工程机械液压系统现场故障诊断探析

摘要:工程机械在当前的工程施工中已经得到了广泛的使用，并且替代了大量繁重的人力劳动，这对施工企业来说，是一个重大的进步。在工程机械的动力系统中，大部分使用的都是液压传动系统，因此，液压系统的运转情况决定着整个机械系统运转健康与否，也是施工企业保持竞争力的重要条件。在实际的施工机械维护中，由于环境的不同以及技术上的限制，往往不能及时发现机械出现的问题和隐患。因此，本文将分析如何对施工机械的故障进行诊断，并提出几种行之有效的方法，以提高我国的施工企业在液压故障诊断与维护技术上的进步。

关键词:工程机械;液压系统;故障;诊断;维护

0前言

当工程机械的液压系统出现故障时，主要从以下几点进行思考找出发生故障的原因:(1)液压系统的回路出现了问题，与系统的回路间发生了相互干扰的情况，也有可能是因为某单个元件出现了异常从而引起了故障［1］;(2)液压设备组件出现了磨损。这是因为，在一般情况下，工程机械的工作环境非常恶劣，其运动杆暴露在空气中，这样使得运动杆在运动的过程中非常容易遭到空气中污染物的腐蚀，且由于工作环境的原因，导套和杆件之间特别容易混入其它的污染物，从而加重组件之间的污染［2］;(3)液压系统本身的设计是关乎其性能的根本。在施工设备中常见的问题比如封闭性的问题正是因为设计的不合理的原因造成的。在机械中常见的连接口处没有密封导致污物容易混入设备中，这些污物跟随油进入到液压系统中去，导致了机械设备的损耗加重，加大发生故障的频率。在建筑行业中，当前越来越多的企业使各种大型的机械设备，因此，这些设备的维护以及检测是保证它们生命力的重要手段。在机械出现故障之前排除可能的故障因素，以提高机械设备的工作效率，从而降低企业的施工成本，增强企业的竞争力［3］。所以，日常的机械故障诊断和维护工作是非常重要的，机械设备的管理人员也因此显得格外重要，他们懂得机械设备的维护知识，能够掌握故障的诊断技术是保证设备能够正常稳定运行的关键所在。

1故障诊断方法

1.1常规的诊断方法

工程设备的常用故障诊断方法有模糊诊断法、故障数分析法等等，无外乎以下几种组成:(1)对故障知识的获取既将各种机械专家的知识提取出来，并能够总结分析出这些知识作用，保证知识的一致性［4］。(2)故障知识的表达将知识进行框架分类处理，对不同的框架知识之间的层次结构进行问题诊断时，就可能使用这个框架来直观地得到故障知识的逻辑流程图。(3)推理机制的实现对于专家在设备问题的处理上，既要利用他们的知识将所得的结果转换成能为计算机所用之外，还要做到对设备故障的推理机制的实现。该推理机制的主要有:①液压元件故障推理;②液压回路故障推理［5］。(4)测试、评价和维护诊断系统使用自然语言，因此它的交互界面非常友好，系统的透明度也较高，也因此用利于知识库的编写和迭代［7］。

1.2对换诊断法

在现场维修时，往往缺少相关的诊断设备，或者需要诊断的机械设备较为精密，不能当场拆开时，就使用对换诊断法来对机械进行故障的排除。这种方法就是将所需要的组件拆下来，把相同的代替品换上，来检测故障是否排除，并以此作为诊断的论据。对换诊断法在实际操作时，难度不小，该方法主要适用于体积小、拆分方便的元件，受到机械设备的构造影响较大，溢流阀、单向阀、平衡阀等进行故障检测时，非常地适用［8］。另一方面，对换诊断法可以保护原来的元件，不会应为暴力的拆解导致液压系统元件损坏。

1.3铁谱分析与智能技术结合的诊断方法

铁谱分析既对油液的分析，该方法利用润滑油中带出来的金属磨粒信息:气相色谱、铁谱、光谱等来进行机械状态的分析研究，得出机械的磨损情况以及故障的原因和地方［9］。铁谱分析不用对设备进行拆解，能够在设备运转期间进行分析，它利用磁场将磨粒从润滑油中提出来，对提取出来的东西进行分析研究，以得出机械的运行磨损的情况［10］。

1.4仪表测量诊断法

随着ARM嵌入式单片机技术、传感器技术、计算机软件技术、数据库技术等的不断发展，各类检测仪器得到更好地开发与应用。仪表检测法也就随之发展起来，它是利用对液压系统测量所得到的信息进行判断检查，来诊断液压系统中所出现的故障。通常在现场检测时，比较容易发现的是压力表的异常，这就代表着液压系统出现了故障。若是要对流量的变化进行检测时，因为流量的变化只能以元件的运行速率来判断，所以是不准确的。正因如此，在工程施工现场故障检测中，一般以测量液压系统压力的方式来进行异常检测。

1.5模糊逻辑、ANN及小波分析相融合的诊断法

在诊断突发性的故障时，可以使用小波分析法。这是因为该方法适用于信号的时频局部分析，根据小波变换的数据得到信号的奇异点［11］。由于小波的变换模与尺度是负相关的，基于这个结论，对信号进行去噪处理。利用这个方法，结合小波变换的特性，对ANN信息进行处理后，明显增强了噪声干扰的鲁棒性［12］。

2工程机械液压系统的维护技术

2.1研究液压故障诊断的专家系统

专家系统对液压系统的故障有着大量的数据信息，些故障信息的数据都是来自于从业多年的专家和机械维护人员。在使用该系统进行工程设备的液压系统维护时，工作人员将当前设备系统的运行状态录入专家系统中去，专家系统就会对所输入的信息进行处理分析，再得出维护的结果向工作人员展示。如此一来，减少了在设备维护时个人主观判断的影响，提高设备维护的效率，节省企业的开支［13］。

2.2防止空气混入液压系统

在一般情况下，液压油中所含有的空气量在5.8%～8.3%之间。当压力减小时，液压油中的空气就会释放出来，形成的气泡破裂就会导致液压元件的气蚀，并产生噪声。因此，当液压油中存在过多的空气时，气蚀的情况就会加重，增大液压油的压缩性，致使设备在工作时出现不稳定、元件爬行不良的现象，降低了设备的工作效率;另一方面，过多的空气也会加剧设备的氧化速度，加快设备的老化［14］。因此，在维护时要注意空气混入液压油中，在进行换油操作时，要按照设备维护说明的操作注间事项来进行。液压油泵的吸油管注意保护，不能暴露在油面以上，对吸油管路进行密封;更换油封时，使用有品质保证的油封［15］。

2.3液压油的油温要适宜

工作温度为32℃～83℃时，液压系统的运行能力为最佳。在温度过高时，液压油的粘度会下降，出现泄漏等现象;油质会因为氧化的加速而发生变化;油封和高压的胶管会因此加速老化，生成的渣体等会导致设备磨损的加剧［16］。为了保护设备，液压油不能长期地过载;保护散热器和热片，防止污染;及时清理灰尘，降低灰尘对散散热系统的影响;在天气炎热的环境中时，避开高温的时段。而当油温过低时，油液的粘度就会增大，导致油体的流动性减小，阻力上升，因此，当温度较低时，就需要机器启动时，空转2min～6min进行暖机，等待液压油的升温。当温度更低时，暖机的时间就需要适当地延长。

2.4防止水混入液压系统

过多的水会造成液压元件的损坏，导至油液的乳化变质，减小润滑油的油膜强度，最终致使机械的磨损速度加快。在维护时，注意保护设备，不能将油液混入水分，保护储油桶，将油桶倒置存放［17］。一些含水量较大的油液，要进行深入的过滤，过滤时，滤纸要及时更换，保证过滤的质量。如条件限制不能检测含水量时，可将油液滴到热铁板上，若没有水蒸汽时，即表明可以使用。

3结语

本篇文章主要说明了液压系统故障的几种检测方法，这几种方法在本质上是互相联系的，它们之间是相互补充、相互配合的关系。在进行大型工程设备液压系统的诊断时，这些方法一般会综合应用到诊断过程中去;在对一些中小型的系统进行诊断时，就可以使用一到两种方法进行诊断即可。依据实际的情况选择对应的方法，以达到全面的工程机械液压系统的诊断工作，以达到机械的稳定运行，提高稳定性和可靠性。另外，对设备的合理维护是系统健康运行的重要保证。

参考文献

［1］贾明越．浅析施工企业工程机械维修中的问题及对策［J］．科技经济导刊，2016，(6):80．

［2］杨俊．工程机械现场管理体系构建［J］．工程机械与维修，2013，(10):150－151．

［3］樊磊，李占标．工程机械液压系统的故障诊断与维修［J］．科技资讯，2013，(7):97．

［4］刁玉峰，杜俊，杨德军．工程机械液压节能技术的现状及发展趋势［J］．海峡科技与产业，2016，(9):90－91．

［5］赵佳莉．四足机器人液压系统故障诊断方法研究［D］．北京:北京理工大学.2016．

［6］楚东来，林春城．工程机械液压关键技术的发展趋势［J］．科技与企业，2015，(24):130．

作者：许建伟 单位：昆明冶金高等专科学校实训处