矿山机械液压系统(液压站)故障分析

液压系统(液压站)在矿山机械中得到广泛应用。由于液压系统的元件和油液都处于密封的壳体和管道内，不能从外部直接观察，容易出现故障不易判断给生产带来很多困难。为了正确判断和处理液压系统，根据实际调查和对液压系统的分析对常见故障及处理方法进行了归纳，为以后故障排除及诊断提供了依据。
机械设备液压系统的故障表现形式多种多样，而故障的产生是多种因素综合作用的结果。液压系统的故障不像机械故障那样直观，也不像电气系统那样便于测量，因此，应具体情况具体分析，并利用适当的检测诊断仪器，如：液压试验台、液压检测仪、等检测诊断设备进行故障检测，确定故障的性质和部位，以便采用正确的修理方法进行排除。机械设备液压系统常见的故障现象及故障产生原因分别有如下几种。
1、故障原因及处理
1.1液压系统不能供油
当液压系统发生不能供油故障时，为尽快找出故障部位，加以维修。根据对液压系统分析及现场调查得知有如下几种原因:油箱油位过低，查找油箱泄露处，并将油位加到正常位置。吸油管路堵塞，检查吸油管及滤油器，排除阻塞物。油液粘度过高，排空油箱，应换低粘度油。如果使用的是单向泵，可能是泵转向不对，此时应改正接线并马上换向。泵内有渣尘，拆开泵，清洗排渣。泵元件严重磨损或损坏，此时应更换泵元件或更换泵。
1.2系统没有压力
当液压系统没有压力，检查内容及处理方法:参考上述不有供油的分析与处理;安全阀误动作，检查压力调定值并进行调整;阀漏油，查找失效密封，更换或修理;安全阀弹簧失效，更换弹簧;由于杂质作用，阀不能打开，拆开并清洗;阀处于开启状态，检查电路，拆卸清洗耳恭听，必要时修理或更换;
1.3工作机构动作不稳定
当液压系统工作机构不稳定时，表现为逐渐减漫、突然增快及跳动等现象，检查内容及处理方法:
润滑不良，磨擦阻力增大，此时应改善润滑条件，清除赃物。油泵吸油，空气进入系统。此时应检查油位，油位不能过低，检查密封的完好性。
压力脉冲较大或系统压力过低，不足以克服外阻力，检查溢流阀的调定值是否符合要求，不符合要求应进行调整。油中杂质堆积在节流通道壁上，或节流阀内外泄漏，使之不稳定。此时应检查节流阀，清洗或修理。
1.4系统压力正常而某处无压力当液压系统出现故障时，检查内容及处理方法为:管路、小孔或节流阀被赃物堵塞或漏损严重，此时应检查压力和油流情况。
1.5泄漏
液压系统泄漏是常见的故障之一，检查内容及处理方法:阀的表面几何精度不够，阀的同心度不够，此时应对阀研磨或更换;铸造零件有砂眼、气孔、裂缝。此时应更换该零件;密封老化或损坏，应更换密封;相对运动表面严重磨损，应研磨修复或更换;油管接头松动，应拧紧并检查是否扣坏。
1.6系统过热
当液压系统过热时，检查内容及处理方法为:安全阀压力调定值不适或有故障，检查调定值并进行整理。内部漏油(泵磨损)，检查泵的内中漏油情况并进行更换。油的粘度过高或过低，检查油的粘度是否合适。泵修理后安装太紧，拆开并重新组装。
1.7牵引力太小故障
液压系统发生此故障的主要原因是主油路压力低。检查内容及处理方法为:
检查是否漏油，如漏油拧紧头更换密封件或管件。主泵或马达泄漏过大，可更换马达或主泵。冷却不良使油温过高，可调整冷却水量和水压至额定值。安全阀调定值，可重新调定。补油量不足，可能是辅助泵泄漏量大，需更换新的。
1.8液压系统发生噪音故障
检查内容及处理方法为:机械系统的振动，检查螺丝和联轴节。力和流量及脉动较大，加缓冲回路，检查设置是否合理。空气进入，出现气穴，检查油位和密封装置，排气。油流发生漩涡，减少流道的弯曲和截面变化。泵体内有空气，排出泵空气。油面过低，吸油管堵塞或阻力太大等。按规定加足油液，疏通进油管，清洗滤油器，紧固进油段联接螺丝。泵和电机不同心，重新调整使其同心。粘度大，使用合适型号的油。
2、液压泵是液压系统的心脏，其故障诊断是液压系统故障诊断的重要部分。大量的液压泵故障诊断数据表明，通过泵源出口检测到的故障信号常被干扰信号淹没，单一故障检测信号常呈现出强的模糊性，采用常规的信号处理方法难以提升有效的故障特征。从故障诊断学的角度来看，任何一种诊断信息都是模糊的、不精确的，对任何一种诊断对象，用单一
信息来反映其状态行为都是不完整的，如果从多方面获取同一对象的多维故障冗余信息、加以综合利用，就能对系统进行更可靠更精确的监测和诊断。本文针对柱塞泵球头松动故障模式，通过在液压泵出口配置振动传感器和压力传感器进行故障检侧，通过小彼分析进行信号消噪处理，利用主成分分析提取有效融合信息，采用改进算法的BP神经网络实现液压泵微弱信号或多故障的有效诊断。
2.1液压泵球头松动故障机理分析
由于制造误差或液压泵在工作过程中的压力冲击，常常使柱塞球头与球窝沉凹变形使球头与球窝间隙
增大，从而产生柱塞球头松动的故障。
2.2小波信号消噪处理
液压泵的工作环境一般比较恶劣，其工况受环境的影响较大，通常在泵出口检测到的信号含有很大的噪声。试验表明，液压泵出口检测到的压力信号和振动信号体现出以下特点:
①信号的频谱分布很宽、披形杂乱，规律性差
②时变与非平稳性表现明显。小披分析是目前较有效的信号处理方法，它可以同时在时域和频域中对信号进行分析，能有效地区分信号中的突变部分和噪声，实现信号的梢噪。泵出口振动信号及其小披梢噪后的信号，选取小披消噪的全局阈值为1.049。很明显，检测信号中包含了许多干扰信号，很难简单地利用检测到的振动信号进行有效的故障诊断。为了消除干扰影响，经过小披处理，可以有效地消除泵出口振动信号中所包含的噪声，有利于故障特征的提取。
2.3信息融合故障诊断方法
信息融合是将多源信息加以智能合成，产生比单一信息源更精确、容错性和鲁棒性更强的估计和判断。由于液压泵出口检测到的信息微弱，易于被干扰所淹没，很难利用单个传感器的检测信号进行微弱故障特征的有效诊断。采用的信息融合故障诊断过程，即将振动信号和压力信号进行小波消噪处理，利用统计分析提取有效特征信息，采用主成分分析有效解耦各故障特征间的相关性，减少故障特征的维数，采用改进算法的BP神经网络实现液压泵球头松动故障诊断。了解矿山机械设备常见液压故障的发生原因，在生产实践中可避免或减少设备故障的产生，缩短处理故障时间。当然，在分析故障原因时，要在熟悉机器各部分的机构以及动作原理的基础上，结合关键故障的具体情况，分析故障产生的原因，根据由表及里，由外到内的原则，制定排出故障的顺序，并依次检查各机械零部件或液压元件，最后确定出故障部位，排出故障。

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