一、參數(shù)測(cè)量法故障診斷
參數(shù)測(cè)量法診斷故障的思路:任何液壓系統(tǒng)工作正常時(shí),系統(tǒng)參數(shù)都工作在設(shè)計(jì)和設(shè)定值附近,工作中如果這些參數(shù)偏離了預(yù)定值,則系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)故障或有可能出現(xiàn)故障,即液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障的實(shí)質(zhì)就是系統(tǒng)工作參數(shù)的異常變化。因此當(dāng)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),必然是系統(tǒng)中某個(gè)元件或某些元件有故障,進(jìn)一步可斷定回路中某一點(diǎn)或某幾點(diǎn)的參數(shù)已偏離了預(yù)定值。這說(shuō)明如果液壓回路中某點(diǎn)的工作參數(shù)不正常,則系統(tǒng)已發(fā)生了故障或可能發(fā)生了故障,需維修人員馬上進(jìn)行處理。這樣在參數(shù)測(cè)量的基礎(chǔ)上,再結(jié)合邏輯分析法,即可快速、準(zhǔn)確地找出故障所在。參數(shù)測(cè)量法不僅可以診斷系統(tǒng)故障,而且還能預(yù)報(bào)可能發(fā)生的故障,并且這種預(yù)報(bào)和診斷都是定量的,大大提高了診斷的速度和準(zhǔn)確性。這種檢測(cè)為直接測(cè)量,檢測(cè)速度快,誤差小,檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單,便于在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)推廣使用。適合于任何液壓系統(tǒng)的檢測(cè)。測(cè)量時(shí),既不需停機(jī),又不損壞液壓系統(tǒng),幾乎可以對(duì)系統(tǒng)中任何部位進(jìn)行檢測(cè),不但可診斷已有故障,而且可進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)潛在故障。
1.參數(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、溫度等都是非電物理量,用通用儀器采用間接測(cè)量法測(cè)量時(shí),首先需利用物理效應(yīng)將這些非電量轉(zhuǎn)換成電量,然后經(jīng)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)推廣使用。
現(xiàn)在介紹一種簡(jiǎn)單、實(shí)用的液壓系統(tǒng)故障檢測(cè)回路。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖1(a)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1(a)所示的雙球閥三通接頭,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3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。例如:只要在泵出口及執(zhí)行器進(jìn)、出口安裝雙球閥三通,如圖2所示,則通過(guò)測(cè)量1、2、3三點(diǎn)的壓力、流量及溫度值,則可立刻診斷出故障所在的大致部位(泵源、控制傳動(dòng)部分或執(zhí)行器部分)。增加參數(shù)檢測(cè)點(diǎn),則可縮小故障發(fā)生區(qū)域。
檢測(cè)原理:如圖1(a)所示。系統(tǒng)正常工作時(shí),閥門1開(kāi)啟,2關(guān)閉,檢測(cè)口罩上防塵罩,以防污染。檢測(cè)時(shí),只要將檢測(cè)回路與檢測(cè)口接通,即旋緊活接頭螺紋并打開(kāi)閥門2。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(a)連接)或彎管接頭(如圖1(b)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。
(a) (b)
圖1 故障診斷檢測(cè)回路
1、2 截止球閥 3、8 軟管 4 壓力表 5 流量計(jì) 6 溫度計(jì) 7 溢流閥 9 過(guò)濾器
圖2 液壓系統(tǒng)參數(shù)測(cè)量點(diǎn)
1、2、3測(cè)點(diǎn)
2.參數(shù)測(cè)量方法
第1步:測(cè)壓力 如圖1(a)所示,首先將檢測(cè)回路的軟管接頭與雙球閥三通螺紋接口旋緊接通。打開(kāi)球閥2,關(guān)死溢流閥7,切斷回油通道,這時(shí)從壓力表4上可直接讀出所測(cè)點(diǎn)的壓力值(為系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力)。
第2步:測(cè)流量和溫度 慢慢松開(kāi)溢流閥7手柄,再關(guān)閉球閥1。重新調(diào)整溢流閥7,使壓力表4讀數(shù)為所測(cè)壓力值,此時(shí)流量計(jì)5讀數(shù)即為所測(cè)點(diǎn)的實(shí)際流量值。同時(shí)溫度計(jì)6上可顯示出油液溫度值。
第3步:測(cè)轉(zhuǎn)速(速度) 不論泵、馬達(dá)或缸其轉(zhuǎn)速或速度僅取決于2個(gè)因素,即流量和它本身的幾何尺寸(排量或面積),所以只要測(cè)出馬達(dá)或缸的輸出流量(對(duì)泵為輸入流量),除以其排量或面積即得到轉(zhuǎn)速或速度值。
二、參數(shù)測(cè)量法實(shí)例
圖3所示為6MG200-W型雙滾筒采煤機(jī)液壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)原理圖。此系統(tǒng)在調(diào)試中出現(xiàn)以下現(xiàn)象:雙聯(lián)齒輪泵能工作,但供給油缸的泵壓力上不去(壓力調(diào)至15MPa左右,再無(wú)法調(diào)高),泵有輕微的異常機(jī)械噪聲,水冷系統(tǒng)工作,油溫、油位均正常,有回油。
圖3 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)
從回路分析故障可能有以下原因:
(1)溢流閥故障。可能原因:調(diào)整不正確,彈簧屈服,阻尼孔堵塞,滑閥卡住。
(2)手動(dòng)換向閥故障。可能原因:復(fù)位彈簧折斷,控制壓力不夠,滑閥卡住。
(3)液壓泵故障。可能原因:泵轉(zhuǎn)速過(guò)低,泵異常磨損,密封件損壞,泵吸入口進(jìn)入大量空氣,過(guò)濾器嚴(yán)重堵塞。
故障診斷方法:
(1)應(yīng)用傳統(tǒng)的邏輯分析逐步逼近法。需對(duì)以上所有可能原因逐一進(jìn)行分析判斷和檢驗(yàn),最終找出故障原因和引起故障的具體元件。此法診斷過(guò)程繁瑣,須進(jìn)行大量的裝拆、驗(yàn)證工作,效率低,工期長(zhǎng),并且只能是定性分析,診斷不夠準(zhǔn)確。
(2)應(yīng)用基于參數(shù)測(cè)量的故障診斷系統(tǒng)。只需在系統(tǒng)配管時(shí),在泵的出口a、換向閥前b及缸的入口c(c’)3點(diǎn)(見(jiàn)圖3)設(shè)置雙球閥三通,則利用故障診斷檢測(cè)回路,在幾秒鐘內(nèi)即可將系統(tǒng)故障限制在某區(qū)域內(nèi)并根據(jù)所測(cè)參數(shù)值診斷出故障所在。檢測(cè)過(guò)程如下:
1)如圖1所示,將故障診斷回路與檢測(cè)口a接通,打開(kāi)球閥2并旋松溢流閥7,再關(guān)死球閥1,這時(shí)調(diào)節(jié)溢流閥7即可從壓力表4上觀察泵的工作壓力變化情況,看其是否能超過(guò)15MPa并上升至所需高壓值。若不能則說(shuō)明是泵本身故障,若能說(shuō)明不是泵故障,則應(yīng)繼續(xù)檢測(cè)。
2)若泵無(wú)故障,則利用故障診斷回路檢測(cè)b點(diǎn)壓力變化情況。若b點(diǎn)工作壓力能超過(guò)15MPa并上升至所需高壓值,則說(shuō)明系統(tǒng)主溢流閥工作正常,需繼續(xù)檢測(cè)。
3)若溢流閥無(wú)故障,則通過(guò)檢測(cè)c點(diǎn)壓力變化情況即可判斷出是否換向閥及液力鎖故障。
通過(guò)檢測(cè)最終故障原因是泵內(nèi)漏嚴(yán)重所引起。拆卸泵后方知,泵柱塞由于滑潤(rùn)不良造成異常磨損,引起內(nèi)漏增大,使系統(tǒng)壓力提不高。
三、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。首先這種測(cè)量是定量的,這就避免了個(gè)人診斷的盲目性和經(jīng)驗(yàn)性,診斷結(jié)果符合實(shí)際。其次故障診斷速度快,經(jīng)過(guò)幾秒到幾十秒即可測(cè)得系統(tǒng)的準(zhǔn)確參數(shù),再經(jīng)維修人員簡(jiǎn)單的分析判斷即得到診斷結(jié)果。再者此法較傳統(tǒng)故障診斷法降低系統(tǒng)裝拆工作量一半以上。
此故障診斷檢測(cè)回路具有以下功能:
(1)能直接測(cè)量并直觀顯示液流流量、壓力和溫度,并能間接測(cè)量泵、馬達(dá)轉(zhuǎn)速。
(2)可以利用溢流閥對(duì)系統(tǒng)中被測(cè)部分進(jìn)行模擬加載,調(diào)壓方便、準(zhǔn)確;為保證所測(cè)流量準(zhǔn)確性,可從溫度表直接觀察測(cè)試溫差(應(yīng)小于±3℃)。
(3)適應(yīng)于任何液壓系統(tǒng),且某些系統(tǒng)參數(shù)可實(shí)現(xiàn)不停車檢測(cè)。
(4)結(jié)構(gòu)輕便簡(jiǎn)單,工作可靠,成本低廉,操作簡(jiǎn)便。這種檢測(cè)回路將加載裝置和簡(jiǎn)單的檢測(cè)儀器結(jié)合在一起,可做成便攜式檢測(cè)儀,測(cè)量快速、方便、準(zhǔn)確,適于在現(xiàn)場(chǎng)推廣使用。它為檢測(cè)、預(yù)報(bào)和故障診斷自動(dòng)化打下基礎(chǔ)。
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