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淺談礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)故障分析
隨著我國(guó)礦山機(jī)械的快速發(fā)展，在礦山巖石鉆進(jìn)、鏟裝、運(yùn)輸、破碎及選礦等設(shè)備中，液壓技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，其重要性日益凸顯。
但是，由于礦山機(jī)械工作環(huán)境惡劣，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，進(jìn)而在一定程度上容易引發(fā)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障，由于液壓裝置對(duì)污染較為敏感，并且液壓系統(tǒng)在密封的環(huán)境中運(yùn)行，進(jìn)而在內(nèi)部容易發(fā)生損壞和失效，使得故障原因變得越加復(fù)雜，并且難以確定故障部位，同時(shí)，多樣的故障形式也使檢測(cè)與判斷更困難。
因此，分析、處理礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)存在的故障，對(duì)于礦山機(jī)械的正常運(yùn)行具有重要的意義。
1 礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障
1.1 液壓系統(tǒng)存在噪聲大、振動(dòng)強(qiáng)烈 空氣進(jìn)入液壓缸、管內(nèi)油流速激烈，以及閥換向、壓力閥等工作不良，進(jìn)而在一定程度上造成系統(tǒng)共振。
1.3 系統(tǒng)動(dòng)作不正常 ①執(zhí)行元件無(wú)動(dòng)作。
在礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)中，由于電磁閥中的電磁鐵發(fā)生故障，進(jìn)而在一定程度上直接影響限位、順序裝置的正常工作，進(jìn)一步損壞缸或馬達(dá)等。
�、趫�(zhí)行元件動(dòng)作太慢。
礦山機(jī)械的液壓泵輸出流量比較低，或者液壓系統(tǒng)存在嚴(yán)重的泄漏，造成油液黏度過(guò)高或過(guò)低，造成閥芯卡澀，進(jìn)一步磨損缸或馬達(dá)。
�、蹌�(dòng)作不規(guī)則。
液壓系統(tǒng)壓力不正常，空氣混合在油中，進(jìn)而造成閥芯出現(xiàn)卡澀，同時(shí)磨損、損壞缸和馬達(dá)。
1.4 系統(tǒng)液壓沖擊大 ①換向時(shí)產(chǎn)生沖擊。
在換向的過(guò)程中，由于液壓系統(tǒng)的關(guān)閉或開(kāi)啟在短時(shí)間內(nèi)完成，在一定程度上使得動(dòng)能、勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)換產(chǎn)生巨大的沖擊。
�、谠谶\(yùn)動(dòng)過(guò)程中，液壓缸突然被制動(dòng)或到達(dá)終點(diǎn)。
由于液壓缸的動(dòng)量、慣性等在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中比較大，如果突然被制動(dòng)或發(fā)生碰撞，進(jìn)而在一定程度上增加壓力。
1.5 系統(tǒng)油溫高 設(shè)定的壓力在礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)中往往比較高。
溢流閥、卸荷閥等卸荷回路元件工作不正常。
卸壓時(shí)間比較短。
油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，或者油量不足。
2 其他故障
2.1 泵不出油 ①在工作過(guò)程中，由于沒(méi)有連接電源，或者電路及元件存在故障，進(jìn)而在一定程度上導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)軸不能正常轉(zhuǎn)動(dòng)，或者引發(fā)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得液壓泵出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。
�、谑馨l(fā)熱的影響和制約，造成電動(dòng)機(jī)跳閘。
溢流閥調(diào)壓過(guò)高，超荷載后導(dǎo)致液壓泵出現(xiàn)悶泵現(xiàn)象，卡死溢流閥芯或堵塞阻尼孔，使得電機(jī)發(fā)生故障。
③卡死泵內(nèi)部滑動(dòng)副卡死。
�、鼙貌晃停阂l(fā)這種故障的原因主要包括：油位過(guò)低;柱塞泵變量機(jī)構(gòu)出現(xiàn)失靈，加工精度不夠，裝配不到位，進(jìn)而在一定程度上使得油溫過(guò)高影響零件的形成等。
2.2 泵噪聲大 ①存在嚴(yán)重的吸空現(xiàn)象。
由于堵塞局部的吸油過(guò)濾器，使得吸油阻力進(jìn)一步增加;縮短了吸油管與油面間距離;吸油(油液面)位置高(低);吸油過(guò)濾器過(guò)流面積比較小。
�、谖霘馀�。
部分空氣溶解在油液中;因回油渦流相對(duì)比較劇烈，進(jìn)而在回油過(guò)程中容易生成泡沫;在管道內(nèi)或泵殼內(nèi)出現(xiàn)空氣。
�、垡簤罕貌荒苷９ぷ鳌�
無(wú)論是定子環(huán)內(nèi)，還是齒輪等，其精度都比較低，在工作過(guò)程中存在擺差大等現(xiàn)象，泵內(nèi)軸承、零部件受到不同程度的破損。
�、鼙米陨斫Y(jié)構(gòu)存在問(wèn)題。
出現(xiàn)嚴(yán)重的困油現(xiàn)象，無(wú)論是流量脈動(dòng)，還是壓力脈動(dòng)都比較大。
�、莸V山液壓泵安裝不到位。
與聯(lián)軸器相比，泵軸和電動(dòng)機(jī)軸的同軸度比較差，并伴有一定的松動(dòng)。
2.3 泵出油量不足 ①泵內(nèi)部滑動(dòng)零件發(fā)生嚴(yán)重磨損。
a葉片泵配油盤(pán)端面、齒輪端面與測(cè)板等磨損比較嚴(yán)重;b齒輪泵泵體孔因軸承損壞出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損;c嚴(yán)重的磨損柱塞泵柱塞與缸體孔、配油盤(pán)與缸體端面等。
�、谝簤罕醚b配不到位。
a定轉(zhuǎn)子，柱塞與缸體，泵體與側(cè)板之間的間隙過(guò)大;b泵蓋上螺釘出現(xiàn)松動(dòng);c反裝葉片和轉(zhuǎn)子。
2.4 壓力、流量不穩(wěn)定 在輸出功率方面，電動(dòng)機(jī)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較小，通常情況下是因排量、壓力過(guò)大造成的。
在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)，個(gè)別葉片間隙過(guò)大，高壓油流向低壓腔。
2.5 異常發(fā)熱 ①裝配不到位。
a間隙不合理;b裝配質(zhì)量差，傳動(dòng)部分的同軸度大大降低;c軸承的潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)排油口受阻。
�、谟鸵嘿|(zhì)量比較差。
在黏一溫特性方面，油液比較差，黏度波動(dòng)比較大;油液不純，含有大量的水。
�、酃苈钒l(fā)生故障。
泄吸油管被壓扁或者堵死，或者是吸泄油管較細(xì)，彎頭較多，進(jìn)而在一定程度上難以滿(mǎn)足排油的需要。
2.6 軸封漏油 ①安裝不到位。
密封件唇口被裝反;骨架彈簧出現(xiàn)脫落;軸倒角不當(dāng)，翻開(kāi)密封唇口，通過(guò)花鍵軸時(shí)拉傷密封唇口。
a軸倒角太小;b軸倒角處比較粗糙。
�、谳S和溝槽加工缺乏相應(yīng)的精度。
a加工軸存在錯(cuò)誤，軸頸不合理。
b溝槽加工存在錯(cuò)誤，導(dǎo)致溝槽不合理，甚至被損傷，進(jìn)而裝斜油封，進(jìn)一步導(dǎo)致油從外周漏出。
�、塾头獯嬖谌毕�。
油封存在質(zhì)量問(wèn)題，不論是耐油性，還是對(duì)液壓油的相容性，都比較差，引起變質(zhì)、老化、失效等進(jìn)而在一定程度上容易引發(fā)漏油。
�、芏氯褂涂�，增加了泄油。
接觸面因密封唇口變形而增加，因摩擦產(chǎn)生熱，進(jìn)而發(fā)生老化，進(jìn)一步導(dǎo)致油封失效。
2.7 液壓控制系統(tǒng)故障 ①在系統(tǒng)中輸入控制信號(hào)后，執(zhí)行元件不動(dòng)作。
�、谠谙到y(tǒng)中輸入控制信號(hào)后，沿著某一方向，執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)到底。
③執(zhí)行元件零位不準(zhǔn)確。
需要對(duì)伺服閥的調(diào)零偏置信號(hào)、調(diào)零、顫振信號(hào)的正常性進(jìn)行檢查。
�、芘c輸入信號(hào)相比，執(zhí)行元件出現(xiàn)振蕩或滯后現(xiàn)象。
需要對(duì)伺服放大器的放大倍數(shù)、系統(tǒng)油壓等進(jìn)行檢查。
3 診斷故障的方法
3.1 主觀診斷技術(shù) 所謂主觀診斷技術(shù)，通常情況下是指維修人員借助簡(jiǎn)單的診斷儀器或設(shè)備，結(jié)合自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而在一定程度上研究、分析、判斷故障產(chǎn)生的原因和部位，其診斷方法主要包括：①直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)法。
所謂直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)法通常情況下是指憑感官和經(jīng)驗(yàn)，維修人員對(duì)故障原因通過(guò)看、聽(tīng)、摸、聞、問(wèn)等方式進(jìn)行相應(yīng)的排查和分析。
判斷故障的具體過(guò)程主要表現(xiàn)為：a看。
就是查看執(zhí)行元件的爬行、無(wú)力、速度異常等現(xiàn)象。
b聽(tīng)。
通過(guò)聽(tīng)判斷泵和馬達(dá)是否存在異常聲響.以及溢流閥是否存在尖叫聲等。
c摸。
通過(guò)觸摸判斷系統(tǒng)元件的油溫、沖擊，以及振動(dòng)的大小等。
d聞。
通過(guò)聞，判斷油液是否存在變質(zhì)、軸承是否存在燒壞等現(xiàn)象。
e問(wèn)。
通過(guò)詢(xún)問(wèn)設(shè)備操作者，進(jìn)而在一定程度上了解液壓系統(tǒng)的工況。
�、趨�(shù)測(cè)量法。
所謂參數(shù)測(cè)量法是指利用系統(tǒng)回路中測(cè)得的工作參數(shù)與系統(tǒng)工作的正常值進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)一步對(duì)故障及故障部位進(jìn)而確定。
�、圻壿嫹治龇�。
邏輯分析法是指分析元件、系統(tǒng)、設(shè)備之間的邏輯關(guān)系，進(jìn)而在一定程度上對(duì)故障的發(fā)生部位進(jìn)行確定。
�、芏陆胤ā�
堵截法需要分析液壓系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，結(jié)合故障的實(shí)際情況，進(jìn)而在一定程度上選擇確定相應(yīng)的堵截點(diǎn)。
3.2 儀器診斷技術(shù) 借助儀器顯示或計(jì)算機(jī)運(yùn)算等，對(duì)液壓系統(tǒng)的壓力、流量、執(zhí)行部件的速度等進(jìn)行研究分析，在一定程度上對(duì)故障部位和故障原因進(jìn)行判斷。
3.3 智能診斷技術(shù) 通過(guò)對(duì)人腦機(jī)能進(jìn)行模擬，進(jìn)而在一定程度上獲取、傳遞故障信息，借助專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)以及相應(yīng)的診斷策略，進(jìn)一步識(shí)別、預(yù)測(cè)診斷對(duì)象。
其中，基于人工智能的專(zhuān)家診斷系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)某一領(lǐng)域內(nèi)有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家解決問(wèn)題的模式進(jìn)行模仿在計(jì)算機(jī)中輸入相應(yīng)的故障現(xiàn)象，通過(guò)模擬進(jìn)一步顯示相應(yīng)的維修、預(yù)防方案或措施等。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，為了確保礦山機(jī)械正常工作，通常情況下需要做好故障診斷工作，需要對(duì)熟悉和掌握液壓元件的工作特性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理等，并且在一定程度上掌握液壓元件、輔件、系統(tǒng)之間的配置關(guān)系，建立和完善設(shè)備維修、護(hù)理制度，同時(shí)積累相應(yīng)的數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)記錄。
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