【導(dǎo)讀】本文主要闡述了工程機械的液壓系統(tǒng)的故障診斷的方法和步驟。分析了液壓元件常見故障及排除方法。系統(tǒng)漏油的防治。文章最后介紹了液壓系統(tǒng)故障診斷的發(fā)展趨勢。

　　

【正文】 路外側(cè)管壁變薄，內(nèi)側(cè)管壁存在皺紋，使管路在彎曲處存在很大內(nèi)應(yīng)力，強度大大減弱，在劇烈振動或高壓沖擊時，管路就易產(chǎn)生橫向裂紋而漏油；如果彎曲半徑過大，當(dāng)管內(nèi)油壓脈動時就易產(chǎn)生縱向裂紋而漏油。安裝軟管時同樣要注意彎曲處的半徑，通常應(yīng)使彎曲半徑大于 9倍軟管外徑，彎曲處到管接頭的距離至少等于 6倍 軟管外徑。 b 注意管路使用環(huán)境 液壓系統(tǒng)在工作過程中，要時刻注意環(huán)境的變化。管路（特別是軟管）如果安裝不當(dāng)，極易受環(huán)境影響而變形，造成漏油事故。因此，軟管直線安裝時要有30％左右的余量，以適應(yīng)油溫變化、軟管所受拉力和振動的需要；橡膠管應(yīng)避開高溫和腐蝕性氣體，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重龜裂、變硬或鼓泡現(xiàn)象，就應(yīng)立即更換；如果西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 20 系統(tǒng)軟管較多，應(yīng)分別安裝管夾加以固定或用橡膠板隔開，以避免管路錯亂。 c 合理固定安裝 在安裝油管時，切忌不顧管路的長度、角度、螺紋是否合適而強行裝配，這會使管路變形，產(chǎn)生安裝應(yīng)力，同時很容易碰傷管路而導(dǎo) 致其強度下降；安裝時還要注意油管的固定，以防擰緊螺栓時管路隨之一起轉(zhuǎn)動，造成管路扭曲或與別的部件相碰而產(chǎn)生摩擦，縮短管路使用壽命；管路卡子的固定要適宜，如果過松會使管路與卡子間產(chǎn)生的摩擦、振動加強；如果過緊則使管路表面夾傷變形，所有這些情況都會使管路破損而漏油。 （ 2） 防止油溫過高 液壓系統(tǒng)油液的工作溫度一般維持在 35～ 60℃的范圍較好。油溫太高將使能，并可能具有酸性。在間斷使用時，可根據(jù)具體情況隔半年至一年換油一次。 （ 3） 液壓設(shè)備及元件的維護保養(yǎng) 對露天停放的工程機械或液壓設(shè)備，應(yīng)加蓋蒙布，做好防塵、防 雨雪工作，雨雪過后應(yīng)及時進行除水、晾曬和防銹。對于液壓元件不要輕易拆卸，如必須拆卸時，應(yīng)將零件清洗后放在干凈的地方，重新裝配時要防止金屬屑、棉紗等雜質(zhì)落入元件中。在液壓元件維修時，也應(yīng)防止雜物、水分帶入液壓系統(tǒng)。 （ 4） 正確選用和裝配密封件 密封件是以彈性材料制作、用于阻絕或控制流體之流向，阻止工作介質(zhì)的泄漏及防止外界氣體、灰塵等侵入，達到密封要求的元件。密封件保證了液壓系統(tǒng)高效、長期、安全、穩(wěn)定的工作，如果密封件選用或裝配不當(dāng)，將會造成液壓油的泄漏。 a 選用合適的密封件 密封件的選擇是根據(jù)實際情況而定的 。不同的工作壓力、溫度、介質(zhì)、運動形式、運動速度決定了密封件的不同類型。例如 O 形圈適用于靜止、旋轉(zhuǎn)運動的密封； Y 形圈的耐磨性好，適合于往復(fù)運動的密封等等。在領(lǐng)取密封件時要認(rèn)真查看出廠時間、變形、老化以及尺寸是否合格等各方面情況，有問題者絕不能勉強使用。 b 正確裝配密封件 安裝密封圈時，因不慎被花鍵、螺紋等銳邊處的毛刺劃傷就會造成漏油，這在維修裝配工作中要特別小心。當(dāng)密封圈安裝須通過軸上有鍵槽、螺紋等開口部分時，應(yīng)使用引導(dǎo)工具，裝配不要用螺絲刀等金屬工具，否則會劃傷密封圈，還會使其扭曲。裝配時還應(yīng)注意方向的 正確性，有方向性的密封圈唇部如果裝反，不僅起不到密封作用，而且會引起漏油。安裝時用力不當(dāng)亦會導(dǎo)致漏油，例如，安裝 O 形圈時，不要將其拉到永久變形的位置，也不要邊滾動邊安裝，否則可西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 21 能因密封圈扭曲而造成漏油。 5 液壓系統(tǒng)故障診斷的發(fā)展趨勢 隨著數(shù)據(jù)處理技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)飛速發(fā)展以及不同學(xué)科之間的融合，液壓系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)已經(jīng)逐漸從傳統(tǒng)的主觀分析方法 ，向著虛擬化、高精度化、智能化、狀態(tài)化、網(wǎng)絡(luò)化、交叉化的方向發(fā) 。 （ 1）虛擬化 虛擬化則是指監(jiān)測與診斷儀器的虛擬化。傳統(tǒng)儀器是由工廠制造的，其功 能和技術(shù)指標(biāo)都是由廠家定義好的，用戶只能操作使用，儀器的功能和技術(shù)指標(biāo)一般是不可更改的。隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速發(fā)展和不斷更新，在國際上出現(xiàn)了在測試領(lǐng)域挑戰(zhàn)整個傳統(tǒng)測試測量儀器的新技術(shù)，這就是虛擬儀器技術(shù)。 “ 軟件就是儀器 ”， 反映了虛擬儀器技術(shù)的本質(zhì)特征。一般來說，基于計算機的虛擬儀器系統(tǒng)主要是由計算機、軟面板及插在計算機內(nèi)外擴槽中的板卡或標(biāo)準(zhǔn)機箱中的模塊等硬件組成，有些虛擬儀器還包括有傳統(tǒng)的儀器。由于其具有開發(fā)環(huán)境友善，具有開放性和柔性，若增加新的功能可方便地由用戶根據(jù)自己的需要對軟件作 適當(dāng)?shù)母淖兗纯蓪崿F(xiàn)，用戶可以不必懂得總線技術(shù)和掌握面向?qū)ο蟮恼Z言等特點，使得將其應(yīng)用于液壓系統(tǒng)乃至整個機械設(shè)備監(jiān)測與診斷儀器及系統(tǒng)是一個新的發(fā)展方向。 （ 2）高精度化 對于高精度化，是指在信號處理技術(shù)方面提高信號分析的信噪比。不同類型的信號具有不同的特點，即使是同一類型的信號也可以從不同的角度進行描述和分析，以揭示事物不同側(cè)面之間的內(nèi)在規(guī)律和固有特性。對于液壓系統(tǒng)而言，其信號、系數(shù)通常是瞬態(tài)的、非線性的、突變的，而傳統(tǒng)的時域和頻域分析只適用于穩(wěn)態(tài)信號的分析，因此往往不能揭示其中隱含的故障信息，這就需要尋找一 種能夠同時表現(xiàn)信號時域和頻域信息的方法，時頻分析就應(yīng)運而生。小波分析就是這種分析的一種典型應(yīng)用，將小波理論應(yīng)用于這些信號的處理上，可以大大提高其分辨率?？梢灶A(yù) 見，信號分析處理技術(shù)的發(fā)展必將帶動故障診斷技術(shù)的高精度。 （ 3）狀態(tài)化 狀態(tài)化是對監(jiān)測與診斷而言。據(jù)美國設(shè)備維修專家分析，有將近 1/3 的維修費用屬于 “ 維修過剩造 ” 成的費用，原因在于：目前普遍采用的預(yù)防性定期檢修的間隔周期是根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果確定，在這個周期內(nèi)僅有 2%的設(shè)備可能出現(xiàn)故障，而 98%的設(shè)備還有剩余的運行壽命，這種謹(jǐn)慎的定期大修反而增加了停機率。美國 航空公司對 235 套設(shè)備普查的結(jié)果表明， 66%的設(shè)備由于人的干預(yù)破壞了原來西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 22 的良好配合，降低了可靠性，造成故障率上升。因此，將預(yù)防性定期維修逐步過渡到 “ 狀態(tài)維修 ” 已經(jīng)成為提高生產(chǎn)率的一條重要途徑，也是現(xiàn)代設(shè)備管理的需要。隨著科技的發(fā)展，可以利用傳感技術(shù)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)、紅外測溫技術(shù)和超聲波技術(shù)，跟蹤液體流經(jīng)管路時的流速、壓力、噪聲的綜合載體信號產(chǎn)生的時差流量信號和壓力信號，并結(jié)合現(xiàn)場的各種傳感器，對液壓系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)（壓力、流量、溫度、轉(zhuǎn)速、密封性能）進行 “ 在線 ” 實時檢測。這就能從根本上克服目前對液壓系統(tǒng) “解體體檢 ”的弊端，并能實現(xiàn)監(jiān)測與診斷的狀態(tài)化，解決 “ 維修不足 ” 與 “ 維修過剩 ” 的矛盾。 “” （ 4）智能化 隨著人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是知識工程、專家系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在診斷領(lǐng)域中的進一步應(yīng)用，人們已經(jīng)意識到其所能產(chǎn)生的巨大的經(jīng)濟和社會效益。同時由于液壓系統(tǒng)故障所呈現(xiàn)的隱蔽性、多樣性、成因的復(fù)雜性和進行故障診斷所需要的知識對領(lǐng)域?qū)＜覍嵺`經(jīng)驗和診斷策略的嚴(yán)重依賴，使得研制智能化的液壓故障診斷系統(tǒng)成為當(dāng)前的趨勢。以數(shù)據(jù)處理為核心的過程將被以知識處理為核心的過程所替代；同時，由于實現(xiàn)了信號檢測、數(shù)據(jù)處理與知識 處理的統(tǒng)一，使得先進技術(shù)不再是少數(shù)專業(yè)人員才能掌握的技術(shù)，而是一般設(shè)備操作工人所使用的工具。 （ 5）網(wǎng)絡(luò)化 隨著社會的進步，現(xiàn)代大型液壓系統(tǒng)非常復(fù)雜、十分專業(yè)，需要設(shè)備供應(yīng)商的參與才能對它的故障進行快速有效的診斷，而設(shè)備供應(yīng)商和其它專家往往身處異地，這就使建立基于 Inter 的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測與故障診斷成為開發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷的必然趨勢．遠(yuǎn)程分布式設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)如圖51 所示。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 23 I n t e r n e t遠(yuǎn) 程 服 務(wù) 中 心企 業(yè) 級 診 斷 中 心廠 級 診 斷 中 心 廠 級 診 斷 中 心 廠 級 診 斷 中 心實 時 監(jiān) 測 系 統(tǒng)實 時 監(jiān) 測 系 統(tǒng)設(shè) 備 傳 感 器 前 置 放 大抗 泥 濾 波采 樣 量 化數(shù) 據(jù) 流遠(yuǎn) 程 服 務(wù) 中 心I n t e r n e t 公 共 電 話 網(wǎng)離 線 檢 測 系 統(tǒng)實 時 監(jiān) 測 系 統(tǒng) 實 時 監(jiān) 測 系 統(tǒng)網(wǎng) 線 、 電 話 線 、 無線 傳 輸電 話 線 、 無 線傳 輸監(jiān) 測 點 圖 51 遠(yuǎn)程分布式設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng) 的典型結(jié)構(gòu) （ 6）交叉化 交叉化是指設(shè)備的故障診斷技術(shù)與人體醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)的發(fā)展交叉化。從廣義上看，機械設(shè)備的故障診斷與人體的醫(yī)學(xué)診斷一樣，他們之間應(yīng)該具有相通之處。特別是液壓系統(tǒng)，更是如此。因為液壓系統(tǒng)的組成與人體的構(gòu)成具有許多可比性：液壓 油 如同人的 血液 ，液壓 泵 如同人的 心臟 ，壓力 表 如同人的 眼睛 ， 執(zhí)行元件 如同人的 四肢 ，而 控制系統(tǒng)和傳感器 就如同人的 大腦和神經(jīng) ，不斷根據(jù)執(zhí)行元件的反饋信息發(fā)出各種控制指令。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 24 結(jié)束語 剛開始寫的時候，無從下手還是認(rèn)真看課本和圖書館資料，要分析液壓系統(tǒng)原理，主要還 是要靠自己鉆研出來。其實知識是要適應(yīng)社會發(fā)展，我們要學(xué)會的不僅是現(xiàn)在的知識，更重要的是以后我們在短時間內(nèi)如何獲得我們所要的知識。 世上很多事情，不是因為難以做到，我們才失去信心；相反，是因為我們失去了信心，事情才顯得難以做到。是的，我們得承認(rèn)，我們還很多很多的東西不知道，但我們可以努力，努力可能得到我們想要的，但是不努力一定得不到；優(yōu)秀的人到處是，努力的人也隨時可以看到，我們可以通過努力使自己變得更優(yōu)秀。 運用 觀察診斷法和 儀器檢 測 法 ， 在診斷液壓系統(tǒng)故障 時 ， 兩種方法 相結(jié)合，能 大大提高了故障診斷的快速性和準(zhǔn)確性 。首先 儀器檢 測 法 是定量的，這就避免了個人診斷的盲目性和經(jīng)驗性，診斷結(jié)果符合實際。其次故障診斷速度快，經(jīng)過幾秒到幾十秒即可 測得系統(tǒng)的準(zhǔn)確參數(shù)，再經(jīng)維修人員簡單的分析判斷即得到診斷結(jié)果。 儀器檢 測 診斷回路具有以下功能： （ 1） 能直接測量并直觀顯示液流流量、壓力和溫度，并能間接測量泵、馬達轉(zhuǎn)速。 （ 2） 可以利用溢流閥對系統(tǒng)中被測部分進行模擬加載，調(diào)壓方便、準(zhǔn)確；為保證所測流量準(zhǔn)確性，可從溫度表直接觀察測試溫差 (應(yīng)小于 177。3℃) 。 （ 3） 適應(yīng)于任何液壓系統(tǒng)，且某些系統(tǒng)參數(shù)可實現(xiàn)不停車檢測。 （ 4） 結(jié)構(gòu)輕便簡單，工作可 靠，成本低廉，操作簡便。 這種檢測回路將加載裝置和簡單的檢測儀器結(jié)合在一起，可做成便攜式檢測儀，測量快速、方便、準(zhǔn)確，適于在現(xiàn)場推廣使用。它為檢測、預(yù)報和故障診斷自動化打下基礎(chǔ)。 液壓系統(tǒng)漏油是液壓設(shè)備的共性問題，液壓系統(tǒng)漏油的原因很多，涉及面廣，如果從管路安裝、油溫、油液污染和選用裝配密封件等方面都認(rèn)真研究控制，漏油問題是可 決的。西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 25 謝詞 為期三個月的畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了，本次畢業(yè)設(shè)計是在李老師的悉心關(guān)懷和精心指導(dǎo)下完成的，從課題的選定到方案的確立，從思想的產(chǎn)生到具體的實現(xiàn)無不傾注了他的心血和辛勞。李老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕?學(xué)態(tài)度，細(xì)致的工作作風(fēng)，誨人不倦的教學(xué)精神，讓我終生難忘，受益匪淺。他的強烈的事業(yè)心和高度的責(zé)任感將激勵我在今后的學(xué)習(xí)和工作中不斷努力進取。 另外，感謝校方給予我這樣一次機會，能夠獨立地完成一個 畢業(yè)設(shè)計 并在這個過程當(dāng)中，給予我們各種方便，使我們在即將離校的最后一段時間里，能夠更多學(xué)習(xí)一些實踐應(yīng)用知識，增強了我們實踐操作和動手應(yīng)用能力，提高了獨立思考的能力。 在此我謹(jǐn)向我的導(dǎo)師以及在畢業(yè)設(shè)計過程中給予我很大幫助的老師、同學(xué)們致以最誠摯的謝意！ 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 26 參考文獻 [l] 張奕 .工程機械液壓系統(tǒng)分析及故障診斷 .北京 :人民交通出版社 . 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