高保真模型，建模分析。

3 结束语

目前，液压系统故障诊测仍以传统方法为主，逐渐使用大数据诊测，其方法主要有观察叩诊法、仪器协助法、标件对比法、逻辑剔除法、智能诊断法等。智能诊测的发展必须避开定势思维，抛弃前科学干扰。本文之所以打破从故障出发分析故障，目的在于立足系统材料因素分析产生的故障，能及时反馈设备不足及缺陷，便于对液压系统更新改良，使液压系统设备运转故障排除科学化、智能化，缩短迭代周期。