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    一、參數(shù)測量法故障診斷

    參數(shù)測量法診斷故障的思路：任何液壓系統(tǒng)工作正常時，系統(tǒng)參數(shù)都工作在設(shè)計和設(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，必然是系統(tǒng)中某個元件或某些元件有故障，進一步可斷定回路中某一點或某幾點的參數(shù)已偏離了預(yù)定值。這說明如果液壓回路中某點的工作參數(shù)不正常，則系統(tǒng)已發(fā)生了故障或可能發(fā)生了故障，需維修人員馬上進行處理。這樣在參數(shù)測量的基礎(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)測量法不僅可以診斷系統(tǒng)故障，而且還能預(yù)報可能發(fā)生的故障，并且這種預(yù)報和診斷都是定量的，大大提高了診斷的速度和準(zhǔn)確性。這種檢測為直接測量，檢測速度快，誤差小，檢測設(shè)備簡單，便于在生產(chǎn)現(xiàn)場推廣使用。適合于任何液壓系統(tǒng)的檢測。測量時，既不需停機，又不損壞液壓系統(tǒng)，幾乎可以對系統(tǒng)中任何部位進行檢測，不但可診斷已有故障，而且可進行在線監(jiān)測、預(yù)報潛在故障。

    1．參數(shù)測量法原理只要測得液壓系統(tǒng)回路中所需任意點處工作參數(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量法測量時，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，被測參數(shù)則可用轉(zhuǎn)換后的電信號代表并顯示。由此可判斷液壓系統(tǒng)是否有故障。但這種間接測量方法需各種傳感器，檢測裝置較復(fù)雜，測量結(jié)果誤差大、不直觀，不便于現(xiàn)場推廣使用。

    現(xiàn)在介紹一種簡單、實用的液壓系統(tǒng)故障檢測回路。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖1（a）所示。檢測回路通常和被檢測系統(tǒng)并聯(lián)連接，此連接需在被測點設(shè)置如圖1（a）所示的雙球閥三通接頭，它主要用于對系統(tǒng)進行不拆卸檢測。它對液壓系統(tǒng)所需點的各種參數(shù)進行直接的快速檢測，不需任何傳感器，它可同時檢測系統(tǒng)中的壓力、流量和溫度3個參數(shù)，而執(zhí)行器的速度和轉(zhuǎn)速則可通過測量出口流量的方法計算得到。例如：只要在泵出口及執(zhí)行器進、出口安裝雙球閥三通，如圖2所示，則通過測量1、2、3三點的壓力、流量及溫度值，則可立刻診斷出故障所在的大致部位（泵源、控制傳動部分或執(zhí)行器部分）。增加參數(shù)檢測點，則可縮小故障發(fā)生區(qū)域。

    檢測原理：如圖1（a）所示。系統(tǒng)正常工作時，閥門1開啟，2關(guān)閉，檢測口罩上防塵罩，以防污染。檢測時，只要將檢測回路與檢測口接通，即旋緊活接頭螺紋并打開閥門2。通過調(diào)節(jié)閥門1和溢流閥7即可方便地測出壓力、流量、溫度、速度等參數(shù)。但要求系統(tǒng)配管時，將雙球閥三通在需檢測系統(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，這樣做既不會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，也不會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生明顯影響）來配置。

（a）                              （b）
圖1 故障診斷檢測回路
1、2 截止球閥 3、8 軟管 4 壓力表 5 流量計 6 溫度計 7 溢流閥 9 過濾器

圖2 液壓系統(tǒng)參數(shù)測量點
1、2、3測點

    2．參數(shù)測量方法

    第1步：測壓力　如圖1（ａ）所示，首先將檢測回路的軟管接頭與雙球閥三通螺紋接口旋緊接通。打開球閥2，關(guān)死溢流閥7，切斷回油通道，這時從壓力表4上可直接讀出所測點的壓力值（為系統(tǒng)的實際工作壓力）。

    第2步：測流量和溫度　慢慢松開溢流閥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)為所測壓力值，此時流量計5讀數(shù)即為所測點的實際流量值。同時溫度計6上可顯示出油液溫度值。

    第3步：測轉(zhuǎn)速（速度）　不論泵、馬達或缸其轉(zhuǎn)速或速度僅取決于2個因素，即流量和它本身的幾何尺寸（排量或面積），所以只要測出馬達或缸的輸出流量（對泵為輸入流量），除以其排量或面積即得到轉(zhuǎn)速或速度值。

    二、參數(shù)測量法實例

    圖3所示為6ＭＧ200-Ｗ型雙滾筒采煤機液壓傳動及控制系統(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，再無法調(diào)高），泵有輕微的異常機械噪聲，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)速過低，泵異常磨損，密封件損壞，泵吸入口進入大量空氣，過濾器嚴(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。需對以上所有可能原因逐一進行分析判斷和檢驗，最終找出故障原因和引起故障的具體元件。此法診斷過程繁瑣，須進行大量的裝拆、驗證工作，效率低，工期長，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)測量的故障診斷系統(tǒng)。只需在系統(tǒng)配管時，在泵的出口a、換向閥前b及缸的入口c（c’）3點（見圖3）設(shè)置雙球閥三通，則利用故障診斷檢測回路，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)所測參數(shù)值診斷出故障所在。檢測過程如下：

    1）如圖1所示，將故障診斷回路與檢測口ａ接通，打開球閥2并旋松溢流閥7，再關(guān)死球閥1，這時調(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15ＭＰａ并上升至所需高壓值。若不能則說明是泵本身故障，若能說明不是泵故障，則應(yīng)繼續(xù)檢測。

    2）若泵無故障，則利用故障診斷回路檢測ｂ點壓力變化情況。若ｂ點工作壓力能超過15ＭＰａ并上升至所需高壓值，則說明系統(tǒng)主溢流閥工作正常，需繼續(xù)檢測。

    3）若溢流閥無故障，則通過檢測ｃ點壓力變化情況即可判斷出是否換向閥及液力鎖故障。

    通過檢測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

    參數(shù)測量法是一種實用、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。首先這種測量是定量的，這就避免了個人診斷的盲目性和經(jīng)驗性，診斷結(jié)果符合實際。其次故障診斷速度快，經(jīng)過幾秒到幾十秒即可測得系統(tǒng)的準(zhǔn)確參數(shù)，再經(jīng)維修人員簡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。

    此故障診斷檢測回路具有以下功能：

    （1）能直接測量并直觀顯示液流流量、壓力和溫度，并能間接測量泵、馬達轉(zhuǎn)速。

    （2）可以利用溢流閥對系統(tǒng)中被測部分進行模擬加載，調(diào)壓方便、準(zhǔn)確；為保證所測流量準(zhǔn)確性，可從溫度表直接觀察測試溫差（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)可實現(xiàn)不停車檢測。

    （4）結(jié)構(gòu)輕便簡單，工作可靠，成本低廉，操作簡便。這種檢測回路將加載裝置和簡單的檢測儀器結(jié)合在一起，可做成便攜式檢測儀，測量快速、方便、準(zhǔn)確，適于在現(xiàn)場推廣使用。它為檢測、預(yù)報和故障診斷自動化打下基礎(chǔ)。

    參考文獻

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