筑路机械液压系统常见故障判断步骤与诊断方法
胡旭
【摘要】引起筑路机械液压系统故障的因素很多，确定故障的范围、区域、部位是关键，从机械设备不同运行阶段的故障特征判断故障发生的原因，提出了液压系统常见故障的判断步骤和诊断方法。
【关键词】液压系统；故障判断；方法お
筑路机械是由机械、液压、电气及其仪表等装置有机地组合成的统一体，系统的故障分析也是由各方面因素综合影响的一个复杂问题。因此，分析液压故障之前必须弄清楚整个液压系统的传动原理、结构特点，然后根据故障现象进行判断，逐步深入，采取顺藤摸瓜、跟踪追击的分析方法，有目的、有方向地逐步缩小可疑范围，确定区域、部位，最后确定故障元件。而摊铺机、推土机、挖掘机和装载机等筑路机械，都是自行式机械，由于体积和重量所限，不可能自带种种监测设备，一般只在局部油路安装压力表。而且这些机械都是在施工现场作业，随着机械化施工程度的进一步提高，某一设备的故障停产，很可能影响整个施工链的连续作业。这就要求机械操作手和机械技术人员具有准确判断故障的能力，从而及时的排除故障，特别是一般性的故障。要排除故障，首先需找出故障的原因与部位，液压系统的工作是由压力、流量、液流方向来实现的，根据这一特征，一般来说，总是可以找出故障的原因的。
1. 液压系统故障产生的特征
液压系统故障不像电气系统那样检测方便，因为液压管路内油液流动状态、液压件内部的零件动作、以及密封件的损坏等情况，一般是看不见、摸不着的，所以给人们观察分析带来更多的麻烦和困难，但机械设备在不同的运行阶段有不同的故障特征，通过对各阶段故障特征的分析和研究，就比较容易判断故障发生的原因。
1.1不同运行阶段的故障特征。
1.1.1新设备调试阶段的故障特征。
新设备调试阶段的故障率较高，存在的问题较为复杂，其特征是设计、制造、安装、以及管理等质量问题交织在一起。机械、电气问题除外，一般液压系统常见故障有：
（1）接头处或端盖处外泄漏严重。
（2）速度不稳定。
（3）由于脏物或油污使阀芯卡死或运动不灵活，造成执行元件失灵。
（4）阻尼小孔被堵，造成系统压力不稳定或压力调不上去。
（5）某些阀类元件漏装弹簧、密封件或安装时损坏密封件，甚至管道接错而使动力元件失效。
（6）设计不合理，液压件选择不当，使系统发热，或同步动作不协调，位置精度达不到要求等。
1.1.2大型设备转场、安装、调试阶段的故障。
大型设备转场、安装、调试阶段的故障率较低，其特征是由于管理不良或安装时不小心，或在搬运中损坏造成的的小故障，一般较容易排除。其表现如下：
（1）外部有泄漏。
（2）压力不稳定或动作不灵活。
（3）液压件或管道内部进入脏物。
（4）元件内部漏装、错装弹簧或其它零件。
（5）液压件加工质量差或安装质量差，造成阀芯动作不灵活或配油盘（轴）严重泄漏。
若再次过程中加强管理，在装配和安装过程中严格把好质量关，故障率会下降，调试将较为顺利。
1.1.3机械运行初期和中期的故障。
机械经过调试阶段后，经过长途运输，便进入正常使用阶段。此阶段液压故障的主要特征是：
（1）管接头振动脱落。
（2）由于少数密封件质量差或装配不良，在短期内被损坏，造成漏油。
（3）工作油液因多次冲刷管道、液压件油道、使原来附着在管壁和孔壁上毛刺、型砂、切屑等杂物脱落。随液流而去的杂物将会堵塞阻尼孔和滤油器滤网，造成压力不稳定、工作速度变化、阀芯卡死、配油轴卡阻等现象。
（4）少数机械因超负荷作业或环境散热条件差，引起泄漏、密封件损坏、管接头损坏及油管损坏。
在一般情况下机械使用到中期，其故障率最低。此时，液压系统工作状态最佳，条件是机械在正常负载下工作，且工作油液的污染程度须在要求范围内。
1.1.4机械运行到后期的故障。
机械运行到后期阶段时，各类液压元件因工作频率和负载条件的差异，各易损元件先后开始正常性的超差磨损。在此阶段，故障的特征是故障率逐渐上升，系统中内外泄漏量增加，系统效率有明显降低。此时，应该对液压系统和液压元件进行全面检查，对有严重缺陷的元件和已失效的元件进行修理或更换。这说明机械要进入中修或大修了。
2. 偶发性故障
此类故障特征是偶然突发，故障区域及产生原因较为明显。如因操作失误造成事故碰撞，零部件明显损坏；管路突然爆裂；异物落入管路系统产生堵塞；密封件损坏；液压元件安装支座变形或损坏等。
3. 故障判断步骤与方法
3.1故障判断步骤。
在查找故障原因之前要了解机械的性能，熟悉液压系统工作原理和运行要求以及一些主要技术参数。还应熟悉该机械以往发生故障的情况及原因。
（1）查清情况。了解机械出现故障前后的工作状况及异常现象，产生故障的部位和故障现象，同时要了解过去对这类故障排除的经过。
如果机械还能启动运行，就再反复启动或点启动机械，操纵有关控制部分，观察故障现象，查找故障部位，并观察系统压力变化和工作情况，听听噪音，查看漏油等现象。
（2）分析原因。对现场观察到的情况及以往故障资料进行综合分析，找出产生故障的可能原因，归纳分析必须与液压系统工作原理和有关技术参数密切联系，才能准确地找出故障原因。
（3）采取措施。结合故障现场的实际情况，制定出切实可行的排除措施，并尽快组织实施。
（4）总结经验。对故障经过分析予以排除，并取得了成功，这些经验都应当进行很好总结。
3.2故障诊断方法。
机械的液压系统故障诊断，一般分为简易判断和精密判断。
3.2.1简易判断技术。
简易判断技术，又称主观判断法。它是靠维修人员利用简单的诊断仪器和凭个人的实际经验对液压系统出现的故障进行诊断，找出产生故障的原因和部位，这是普通采用的方法。简易判断的具体方法如下：
（1）看。看液压系统工作的真实现象。
一看速度。看执行机构运动速度有无变化和异常现象。
二看压力。看液压系统中各测压点的压力值大小，压力值有无波动等现象。
三看油液。观察油液是否清洁，有否变质；油量是否满足要求；油的粘度是否符合要求；油的表面是否有泡沫等。
四看泄漏。看液压管道各接头处、阀板结合处、液压缸端盖处，活塞杆处、液压泵轴伸处是否有渗漏滴漏和出现油垢现象。
五看振动。看液压缸活塞杆或工作台等运动部件及液压管路工作有无跳动等现象。
六看工作状况。看回转机构能否回转或回转是否缓慢无力，看行走机构是否跑偏，或能否行走等等工作状态。
（2）听。用听觉来判断液压系统和液压泵的工作是否正常等。
听听液压泵和液压系统工作时的噪音是否过大；溢流阀等元件是否有尖叫声；工作台液压缸换向时冲击声是否过大；曲线马达是否有敲击声等等。
（3）摸。用手摸正在运动的部件表面。
一摸温升。用手摸液压泵泵体外壳、油箱外壁和阀体外壳表面，辨别温升是否正常。
二摸振动。用手摸运动部件和管子，判断振动是否正常。
三摸松紧程度。用手拧一下挡铁、微动开关、紧固螺钉等，检查螺钉松紧程度。
（4）闻。用嗅觉判断油液是否发臭变质。
（5）问。询问了解或回忆查阅机械平时运行状况，熟悉掌握一下情况：
液压系统工作是否正常，液压泵有无异常现象；液压油什么时候更换过，滤网是否清洗或更换过；发生事故前控制阀有哪些不正常现象；发生事故前对密封件或液压件是否更换过；发生事故前后液压系统工作出现过哪些不正常现象；过去常出现哪类故障，是怎样排除的；发生事故前机械工作中的超载情况。
总之，对所有的客观情况都要了如指掌。主观判断只是一个简单的定性情况，还做不到定量分析。为了弄清楚液压系统产生故障的原因，有时就要停机拆卸某个液压元件，把它放到试验台上做定量的性能测试。
3.2.2精密判断技术。
精密判断技术，即客观判断法。它是在简易判断法的基础上对有疑问的异常现象，采用各种监测仪器对其进行定量分析，从而找出故障原因。
状态监测用的仪器种类很多，通常有压力传感器、流量传感器、速度传感器、油温检测仪、振动检测仪等。这些仪器费用较大，停工检测时间过长，一般不宜在施工现场采用。同时，要正确找到液压系统元件的故障原因、部位，并提出排除方法，单靠精密判断法不行，还是要靠实际经验的不断积累和探索，两者相互结合，才能取得好的效果。
参考文献
[1]张凤山，静永臣.工程机械液压、液力系统故障诊断与维修：化学工业出版社，2009.
【摘要】引起筑路机械液压系统故障的因素很多，确定故障的范围、区域、部位是关键，从机械设备不同运行阶段的故障特征判断故障发生的原因，提出了液压系统常见故障的判断步骤和诊断方法。
【关键词】液压系统；故障判断；方法お
筑路机械是由机械、液压、电气及其仪表等装置有机地组合成的统一体，系统的故障分析也是由各方面因素综合影响的一个复杂问题。因此，分析液压故障之前必须弄清楚整个液压系统的传动原理、结构特点，然后根据故障现象进行判断，逐步深入，采取顺藤摸瓜、跟踪追击的分析方法，有目的、有方向地逐步缩小可疑范围，确定区域、部位，最后确定故障元件。而摊铺机、推土机、挖掘机和装载机等筑路机械，都是自行式机械，由于体积和重量所限，不可能自带种种监测设备，一般只在局部油路安装压力表。而且这些机械都是在施工现场作业，随着机械化施工程度的进一步提高，某一设备的故障停产，很可能影响整个施工链的连续作业。这就要求机械操作手和机械技术人员具有准确判断故障的能力，从而及时的排除故障，特别是一般性的故障。要排除故障，首先需找出故障的原因与部位，液压系统的工作是由压力、流量、液流方向来实现的，根据这一特征，一般来说，总是可以找出故障的原因的。
1. 液压系统故障产生的特征
液压系统故障不像电气系统那样检测方便，因为液压管路内油液流动状态、液压件内部的零件动作、以及密封件的损坏等情况，一般是看不见、摸不着的，所以给人们观察分析带来更多的麻烦和困难，但机械设备在不同的运行阶段有不同的故障特征，通过对各阶段故障特征的分析和研究，就比较容易判断故障发生的原因。
1.1不同运行阶段的故障特征。
1.1.1新设备调试阶段的故障特征。
新设备调试阶段的故障率较高，存在的问题较为复杂，其特征是设计、制造、安装、以及管理等质量问题交织在一起。机械、电气问题除外，一般液压系统常见故障有：
（1）接头处或端盖处外泄漏严重。
（2）速度不稳定。
（3）由于脏物或油污使阀芯卡死或运动不灵活，造成执行元件失灵。
（4）阻尼小孔被堵，造成系统压力不稳定或压力调不上去。
（5）某些阀类元件漏装弹簧、密封件或安装时损坏密封件，甚至管道接错而使动力元件失效。
（6）设计不合理，液压件选择不当，使系统发热，或同步动作不协调，位置精度达不到要求等。
1.1.2大型设备转场、安装、调试阶段的故障。
大型设备转场、安装、调试阶段的故障率较低，其特征是由于管理不良或安装时不小心，或在搬运中损坏造成的的小故障，一般较容易排除。其表现如下：
（1）外部有泄漏。
（2）压力不稳定或动作不灵活。
（3）液压件或管道内部进入脏物。
（4）元件内部漏装、错装弹簧或其它零件。
（5）液压件加工质量差或安装质量差，造成阀芯动作不灵活或配油盘（轴）严重泄漏。
若再次过程中加强管理，在装配和安装过程中严格把好质量关，故障率会下降，调试将较为顺利。
1.1.3机械运行初期和中期的故障。
机械经过调试阶段后，经过长途运输，便进入正常使用阶段。此阶段液压故障的主要特征是：
（1）管接头振动脱落。
（2）由于少数密封件质量差或装配不良，在短期内被损坏，造成漏油。
（3）工作油液因多次冲刷管道、液压件油道、使原来附着在管壁和孔壁上毛刺、型砂、切屑等杂物脱落。随液流而去的杂物将会堵塞阻尼孔和滤油器滤网，造成压力不稳定、工作速度变化、阀芯卡死、配油轴卡阻等现象。
（4）少数机械因超负荷作业或环境散热条件差，引起泄漏、密封件损坏、管接头损坏及油管损坏。
在一般情况下机械使用到中期，其故障率最低。此时，液压系统工作状态最佳，条件是机械在正常负载下工作，且工作油液的污染程度须在要求范围内。
1.1.4机械运行到后期的故障。
机械运行到后期阶段时，各类液压元件因工作频率和负载条件的差异，各易损元件先后开始正常性的超差磨损。在此阶段，故障的特征是故障率逐渐上升，系统中内外泄漏量增加，系统效率有明显降低。此时，应该对液压系统和液压元件进行全面检查，对有严重缺陷的元件和已失效的元件进行修理或更换。这说明机械要进入中修或大修了。
2. 偶发性故障
此类故障特征是偶然突发，故障区域及产生原因较为明显。如因操作失误造成事故碰撞，零部件明显损坏；管路突然爆裂；异物落入管路系统产生堵塞；密封件损坏；液压元件安装支座变形或损坏等。
3. 故障判断步骤与方法
3.1故障判断步骤。
在查找故障原因之前要了解机械的性能，熟悉液压系统工作原理和运行要求以及一些主要技术参数。还应熟悉该机械以往发生故障的情况及原因。
（1）查清情况。了解机械出现故障前后的工作状况及异常现象，产生故障的部位和故障现象，同时要了解过去对这类故障排除的经过。
如果机械还能启动运行，就再反复启动或点启动机械，操纵有关控制部分，观察故障现象，查找故障部位，并观察系统压力变化和工作情况，听听噪音，查看漏油等现象。
（2）分析原因。对现场观察到的情况及以往故障资料进行综合分析，找出产生故障的可能原因，归纳分析必须与液压系统工作原理和有关技术参数密切联系，才能准确地找出故障原因。
（3）采取措施。结合故障现场的实际情况，制定出切实可行的排除措施，并尽快组织实施。
（4）总结经验。对故障经过分析予以排除，并取得了成功，这些经验都应当进行很好总结。
3.2故障诊断方法。
机械的液压系统故障诊断，一般分为简易判断和精密判断。
3.2.1简易判断技术。
简易判断技术，又称主观判断法。它是靠维修人员利用简单的诊断仪器和凭个人的实际经验对液压系统出现的故障进行诊断，找出产生故障的原因和部位，这是普通采用的方法。简易判断的具体方法如下：
（1）看。看液压系统工作的真实现象。
一看速度。看执行机构运动速度有无变化和异常现象。
二看压力。看液压系统中各测压点的压力值大小，压力值有无波动等现象。
三看油液。观察油液是否清洁，有否变质；油量是否满足要求；油的粘度是否符合要求；油的表面是否有泡沫等。
四看泄漏。看液压管道各接头处、阀板结合处、液压缸端盖处，活塞杆处、液压泵轴伸处是否有渗漏滴漏和出现油垢现象。
五看振动。看液压缸活塞杆或工作台等运动部件及液压管路工作有无跳动等现象。
六看工作状况。看回转机构能否回转或回转是否缓慢无力，看行走机构是否跑偏，或能否行走等等工作状态。
（2）听。用听觉来判断液压系统和液压泵的工作是否正常等。
听听液压泵和液压系统工作时的噪音是否过大；溢流阀等元件是否有尖叫声；工作台液压缸换向时冲击声是否过大；曲线马达是否有敲击声等等。
（3）摸。用手摸正在运动的部件表面。
一摸温升。用手摸液压泵泵体外壳、油箱外壁和阀体外壳表面，辨别温升是否正常。
二摸振动。用手摸运动部件和管子，判断振动是否正常。
三摸松紧程度。用手拧一下挡铁、微动开关、紧固螺钉等，检查螺钉松紧程度。
（4）闻。用嗅觉判断油液是否发臭变质。
（5）问。询问了解或回忆查阅机械平时运行状况，熟悉掌握一下情况：
液压系统工作是否正常，液压泵有无异常现象；液压油什么时候更换过，滤网是否清洗或更换过；发生事故前控制阀有哪些不正常现象；发生事故前对密封件或液压件是否更换过；发生事故前后液压系统工作出现过哪些不正常现象；过去常出现哪类故障，是怎样排除的；发生事故前机械工作中的超载情况。
总之，对所有的客观情况都要了如指掌。主观判断只是一个简单的定性情况，还做不到定量分析。为了弄清楚液压系统产生故障的原因，有时就要停机拆卸某个液压元件，把它放到试验台上做定量的性能测试。
3.2.2精密判断技术。
精密判断技术，即客观判断法。它是在简易判断法的基础上对有疑问的异常现象，采用各种监测仪器对其进行定量分析，从而找出故障原因。
状态监测用的仪器种类很多，通常有压力传感器、流量传感器、速度传感器、油温检测仪、振动检测仪等。这些仪器费用较大，停工检测时间过长，一般不宜在施工现场采用。同时，要正确找到液压系统元件的故障原因、部位，并提出排除方法，单靠精密判断法不行，还是要靠实际经验的不断积累和探索，两者相互结合，才能取得好的效果。
参考文献
[1]张凤山，静永臣.工程机械液压、液力系统故障诊断与维修：化学工业出版社，2009.
