液壓系統(tǒng)故障分析課總結(jié)論文

液壓系統(tǒng)故障分析課總結(jié)論文

指導(dǎo)教師：王同建博士

機(jī)械工程與自動(dòng)化系410708班41070808號(hào)李海濤

中國(guó)的工業(yè)規(guī)�；�建設(shè)歷來(lái)就是中國(guó)社會(huì)各項(xiàng)改革重中之重的問(wèn)題。自1949年中國(guó)共產(chǎn)黨奪取政權(quán)以后，借助前蘇聯(lián)的工業(yè)生產(chǎn)模式進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)建設(shè)，但是，由于處在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下，工業(yè)建設(shè)帶有很強(qiáng)的政治目的性，因此，我們的工業(yè)生產(chǎn)便難以適應(yīng)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)生活。1978年以來(lái)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)改革，使得眾多的國(guó)有工業(yè)企業(yè)面臨著兩大問(wèn)題：一是經(jīng)營(yíng)體制的問(wèn)題，二是自身發(fā)展的問(wèn)題。20余年以來(lái)的改革開(kāi)放，使得我們的工業(yè)企業(yè)在經(jīng)營(yíng)體制上發(fā)生根本性的轉(zhuǎn)變，能夠按照市場(chǎng)的需要進(jìn)行生產(chǎn)。但是，我們依然面臨著工業(yè)企業(yè)自身發(fā)展的嚴(yán)峻問(wèn)題。

改革開(kāi)放的20余年間，我們引進(jìn)大量先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、先進(jìn)的管理方法，進(jìn)行股份制改革，經(jīng)濟(jì)體制改革，社會(huì)保障制度改革，醫(yī)療體制改革，教育體制改革等等，各種體制、制度、規(guī)則、方法的研究、探討、論證和試點(diǎn)，卻都很難涉及到多少思想觀念的深刻轉(zhuǎn)變，缺乏核心思想的指導(dǎo)，迷戀于方式化的改革，究竟是怎樣的一種改革呢？今年年初，在清華大學(xué)現(xiàn)代管理學(xué)院舉辦的“十一五計(jì)劃經(jīng)濟(jì)改革”研討會(huì)上，一位學(xué)者就指出：應(yīng)該把“改革”二字換成“改良”或“改進(jìn)”才更為貼切。的確如此，僅僅是脫掉舊衣服穿上一件新衣服，是稱不了“革”的。改革，尤其是我們的工業(yè)企業(yè)改革，由于歷史性的原因，更需要我們進(jìn)行思想層面的變革。

尤其是在機(jī)械重工領(lǐng)域，而在談到機(jī)械重工領(lǐng)域時(shí)就不能不談及他的心臟動(dòng)力液壓系統(tǒng)。

液壓設(shè)備在機(jī)械工程大功率、自動(dòng)化中越來(lái)越起主導(dǎo)作用。但功率越大、自動(dòng)化程度越高，設(shè)備的結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜，發(fā)生故障的可能性就越大，故障造成的危害和損失也越大。因此，及時(shí)有效地監(jiān)測(cè)液壓系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、準(zhǔn)確判斷發(fā)生故障的原因尤為重要。使用單位都希望設(shè)備的機(jī)電液裝置在運(yùn)行過(guò)程中能運(yùn)轉(zhuǎn)正常，一旦出現(xiàn)超載、沖擊、卡死等意外故

障時(shí)能及時(shí)處理，否則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞，給使用單位造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，各制造廠在設(shè)法提高設(shè)備可靠性的同時(shí)，希望能找到一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，做到防患于未然，實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理。目前，用于液壓系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷的動(dòng)態(tài)參數(shù)主要有：油壓、測(cè)試、流量、振動(dòng)、磨屑等。這些參數(shù)容易被干擾、不易獲取，大多屬于非平穩(wěn)信號(hào)，在工程應(yīng)用中有一定局限性。我們通過(guò)理論分析和大量試驗(yàn)，發(fā)展了一種基于電流分析的液壓動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別方法，進(jìn)而提出了故障識(shí)別的可能性。該方法對(duì)冶金、礦山和建筑等大型工程機(jī)械有實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。識(shí)別機(jī)理分析液壓動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型電動(dòng)機(jī)受驅(qū)油泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的機(jī)電液耦合模型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸和油泵轉(zhuǎn)子之間用彈性聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，電動(dòng)機(jī)、油泵機(jī)座都視為剛性，系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，由于偏心或不對(duì)中的影響，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)會(huì)發(fā)生相對(duì)于地面方向的振動(dòng)，此外在起動(dòng)、制動(dòng)、油液沖擊等不平穩(wěn)過(guò)程中還會(huì)發(fā)生相對(duì)于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸與油泵轉(zhuǎn)軸的和會(huì)不斷發(fā)生變化。由于不平穩(wěn)過(guò)程中電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速是不斷變化的，這時(shí)采用同步恒速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系描述電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)較為方便。

采用液壓傳動(dòng)并利用液壓閥作為執(zhí)行器件,廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中。對(duì)于動(dòng)力轉(zhuǎn)向總成試驗(yàn)臺(tái)來(lái)說(shuō),同其它液壓傳動(dòng)機(jī)械設(shè)備一樣,較容易發(fā)生故障,故障率較高的地方往往不是機(jī)械或電氣部分,而是液壓系統(tǒng)中的

液壓元件,而且在液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)又不易直觀地查找原因。由此,引出了液壓系統(tǒng)應(yīng)具有(或設(shè)置)故障自診斷功能的問(wèn)題。在動(dòng)力轉(zhuǎn)向總成試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)中通過(guò)用硬件電路來(lái)滿足這一要求:即采用與電磁鐵控制線圈相串聯(lián)(HL)指示燈來(lái)顯示電磁閥的通斷狀態(tài),從而使液壓系統(tǒng)具有了初步的故障自診斷功能。但是,在實(shí)踐中可能遇到這種情況:控制電磁鐵線圈并未燒斷,而是由于液壓油中混有的雜質(zhì)使電磁閥閥芯卡在某個(gè)位置不能動(dòng)作,對(duì)于這種故障,硬件電路就無(wú)法診斷。因此,有必要找出一種更為有效而合理的液壓系統(tǒng)的故障診斷方法。液壓系統(tǒng)故障診斷是對(duì)一個(gè)在運(yùn)行或調(diào)試中的液壓系統(tǒng)采用分析法來(lái)確定其故障狀態(tài),找出故障原因,然后加以排除,使系統(tǒng)能正常運(yùn)行。動(dòng)力轉(zhuǎn)向總成試驗(yàn)臺(tái)是作為產(chǎn)品出廠(前)的最終檢驗(yàn)設(shè)備,要求其液壓系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性和可靠性。希望在液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的萌芽階段就能作出診斷,以便早期采取必要的措施,避免故障的突然發(fā)生,造成惡劣后果。這里需要指出的是:我們所要診斷的故障并不是液壓系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的漏油、發(fā)熱、振動(dòng)、噪聲等問(wèn)題,這些問(wèn)題有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)械維修人員在預(yù)防性檢查(人工監(jiān)測(cè))中會(huì)較容易地發(fā)現(xiàn)并解決。當(dāng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的液壓系統(tǒng)在無(wú)發(fā)熱、振動(dòng)、噪聲突然增大,以及無(wú)其他不正常現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)而突然出現(xiàn)某個(gè)參數(shù)值(如壓力值)不正常,或者出現(xiàn)執(zhí)行元件不動(dòng)作或誤動(dòng)作(如停止運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)遲緩、不能換向,順序動(dòng)作錯(cuò)亂等)現(xiàn)象時(shí),往往是因?yàn)橐簤嚎刂崎y出了故障(除個(gè)別的電氣原因外),這也是我們所要討論的問(wèn)題。動(dòng)力轉(zhuǎn)向總成試驗(yàn)臺(tái)的液壓系統(tǒng)是一個(gè)組合式液壓開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng),也就是說(shuō)系統(tǒng)的輸出(執(zhí)行動(dòng)作、參數(shù)值等)只由輸入(電磁閥閥芯的位置狀態(tài))的組合決定。根據(jù)這一特點(diǎn),可以考慮采用邏輯診斷方法。1邏輯診斷與故障診斷中的基本邏輯問(wèn)題

1.1邏輯診斷簡(jiǎn)介

邏輯診斷是根據(jù)設(shè)備(或系統(tǒng))的特征和設(shè)備(或系統(tǒng))的狀態(tài)之間的邏輯聯(lián)系進(jìn)行診斷的,它是故障診斷的另一分支。在邏輯診斷中,設(shè)備(或系統(tǒng))的特征只能是簡(jiǎn)單的特征,即只能取兩個(gè)數(shù)值,例如有與無(wú);設(shè)備(或系統(tǒng))的狀態(tài)也只能取兩個(gè)數(shù)值,例如是與否。特征和狀態(tài)的這種雙值性,在數(shù)學(xué)上最為方便的表示方法是“0”和“1”。只有兩個(gè)值的變量或函數(shù)稱為邏輯函數(shù)或布爾函數(shù)。邏輯代數(shù)就是研究這種變量或函數(shù)的分支,它在許多工程設(shè)計(jì),諸如自動(dòng)控制,計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)中有著重要的應(yīng)用。在邏輯診斷中,用只有兩個(gè)數(shù)值的變量來(lái)描述設(shè)備(或系統(tǒng))的狀態(tài)和特征只能是近似的、粗糙的,然而在很多課題中,邏輯診斷可極為有效地用于尋找和確定機(jī)器的故障。關(guān)于邏輯代數(shù)中的基本概念,如非、積(與)、和(或)、包含、同一等邏輯運(yùn)算,以及分配律、吸收律、反演律等運(yùn)算法則,是早為我們所熟悉了的,這里就不再一一介紹了。1.2故障診斷中的基本邏輯問(wèn)題

為了用邏輯概念來(lái)分析故障診斷過(guò)程,可以取符號(hào)K(1)表“示設(shè)備(或系統(tǒng))具有特征1”,用符號(hào)K(2)表示“設(shè)備(或系統(tǒng))具有特征2”等等;取符號(hào)D(1)表示“設(shè)備(或系統(tǒng))的狀態(tài)1”,用符號(hào)D(2)表示“設(shè)備(或系統(tǒng))的狀態(tài)2”等等。一般來(lái)說(shuō),可以得到考察幾K(1)、K(2),,K(n)和m種狀態(tài)的集合D(1),D(2),,D(m),這樣,故障診斷的決策規(guī)則可以用下面的布爾函數(shù)表示:E[K(1),,K(n),D(1),,D(m)]同樣,設(shè)備(或系統(tǒng))的特征函數(shù)可以由只含特征的布爾函數(shù)表示:G[K(1),,K(n)]設(shè)備(或系統(tǒng))的狀態(tài)函數(shù)可以用只含狀態(tài)的布爾函數(shù)表示:F[D(1),,D(n)]故障診斷的基本邏輯課題是從已知決策規(guī)則E

和設(shè)備(或系統(tǒng))的特征函數(shù)G,來(lái)求出設(shè)備(或系統(tǒng))的狀態(tài)函數(shù)F。用邏輯語(yǔ)言表示,即有如下的形式:E=(G]F)其意義是設(shè)備(或系統(tǒng))具有某種特征,則它處于相應(yīng)的狀態(tài)。也可以用另一種形式表達(dá):E=(F-]G-)其意義是如果設(shè)備(或系統(tǒng))不具有某種狀態(tài),則其相應(yīng)的特征就不會(huì)有。2邏輯診斷在液壓系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用

有了以上的理論基礎(chǔ),我們就可以在液壓系統(tǒng)故障診斷中應(yīng)用邏輯診斷方法了。我們把液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)某個(gè)動(dòng)作或具有某個(gè)參數(shù)值作為“系統(tǒng)具有某個(gè)特征i”,用符號(hào)K(i)表示;把某個(gè)電磁閥閥芯處于它的電磁鐵線圈通電后的正確位置作為“系統(tǒng)的狀態(tài)j”,用符號(hào)D(j)表示。那么,K(i)就表示系統(tǒng)未進(jìn)行某個(gè)動(dòng)作或不具有某個(gè)參數(shù)值;D(j)表示閥芯處于電磁鐵線圈未通電時(shí)的正確位置,當(dāng)然這有可能是正常狀態(tài)(電磁鐵來(lái)接電)也可能是故障狀態(tài)(電磁鐵接電,但線圈燒斷或閥芯卡住)。2.1液壓系統(tǒng)的邏輯故障診斷過(guò)程的步驟:

2.1.1建立液壓系統(tǒng)故障診斷的決策規(guī)則這通常是根據(jù)液壓系所實(shí)現(xiàn)的邏輯功能來(lái)建立的。

2.1.2建立液壓系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)函數(shù)庫(kù)也就是找出液壓系統(tǒng)所有的正常工作邏輯狀態(tài)。

2.1.3根據(jù)故障診斷的基本邏輯問(wèn)題由已知的決策規(guī)則E和系統(tǒng)的故障特征函數(shù)G,來(lái)求出系統(tǒng)的故障狀態(tài)數(shù)F。

2.1.4將求出的系統(tǒng)故障狀態(tài)函數(shù)F與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)函數(shù)庫(kù)中相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)函數(shù)F′相對(duì)比,找出故障源。

上述便是我在這5周學(xué)習(xí)后的心得與總結(jié)。而對(duì)于我來(lái)說(shuō)，為中國(guó)的工程師也盡自己的一份力量是作為一名普通大學(xué)生的責(zé)任與使命。責(zé)任感是諸葛

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液壓系統(tǒng)故障分析及解決措施

【摘要】本文分析歸納液壓系統(tǒng)中五大組成部分在工作時(shí)出現(xiàn)的故障，針對(duì)液壓系統(tǒng)中常用的四種液壓泵出現(xiàn)的典型故障進(jìn)行重點(diǎn)分析，并提出相應(yīng)的解決措施。

【關(guān)鍵詞】液壓系統(tǒng)；液壓泵；故障分析；解決措施0引言

液壓系統(tǒng)具有體積小、質(zhì)量輕、響應(yīng)快、功率密度大、精準(zhǔn)度高及抗負(fù)載剛性大等優(yōu)點(diǎn)，在眾多重要領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。液壓系統(tǒng)在各類設(shè)備和系統(tǒng)中往往處于控制和動(dòng)力傳輸?shù)暮诵牡匚�。隨著液壓系統(tǒng)向快速、大功率、高精度的方向發(fā)展，液壓系統(tǒng)的規(guī)模、功能、復(fù)雜程度及自動(dòng)化水平日益提高，液壓系統(tǒng)及設(shè)備出現(xiàn)故障的幾率同時(shí)也將提高，因此如何提高系統(tǒng)的可靠性與安全性，是液壓技術(shù)領(lǐng)域目前亟待解決的問(wèn)題。1液壓系統(tǒng)的基本組成

一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制調(diào)節(jié)元件、輔助元件和工作介質(zhì)五大部分組成。液壓泵將機(jī)械能儲(chǔ)存在工作介質(zhì)中，然后通過(guò)執(zhí)行元件釋放能量進(jìn)而帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)以達(dá)到預(yù)期的工作效果。液壓系統(tǒng)中液體的壓力、流量和方向通過(guò)控制調(diào)節(jié)裝置得以實(shí)現(xiàn)。輔助裝置之間的相互協(xié)調(diào)，為液壓系統(tǒng)可靠穩(wěn)定的工作提供必要條件。

2液壓系統(tǒng)故障狀態(tài)分析2.1液壓動(dòng)力元件的故障分析2.1.1液壓泵工作的基本特點(diǎn)及分類

液壓泵是個(gè)有著相應(yīng)的配流機(jī)構(gòu)且其密封容積可以發(fā)生周期性變化的密封裝置。油箱內(nèi)液體的絕對(duì)壓力必須恒大于或等于大氣壓力以保證液壓泵正常吸油。常見(jiàn)的液壓泵有齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵。

2.1.2各種液壓泵出現(xiàn)的主要故障及改進(jìn)措施

1）齒輪泵是液壓系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的液壓泵之一。齒輪泵的故障主要體現(xiàn)在工作壓力不穩(wěn)、泄漏和噪音振動(dòng)。三者之間有時(shí)同時(shí)存在，彼此相互關(guān)聯(lián)。（1）漏油現(xiàn)象

主要泄漏的部位有油泵齒輪斷面與端蓋間、齒面的嚙合處以及齒輪外圓和殼體內(nèi)孔的徑向處。齒輪端面和端蓋間的軸向間隙對(duì)泄漏量影響最大。若該部位泄漏量過(guò)大，則無(wú)法對(duì)液壓系統(tǒng)正常供油，迫使容積效率降低，引起發(fā)熱；當(dāng)泄漏量過(guò)小時(shí)，齒輪與端蓋之間的機(jī)械損失過(guò)大，機(jī)械效率降低，噪聲增大，振動(dòng)劇烈。解決措施：嚴(yán)格控制泵的軸向配合間隙，可采用齒輪端面間隙自動(dòng)補(bǔ)償?shù)霓k法。當(dāng)磨損過(guò)大時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換齒輪泵。（2）齒輪泵工作壓力不穩(wěn)

供油壓力不穩(wěn)而發(fā)生波動(dòng)的主要原因有：吸油管過(guò)長(zhǎng)或過(guò)細(xì)；吸油濾網(wǎng)容量不足；液壓油品質(zhì)差，油的粘性過(guò)高；吸油突緣因密封不嚴(yán)導(dǎo)致空氣進(jìn)入或管道內(nèi)有氣泡等。這些故障在下面的三種泵體中都有可能出現(xiàn)，只在此進(jìn)行分析。解決措施：清理污垢，變通管

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