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摘要 ：液压传动系统的故障会对生产效率产生严重干扰。 为了有效分析问题出现的根源，必须深入了解液压传动系统的 运转特点。我国工程液压技术在大型设备中广泛使用， 因此一旦 出现故障， 必定对正常的设备作业产生严重影响。针对液压传动 系统的故障处理建议，需要在现有基础上进行针对性的优化改 进， 以确保其正常运转， 维护企业的日常生产效率。
关键词 ：液压系统,传动故障,处理故障,工业
在大型设备中，液压技术的应用十分广泛，然而液压传动系 统常常会出现故障， 因此在使用液压技术时， 应当结合液压传动 系统的常见故障， 提出相应的故障诊断方案。液压技术主要由液 压基础元件、液压控制元件以及液压执行元件这三个构成部分 组成。液压系统可以将液体转化为压力能， 这使得控制液体的流 速和流动方向成为可能， 同时也使得液压泵的压力得以增加。在 经过相应的元件控制后， 这种压力能会被传递到执行单元， 并转 化为机械能， 从而完成所需的液压操作。
1 液压传动系统工作原理
如果您想要了解液压传动系统的故障原因和相关诊断技术， 首先需要了解其工作原理， 并做到因病施治。液压系统一般分为 “传动组成”和“执行组成”两部分。液压泵通过电机驱动，在从 油箱吸取油液之后将其转化为压力能。然后， 液压通过对应的管 道流入阀门，进入液压缸左腔。活塞右移时，推动工作台反向移 动， 对应的阀门可以调节液压缸的运行速度。在制作液压系统原 理图纸时， 涉及到相关符号所代表的液压元件， 可以依据符号更 好地辨识出液压传动系统的故障原因， 降低维护难度。液压传动 系统组成元件包括以下五种 ：
(1) 动力元件 ：动力元件一般指液压泵，可以将机械能转化 为压力油， 为液压系统提供动力。
(2) 执行元件 ：包括液压马达和液压缸，将液压能量转化为 机械能量， 对外做功， 实现往返运动。
(3) 控制元件 ：控制元件能够通过调节液压系统中的压力 流量和方向， 实现预期的工作要求。
(4) 辅助元件 ：如油箱滤油器、冷却器和压力表，提供必要 的工作条件， 使系统正常工作， 并完成后续的监控。
(5) 工作介质 ：液压系统的传动液体，如液压油，能够完成能量传递， 对液压系统元件进行润滑， 降低摩擦。
2 液压传动系统基本回路
液压传动系统是重要的机电一体化装备之一，其基本回路 包括压力控制回路、速度控制回路、方向控制回路等。对于大型 钢铁企业来说，对液压传动系统的维护至关重要。一般来说，这 种维护可以分为三大类型 ：事前制定、事中计划、事后预测。所 谓事前制定与事中计划，就是依赖技术人员的维护经验和对应 的运行策略， 以保证设备的正常运行。而事后预测则是提供案例 和数据支持， 以实现故障预测分析， 对液压传动系统的各项工作 部件设置最佳维护时机，在设备出现对应缺陷时能够及时发现， 满足钢铁企业对液压传动系统的预测性维护要求。因此， 合理实 施液压传动系统的维护措施，对于保障企业生产的顺利进行具 有重要的意义。
2.1 压力控制回路
在液压系统中，压力控制回路是至关重要的部分，因为压力 控制回路可以通过多条回路来实现对液压元件的执行、运动、压 力和速度的调节。压力控制回路可以分为调压、变压、泄压和稳 压四种类型。在调压过程中， 回路内的溢流阀可以始终保持最高 恒定压力。当系统压力高于溢流阀的最大压力时，溢流阀的开 口会随之扩大， 以降低液压泵输出压力， 以确保液压系统的稳定 性。对于局部回路压力的修改， 可以关闭回路中的减压阀或打开 升压器以及及时调整压力。泄压回路可以将系统压力降为零压 或低压，稳压回路则可以确保液压系统在操作过程中不会出现 压力波动并保持稳定工作状态。因此，在压力控制回路中，液压 元件的组成及操作过程都需要经过仔细考虑和仔细调节，以确 保液压系统的正常运行。
2.2 速度控制回路
在速度控制系统中，主要包括调速回路和同步回路。这两种 回路按照功能的不同进行区分。通常情况下， 使用控制介质的流 量来调节元件的运行速度。具体来说，在调速回路中，常常使用 节流阀和调速阀来实现对流量的精确控制。节流阀主要用于控 制液压泵进入液压缸的流量，从而实现对液压泵输出流量的改 变，进而完成对运行速度的调节。而同步回路主要是用于控制两 个或者多个单元的同步运行。为了实现刚性连接， 通常需要采用 节流阀或者调速阀来保证液压缸得到高度一致的流量控制。
2.3 方向控制回路
液压系统的启动、换向以及锁紧功能直接与方向控制回路 相关。方向控制回路可以实现换向和锁紧功能，具体控制方法 根据实际情况进行调整。在一个回路中，通过辅助泵提供低压 的控制油， 推动阀芯移动， 进而完成主油路的转换。当控制油进 入阀的左端时，液体流动会推动活塞下移，将多余的油转换成 能量， 带动活塞退回。在弹簧力的作用下， 阀门的中心位置会回 归中位。
液动换向阀和液电液换向阀的换向回路中，控制油可以实 现辅助能量的转换，还可以直接接入主油路。在使用M 型和 S 型液压控制时，要确保控制油的压力明显，使组件能够在任意 位置上停留，避免在受力情况下出现移动。如果液压设备在受 力情况下移动，可能会导致严重的安全事故发生。通过 O 型或 M 型的三位换向阀，可以对回路进行锁定，保证液压缸的进出 口被封闭， 锁紧效果更佳。在液压缸的进油回路中， 锁闭精度受 缸内泄漏量的影响。如果锁闭精度更高， 则泄漏量会更低， 反之 则泄漏量会更高。使用Y 或 H 型中位机能的换向阀可以实现精 确的控制。
3 液压传动系统故障常用诊断法
液压传动系统具有独特的特点，其中液压泵、变速器、控制 阀等设备是系统的核心。各元件的协作对传动系统的效率有着 直接的影响。常见的液压传动系统故障通常表现为压力、速度和 动作的异常。压力异常指的是液压系统指示表显示异常， 设计时 通常会预留多个压力测试点，以确保数据读取和比较的精确性。 速度异常涉及调速阀、节流阀等可调元件， 其中数据值的失衡会 导致速度异常。通过调整相应的控制元件，速度将会恢复正常。 动作异常则是指在单向阀转换比对时出现异常的情况。此外， 还 包括压下缸位置不受控、伺服阀零漂电流迅速增大、位置超过极 限位置等问题。
在故障分析方面，液压传动系统的诊断方法包括观察诊断 法、仪器诊断法、元件对换法和定期检测法。观察诊断法通常采 用常规观察和触摸方法，分析指示表异常或执行元件动作异常、 发热异常等问题， 找出表层问题并进行分析。对问题元件进行适 当试验操作，分析问题表现形式。通过记录各组结果并进行比 对，最终找出故障发生的部位以及原因。仪器诊断法则是通过万 能测压仪，精确监测液压传动系统的转速、温度、流量等，是一 种行之有效的检测方法。相关液流从进口进入，从出口排出，能 够精确分析和度量液压传动系统的故障。在使用万能测压仪时， 通过检测故障部位和性质，明确各检测步骤可能会出现的问题， 逐一进行比对的有组织、有计划测量的方法。在诊断时，可将温 度设置为 50℃左右，分析液压油在此温度下是否符合使用要求。
在一般温度下， 液压油通常会产生黏度变化， 不同规格的液压油 在对应的温度下黏度也有差异，需要结合粘度对流量的测定进 行评估。元件对换法则是通过在相同回路或系统中更换溢流阀、 单向阀等液压阀， 判断液压阀是否能够正常使用， 从而分析对应 系统或回路中的液压阀是否存在异常。定期检查法则由专业人 员定期进行分析和直观感受， 以消除元器件的潜在隐患， 避免损 失的发生。
4 液压传动系统故障处理诊断技术
4.1 液压泵处理技术
液压泵是工业中十分重要的设备之一，而液压泵的主要故 障为泄漏或无法达到额定的流量和压力。例如， 当齿轮油泵出现 泄漏时， 通常由多种因素造成， 如常见的部件老化、元器件损坏、 齿轮的正常磨损等。更糟糕的是齿轮彼此在挤压一段时间后， 必 然会出现一定程度的毛刺，从而降低油泵的使用寿命。因此，需 要及时更换对应的元件，并清除毛刺。如果齿轮磨损过于严重， 那么需要将其更换， 在定子以及两侧配流盘中， 齿轮磨损问题是 最主要的。定子在内部过渡曲线以及圆弧连接部位， 更易受到磨 损影响， 导致其自然使用寿命较短。
4.2 液压马达处理技术
分析液压马达处理技术，可以避免油液在使用过程中出现 的污染问题。液压马达需要日常维护， 其中关键的一点是对液压 油的精准过滤和提纯，以确保油液的纯净度。若液压油含有杂 质，马达内部的震动和噪声就会难以避免，这会降低液压马达 的使用寿命。为了确保马达系统内部的空气被彻底排除， 降低震 动，维护完毕后，液压马达必须使用无杂质的油液进行充注，确 保内部充满液体， 且不含气泡。
4.3 液压油缸处理技术
液压油缸是液压传动系统的重要部分，它承担着系统中关 键的执行任务。但是，液压油缸一旦出现运动爬行，其正常的功 能就会受到一定程度的影响。此时， 需要更换密封件以解决缸头 密封件损坏所造成的外漏问题。液压油缸运动爬行的原因相对 来说比较复杂，通常与内部构件或油缸泄漏、油污杂质、空气渗 透等因素有关。
因此，在检修液压油缸时，需要分析油管接头处是否漏油， 从中判断故障原因。如果漏油，说明平衡阀存在异常，改善的办 法就是重新调节平衡阀 ;反之， 如果不漏油， 说明液压油缸内部 的压力平衡值符合目标。当然，在维持液压油缸正常工作之外， 还需要对液压系统进行定期维护和保养。长时间使用的液压油， 存在质量下降的可能。而液压油对于系统的运转至关重要， 若液 压油质量不达标， 将会导致设备零件腐蚀， 从而影响液压系统的 运行效率。
为了保障液压系统的正常工作，需要定期更换液压油，并抽 检其质量。在液压油采购和使用时， 需要分批次考虑液压油采购 以及使用能否达到标准。如果工作人员发现液压油的质量不达 标，切勿视而不见。及时更换液压油，并要记录其批号，以确保 设备处于停止状态，从而降低设备出现问题的风险。最后，需要 注意化学成分分析时要结合液压油的状态特性和运行稳定性， 以提供精准的数据值。
4.4 控制阀处理技术
控制阀的处理在液压系统中占据着重要地位。控制阀的功 能是对各种元件进行统一规划和控制，因此控制阀相较于其他 装置更显得精密。为了保证控制阀的正常运行， 对于已损坏的精 密装置， 应有效处理内部的液压油， 以减少密封构件对芯体配合 的影响。在保持原有芯体的状态不变的情况下， 可以通过研磨修 正基础线， 然后分析芯体接触磨损所可能带来的潜在故障。
4.5 管接头安装技术
管接头的安装技术在使用中显得尤为重要，其振动频率高， 容易出现磨损和故障， 在液压传动系统中尤为突出。在安装管路 时，可以采用多平行、少交叉的布线原则来避免管接头出现的震 动和磨损。以 10mm 油管为例，需要保持最窄间隙，使用无氧化 皮、无腐蚀等管道重新进行安装，并使用 20% 的盐酸或硫酸冲 洗管道，并使用 10% 的苏打水进行冲洗以完成干燥处理。在干 燥处理完毕后，需要进行涂油，但需要注意的是，如果没有直接 接入对应的系统， 需要使用压缩空气提前将管路吹干， 并在两端 加以密封保存， 以确保管路的稳定和安全。
4.6 异常检测以及PLC 液压检测标准
结合PLC 液压检测系统，可以有效地解决液压设备维护过 程中的各种问题。传统的处理方法通常采用更换液压元件的方 式，但在一些特殊问题下，如液压缸不工作或工作效率降低，采 用传统检测方法无法准确判断故障点。 采用PLC检测系统则能 够快速精确地找到故障点，并避免了错误点模糊的问题。此外， 采用PLC 止回阀和液压缸混合检修方式，新型巡检系统检测故 障时间短， 只需30min ~ 1h，检测精度高， 维护成本也相应降低。 在液压系统异常检测过程中， 首先需要停止液压系统的工作， 并 分析液压系统在检测前的正常工作频率以及检测后液压系统的 工作频率，以便于比较分析相关部件以及管道中是否存在连接 问题以及工作台频率是否正常。当液压系统的压力值突然降低 时，则需要对主溢流阀上的压力是否过高进行考虑。主溢流阀的 试验压力可设置为 18MPa，如果主溢流阀没有泄压问题，则不会出现压力值降低的情况。如果检测到液压系统漏油， 则给定试验 台反向阀的损失程度，进而确定漏油作为标准。此外，需要控制 端口孔的操作方向， 以确保液压缸完成正常运动， 并检测管道中 是否存在异物导致液压系统异常。通过一系列测试， 液压系统的 故障检测通常能够准确指出问题， 同时工作效率也得到提高。
4.7 元件检测技术
元件材料检测是为了降低故障的发生率，并维持高标准的 设备维护。设置压力值在箱体连接处可检测组件材料和原始材 料是否正确使用。在维修过程中， 必须确保元件材料的质量符合 使用标准， 否则维修就毫无意义。机械部件材料必须致密并克服 断裂问题。但有些热轧机因成本考虑倾向于使用廉价的元件， 这 种情况将导致在维护过程中的数据没有参考意义。加强元件材 料的使用标准，可以确保液压设备正常运行。建立对应的故障 意见决策方案，设置感知层、应用层、展示层、平台层等不同层 级， 以满足元件检测的需求和多系统业务组成。配置的灵活性可 以在预测性维护和故障修理中充分发挥作用，满足企业设备管 理的要求，提升管理价值。主动管控、被动处理数据分析和大数 据整合等方面， 实现方案的决策更新， 完成状态的可视化预测和 智能性维护方法。集成高精度的工业传感器， 对电机、泵、风机、 压缩机、齿轮箱等动力设备的全生命周期数据进行实时采集， 结 合 4G LTE 物联网、移动互联网技术、机器学习、边缘计算等技 术实现设备状态监测和故障诊断预警，并已成功运用于多家国 内大型钢铁企业。通过实现有效微弱故障的早期识别， 结合设备 的实时数据和历史数据，利用信号处理、特征提取、机器学习和 深度学习等人工智能技术， 建立设备故障诊断模型， 对设备状态 进行监控和实现故障的快速预警。
5 结语
综上所述，机械液压系统的传动故障和诊断处理非常复杂， 必须从实际应用出发进行考虑和解决。该研究对液压传动系统 故障频率、原因和最终诊断结果进行了检查。通过使用具备足够 专业经验的仪器设备， 可以保证液压传动系统的正常运行。液压 设备系统非常复杂，由于篇幅有限，本文无法详细探讨每个细 节。但必须确认的是，在液压设备方面，“预防”必须转化为“保 护”，以保证液压设备在运行过程中的稳定性，降低出现问题的 风险， 提高液压系统的最终生产效率。
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