【摘 要】由液壓站、盤形制動(dòng)器及電控系統(tǒng)等組成的主提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)使用廣泛。但在其液壓設(shè)備中，僅靠壓力表、流量計(jì)等指示的部分參數(shù)而其它參數(shù)未知，無(wú)法排除一般故障的其他可能，這給診斷液壓系統(tǒng)故障帶來(lái)很多困難。參數(shù)測(cè)量法是一種實(shí)用、新型的液壓系統(tǒng)故障診斷方法。它認(rèn)為，任何液壓系統(tǒng)參數(shù)都在設(shè)定值附近，如果參數(shù)偏離了預(yù)定值，則系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)故障。

【關(guān)鍵詞】主提升機(jī) 液壓站 參數(shù)測(cè)量法 故障

由液壓站、盤形制動(dòng)器及電控系統(tǒng)等組成的主提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)使用廣泛，控制性能優(yōu)良，成本低廉。但其元器件質(zhì)量參差不齊、使用維護(hù)不正確且系統(tǒng)中各元器件和工作介質(zhì)都在封閉管路中工作，無(wú)法直觀觀察，也無(wú)法簡(jiǎn)單使用儀器測(cè)量參數(shù)，而在液壓設(shè)備中，僅靠壓力表、流量計(jì)等指示的部分參數(shù)而其它參數(shù)未知，無(wú)法排除一般故障的其他可能，這給診斷液壓系統(tǒng)故障帶來(lái)很多困難。

現(xiàn)場(chǎng)由于受各種生產(chǎn)和技術(shù)因素的制約，要求維修人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和實(shí)際情況，用最簡(jiǎn)捷方式，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)，準(zhǔn)確地查找故障部位和辨別原因并予以處理，恢復(fù)系統(tǒng)正常。

1 診斷液壓系統(tǒng)故障的原則

排除故障的前提是正確分析故障，根據(jù)概率學(xué)分析，系統(tǒng)故障發(fā)生并非偶然，總有預(yù)兆并且只有預(yù)兆發(fā)展到一定程度才會(huì)產(chǎn)生。故障的原因復(fù)雜多樣，毫無(wú)固定規(guī)律。但根據(jù)概率統(tǒng)計(jì)約百分之九十的液壓系統(tǒng)故障是由于介質(zhì)污染和維護(hù)管理不善導(dǎo)致的，為了迅速、正確地診斷故障，必須充分掌握液壓故障的特征和規(guī)律，這是故障診斷的基礎(chǔ)。

（1）首先判斷液壓系統(tǒng)的工作條件和外圍環(huán)境是否正常。首先判斷是設(shè)備機(jī)械部分故障、電器控制部分故障或者液壓系統(tǒng)本身的故障，同時(shí)檢查液壓系統(tǒng)的各種正常運(yùn)行條件是否滿足。（2）區(qū)域判斷。根據(jù)故障現(xiàn)象和特征確定故障相關(guān)區(qū)域，并且逐步縮減發(fā)生故障的范圍，檢測(cè)區(qū)域內(nèi)各元器件狀況，分析發(fā)生原因，最終查找故障部位。（3）掌握故障種類進(jìn)行綜合分析，根據(jù)最終的故障現(xiàn)象，逐步深入查尋直接的或間接的多種可能原因，為避免盲目性，必須根據(jù)基本系統(tǒng)原理，綜合進(jìn)行分析、邏輯判斷，逐步減少排除懷疑對(duì)象，最終查找故障位置。（4）故障診斷是建立在運(yùn)行日志及某些系統(tǒng)參數(shù)基礎(chǔ)之上的。系統(tǒng)運(yùn)行日志的建立為預(yù)防、發(fā)現(xiàn)和處理故障提供了科學(xué)依據(jù)而設(shè)備運(yùn)行故障分析表則是使用經(jīng)驗(yàn)的高度概括總結(jié)，有助于對(duì)故障現(xiàn)象迅速做出判斷；具備一定檢測(cè)手段后方可對(duì)故障做出準(zhǔn)確的定量分析。（5）可能故障原因的驗(yàn)證，一般從最可能的故障原因或最容易檢查的地方開始，這樣可減少拆卸量，提高診斷速度。

2 故障診斷方法

作為目前查找液壓系統(tǒng)故障的傳統(tǒng)方法，邏輯分析逐步逼近法的基本思路是綜合分析、條件判斷。首先維修人員通過(guò)望、聞、觸和簡(jiǎn)單的測(cè)試以及對(duì)液壓系統(tǒng)原理的理解，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷發(fā)生故障的原因。液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的根源有許多種可能性。采用邏輯代數(shù)方法，將所有可能故障原因列表，然后根據(jù)先易后難原則逐一進(jìn)行邏輯判斷，逐項(xiàng)逼近，最終找出故障原因和引起故障的具體條件。

在故障診斷過(guò)程中此法要求維修人員不僅具有液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)還要有較強(qiáng)的分析能力，方可保證診斷的效率和準(zhǔn)確性。并且診斷過(guò)程較繁瑣，須經(jīng)過(guò)大量的檢查、驗(yàn)證，而且只能是定性地分析，診斷的故障原因不夠準(zhǔn)確。傳統(tǒng)的故障診斷方法已遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代液壓系統(tǒng)的要求，為減少系統(tǒng)故障檢測(cè)的盲目性和經(jīng)驗(yàn)性以及拆裝工作量，急需采用現(xiàn)代故障診斷方法。

近年來(lái)，隨著液壓系統(tǒng)向大型化、連續(xù)生產(chǎn)、自動(dòng)控制方向發(fā)展，又出現(xiàn)了多種現(xiàn)代故障診斷方法。如鐵譜診斷，借助磁力從介質(zhì)中分離出來(lái)的各種金屬磨粒，分析其數(shù)量、特性、尺寸、材料以及分布規(guī)律等情況，及時(shí)、準(zhǔn)確地判斷出系統(tǒng)中元件的磨損狀況等。而且可對(duì)介質(zhì)進(jìn)行定量的分析和評(píng)估，做到實(shí)時(shí)檢測(cè)和故障預(yù)防。再如基于人工智能專家診斷系統(tǒng)，它通過(guò)計(jì)算機(jī)模仿有經(jīng)驗(yàn)豐富的專家在這一領(lǐng)域的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。通過(guò)人機(jī)界面將故障現(xiàn)象輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的現(xiàn)象以及知識(shí)庫(kù)的知識(shí)，推算出可能的故障的原因，然后通過(guò)人機(jī)接口輸出，并提出維護(hù)方案和預(yù)防措施。這些先進(jìn)方法給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來(lái)美好的遠(yuǎn)景，并為液壓系統(tǒng)故障診斷自動(dòng)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但是這些方法需要昂貴的測(cè)試設(shè)備和精密的傳感控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，有些方法研究起來(lái)有一定困難，目前并不適和現(xiàn)場(chǎng)使用。下面介紹一種簡(jiǎn)單、實(shí)用的液壓系統(tǒng)故障診斷方法。

2.1基于參數(shù)測(cè)量的故障診斷系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)的工作是正常的，關(guān)鍵取決于兩個(gè)主要工作參數(shù)即壓力和流量是否在正常工作條件，以及系統(tǒng)參數(shù)如溫度和速度的傳動(dòng)裝置是否正常。液壓系統(tǒng)故障現(xiàn)象是多方面的，問(wèn)題的原因也是多種因素的結(jié)合。相同的因素可能會(huì)導(dǎo)致不同的故障現(xiàn)象，和相同的故障可能對(duì)應(yīng)于不同的原因。例如：介質(zhì)污染可能會(huì)導(dǎo)致液壓系統(tǒng)壓力、流量和方向等等的各個(gè)方面的故障，這給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來(lái)了巨大困難。

參數(shù)測(cè)量法故障診斷的思維是任何液壓系統(tǒng)正常工作，其系統(tǒng)參數(shù)均在設(shè)計(jì)和給定值附近，工作如果這些參數(shù)偏離目標(biāo)值，然后系統(tǒng)會(huì)發(fā)生故障或可能會(huì)發(fā)生故障。液壓系統(tǒng)故障的本質(zhì)是系統(tǒng)工作參數(shù)的異常變化。因此，液壓系統(tǒng)故障是一個(gè)特定的元件或系統(tǒng)中的一些元件有故障，進(jìn)一步可以得出結(jié)論，系統(tǒng)一個(gè)或一些參數(shù)在電路偏離目標(biāo)值。這表明如果液壓回路的工作參數(shù)不正常，則系統(tǒng)可能發(fā)生故障或故障已發(fā)生，需維修人員立即進(jìn)行處理。所以參數(shù)測(cè)量的基礎(chǔ)上，然后與邏輯分析相結(jié)合，可以快速、準(zhǔn)確地找到故障。參數(shù)測(cè)量方法不僅可以診斷系統(tǒng)故障，但也可以預(yù)測(cè)故障的可能性， 定量的預(yù)測(cè)和診斷，大大提高診斷的速度和準(zhǔn)確性。直接測(cè)量檢測(cè)，檢測(cè)速度快，誤差小，檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單、易于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的使用。適合任何液壓系統(tǒng)。測(cè)量時(shí)，沒(méi)有停機(jī)時(shí)間，沒(méi)有損壞液壓系統(tǒng)，可以檢測(cè)幾乎任何系統(tǒng)任何部分，不僅可以診斷已有故障，還可在線監(jiān)測(cè)并預(yù)測(cè)潛在的故障。

2.2參數(shù)測(cè)量法原理

只要測(cè)得液壓系統(tǒng)回路中所需任意點(diǎn)處工作參數(shù)，將其與系統(tǒng)工作的正常值相比較，即可判斷出系統(tǒng)工作參數(shù)是否正常，是否發(fā)生了故障以及故障的所在部位。

液壓系統(tǒng)中的工作參數(shù)，如壓力、流量、溫度等均非電參量，一般儀器采用間接測(cè)量法，首先，需要使用物理效應(yīng)將這些非電量轉(zhuǎn)換成電量，然后通過(guò)放大、轉(zhuǎn)換和顯示等處理，被測(cè)參數(shù)則可用轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)代表并顯示。由此可判斷液壓系統(tǒng)是否有故障。但這種間接測(cè)量方法需各種傳感器，檢測(cè)裝置較復(fù)雜，測(cè)量結(jié)果誤差大、不直觀，不便于現(xiàn)場(chǎng)使用。

下面介紹一種實(shí)用的液壓系統(tǒng)故障檢測(cè)回路，該液壓系統(tǒng)為主提升機(jī)B159液壓站。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖1a所示。檢測(cè)回路通常和被檢測(cè)系統(tǒng)并聯(lián)連接，此連接需在被測(cè)點(diǎn)設(shè)置如圖1a所示的雙球閥T形接頭，它主要用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不拆卸檢測(cè)。它對(duì)液壓系統(tǒng)所需點(diǎn)的各種參數(shù)進(jìn)行直接的快速檢測(cè)，不需任何傳感器，它可同時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)中的壓力、流量和溫度三個(gè)參數(shù)，而執(zhí)行器的速度和轉(zhuǎn)速則可通過(guò)測(cè)量出口流量的方法計(jì)算得到。

主提升機(jī)B159液壓站液壓系統(tǒng)中，葉片泵出口的壓力、流量、流速來(lái)判斷該檢測(cè)原理如圖1a所示。系統(tǒng)正常工作時(shí)，閥門1開啟，2關(guān)閉，檢測(cè)口罩上防塵罩，以防污染。通過(guò)調(diào)節(jié)閥門1和溢流閥7即可方便地測(cè)出壓力、流量、溫度、速度等參數(shù)。但要求系統(tǒng)配管時(shí)，將雙球閥三通在需檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)的部位當(dāng)作接管（如圖1連接）或彎管接頭（如圖1b連接，這樣做既不會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，也不會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生明顯影響）來(lái)配置。

3 結(jié)語(yǔ)

參數(shù)測(cè)量法是一種實(shí)用、新型的液壓系統(tǒng)故障診斷方法，它與邏輯分析法相結(jié)合，大大提高了故障診斷的快速性和準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 提升機(jī)液壓站及制動(dòng)系統(tǒng)故障診斷[M].液壓泵網(wǎng)，2012.

作者簡(jiǎn)介：孫偉（1979—），男，工程師，現(xiàn)任福興集團(tuán)有限公司機(jī)電礦長(zhǎng)，從事煤礦機(jī)電管理等工作。