摘要：液压技术在机械中已经得到广泛的应用，但是在应用中除了会有更高的效率外，还会存在一些问题。最主要的就是故障诊断难度大，降低系统运行可靠性，进而会对机械运行效果产生不良影响。想要确保机械可以在特定条件下长期有效运行，减少故障出现的概率，就必须要做好对系统可靠性的研究，采取措施来提高系统运行综合效果。
关键词：机械；液压系统；可靠性；分析
引言：
近年来，液压行业通过与国外技术先进公司的合作，技术水平有了很大改观，但整体水平仍然与国外有较大差距。国产液压设备工作可靠性问题比较突出，表现为：漏油严重、设备动作失灵、故障频出且难于查找故障原因、液压元件易卡死、系统压力失控、密封件寿命短等[1]。致使国内大多数用户倾向于国外液压设备或元件，导致国内液压设备、元件行业面临市场占有率越来越低的严峻形势，因此提高液压系统的运行可靠性已经迫在眉睫。
一、机械液压系统故障分析
机械液压系统在应用过程中，一旦出现故障在诊断方面会存在较大难度，这样以提高系统运行效果为目的，就需要从设计、生产、调试以及运行等环节进行研究，提高系统运行的可靠性，降低故障发生概率。通过提高液压系统可靠性，便可以避免后期故障发生后的诊断与处理，减少工作量与管理难度。机械液压系统常见故障按照发生方式不同主要可以分为四类，即先天性故障、后天性故障、突发故障以及渐发故障。其中先天性故障即因为液压系统存在设计缺陷与结构缺陷；后天性故障即系统使用方式不对，或者实际不满足运行条件；突发故障则大多是因为元件损坏造成；渐发故障是因为构件服务寿命到期，而渐渐出现故障。从系统可靠性角度分析，对系统进行优化，来克服系统设计阶段存在的问题，然后通过规范操作，便可以确保机械液压系统的正常运行。
二、提高液压系统运行可靠性的措施
液压系统的运行可靠性取决于多个因素，既有液压系统本身的因素，如液压系统的回路设计、元件参数的匹配等，又有液压系统在使用、维护等方面的因素。由此可见，要想提高液压系统运行的可靠性，单靠改善某一方面的因素远远不够，我们要从液压系统的设计、安装调试、使用维护及元件的参数等方面提高液压系统的运行可靠性。
（一）液压系统设计的可靠性
（1）液压系统的回路设计
液压系统设计的合理性是决定液压系统运行可靠性的关键因素，基于冶金机械对液压系统的要求较高，为了提高系统运行的可靠性，液压系统的设计应考虑设置双回路备用系统。一旦运行中出现液压系统故障，可用备用系统继续运行生产，以保证母机的正常运行。这种双回路备用系统能有效的避免发生故障时造成的经济损失。
（2）液压元件的选择
液压元件根据它的作用，可以分为控制元件、动力元件和伺服元件，不同类型的液压元件有不同的性能参数，液压元件的合理匹配是液压系统运行可靠性的基础，液压元件大多精密而贵重，结构复杂，不少是单件小批量生产和设计，因此在系统设计时要充分考虑元件的性能参数，采用最合理、最匹配的元件，避免系统故障，从根源上提高液压系统的运行可靠性。
（3）液压系统油液的污染控制
有资料显示，液压系统中有70%的故障是由于液压系统的油液污染引起的。
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液压油污染主要来自于液压元件的磨损造成的颗粒和粉末以及系统内部的固有污染物(机械加工的铁屑等)，油液自身生成的污染物(液压油变质析出的沥青胶状物)和外界侵入污染物。在系统设计时首要是重视油箱设计，油箱是系统中最容易发生污染的部位。在恶劣环境条件下工作的液压系统，采用全封闭的加压油箱能有效地防止外部污染。其次是注重过滤器的配置与选择，过滤精度选择要按有关标准选取。
（4）油温的控制
油液对传递能量、润滑、带走热量、转换设备的惯性、冲击能量和缓冲阻尼起着重要作用。这些作用都和油的温度与粘度密切相关。油温的变化会引起油液粘度的变化，影响油膜的厚度与强度。精密的液压传动系统除选用油温粘度关系较硬、变化较小的油液外，系统油温应控制在一个相对恒定的范围内。因此，油箱要设置液位液温报警装置，对高温环境下或连续运转的高压系统，必须设计足够容量的油冷却器。对工作在冬季寒冷地区的设备，还必须设计加热装置。
（5）振动与泄漏的控制
任何设计都不能完全消除系统中机械的与液压的振动。因此,控制振动要采取一些隔振设计来防止振动的传递和相互影响。
控制泄露就要在设计时考虑元件的密封形式和密封面的加工要求，尽量使用集成阀块和插装、叠加元件,减少管路连接；并优先采用法兰式连接和焊接,不用或少用活接头或螺纹连接,减少泄漏点。
（6）油路的控制
在滑阀控制系统与二通插装阀控制系统中, 先导控制油路的可靠性尤为重要。独立先导油源采用限压变量泵加蓄能器的方案能充分满足对控制油源压力稳定，瞬时流量大，工作可靠的要求，是最好选择。
（二）安装调试的可靠性
除了上面谈到的液压元件的性能参数要匹配液压系统外，安装调试前还要检查元件的质量、有无损坏及污染现象等，一旦发现异常，立即处理或更换。另外，液压元件组装、管路布置和安装时，应严格按有关规范操作。安装完毕后，应对系统管路进行彻底清洗，直至油液达到规定的清洁度要求后，才可将所有元件接入系统进行调试。调试时应按正确顺序进行，检查是否有漏油、漏气和压力异常等现象，发现故障后及时处理。
（三）机械液压系统使用与维修可靠性分析
（1）系统污染控制
液压油污染对系统可靠性具有很大影响，大部分系统故障是由液压油污染诱发，因此在使用与维修阶段，需要重点做好对液压系统清洁度的控制，将管理措施落实到生产、配置、适用与维修等不同阶段。系统装配前需要对管路、邮箱、接头以及液压元件等进行全面清洁，尤其是液压集成阀块，需要彻底清除掉其内部油道表面存有的尖角与毛刺。装配完成后则应对整个系统进行冲洗，对系统内残留的污染物进行全面清除。另外，还应安装过滤装置，在对系统加油时，需要进行过滤处理。
（2）维修阶段控制
机械液压系统维修阶段的优化，主要目的就是降低系统故障后，诊断与处理难度。因此应尽量选择用互换性好的标准化零部件，提高系统拆装的便利性，降低各部件拆装的难度，并且装配配对要易于识别。同时，对于易出现故障的部位，周围应预留出足够的检测空间与维修空间，在维修某零部件时，尽量不要对周围部件造成影响。另外，提高系统故障可检测性，在设计阶段根据故障模式与影响分析，确定故障树图，便于后期故障的查找与诊断，提高故障处理的效率，降低故障影响范围。
三、结语
综上所述，机械液压系统一旦发生故障，诊断与处理会存在较大的难度，进而会对系统运行综合效率产生影响。因此为提高系统可靠性，需要结合液压系统特点，确定设计优化要点，从不同环节出发，采取合理的措施进行优化，减少系统故障的发生。
参考文献：
[1]郭雄华，韩慧仙，曹显利.机械液压系统可靠性分析[J].制造业自动化，2010，05：225-227.
[2]张天霄.液压元件的可靠性设计和可靠性灵敏度分析[D].吉林大学，2014.
[3]杨福云.悬臂式掘进机液压系统可靠性分析[D].太原理工大学，2014.
[4]吴国山.机械液压系统可靠性的设计与分析[J].科技致富向导，2013，21：303+314.
论文作者:董礼
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/19
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