液壓系統(tǒng)故障分析課總結論文

液壓系統(tǒng)故障分析課總結論文

指導教師：王同建博士

機械工程與自動化系410708班41070808號李海濤

中國的工業(yè)規(guī)�；�建設歷來就是中國社會各項改革重中之重的問題。自1949年中國共產黨奪取政權以后，借助前蘇聯(lián)的工業(yè)生產模式進行大規(guī)模的工業(yè)建設，但是，由于處在計劃經濟體制下，工業(yè)建設帶有很強的政治目的性，因此，我們的工業(yè)生產便難以適應社會的經濟生活。1978年以來的市場經濟改革，使得眾多的國有工業(yè)企業(yè)面臨著兩大問題：一是經營體制的問題，二是自身發(fā)展的問題。20余年以來的改革開放，使得我們的工業(yè)企業(yè)在經營體制上發(fā)生根本性的轉變，能夠按照市場的需要進行生產。但是，我們依然面臨著工業(yè)企業(yè)自身發(fā)展的嚴峻問題。

改革開放的20余年間，我們引進大量先進的科學技術、先進的管理方法，進行股份制改革，經濟體制改革，社會保障制度改革，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，卻都很難涉及到多少思想觀念的深刻轉變，缺乏核心思想的指導，迷戀于方式化的改革，究竟是怎樣的一種改革呢？今年年初，在清華大學現(xiàn)代管理學院舉辦的“十一五計劃經濟改革”研討會上，一位學者就指出：應該把“改革”二字換成“改良”或“改進”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，更需要我們進行思想層面的變革。

尤其是在機械重工領域，而在談到機械重工領域時就不能不談及他的心臟動力液壓系統(tǒng)。

液壓設備在機械工程大功率、自動化中越來越起主導作用。但功率越大、自動化程度越高，設備的結構就越復雜，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，及時有效地監(jiān)測液壓系統(tǒng)的運行狀態(tài)、準確判斷發(fā)生故障的原因尤為重要。使用單位都希望設備的機電液裝置在運行過程中能運轉正常，一旦出現(xiàn)超載、沖擊、卡死等意外故

障時能及時處理，否則會導致設備損壞，給使用單位造成重大經濟損失。因此，各制造廠在設法提高設備可靠性的同時，希望能找到一種經濟實用的狀態(tài)監(jiān)測方法，做到防患于未然，實現(xiàn)科學管理。目前，用于液壓系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷的動態(tài)參數主要有：油壓、測試、流量、振動、磨屑等。這些參數容易被干擾、不易獲取，大多屬于非平穩(wěn)信號，在工程應用中有一定局限性。我們通過理論分析和大量試驗，發(fā)展了一種基于電流分析的液壓動力系統(tǒng)運行狀態(tài)識別方法，進而提出了故障識別的可能性。該方法對冶金、礦山和建筑等大型工程機械有實用價值和廣闊的應用前景。識別機理分析液壓動力系統(tǒng)的動力學模型電動機受驅油泵轉子系統(tǒng)的機電液耦合模型電動機轉軸和油泵轉子之間用彈性聯(lián)軸器聯(lián)結，電動機、油泵機座都視為剛性，系統(tǒng)在運行過程中，由于偏心或不對中的影響，轉子系統(tǒng)會發(fā)生相對于地面方向的振動，此外在起動、制動、油液沖擊等不平穩(wěn)過程中還會發(fā)生相對于電動機轉軸的扭轉振動。發(fā)生扭轉振動時，電動機轉軸與油泵轉軸的和會不斷發(fā)生變化。由于不平穩(wěn)過程中電動機轉軸的轉速是不斷變化的，這時采用同步恒速旋轉坐標系描述電動機系統(tǒng)的運行狀態(tài)較為方便。

采用液壓傳動并利用液壓閥作為執(zhí)行器件,廣泛應用于各種機械設備中。對于動力轉向總成試驗臺來說,同其它液壓傳動機械設備一樣,較容易發(fā)生故障,故障率較高的地方往往不是機械或電氣部分,而是液壓系統(tǒng)中的

液壓元件,而且在液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時又不易直觀地查找原因。由此,引出了液壓系統(tǒng)應具有(或設置)故障自診斷功能的問題。在動力轉向總成試驗臺的設計中通過用硬件電路來滿足這一要求: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使電磁閥閥芯卡在某個位置不能動作,對于這種故障,硬件電路就無法診斷。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)故障診斷是對一個在運行或調試中的液壓系統(tǒng)采用分析法來確定其故障狀態(tài),找出故障原因,然后加以排除,使系統(tǒng)能正常運行。動力轉向總成試驗臺是作為產品出廠(前)的最終檢驗設備,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)在運轉中經常出現(xiàn)的漏油、發(fā)熱、振動、噪聲等問題,這些問題有經驗的機械維修人員在預防性檢查(人工監(jiān)測)中會較容易地發(fā)現(xiàn)并解決。當正常運轉的液壓系統(tǒng)在無發(fā)熱、振動、噪聲突然增大,以及無其他不正�，F(xiàn)象發(fā)現(xiàn)而突然出現(xiàn)某個參數值(如壓力值)不正常,或者出現(xiàn)執(zhí)行元件不動作或誤動作(如停止運動、運動遲緩、不能換向,順序動作錯亂等)現(xiàn)象時,往往是因為液壓控制閥出了故障(除個別的電氣原因外),這也是我們所要討論的問題。動力轉向總成試驗臺的液壓系統(tǒng)是一個組合式液壓開關控制系統(tǒng),也就是說系統(tǒng)的輸出(執(zhí)行動作、參數值等)只由輸入(電磁閥閥芯的位置狀態(tài))的組合決定。根據這一特點,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題

1.1邏輯診斷簡介

邏輯診斷是根據設備(或系統(tǒng))的特征和設備(或系統(tǒng))的狀態(tài)之間的邏輯聯(lián)系進行診斷的,它是故障診斷的另一分支。在邏輯診斷中,設備(或系統(tǒng))的特征只能是簡單的特征,即只能取兩個數值,例如有與無;設備(或系統(tǒng))的狀態(tài)也只能取兩個數值,例如是與否。特征和狀態(tài)的這種雙值性,在數學上最為方便的表示方法是“0”和“1”。只有兩個值的變量或函數稱為邏輯函數或布爾函數。邏輯代數就是研究這種變量或函數的分支,它在許多工程設計,諸如自動控制,計算機的設計中有著重要的應用。在邏輯診斷中,用只有兩個數值的變量來描述設備(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器的故障。關于邏輯代數中的基本概念,如非、積(與)、和(或)、包含、同一等邏輯運算,以及分配律、吸收律、反演律等運算法則,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題

為了用邏輯概念來分析故障診斷過程,可以取符號K(1)表“示設備(或系統(tǒng))具有特征1”,用符號K(2)表示“設備(或系統(tǒng))具有特征2”等等;取符號D(1)表示“設備(或系統(tǒng))的狀態(tài)1”,用符號D(2)表示“設備(或系統(tǒng))的狀態(tài)2”等等。一般來說,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表示:E[K(1),,K(n),D(1),,D(m)]同樣,設備(或系統(tǒng))的特征函數可以由只含特征的布爾函數表示:G[K(1),,K(n)]設備(或系統(tǒng))的狀態(tài)函數可以用只含狀態(tài)的布爾函數表示: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

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

有了以上的理論基礎,我們就可以在液壓系統(tǒng)故障診斷中應用邏輯診斷方法了。我們把液壓系統(tǒng)實現(xiàn)某個動作或具有某個參數值作為“系統(tǒng)具有某個特征i”,用符號K(i)表示;把某個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D(j)表示。那么,K(i)就表示系統(tǒng)未進行某個動作或不具有某個參數值;D(j)表示閥芯處于電磁鐵線圈未通電時的正確位置,當然這有可能是正常狀態(tài)(電磁鐵來接電)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)則這通常是根據液壓系所實現(xiàn)的邏輯功能來建立的。

2.1.2建立液壓系統(tǒng)的標準狀態(tài)函數庫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根據故障診斷的基本邏輯問題由已知的決策規(guī)則E和系統(tǒng)的故障特征函數G,來求出系統(tǒng)的故障狀態(tài)數F。

2.1.4將求出的系統(tǒng)故障狀態(tài)函數F與標準狀態(tài)函數庫中相應的標準狀態(tài)函數F′相對比,找出故障源。

上述便是我在這5周學習后的心得與總結。而對于我來說，為中國的工程師也盡自己的一份力量是作為一名普通大學生的責任與使命。責任感是諸葛

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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出現(xiàn)的故障，針對液壓系統(tǒng)中常用的四種液壓泵出現(xiàn)的典型故障進行重點分析，并提出相應的解決措施。

【關鍵詞】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、質量輕、響應快、功率密度大、精準度高及抗負載剛性大等優(yōu)點，在眾多重要領域得到了廣泛應用。液壓系統(tǒng)在各類設備和系統(tǒng)中往往處于控制和動力傳輸的核心地位。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、復雜程度及自動化水平日益提高，液壓系統(tǒng)及設備出現(xiàn)故障的幾率同時也將提高，因此如何提高系統(tǒng)的可靠性與安全性，是液壓技術領域目前亟待解決的問題。1液壓系統(tǒng)的基本組成

一個完整的液壓系統(tǒng)由動力元件、執(zhí)行元件、控制調節(jié)元件、輔助元件和工作介質五大部分組成。液壓泵將機械能儲存在工作介質中，然后通過執(zhí)行元件釋放能量進而帶動負載運動以達到預期的工作效果。液壓系統(tǒng)中液體的壓力、流量和方向通過控制調節(jié)裝置得以實現(xiàn)。輔助裝置之間的相互協(xié)調，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液壓動力元件的故障分析2.1.1液壓泵工作的基本特點及分類

液壓泵是個有著相應的配流機構且其密封容積可以發(fā)生周期性變化的密封裝置。油箱內液體的絕對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)的主要故障及改進措施

1）齒輪泵是液壓系統(tǒng)中應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。三者之間有時同時存在，彼此相互關聯(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孔的徑向處。齒輪端面和端蓋間的軸向間隙對泄漏量影響最大。若該部位泄漏量過大，則無法對液壓系統(tǒng)正常供油，迫使容積效率降低，引起發(fā)熱；當泄漏量過小時，齒輪與端蓋之間的機械損失過大，機械效率降低，噪聲增大，振動劇烈。解決措施：嚴格控制泵的軸向配合間隙，可采用齒輪端面間隙自動補償的辦法。當磨損過大時，應及時更換齒輪泵。（2）齒輪泵工作壓力不穩(wěn)

供油壓力不穩(wěn)而發(fā)生波動的主要原因有：吸油管過長或過細；吸油濾網容量不足；液壓油品質差，油的粘性過高；吸油突緣因密封不嚴導致空氣進入或管道內有氣泡等。這些故障在下面的三種泵體中都有可能出現(xiàn)，只在此進行分析。解決措施：清理污垢，變通管

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