趙 儉

（甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，嘉峪關(guān) 735100）

1 調(diào)速器液壓系統(tǒng)概述

調(diào)速器液壓系統(tǒng)主要由液壓卡盤、主軸箱液壓平衡、液壓靜壓導(dǎo)軌、液壓驅(qū)動機(jī)械手、液壓撥叉變速液壓缸、回轉(zhuǎn)工作臺的夾緊和松開液壓缸、主軸上夾刀和松刀液壓缸、設(shè)備潤滑冷卻組成，如圖1所示。

在相關(guān)控制設(shè)備調(diào)速器的具體運(yùn)行中常常會出現(xiàn)一些故障，且故障出現(xiàn)率相對于其他系統(tǒng)和部位更高，極大地影響了設(shè)備的正常有序運(yùn)行。因此，需要重視設(shè)備液壓系統(tǒng)故障，把握相關(guān)系統(tǒng)對應(yīng)的故障類型，以便找出有效的對策，促進(jìn)設(shè)備調(diào)速器高效、有序、安全運(yùn)行，提升設(shè)備生產(chǎn)效率，降低維修成本。調(diào)速器液壓系統(tǒng)故障有一定的隱蔽性，要確保故障能夠及時發(fā)現(xiàn)，采取有效的故障檢測和診斷技術(shù)十分必要。這樣才能第一時間發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常，及時發(fā)出異常信號，并對故障類型和位置進(jìn)行診斷，為相關(guān)人員開展設(shè)備液壓系統(tǒng)故障檢修工作提供可靠依據(jù)，提升設(shè)備檢修效率[1]。

2 調(diào)速器液壓系統(tǒng)故障類型及原因分析

2.1 故障類型

2.1.1 擺動

在機(jī)組空載、單機(jī)或者并列運(yùn)行的情況下，導(dǎo)葉接力器會出現(xiàn)周期或非周期低頻往復(fù)位移現(xiàn)象[2]。這種位移產(chǎn)生的擺動幅度一般較大，頻率多在20 Hz范圍內(nèi)。接力器出現(xiàn)擺動，可能會出現(xiàn)機(jī)組轉(zhuǎn)速擺動現(xiàn)象，造成調(diào)節(jié)不穩(wěn)定，磨損加速，出現(xiàn)持續(xù)性不斷加劇現(xiàn)象。這種現(xiàn)象可能會自主消失，與調(diào)節(jié)穩(wěn)定性因素有一定關(guān)聯(lián)。

2.1.2 振動

在機(jī)組開機(jī)前充油或者運(yùn)動，導(dǎo)葉接力器保持固定，主配壓閥強(qiáng)烈振幅周期或非周期快速往復(fù)位移，會造成杠桿、油管出現(xiàn)抖動且產(chǎn)生一定的噪聲。這種振動幅度一般不大，頻率也在20 Hz以內(nèi)[3]。但是，這種振動可能導(dǎo)致機(jī)組不能正常開機(jī)并網(wǎng)，甚至造成儀表管路破裂，也會導(dǎo)致工作部件出現(xiàn)松動，加劇磨損，造成漏油，給設(shè)備帶來一定的安全隱患。

2.1.3 跳動

機(jī)組運(yùn)行中，自動平衡狀態(tài)下，主配壓閥、引導(dǎo)閥、電液轉(zhuǎn)換器等出現(xiàn)等幅周期或非周期性的往復(fù)位移現(xiàn)象，即跳動故障。這種情況嚴(yán)重時會導(dǎo)致導(dǎo)葉接力器出現(xiàn)相應(yīng)幅度的擺動，動幅頻率一般在十幾赫茲。這種跳動在比較微弱的情況下可以有效消除轉(zhuǎn)速死區(qū)，提升系統(tǒng)靈敏度，但是會加劇元件的磨損。如果跳動幅度過大，會超越元件搭疊量，可能引發(fā)接力器擺動或者油管路系統(tǒng)出現(xiàn)劇烈振動。這種故障問題一般與系統(tǒng)的永磁發(fā)電機(jī)或齒盤安裝出現(xiàn)偏心情況 有關(guān)。

2.1.4 抽動

機(jī)組開機(jī)、空載或運(yùn)行中，自動平衡狀態(tài)下，導(dǎo)葉接力器等幅或者非等幅周期性往復(fù)位移加劇，會出現(xiàn)一定的響聲，動幅較大，速度快，頻率高。這種情況容易影響轉(zhuǎn)速的正常調(diào)節(jié)，導(dǎo)致相關(guān)負(fù)荷可能出現(xiàn)快速變化，甚至?xí)绊憴C(jī)組或電網(wǎng)的安全穩(wěn)定[4]。這種故障一般是電氣故障或液壓卡阻導(dǎo)致的。

2.1.5 液壓系統(tǒng)油溫過高

液壓系統(tǒng)的溫度過高降低油液的黏性。如果油溫高出正常的參數(shù)限制，還會導(dǎo)致相應(yīng)液壓件在高溫情況下出現(xiàn)明顯的發(fā)熱現(xiàn)象，如爬行等。

2.1.6 液壓系統(tǒng)泄漏

液壓系統(tǒng)中可能出現(xiàn)泄漏問題的根源是內(nèi)泄漏，也可能是外泄漏，一旦液壓系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏情況，將不能有效調(diào)高系統(tǒng)壓力值，也會導(dǎo)致系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，還會造成液壓系統(tǒng)溫度過高導(dǎo)致系統(tǒng)溢油狀況，會對系統(tǒng)環(huán)境產(chǎn)生污染，同時造成壓力閥振動產(chǎn)生噪聲污染。情況嚴(yán)重時，它還可能導(dǎo)致相應(yīng)的控制元器件直接失效，嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)的功能 實現(xiàn)[5]。

2.1.7 出現(xiàn)爬缸和氣穴現(xiàn)象

在液壓系統(tǒng)液壓缸出現(xiàn)爬行情況下，低速階段多以跳躍形式運(yùn)行，部分時間也會出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的工作狀況。一旦液壓系統(tǒng)出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象，會帶來液壓系統(tǒng)壓力波動問題，此時油液產(chǎn)生泡沫會導(dǎo)致噪聲不斷增大，也會造成系統(tǒng)壓力異?；蛘哂绊懴到y(tǒng)的運(yùn)行速度。

2.2 原因

通過綜合分析調(diào)速器液壓系統(tǒng)故障，得出調(diào)速器系統(tǒng)故障的原因主要包含以下幾個方面：（1）設(shè)計計算、軟件程序或結(jié)構(gòu)不合理等，這些環(huán)節(jié)只要出現(xiàn)錯誤，就很容易導(dǎo)致上述故障出現(xiàn)；（2）相關(guān)制造工藝不合格，裝配工藝不達(dá)標(biāo)，材質(zhì)不合理或設(shè)計不規(guī)范等，也會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)多種上述故障問題；（3）液壓系統(tǒng)造型不科學(xué)，調(diào)速功能或者調(diào)節(jié)參數(shù)選擇和整定不達(dá)標(biāo)等；（4）運(yùn)行和維護(hù)不到位。

例如，在水力調(diào)速器液壓系統(tǒng)中，水力因素也會導(dǎo)致故障的發(fā)生。上下游水位、調(diào)壓井及引水系統(tǒng)如果出現(xiàn)振動、脈動或者涌浪現(xiàn)象，都可能導(dǎo)致液壓系統(tǒng)存在多種問題。其次，機(jī)械因素也會導(dǎo)致故障問題。相關(guān)水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)或者永磁發(fā)電機(jī)出現(xiàn)振動或不同心現(xiàn)象，可能會導(dǎo)致調(diào)速器的異常跳動情況，引發(fā)共振不穩(wěn)定問題[6]。此外，電氣因素也會增加故障的發(fā)生率。電壓互感器受到干擾、勵磁系統(tǒng)震蕩、電壓不穩(wěn)定、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子間隙不均勻等影響，會加劇頻率波動，引發(fā)相關(guān)故障問題?？梢?，調(diào)速器液壓系統(tǒng)的故障問題可能是多方面原因?qū)е碌?，所以需要把握系統(tǒng)的主要故障因素，做好原因分析，有效避免故障的發(fā)生，保護(hù)好調(diào)速器液壓系統(tǒng)。

3 調(diào)速器液壓系統(tǒng)故障防范措施

3.1 做好故障檢修，及時發(fā)現(xiàn)問題

針對調(diào)速器液壓系統(tǒng)故障問題，一般多采用初步診斷方法進(jìn)行處理，從而以最低的成本解決一些常見故障問題。例如，通過用手摸感知液壓系統(tǒng)的油溫過高[7]。在液壓系統(tǒng)中，需針對油溫過高的現(xiàn)象進(jìn)行分析。在調(diào)速器液壓系統(tǒng)中，油液作為工作介質(zhì)，負(fù)責(zé)傳遞系統(tǒng)動力和動作信號。在這一過程中，因為油液會順著管道流動，也會在相應(yīng)閥的通流中存在壓力損失。所以，傳遞過程中會不斷出現(xiàn)摩擦和機(jī)械損失，導(dǎo)致油液泄漏損耗，影響油液的傳輸總量。在這一過程中損失的能量會轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，?dǎo)致系統(tǒng)油溫上升明顯。針對這一故障，應(yīng)該通過應(yīng)用簡單回路來確保系統(tǒng)設(shè)計中不存在多余零件，促進(jìn)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，并在設(shè)備管理中避免管道彎曲，盡可能縮短管道長度，避免油液傳遞中產(chǎn)生較大的摩擦阻力。此外，需要定期清理管道內(nèi)壁，保證內(nèi)部管壁的光滑性，通過不斷提升加工精度和質(zhì)量，優(yōu)化系統(tǒng)油箱的散熱條件。此外，可以使用一些冷卻處理的辦法，避免油溫過高帶來其他問題[8]。

3.2 重視檢修工作，完善檢修制度

目前，在設(shè)備控制系統(tǒng)中開展故障檢修、監(jiān)測，相關(guān)企業(yè)應(yīng)用的診斷和維修技術(shù)都比較單一。實際上，調(diào)速器液壓系統(tǒng)故障檢修和維修技術(shù)不斷發(fā)展，促使相關(guān)故障檢修系統(tǒng)不斷升級，自動化、智能化診斷水平不斷提升。一些部件和設(shè)備模塊自帶故障檢修提示功能，系統(tǒng)會在相應(yīng)模塊出現(xiàn)故障或異常情況下及時發(fā)出警示，提示檢修人員關(guān)注，精準(zhǔn)及時開展異常和故障排查工作。但是，目前很多數(shù)控設(shè)備企業(yè)對電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用還多采用階段性檢修機(jī)制，即間隔一段時間排查一次故障和異常，很難確保能夠及時解決一些突發(fā)故障問題，即自動化監(jiān)測水平較低。針對調(diào)速器液壓系統(tǒng)故障問題，相關(guān)企業(yè)要確立故障檢修和維修的規(guī)范化執(zhí)行機(jī)制，全面排查整治數(shù)控設(shè)備安全事故隱患，落實風(fēng)險防控措施，推動調(diào)速器液壓系統(tǒng)安全雙重預(yù)防體系建設(shè)和本質(zhì)安全水平提升，確保電氣控制系統(tǒng)安全形勢持續(xù)穩(wěn)定。在規(guī)范化檢修過程中，要做到調(diào)速器液壓系統(tǒng)“應(yīng)檢盡檢”，要求調(diào)速器液壓系統(tǒng)作業(yè)人員持證上崗，把握重點調(diào)速器液壓系統(tǒng)管理、使用和監(jiān)管情況[9]。

相關(guān)企業(yè)要進(jìn)一步加大檢查力度，在企業(yè)內(nèi)開展調(diào)速器液壓系統(tǒng)全覆蓋檢查，確保檢查到每個企業(yè)、每個崗位、每臺設(shè)備，對非法違法行為和安全隱患“零容忍”“頂格”處罰。采取突擊檢查、隨機(jī)檢查等形式，開展重點檢查，做到重點調(diào)速器液壓系統(tǒng)領(lǐng)域全覆蓋，確保故障檢修和維修的及時性。要明確導(dǎo)致調(diào)速器液壓系統(tǒng)故障的主要原因，開展科學(xué)分析排查方法，針對相應(yīng)的故障問題做好維修排查工作，并按照自主觀察和深入分析的原則層層深入，做到對設(shè)備故障問題的深入排查。只有掌握科學(xué)的分析排查方法，才能保證相關(guān)機(jī)械電氣設(shè)備的有效管理。就調(diào)速液壓系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的維修和管理來看，掌握有效的故障檢測技術(shù)十分必要，是提升故障問題原因查找效率的關(guān)鍵。目前，在液壓系統(tǒng)故障檢測中常用的檢測技術(shù)包含直觀法、短接法以及強(qiáng)迫閉合法等。在檢修和診斷中，要應(yīng)用智能化故障檢修系統(tǒng)，確保故障診斷和監(jiān)測工作有序開展。

3.3 掌握有效方法，精準(zhǔn)檢修

在開展調(diào)速器液壓系統(tǒng)故障防范措施應(yīng)用時，要把握液壓系統(tǒng)故障最常見的故障類型和故障原因，針對具體故障選擇合理的故障防范和預(yù)防措施，將相關(guān)故障發(fā)生率降到最低。例如，在調(diào)速器液壓系統(tǒng)中，軸承故障比較常見。針對這一故障開展綜合診斷技術(shù)應(yīng)用，能夠有效預(yù)防和處理故障。一方面，針對軸承的滾珠部位要做好潤滑措施，即使用高質(zhì)量的潤滑劑，并定期添加新的潤滑劑，保證軸承有效滑動，減小摩擦力造成的軸承損傷和劃痕。另一方面，做好密封工作。針對關(guān)鍵部位要根據(jù)密封標(biāo)準(zhǔn)要求做好密封工作，及時更換損壞的密封件，做好軸承的氧化保護(hù)措施，以防潤滑劑泄漏影響系統(tǒng)的整體運(yùn)行效果。在故障診斷中，要重視對軸承聲音的檢測，借助相關(guān)聲音監(jiān)測設(shè)備及時發(fā)現(xiàn)異常噪聲。一般軸承在正常情況下的運(yùn)行中產(chǎn)生的聲音比較平穩(wěn)，聲音不大且有規(guī)律，一旦相關(guān)部位出現(xiàn)問題，可能會出現(xiàn)一些異常聲音，影響軸承的正常使用，造成系統(tǒng)故障。因此，做好聲音監(jiān)測，有助于及時發(fā)現(xiàn)異常。不斷優(yōu)化液壓系統(tǒng)故障防范措施，提升防范措施的應(yīng)對精準(zhǔn)性，切實提升液壓系統(tǒng)故障處理效率，可避免進(jìn)一步擴(kuò)大故障。

4 結(jié)語

調(diào)速系統(tǒng)液壓故障較多，相關(guān)故障導(dǎo)致的問題會影響液壓系統(tǒng)乃至整個設(shè)備的控制效果，所以需要把握液壓系統(tǒng)故障的主要類型，分析導(dǎo)致液壓系統(tǒng)故障的主要原因，采取有效措施進(jìn)行液壓系統(tǒng)故障預(yù)防和處理，為解決調(diào)速系統(tǒng)液壓故障問題提供 參考。