工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的故障分析

最初工程上使用液壓技術(shù)是為了解決車輛轉(zhuǎn)向阻力問題，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中使用液壓助力器。由于液壓助力器在應(yīng)用過程中的突出優(yōu)勢(shì)以及人們對(duì)液壓元件和液壓系統(tǒng)的深入研究，發(fā)現(xiàn)液壓傳動(dòng)還具有功率密度高、易于直線運(yùn)動(dòng)、高速剛性大、配置靈活、功率傳遞和控制方便等優(yōu)點(diǎn)。，所以液壓技術(shù)在工程機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。

目前國內(nèi)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)還存在很多問題，影響施工作業(yè)。主要問題如下:

1.嚴(yán)重滲漏

液壓系統(tǒng)泄漏不僅造成油資源損失、環(huán)境污染和停機(jī)損失，還會(huì)降低系統(tǒng)的功率。

產(chǎn)生漏油的主要原因是:工程機(jī)械在運(yùn)行過程中，管道各部分經(jīng)常承受發(fā)動(dòng)機(jī)和泵的轉(zhuǎn)動(dòng)所引起的周期性振動(dòng)以及機(jī)器上外部載荷的沖擊和振動(dòng)，導(dǎo)致管接頭松動(dòng)或疲勞斷裂，造成漏油；此外，工程機(jī)械惡劣的工作環(huán)境經(jīng)常使活塞桿暴露在灰塵、土壤、風(fēng)雨、鹽霧等環(huán)境中。，導(dǎo)致液壓缸密封面過早磨損，造成漏油。未來工程機(jī)械將向大型化、高壓化機(jī)械發(fā)展，因此滲漏防治仍將是未來工程機(jī)械液壓系統(tǒng)要解決的主要問題。

2.吵鬧的噪音

噪音讓人聽起來不舒服，甚至讓他們煩躁不安。噪聲作為一種污染，越來越受到人們的重視。液壓系統(tǒng)的高電壓必然導(dǎo)致噪聲，成為阻礙工程機(jī)械液壓系統(tǒng)功率密度進(jìn)一步提高的主要因素。

液壓系統(tǒng)噪聲分為流體噪聲和機(jī)械噪聲，其中流體噪聲占了相當(dāng)大的比重。

流體噪聲是由油流量、壓力和氣蝕的突然變化引起的。比如液壓油泵工作腔和吸油腔轉(zhuǎn)換引起腔內(nèi)壓力急劇變化產(chǎn)生的噪音；當(dāng)液壓油中溶解的空氣的系統(tǒng)壓力低于空氣分離壓力時(shí)，大量氣泡迅速分離形成氣泡，遇到高壓時(shí)被擊碎，產(chǎn)生強(qiáng)烈的液壓沖擊噪聲；此外，從閥口噴出的高壓流體會(huì)產(chǎn)生高頻聲音。

機(jī)械噪聲主要是由零件之間的接觸、沖擊和振動(dòng)引起的。如果液壓泵和液壓馬達(dá)不平衡地轉(zhuǎn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生周期性的不平衡力，引起轉(zhuǎn)軸的彎曲振動(dòng)，產(chǎn)生噪音。這種振動(dòng)傳到油箱和管道會(huì)發(fā)出很大的聲音。

時(shí)至今日，工程機(jī)械液壓系統(tǒng)因工作壓力增大而產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音問題仍未得到根本解決，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的功率密度難以進(jìn)一步提高。

3.液壓系統(tǒng)嚴(yán)重污染

工程液壓系統(tǒng)的污染物分為三種:集合污染物、侵入污染物和生成污染物。裝配污染物可以在制造、裝配和調(diào)試過程中得到控制。侵入性污染物和生成性污染物主要在設(shè)備使用過程中產(chǎn)生，取決于施工機(jī)械的工作環(huán)境和維護(hù)水平。比如液壓元件的運(yùn)動(dòng)副和變速箱摩擦片的磨損，密封件的老化和損壞，都會(huì)產(chǎn)生不同形態(tài)的污染物，造成液壓系統(tǒng)污染；此外，由于工程機(jī)械長期在野外惡劣環(huán)境下工作，工程的液壓缸和很多修理也是在這種環(huán)境下進(jìn)行，使環(huán)境中的泥沙、水、灰塵侵入液壓系統(tǒng)而造成污染。因此，產(chǎn)生和侵入的污染物是工程機(jī)械污染的主要原因液壓系統(tǒng)。

4.頻繁的液壓沖擊

機(jī)器工作時(shí)負(fù)載變化頻繁，有時(shí)變化很大。負(fù)載的巨大變化使液壓系統(tǒng)中的液體流動(dòng)迅速轉(zhuǎn)向或停滯，系統(tǒng)中的壓力會(huì)發(fā)生急劇變化，形成瞬時(shí)壓力峰值，產(chǎn)生液壓沖擊。比如振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)、水泥混凝土泵車液壓缸的突然反轉(zhuǎn)、液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的制動(dòng)等都會(huì)產(chǎn)生液壓沖擊。

液壓沖擊的峰值壓力往往是正常工作壓力的幾倍，而且往往伴隨著巨大的振動(dòng)和噪聲，使一些液壓元件(如壓力繼電器、液壓控制閥等。)誤操作，導(dǎo)致設(shè)備損壞，更常見的是液壓密封油路故障導(dǎo)致泄漏，使系統(tǒng)無法正常工作。

工程液壓系統(tǒng)的泄漏、污染和水力沖擊是影響液壓系統(tǒng)可靠性和性能穩(wěn)定性的重要因素。在防泄漏方面，可引進(jìn)新材料、新工藝，如工程材料、復(fù)合材料、精細(xì)陶瓷、低阻耐磨材料、高強(qiáng)度輕合金、記憶合金等，提高液壓元件和密封裝置的質(zhì)量，減少因粘附、磨損、氣蝕和空氣混濁等引起的元件損壞。工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的污染與使用環(huán)境有很大關(guān)系，在不斷加強(qiáng)和完善過濾技術(shù)的同時(shí)，加強(qiáng)工程機(jī)械的日常維護(hù)管理非常重要。要減少水力沖擊，首先要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中合理選擇和匹配元件，盡可能避免系統(tǒng)的水力沖擊，比如用節(jié)流閥限制管路流量，在管路中增加蓄能器等緩沖裝置。對(duì)于液壓沖擊不可避免的系統(tǒng)，應(yīng)選擇響應(yīng)較快的溢流閥來限制峰值壓力。只有逐步解決以上問題，才能液壓系統(tǒng)在工程機(jī)械中更好的發(fā)揮作用。