王奕皓
（峨眉山万年索道）

　　摘　要：液压设备在索道运行中占有重要地位，它能方便的将电能转换为机械能，并且易于传递及控制。一般来讲，液压系统不是一个独立的系统，它往往和电气系统、机械系统联动，组成一套机电液一体的完整设备。索道对液压系统的要求必须具有高可靠性和灵活性。
　　液压系统在运行过程中若出现故障，将会导致整台设备无法正常工作，甚至造成生产运营的停止。因此，必须重视液压系统故障的分析与排除。液压设备是由机械、液压、电气、仪表等装置有机地组合而成的统一体，系统的故障分析也是由各方面因素综合影响的一个复杂问题。所以，在分析液压故障之前必须先弄清楚整个液压系统的传动原理、结构特点，然后根据故障现象进行分析、判断，逐步深入，Z后准确地确定故障部位和原因并采取有效的对策。
　　关键词：液压设备；故障诊断
　　一、液压故障的重要特点
　　1.隐蔽性
　　液压装置的损坏与失效，往往发生在深层内部，由于不便装拆，现场检测条件也有限，难以直接观测，各类泵、阀、液压缸和液压马达都是如此，由于表面的症状个数有限，加上随机性因素的影响，故障分析很困难。
　　2.交错性
　　液压系统的故障，症状与原因之间存在各种各样的重叠与交叉。一个症状有多种可能原因。例如，执行元件速度慢，引起原因有：负载过大、执行元件本身磨损、系统内存在泄漏点、调压系统故障、调速系统故障及泵故障等。一个故障源也可能引起多处症状。一个症状也可能同时由多个故障源叠加起来形成的，液压系统在运行一段时间以后，多个元件均出现磨损。例如，当泵、换向阀和液压缸均处于磨损状态时，系统的效率有较大幅度的下降，当逐一更换元件，效率将逐步提高。对于一个症状有多种可能原因的情形，应采取有效手段剔除无关原因，对于一个故障源产生多个症状的情形，可利用多个症状的组合去确定故障源。对于叠加现象，应全面考虑各类因素，分清各因素作用的主次轻重。
　　3.随机性
　　液压系统在运行过程中，受到各种各样的随机因素影响，如电压的变化、环境问题的变化、机器工工作状态的变化等。由于随机性因素的影响，故障具体发生的变化方向更不确定，引起判断与分析的困难。
　　4.差异性
　　由于设计、加工材料及应用环境等的差异，液压元件的磨损劣化速度也有不同，一半液压元件寿命的标准在现场无法应用，只能对具体的液压设备和液压元件确定具体的磨损评定标准。
　　二、液压故障诊断的一般步骤
　　实际应用中液压故障的分析与处理涉及多方面的因素，只有对其活动过程进行合理的组织，才能提高工作效率。
　　1.确定任务。明确考察对象的范围、故障分析的Z终目的。
　　2.初步了解现场情况。收集相关现有信息，并对现场状况作大致的判断。
　　3.确定工作方案。根据现场情况，围绕给定的任务，选定技术手段，确定所需维修人员、技术资料及其他必须条件，预估工作进程。
　　4.按设定的工作程序对考察的对象作检查、测试、分解、判断，得出结论。
　　5.对技术活动进行总结，做好记录。记录的主要内容是症状，失效件的磨损情况，有关环境因素，分解测试过程，故障定论，故障处理及往后运行状况。
　　以上步骤适合较大规模的现场问题诊断与处理。较小规模的故障分析过程可参照该模式灵活处理。
　　三、液压故障诊断的基本要求
　　液压故障的诊断与处理的目的是保证设备的正常运行，进而保证生产运营的正常与稳定。因此，故障诊断应尽量满足以下要求：
　　1.正确。即得出的结论一定要正确，不允许错判，否则就无法排除故障，使设备恢复正常。
　　2.精确。得出的结论越精确，消除故障的时间和费用就越少，预防故障的能力也越高，因此，故障分析不能粗略，而应该尽可能的深入下去。
　　3.简捷。现场干扰因素过多，过于精密与复杂的仪器不一定适用，一般应采用简单的方法直接分析现场问题。为降低劳动强度，防止拆装过程对液压元件精度产生不良影响，应尽量避免反复装拆。
　　4.快速。关键液压设备停机往往造成整个运营停止，在这种情况下必须争分夺秒的进行工作，尽早解决问题。
　　5.超前。为了防止大的故障损失，故障分析人员必须具备较强的判断能力，在故障的萌芽状态，就能发现苗头，并采取有效措施予以处理。
　　四、液压设备的测试与判断方法
　　1.用感官直接判断液压设备的状态
　　（1）视觉。看液压系统工作的实际情况，一般有五看；
　　1）看速度；指执行机构运动速度有无变化和异常现象。
　　2）看压力；指液压系统中各测压点的压力值的大小，压力值有无波动现象。
　　3）看油液；观察油液是否清洁，是否变质，油液表面是否有泡沫，油量是否在规定的油标线范围内，油液的粘度是否符合符合要求等。
　　4）看泄漏；指液压管路各接头，阀板结合处，液压缸端盖，液压泵轴端等处是否有油渗透滴漏等现象。
　　5）看振动；指液压缸活塞杆等运动部件工作时有无因振动而跳动的现象。
　　总之，液压系统的许多故障现象，可以通过观察来判断。一般可看速度、压力、油液（清洁度、油量、粘度、气泡等）、泄漏、振动等的变化，以判断是否出现故障。通过认真的观察，有一定维修经验的人员可以凭视觉来判断是否出现故障，故障产生的部位及原因。
　　（2）听觉。用听觉判断液压系统工作是否正常。一般有四听；
　　1）听噪音；听液压泵和液压工作系统工作时的噪音是否正常。溢流阀、顺序阀等压力控制元件是否有尖叫声。
　　2）听冲击声；指液压缸和换向阀换向时是否有撞击缸底和端盖的现象。
　　3）听气蚀和困油的异常声；检查液压泵是否吸进空气，是否有严重困油现象。
　　4）听敲打声；指液压泵运转时是否有因损坏引起的敲打声。
　　总之，根据液压泵或液压马达的异常声响、溢流阀的尖叫声、软管及弯管的振动声等来判断故障的原因和程度。
　　（3）触觉。用手摸允许摸的运动部件以便了解它们的工作状态。一般有四摸；
　　1）摸温升；用手摸液压泵、油箱和阀类元件外壳表面，若接触两秒钟感到烫手，就应检查温升过高的原因。
　　2）摸振动；用手摸运动部件和管路的振动情况，若有高频振动应检查产生的原因。
　　3）摸爬行；当液压缸在轻载低速运动时，用手摸活塞杆有无爬行现象。
　　4）摸松紧程度；用手拧紧固螺栓等紧固程度。
　　总之，可以判断液压元件及管道处油温的高低和振动的大小。若温度升高，接触两秒时感到烫手，就应检查原因，若元件、管道处有高频振动，就应查原因，此外，慢速移动的油缸，有无“爬行”现象（所谓“爬行”现象是液压缸或液压马达低速运动时出现的时断时续的运动速度不均匀现象），在严重时，很容易看出来，轻微时，把手放在油缸上就可以感觉到极轻微的串动。执行机构产生“爬行”现象将导致液压系统稳定性恶化，严重影响设备的使用性能，缩短整个设备的使用寿命。
　　（4）嗅觉。用嗅觉来辨别油液是否发臭变质，橡胶件是否因过热发出特殊气味等。
　　利用嗅觉可以判别液压油变质程度或液压泵等有无烧结现象。液压油中混入水分，或在高压下通过系统（元件）的节流孔和节流缝隙时，产生局部高温，使油液变质，产生乳白色和黑褐色胶状悬浮物，集存在油箱底部，对液压系统危害甚大，目前，尚无专用仪器可以检测，一般只能用目测和鼻闻。由于这种污染物大多集存在油箱底部，当油箱内油面较低时，容易被泵吸入系统，使滤油器滤芯或滤网突然堵塞，导致滤油器前后压力差异突然增大，造成系统失灵。
　　2.用压力表测试与判断液压设备状态
　　压力是液压设备Z重要的参数，它对液压设备状态的变异十分敏感，用压力表测试系统有关部位压力来判断其状态，是Z为普遍的故障检测手段。要正确选择压力表的量程与精度，正确选择能准确反映液压元件状态的测点。在设备正常状态下，测出各点正常的压力值，以此为基准，根据液压系统的工作机理，推测相关元件磨损以后，有关点的压力值变化情况，由此判断元件的损坏情况。
　　3.用流量计测试与判断液压设备状态
　　流量也是液压设备的重要参数，用流量计可准确地测出液压元件的内泄漏以及容积效率，流量计也能方便地检测液压回路的阻塞情况。
　　4.通过测试执行元件的速度或转速判断系统状态
　　执行元件速度或转速的变化，是液压系统中某些元件结构状态变化的反映。可通过考察执行元件速度或转速的变化，再参考一些其他方面的信息，具体判断液压系统的故障状态。
　　考察执行元件的速度或转速，同样要在设备完好的时候测出速度或转速值作为日后判断故障的比较基准。测试过程必须注意调整压力，调整流量与系统负载等因素前后一致。
　　5.通过测试液压元件表面温度判断系统状态
　　液压元件表面温度，由其内部热量产生与发散情况所决定。液压元件本身发热过多，引起表面温度升高主要有两种情况，一是节流发热，一是摩擦发热，这两种情况都与元件损坏相连。用测温枪直接测试元件表面温度，可推断其内部状态变化状况。正常情况下，液压元件表面温度在50℃以下，当发生故障，温度可上升至80℃以上。液压元件本身故障可引起其表面温度升高，系统中其他要素不正常也会引起元件表面温度升高，如冷却不当或压力流量调整不当等引起油温升高。在现场，有时难以弄清到底是元件故障引起油温升高还是其他因素引起油温升高。因此，测试液压元件表面温度还必须同时获得其他方面的信息，对系统状况作综合判断。
　　任何物体在温度较低时向外辐射的能量大部分是红外线辐射，红外线辐射能够被物体吸收转变为热能，因此它也是热射线。红外线传感器就是根据这一原理设计的，它将红外线辐射能转变为电信号，这个信号经过处理放大，可通过显示器显示出来。用红外线检测仪监测液压系统的温度，可获得其状态变化的重要信息。红外线检测仪操作简便，灵敏度高，有利于在现场精确诊断液压故障。
　　五、液压故障诊断的策略与技巧
　　现场故障诊断工作往往是在条件有限、情况紧迫的困难状态下进行的，讲究策略与技巧，严密组织故障分析过程，是十分必要的。
　　1.找出故障的特征信息
　　尽管不同原因可引起某一相同的症状，但无论如何，它们有不同的表现形式。此外，不同的故障原因在引起同一症状的同时，它们还会带来一些其他的现象，这些现象之间显然是有差异的，症状本身的不同表现形式和不同原因所附带的特有信息叫做特征信息。将故障各种可能原因对应的特征找出来了，便找到了区分它们的标志。这样，当系统出现某个症状，就可根据特征信息找出引起故障的真实原因。特征信息可由个别参量来表示。在问题比较复杂时，往往需要将一系列参量综合起来，才能构成故障原因存在的特征信息。液压故障的不同原因的特征信息有以下三种：症状本身的差异，不同原因存在时伴随而来的其他异常现象，液压元件结构状态的变化。
　　2.设定故障检测的先后次序
　　为了提高查找故障原因的效率，必须设定一个合理的故障检测次序，排定故障检测次序有两个原则，一是根据故障原因可能性大小排序，二是根据元件或部件的拆缸分解及装配的难易程度排序。
　　3.积极假设，严谨验证
　　故障分析是一个试探过程，通常的做法是对故障症状的可能原因做出积极的假设，再通过适当途径验证假设是否成立通过，通过假设与验证分析，往往能在困难中找到解决问题的途径，并扭转不利局面。在假设时，应尽可能将思路扩展一些，不放过任何可能的故障点，有时甚至可以将系统中所有组成要素都当作怀疑对象考察一番。验证时，则要找到有充分说服力的证据，以证实假设是能够成立还是不能成立，而不能摸棱两可。假设与验证是交替进行的，即先对故障点做出假设，再通过试验，拆卸分解观测，或逻辑论证，辨别出假设的真伪。当假设被证实不能成立，再对另一个可能的故障点作假设验证分析，就这样不断重复上述分析方法，直至找出真正的故障原因为止。
　　4.化整为零，层层深入
　　化整为零，层层深入的做法是，在考察问题时，将考察对象划分为低层次的若干子系统，每个子系统又作进一步的划分，直至分出系统构成的Z基本的构成单元，在此基础上分别考察系统的各个子系统，找出问题所在的子系统。然后，对存在问题的子系统作深一层次的考察，求出问题所在的次级子系统，就这样不断深入，直至求出问题所在的基本单元。这种策略的特点在于通过划分层次与子系统，缩小考察范围，使原本难以直接观测的考察对象变得更加易于观测，使原本复杂的问题简单化。这是现场Z常用的故障分析方法。
　　5.聚零为整，综合评判
　　液压系统发生故障后，其故障信息是多方面的，它们通过不同的途径向外传播，故障信息可能经历多个环节，在远离故障点的某处反映出来，由于液压故障因果关系的重叠与交错，光从某一方面判断系统的问题可能无法得出结论。通过对系统多方面的信息的综合考察，可大大缩小问题的不确定性，得出更加具体的结论。随机性因果引起的故障特征参量的漂移，综合评判则可降低随机性因素对诊断结论的影响，因为随机性因素不太可能对故障的所有方面产生影响。多参量以及多种方式的分析评判并加以综合是现场液压故障分析的一项重要原则，它是系统理论在液压故障诊断技术领域的演绎与具体应用，因此必须牢牢把握。
　　6.抓住关键，顺藤摸瓜
　　现代液压设备日趋复杂，往往是机、电、液气系统并存，相互交织。采用逻辑阀的液压回路更是元件众多，回路复杂，往往一个动作从Z初产生到Z终完成要经历十多个环节协同工作。现有的设备技术资料包括各类电气图、液压原理图、气动系统图以及电磁铁动作表等，且多是零散的。当现场出现故障，必须通过图纸来清理故障线索，但图纸数量多，又充满与故障无关的其他内容，查阅起来十分不便。这时，有必要采取抓住关键，不顾其余，顺藤摸瓜的策略。逻辑链分析法正是这种策略的具体应用。逻辑链分析法不是将主要注意力放在系统的物理关系之上，而是在确定系统正常状态下的物理关系的基础之上，着重考察系统中的一个动作的Z终完成必须具备哪些条件，现场问题中是所有的条件都已具备，还是缺少点什么，依此来判断故障是否存在。逻辑链包括液压设备的某一功能的实现过程中从Z初发出信号动作到Z后执行机构完成动作所涉及的每一环节，各环节在工作过程中的状态，环节能产生的输出量，以及所需的信息与能量输入条件。一半情况下，对一个环节而言，只有所有的输入量都具备才有输出量。若不是这样，则要另加说明。逻辑链图既是从原设备图中抽出来的，又对原来的图纸与功能链有关的部分作了细化。不同的功能可用不同的逻辑链图来表示。逻辑链图的具体做法是将与某一功能相关的各元件或器件从有关图纸中找出来，按能量流与信息流的前后传递关系以逻辑方框图的方式重新组合起来，注明各环节在工作过程中的输入输出与输入量之间的逻辑关系。
　　7.相似类比，触类旁通
　　现代控制系统，均由动力、输入、控制、检测、反馈与执行等环节构成。两种功能不同的元件，可能有极为相似的结构，从而有相似的加工工艺。一种新元件，可能在工作原理、结构特点、加工过程及性能参数等方面与旧元件相仿。液压系统相似的环境意味着类似的故障机理。认识相似现象与相似规律，创造性地运用相似原理与方法，对液压故障诊断有重要意义。
　　以上是结合理论与实际生产运用中得出的一点心得，其不仅在索道行业中可以适用，也能适用到其他行业，如有错误之处，还望指正。

　　参考文献：
　　[1]《单线循环式脱挂抱索器客运索道作业人员辅导教材》
　　[2]《液压系统状态监测与弊病诊断指南》