摘要：随着科技的不断进步，水利机械的发展，液压系统越来越广泛地应用到水利机械中。为了保证水利机械液压系统的正常运行，最大化的发挥系统的工作效率，就必须要及时发现系统故障，并进行正确的故障测试和故障诊断。水利机械液压系统的运行环境处于绝对封闭状况下，而造成水利机械液压系统故障的因素包括很多，它的故障一般发生在液压系统内部，因此，人们无法直接观测到系统内部的工作情况，在诊断故障和排查故障时较为复杂。本文浅谈水利机械液压系统故障诊断与排查。
关键词：水利机械；液压系统；故障诊断；排查
引言
随着我国水利机械的发展，液压系统越来越广泛地应用到水利机械中。液压系统虽然具有功率大、反应快、精度高等优点，但是，液压系统出现故障后不能及时的诊断与维修，就会对水利机械造成很大的损害，产生巨大的经济损失。如果在故障发生时及时地找到故障位置，查找到故障原因，就可以减少人员在维修中产生的经济损失，提高水利机械液压系统应用的稳定性。
1液压系统的构成
完整的液压系统应当包括五个部分，分别是动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件以及液压油。其中，液压系统中动力元件的主要功能是将原动机中的机械能转化为液体的压力能。液压缸、液压马达这些执行元件的主要功能是将液体的压力能转化为机械能，驱动负载作回转运动或直线往复运动。液压系统中控制元件的主要功能是控制并调节水利机械液压系统中液体的流量、方向和压力。辅助元件则包括滤油器、密封圈、压力表、油管及管接头、油箱等。液压系统中液压油是系统中传递能量的工作介质，它分为乳化液、各种矿物油等几个类型。由这些构成部分可知，一旦水利机械液压系统发生故障，则对其设备的故障诊断是很有难度的，如果不采用合理的方式对故障进行诊断和排查，将直接影响到水利机械液压系统的正常运行。
2液压系统的故障特征
2.1在调试阶段的相关故障
这主要是出自于系统本身的设计与安装问题。目前比较常见的故障就包括了管路连接方向问题，它经常会出现连接位置漏油；另外就是元件在运行速率上不够稳定、系统内部由于空气而产生巨大噪音、液压阀选型错误以及由于油箱体积偏小导致无法及时进行内部油液降温。
2.2在运行初期的相关故障
在水利机械中液压系统的运行初期常会产生的故障：管路与阀体的连接处因为机械振动产生连接松动；密封圈在装配中由于装配不科学，密封圈在运行初期发生损坏，导致阀体结合的部分漏油；由于管路中的清洁工作不到位，使液压油在运行过程中带有毛刺、杂物，导致局部的阀体被堵，不能很好地调节系统内部工作压力；因为散热条件差或负载过高引起的油温过高，使液压油的黏度发生变化，造成整个工作系统不稳定。
2.3在运行后期的相关故障
由于长期运转，系统内部的各个控制、动力元件出现了严重的磨损现象，这会直接导致系统泄漏量的严重增大，对系统的整体运行效率都会产生不良影响。对于破损元件，维修技术人员需要检查它们的液压油污损程度，并有必要对系统内部的液压油进行更换，确保系统再次回到流畅运行状态，同时也保证系统内部清洁度。
3水利机械液压系统故障诊断排查的方法
3.1液压系统故障树的建立
现以液压升降机系统常见的故障为例，运用故障树分析法进行具体的故障分析。
1．油箱2．齿轮3．多路换向阀4．门架倾斜液压缸5．升降液压缸6．滤油器7．单向节流阀
图1液压升降机系统原理图
图1为液压升降机的系统原理图。根据原理图来分析故障产生的原因，利用故障树分析法，把升降无力或不能升降作为故障树的起始事件，如图2所示。
图2不能升降或升降无力的故障树
3.2故障树分析法的应用
故障树分析法是水利机械液压系统故障诊断排查的一种新方法，这种方法的逻辑性较强，能够直观、形象的分析和诊断系统故障，可靠性较高。通过故障树分析的过程能够全面、系统的了解液压系统中的薄弱环节，进而提出系统设计、运行等的改进措施。故障树分析法是系统可靠性研究中的一种重要方法，利用故障树分析法，将系统中最不希望发生的故障来作为分析故障的目标，进而找出导致故障发生的所有因素，包括环境、设备等，以此类推，再找出下一个时间发生的全部直接因素，直到不需要在探究故障因素为止。用相应的符合将所有的事件区分开来，并制成树形图，这就是故障树。这种树形图表示系统设备中不希望发生事件与各个子系统部件故障事件之间的逻辑结构关系，直观性较强，通过这种树形图，来分析系统发生故障的原因，进行重点监视、有效维修，提出改进措施，这种方法的准确性较高、效率较高。液压系统中发生故障时，要一级一级的寻找故障源，将故障源组合在一起，建成故障树，在故障树中列出所有的故障原因，进而掌握液压系统故障的规律和特征。要绘制出液压系统的原理图，根据原理图来寻找故障机理，绘制成以升降无力或不能起升为顶件的故障树，找出这些故障的数目，观察其他系统是否正常工作，进而缩小诊断范围，检查油管管接头是否漏油。根据液压元件的平均失效率，确定系统底事件的排查顺序。利用故障树分析法，还可以与计算机技术有效的结合在一起，进一步提高液压系统故障诊断的效率。
3.3故障诊断及排查
根据故障树可以看出，升降无力的最终事件有13项，按照故障树的分析方法进行诊断和排查。第一步：观察升降机其他系统是否运行正常，缩小整个诊断的范围。图2中可以看出，门架的倾斜完全正常，所以倾斜油路方面的问题可以排除，这样就把3．4．5．6．7．8．9的故障全部排除了，只剩下了1．2．3．10．11．12．13。第二步：利用观察法检查所有的油管接头是否有漏油现象，只检查升降与倾斜不共用部分的管路。这样又把范围缩小到了1．2．10．12．13。第三步：根据平时液压元件的故障发生率，确定故障的排查顺序，按照故障发生的概率确定排查顺序为换向阀、单向节流阀、升降液压缸，最后按照排查结果一次对元器件进行拆检，最终发现故障产生的原因。如果不采用故障树诊断和排查的方法，也要按照由易到难的顺序去排查元器件，比如先检查滤油器，若没有堵塞，油质也没有变化，滤油器故障被排除。然后检查安全阀是否卡住，如果故障还没有被排除。下一步检查换向阀，旋转调压螺母看压力是否有变化。接下来再检查活塞缸的密封，最终检查结果被一一排除，最后检查液压泵。整个排查和诊断顺序要按照由易到难的顺序去排查，防止故障发生在简单元器件上，而检查人员却从比较复杂的元器件入手，影响工作效率。
结语
故障树诊断排查法能够最快、最简易的实现对水利机械液压系统的故障解决，当然也可以采用由易到难的顺序逐一排查系统中各个元件，做到诊断排查工作细致化。总的来说就是要保证系统时钟处于良好健康的运行状态，提高液压系统本身在水利机械及工程体系中运行的科学合理性与安全可靠性。
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论文作者:文鹏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
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