宿寶明

摘要：文章通過對目前筑路機械液壓系統(tǒng)故障分析技術(shù)現(xiàn)狀進行總結(jié)，探討了機械液壓系統(tǒng)故障的特點，并分析了其原因，提出了幾種有實用價值的故障分析方法以及防范此問題的幾項預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：施工機械；液壓系統(tǒng)；故障分析

中圖分類號：U415文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2012）04-0097-02

一、概述

筑路機械在施工運行中，多數(shù)機械特別是土石方機械，如挖掘機、推土機、平地機等的工作設(shè)備裝置在工作中需要克服強大的工作阻力，而因切削厚度、土壤性質(zhì)的變化和施工現(xiàn)場地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性這一阻力會發(fā)生變化。這些變化又會導(dǎo)致機械在運行過程中負荷的劇烈變化，對機械產(chǎn)生沖擊載荷或交變載荷，加速了機械和液壓傳動系統(tǒng)、發(fā)動機和工作裝置等部分技術(shù)狀況的惡化。另外，機械過載也是液壓設(shè)備在公路施工中經(jīng)常遇到的問題，雖然設(shè)備本身結(jié)構(gòu)在設(shè)計、制造中均有安全系數(shù)，但如果經(jīng)常的或過量的過載仍會給設(shè)備及液壓系統(tǒng)帶來巨大的損害。因此，針對筑路機械的過壓負荷和過載等因素，進行相應(yīng)的液壓系統(tǒng)故障分析是十分必要的。

液壓油的污染在公路工程機械的液壓系統(tǒng)中，液壓油作為工作介質(zhì)，不僅起著傳遞動力的作用，而且在液壓元件的運動面之間起潤滑作用，并對液壓系統(tǒng)進行冷卻，故液壓油的狀況對于液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)和工作性能是十分重要的。公路工程機械的工作環(huán)境均較惡劣，施工現(xiàn)場一般都沒有道路。其作業(yè)對象大多為泥土砂石等工程建筑材料，空氣中含有大量的塵埃和細小沙粒等雜質(zhì)，而這些微粒進人機械后將加速發(fā)動機與液壓系統(tǒng)的磨損和損壞。因此，惡劣的工作環(huán)境也是公路工程機械液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因。液壓系統(tǒng)故障還有以下幾個方面：（1）電路組成部分構(gòu)成的不良行為和系統(tǒng)本身電路之間的干擾，單一的設(shè)備故障異常變動。在所有的液壓元件故障中，液壓泵的故障率最高。（2）液壓系統(tǒng)故障是由一個共同的原因造成的跟介質(zhì)的選擇不當(dāng)和管理不善有關(guān)。大約70％～85％由液壓油引起的故障，在液壓油液壓系統(tǒng)故障造成了多數(shù)由于雜質(zhì)，如污染環(huán)境的小顆粒，閥門故障可能會劃傷，磨損泵，油門與閥孔堵塞，導(dǎo)致昂貴的修理。（3）液壓系統(tǒng)安裝，調(diào)整和設(shè)置不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻墓收鲜潜容^常見的。如果管道安裝不當(dāng)，安裝管道彎曲時，從一個小管子彎曲半徑的距離，從而導(dǎo)致在抵抗壓力迅速下降。

二、原因分析

通過分析液壓系統(tǒng)故障的原因，利用現(xiàn)代數(shù)學(xué)的最新研究成果，以及先進的監(jiān)測工具，開發(fā)了現(xiàn)代化的液壓系統(tǒng)故障分析法：振動分析、聲學(xué)振動法、熱力學(xué)分析、傳遞函數(shù)分析、主成分分析法、模糊分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法、專家系統(tǒng)的分析法和灰色系統(tǒng)的分析法。

1．振動分析法是一種預(yù)測傳輸狀態(tài)很有前途的方法。振動液壓系統(tǒng)發(fā)生過程中是一個高度信息，它是相當(dāng)充分地反映了許多組件和傳輸，其振動參數(shù)測量和頻譜分析和頻譜分析比較標準的技術(shù)狀態(tài)可以判斷故障所在。

2．聲學(xué)分析的基本原理是系統(tǒng)完全符合每個國家對各種信號分析某些音頻信號，液壓系統(tǒng)可用于確定的工作狀態(tài)和故障情況。

3．熱力學(xué)分析表明由液壓系統(tǒng)根據(jù)測量，分析的熱力學(xué)量，從而對系統(tǒng)故障產(chǎn)生的方法來判斷。這種方法需要使用一個專門的儀器，設(shè)備可以實現(xiàn)的。

4．傳遞函數(shù)分析法，在液壓伺服控制系統(tǒng)故障分析的方法使用，其基本思路是：在伺服控制信號應(yīng)用到一個弱的白噪聲信號，確定了液壓控制系統(tǒng)作為一個整體或部分轉(zhuǎn)讓或零件函數(shù)，傳遞函數(shù)測量與正常傳

遞函數(shù)測量進行了比較，故障分析和故障定位的程度。

5．主成分分析是現(xiàn)代數(shù)學(xué)研究與計算機的故障分析方法，有助于完成最新成果。其基本原理是使用各種設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測，檢測液壓系統(tǒng)工作的各種參數(shù)，并列出其協(xié)方差矩陣，特征值矩陣，矩陣的特征向量計算，得出各系統(tǒng)工作狀態(tài)參數(shù)累積貢獻率。在本系統(tǒng)相應(yīng)的參數(shù)來衡量發(fā)生故障時，找到相應(yīng)的協(xié)方差矩陣，特征值矩陣，特征向量矩陣的累計貢獻率，并與各對應(yīng)矩陣比較正常運行，你可以找到故障的謊言。它的使用，需要使用電腦來進行。

6．模糊分析法在液壓系統(tǒng)工作過程中，很多的故障癥狀較模糊的概念，大部分組件描述的模糊分析理性，如振動強度，偏心嚴重的壓力太大高，磨損嚴重，同樣的系統(tǒng)或元件，在不同的條件和使用條件下，動態(tài)參數(shù)不相同，因此其評價只能作出一個合理的估值范圍，也就是說，模糊分類。模糊推理方法IFTHEN形式，與人類的思維方式一致，而模糊分析方法并不需要建立的制度，特別適合于非線性系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，在液壓系統(tǒng)故障分析，從而得到了應(yīng)用和發(fā)展。

7．神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來模擬人類大腦建立了一種非線性動態(tài)網(wǎng)絡(luò)，它由連接在一起的大規(guī)模并行處理能力，學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的特點，簡單的非線性元件的大量神經(jīng)元組成的結(jié)構(gòu)特點復(fù)雜的多模式在液壓系統(tǒng)故障分析，已得到更多的應(yīng)用和發(fā)展。

8．專家系統(tǒng)的分析，由于各種液壓系統(tǒng)和元件具有一定的相似性，所以液壓系統(tǒng)和通用組件具有一定的失敗等。如果一個伺服閥的品種結(jié)構(gòu)，是走向失敗的某些共同特征。在這方面累計使用的專業(yè)知識基礎(chǔ)，建立了很多失敗故障分析方法，為避免或減少誤報，提高分析的效率，使用液壓系統(tǒng)故障分析專家系統(tǒng)具有廣闊的前景，有比較完善的發(fā)展前途。

通過對以上故障分析方法的敘述，我們可以看出對于現(xiàn)場公路施工工程機械液壓系統(tǒng)的故障，可根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作原理，據(jù)動力元件→控制元件→執(zhí)行元件的順序在系統(tǒng)圖上正向推理分析故障原因，如一挖掘機動臂工作無力，從原理上分析認為一般是由于油壓下降或流量減小所致，造成壓力下降的可能因素有：（1）油箱，比如缺油，吸油過濾器堵塞，通氣孔不通暢；（2）液壓泵泄漏，如液壓泵柱塞副的配合間隙增大；（3）操縱閥上主安全閥壓力調(diào)節(jié)過低，或內(nèi)漏嚴重；（4）動臂液壓缸過載閥調(diào)定壓力過低或內(nèi)漏嚴重；（5）回油路不通暢等?？紤]到這些原因，再根據(jù)已有的檢查結(jié)果排除某些因素，縮小故障的范圍，直至找到故障點并予以排除。

通過對以上故障分析方法的敘述，對筑路機械維修保養(yǎng)的難點，我們可以看出對于公路施工工程機械液壓系統(tǒng)的故障，根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作原理，根據(jù)功率控制單元→元素，正向推理的順序執(zhí)行→在元素系統(tǒng)中的故障原因，如挖掘機動臂和弱工作，一般從這一原則，是由于壓力下降或流量減小的可能因素所造成的壓力下降造成的：（1）油箱，如機油，機油濾清器堵塞，通孔不光滑；（2）液壓泵泄漏，如液壓泵的活塞對日益擴大的差距；（3）操縱閥上的壓力調(diào)節(jié)閥控制閥主要是太低，或嚴重的內(nèi)部泄漏；（4）超載熱潮氣瓶閥設(shè)定壓力過低或內(nèi)漏嚴重；（5）回油路不順暢等。鑒于這些原因，根據(jù)現(xiàn)有的測試結(jié)果排除某些因素，縮小故障范圍，直到找到故障點并予以排除。應(yīng)該有一些規(guī)則和常識，故障分析是早期發(fā)病，或逐漸發(fā)作。如果是早發(fā)，多為調(diào)整不當(dāng)，如果逐漸發(fā)作，往往部件磨損、耐腐蝕、疲勞、老化所引起的；再是分析是脆弱的還是非消耗品等，就能迅速確定故障位置可以發(fā)揮積極的作用。

參考文獻

[1] 張群生．液壓與氣壓傳動[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2002．

[2] 楊洪偉．談工程機械液壓系統(tǒng)故障分析方法[J]．遼寧工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2001，（3）．

（責(zé)任編輯：趙秀娟）