王奕皓
（峨眉山萬年索道）

　　摘　要：液壓設(shè)備在索道運行中占有重要地位，它能方便的將電能轉(zhuǎn)換為機械能，并且易于傳遞及控制。一般來講，液壓系統(tǒng)不是一個獨立的系統(tǒng)，它往往和電氣系統(tǒng)、機械系統(tǒng)聯(lián)動，組成一套機電液一體的完整設(shè)備。索道對液壓系統(tǒng)的要求必須具有高可靠性和靈活性。
　　液壓系統(tǒng)在運行過程中若出現(xiàn)故障，將會導(dǎo)致整臺設(shè)備無法正常工作，甚至造成生產(chǎn)運營的停止。因此，必須重視液壓系統(tǒng)故障的分析與排除。液壓設(shè)備是由機械、液壓、電氣、儀表等裝置有機地組合而成的統(tǒng)一體，系統(tǒng)的故障分析也是由各方面因素綜合影響的一個復(fù)雜問題。所以，在分析液壓故障之前必須先弄清楚整個液壓系統(tǒng)的傳動原理、結(jié)構(gòu)特點，然后根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析、判斷，逐步深入，Z后準(zhǔn)確地確定故障部位和原因并采取有效的對策。
　　關(guān)鍵詞：液壓設(shè)備；故障診斷
　　一、液壓故障的重要特點
　　1.隱蔽性
　　液壓裝置的損壞與失效，往往發(fā)生在深層內(nèi)部，由于不便裝拆，現(xiàn)場檢測條件也有限，難以直接觀測，各類泵、閥、液壓缸和液壓馬達(dá)都是如此，由于表面的癥狀個數(shù)有限，加上隨機性因素的影響，故障分析很困難。
　　2.交錯性
　　液壓系統(tǒng)的故障，癥狀與原因之間存在各種各樣的重疊與交叉。一個癥狀有多種可能原因。例如，執(zhí)行元件速度慢，引起原因有：負(fù)載過大、執(zhí)行元件本身磨損、系統(tǒng)內(nèi)存在泄漏點、調(diào)壓系統(tǒng)故障、調(diào)速系統(tǒng)故障及泵故障等。一個故障源也可能引起多處癥狀。一個癥狀也可能同時由多個故障源疊加起來形成的，液壓系統(tǒng)在運行一段時間以后，多個元件均出現(xiàn)磨損。例如，當(dāng)泵、換向閥和液壓缸均處于磨損狀態(tài)時，系統(tǒng)的效率有較大幅度的下降，當(dāng)逐一更換元件，效率將逐步提高。對于一個癥狀有多種可能原因的情形，應(yīng)采取有效手段剔除無關(guān)原因，對于一個故障源產(chǎn)生多個癥狀的情形，可利用多個癥狀的組合去確定故障源。對于疊加現(xiàn)象，應(yīng)全面考慮各類因素，分清各因素作用的主次輕重。
　　3.隨機性
　　液壓系統(tǒng)在運行過程中，受到各種各樣的隨機因素影響，如電壓的變化、環(huán)境問題的變化、機器工工作狀態(tài)的變化等。由于隨機性因素的影響，故障具體發(fā)生的變化方向更不確定，引起判斷與分析的困難。
　　4.差異性
　　由于設(shè)計、加工材料及應(yīng)用環(huán)境等的差異，液壓元件的磨損劣化速度也有不同，一半液壓元件壽命的標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)場無法應(yīng)用，只能對具體的液壓設(shè)備和液壓元件確定具體的磨損評定標(biāo)準(zhǔn)。
　　二、液壓故障診斷的一般步驟
　　實際應(yīng)用中液壓故障的分析與處理涉及多方面的因素，只有對其活動過程進(jìn)行合理的組織，才能提高工作效率。
　　1.確定任務(wù)。明確考察對象的范圍、故障分析的Z終目的。
　　2.初步了解現(xiàn)場情況。收集相關(guān)現(xiàn)有信息，并對現(xiàn)場狀況作大致的判斷。
　　3.確定工作方案。根據(jù)現(xiàn)場情況，圍繞給定的任務(wù)，選定技術(shù)手段，確定所需維修人員、技術(shù)資料及其他必須條件，預(yù)估工作進(jìn)程。
　　4.按設(shè)定的工作程序?qū)疾斓膶ο笞鳈z查、測試、分解、判斷，得出結(jié)論。
　　5.對技術(shù)活動進(jìn)行總結(jié)，做好記錄。記錄的主要內(nèi)容是癥狀，失效件的磨損情況，有關(guān)環(huán)境因素，分解測試過程，故障定論，故障處理及往后運行狀況。
　　以上步驟適合較大規(guī)模的現(xiàn)場問題診斷與處理。較小規(guī)模的故障分析過程可參照該模式靈活處理。
　　三、液壓故障診斷的基本要求
　　液壓故障的診斷與處理的目的是保證設(shè)備的正常運行，進(jìn)而保證生產(chǎn)運營的正常與穩(wěn)定。因此，故障診斷應(yīng)盡量滿足以下要求：
　　1.正確。即得出的結(jié)論一定要正確，不允許錯判，否則就無法排除故障，使設(shè)備恢復(fù)正常。
　　2.精確。得出的結(jié)論越精確，消除故障的時間和費用就越少，預(yù)防故障的能力也越高，因此，故障分析不能粗略，而應(yīng)該盡可能的深入下去。
　　3.簡捷?，F(xiàn)場干擾因素過多，過于精密與復(fù)雜的儀器不一定適用，一般應(yīng)采用簡單的方法直接分析現(xiàn)場問題。為降低勞動強度，防止拆裝過程對液壓元件精度產(chǎn)生不良影響，應(yīng)盡量避免反復(fù)裝拆。
　　4.快速。關(guān)鍵液壓設(shè)備停機往往造成整個運營停止，在這種情況下必須爭分奪秒的進(jìn)行工作，盡早解決問題。
　　5.超前。為了防止大的故障損失，故障分析人員必須具備較強的判斷能力，在故障的萌芽狀態(tài)，就能發(fā)現(xiàn)苗頭，并采取有效措施予以處理。
　　四、液壓設(shè)備的測試與判斷方法
　　1.用感官直接判斷液壓設(shè)備的狀態(tài)
　　（1）視覺。看液壓系統(tǒng)工作的實際情況，一般有五看；
　　1）看速度；指執(zhí)行機構(gòu)運動速度有無變化和異?，F(xiàn)象。
　　2）看壓力；指液壓系統(tǒng)中各測壓點的壓力值的大小，壓力值有無波動現(xiàn)象。
　　3）看油液；觀察油液是否清潔，是否變質(zhì)，油液表面是否有泡沫，油量是否在規(guī)定的油標(biāo)線范圍內(nèi)，油液的粘度是否符合符合要求等。
　　4）看泄漏；指液壓管路各接頭，閥板結(jié)合處，液壓缸端蓋，液壓泵軸端等處是否有油滲透滴漏等現(xiàn)象。
　　5）看振動；指液壓缸活塞桿等運動部件工作時有無因振動而跳動的現(xiàn)象。
　　總之，液壓系統(tǒng)的許多故障現(xiàn)象，可以通過觀察來判斷。一般可看速度、壓力、油液（清潔度、油量、粘度、氣泡等）、泄漏、振動等的變化，以判斷是否出現(xiàn)故障。通過認(rèn)真的觀察，有一定維修經(jīng)驗的人員可以憑視覺來判斷是否出現(xiàn)故障，故障產(chǎn)生的部位及原因。
　?。?）聽覺。用聽覺判斷液壓系統(tǒng)工作是否正常。一般有四聽；
　　1）聽噪音；聽液壓泵和液壓工作系統(tǒng)工作時的噪音是否正常。溢流閥、順序閥等壓力控制元件是否有尖叫聲。
　　2）聽沖擊聲；指液壓缸和換向閥換向時是否有撞擊缸底和端蓋的現(xiàn)象。
　　3）聽氣蝕和困油的異常聲；檢查液壓泵是否吸進(jìn)空氣，是否有嚴(yán)重困油現(xiàn)象。
　　4）聽敲打聲；指液壓泵運轉(zhuǎn)時是否有因損壞引起的敲打聲。
　　總之，根據(jù)液壓泵或液壓馬達(dá)的異常聲響、溢流閥的尖叫聲、軟管及彎管的振動聲等來判斷故障的原因和程度。
　?。?）觸覺。用手摸允許摸的運動部件以便了解它們的工作狀態(tài)。一般有四摸；
　　1）摸溫升；用手摸液壓泵、油箱和閥類元件外殼表面，若接觸兩秒鐘感到燙手，就應(yīng)檢查溫升過高的原因。
　　2）摸振動；用手摸運動部件和管路的振動情況，若有高頻振動應(yīng)檢查產(chǎn)生的原因。
　　3）摸爬行；當(dāng)液壓缸在輕載低速運動時，用手摸活塞桿有無爬行現(xiàn)象。
　　4）摸松緊程度；用手?jǐn)Q緊固螺栓等緊固程度。
　　總之，可以判斷液壓元件及管道處油溫的高低和振動的大小。若溫度升高，接觸兩秒時感到燙手，就應(yīng)檢查原因，若元件、管道處有高頻振動，就應(yīng)查原因，此外，慢速移動的油缸，有無“爬行”現(xiàn)象（所謂“爬行”現(xiàn)象是液壓缸或液壓馬達(dá)低速運動時出現(xiàn)的時斷時續(xù)的運動速度不均勻現(xiàn)象），在嚴(yán)重時，很容易看出來，輕微時，把手放在油缸上就可以感覺到極輕微的串動。執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生“爬行”現(xiàn)象將導(dǎo)致液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性惡化，嚴(yán)重影響設(shè)備的使用性能，縮短整個設(shè)備的使用壽命。
　　（4）嗅覺。用嗅覺來辨別油液是否發(fā)臭變質(zhì)，橡膠件是否因過熱發(fā)出特殊氣味等。
　　利用嗅覺可以判別液壓油變質(zhì)程度或液壓泵等有無燒結(jié)現(xiàn)象。液壓油中混入水分，或在高壓下通過系統(tǒng)（元件）的節(jié)流孔和節(jié)流縫隙時，產(chǎn)生局部高溫，使油液變質(zhì)，產(chǎn)生乳白色和黑褐色膠狀懸浮物，集存在油箱底部，對液壓系統(tǒng)危害甚大，目前，尚無專用儀器可以檢測，一般只能用目測和鼻聞。由于這種污染物大多集存在油箱底部，當(dāng)油箱內(nèi)油面較低時，容易被泵吸入系統(tǒng)，使濾油器濾芯或濾網(wǎng)突然堵塞，導(dǎo)致濾油器前后壓力差異突然增大，造成系統(tǒng)失靈。
　　2.用壓力表測試與判斷液壓設(shè)備狀態(tài)
　　壓力是液壓設(shè)備Z重要的參數(shù)，它對液壓設(shè)備狀態(tài)的變異十分敏感，用壓力表測試系統(tǒng)有關(guān)部位壓力來判斷其狀態(tài)，是Z為普遍的故障檢測手段。要正確選擇壓力表的量程與精度，正確選擇能準(zhǔn)確反映液壓元件狀態(tài)的測點。在設(shè)備正常狀態(tài)下，測出各點正常的壓力值，以此為基準(zhǔn)，根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作機理，推測相關(guān)元件磨損以后，有關(guān)點的壓力值變化情況，由此判斷元件的損壞情況。
　　3.用流量計測試與判斷液壓設(shè)備狀態(tài)
　　流量也是液壓設(shè)備的重要參數(shù)，用流量計可準(zhǔn)確地測出液壓元件的內(nèi)泄漏以及容積效率，流量計也能方便地檢測液壓回路的阻塞情況。
　　4.通過測試執(zhí)行元件的速度或轉(zhuǎn)速判斷系統(tǒng)狀態(tài)
　　執(zhí)行元件速度或轉(zhuǎn)速的變化，是液壓系統(tǒng)中某些元件結(jié)構(gòu)狀態(tài)變化的反映。可通過考察執(zhí)行元件速度或轉(zhuǎn)速的變化，再參考一些其他方面的信息，具體判斷液壓系統(tǒng)的故障狀態(tài)。
　　考察執(zhí)行元件的速度或轉(zhuǎn)速，同樣要在設(shè)備完好的時候測出速度或轉(zhuǎn)速值作為日后判斷故障的比較基準(zhǔn)。測試過程必須注意調(diào)整壓力，調(diào)整流量與系統(tǒng)負(fù)載等因素前后一致。
　　5.通過測試液壓元件表面溫度判斷系統(tǒng)狀態(tài)
　　液壓元件表面溫度，由其內(nèi)部熱量產(chǎn)生與發(fā)散情況所決定。液壓元件本身發(fā)熱過多，引起表面溫度升高主要有兩種情況，一是節(jié)流發(fā)熱，一是摩擦發(fā)熱，這兩種情況都與元件損壞相連。用測溫槍直接測試元件表面溫度，可推斷其內(nèi)部狀態(tài)變化狀況。正常情況下，液壓元件表面溫度在50℃以下，當(dāng)發(fā)生故障，溫度可上升至80℃以上。液壓元件本身故障可引起其表面溫度升高，系統(tǒng)中其他要素不正常也會引起元件表面溫度升高，如冷卻不當(dāng)或壓力流量調(diào)整不當(dāng)?shù)纫鹩蜏厣?。在現(xiàn)場，有時難以弄清到底是元件故障引起油溫升高還是其他因素引起油溫升高。因此，測試液壓元件表面溫度還必須同時獲得其他方面的信息，對系統(tǒng)狀況作綜合判斷。
　　任何物體在溫度較低時向外輻射的能量大部分是紅外線輻射，紅外線輻射能夠被物體吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，因此它也是熱射線。紅外線傳感器就是根據(jù)這一原理設(shè)計的，它將紅外線輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，這個信號經(jīng)過處理放大，可通過顯示器顯示出來。用紅外線檢測儀監(jiān)測液壓系統(tǒng)的溫度，可獲得其狀態(tài)變化的重要信息。紅外線檢測儀操作簡便，靈敏度高，有利于在現(xiàn)場精確診斷液壓故障。
　　五、液壓故障診斷的策略與技巧
　　現(xiàn)場故障診斷工作往往是在條件有限、情況緊迫的困難狀態(tài)下進(jìn)行的，講究策略與技巧，嚴(yán)密組織故障分析過程，是十分必要的。
　　1.找出故障的特征信息
　　盡管不同原因可引起某一相同的癥狀，但無論如何，它們有不同的表現(xiàn)形式。此外，不同的故障原因在引起同一癥狀的同時，它們還會帶來一些其他的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象之間顯然是有差異的，癥狀本身的不同表現(xiàn)形式和不同原因所附帶的特有信息叫做特征信息。將故障各種可能原因?qū)?yīng)的特征找出來了，便找到了區(qū)分它們的標(biāo)志。這樣，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)某個癥狀，就可根據(jù)特征信息找出引起故障的真實原因。特征信息可由個別參量來表示。在問題比較復(fù)雜時，往往需要將一系列參量綜合起來，才能構(gòu)成故障原因存在的特征信息。液壓故障的不同原因的特征信息有以下三種：癥狀本身的差異，不同原因存在時伴隨而來的其他異常現(xiàn)象，液壓元件結(jié)構(gòu)狀態(tài)的變化。
　　2.設(shè)定故障檢測的先后次序
　　為了提高查找故障原因的效率，必須設(shè)定一個合理的故障檢測次序，排定故障檢測次序有兩個原則，一是根據(jù)故障原因可能性大小排序，二是根據(jù)元件或部件的拆缸分解及裝配的難易程度排序。
　　3.積極假設(shè)，嚴(yán)謹(jǐn)驗證
　　故障分析是一個試探過程，通常的做法是對故障癥狀的可能原因做出積極的假設(shè)，再通過適當(dāng)途徑驗證假設(shè)是否成立通過，通過假設(shè)與驗證分析，往往能在困難中找到解決問題的途徑，并扭轉(zhuǎn)不利局面。在假設(shè)時，應(yīng)盡可能將思路擴(kuò)展一些，不放過任何可能的故障點，有時甚至可以將系統(tǒng)中所有組成要素都當(dāng)作懷疑對象考察一番。驗證時，則要找到有充分說服力的證據(jù)，以證實假設(shè)是能夠成立還是不能成立，而不能摸棱兩可。假設(shè)與驗證是交替進(jìn)行的，即先對故障點做出假設(shè)，再通過試驗，拆卸分解觀測，或邏輯論證，辨別出假設(shè)的真?zhèn)?。?dāng)假設(shè)被證實不能成立，再對另一個可能的故障點作假設(shè)驗證分析，就這樣不斷重復(fù)上述分析方法，直至找出真正的故障原因為止。
　　4.化整為零，層層深入
　　化整為零，層層深入的做法是，在考察問題時，將考察對象劃分為低層次的若干子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)又作進(jìn)一步的劃分，直至分出系統(tǒng)構(gòu)成的Z基本的構(gòu)成單元，在此基礎(chǔ)上分別考察系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)，找出問題所在的子系統(tǒng)。然后，對存在問題的子系統(tǒng)作深一層次的考察，求出問題所在的次級子系統(tǒng)，就這樣不斷深入，直至求出問題所在的基本單元。這種策略的特點在于通過劃分層次與子系統(tǒng)，縮小考察范圍，使原本難以直接觀測的考察對象變得更加易于觀測，使原本復(fù)雜的問題簡單化。這是現(xiàn)場Z常用的故障分析方法。
　　5.聚零為整，綜合評判
　　液壓系統(tǒng)發(fā)生故障后，其故障信息是多方面的，它們通過不同的途徑向外傳播，故障信息可能經(jīng)歷多個環(huán)節(jié)，在遠(yuǎn)離故障點的某處反映出來，由于液壓故障因果關(guān)系的重疊與交錯，光從某一方面判斷系統(tǒng)的問題可能無法得出結(jié)論。通過對系統(tǒng)多方面的信息的綜合考察，可大大縮小問題的不確定性，得出更加具體的結(jié)論。隨機性因果引起的故障特征參量的漂移，綜合評判則可降低隨機性因素對診斷結(jié)論的影響，因為隨機性因素不太可能對故障的所有方面產(chǎn)生影響。多參量以及多種方式的分析評判并加以綜合是現(xiàn)場液壓故障分析的一項重要原則，它是系統(tǒng)理論在液壓故障診斷技術(shù)領(lǐng)域的演繹與具體應(yīng)用，因此必須牢牢把握。
　　6.抓住關(guān)鍵，順藤摸瓜
　　現(xiàn)代液壓設(shè)備日趨復(fù)雜，往往是機、電、液氣系統(tǒng)并存，相互交織。采用邏輯閥的液壓回路更是元件眾多，回路復(fù)雜，往往一個動作從Z初產(chǎn)生到Z終完成要經(jīng)歷十多個環(huán)節(jié)協(xié)同工作。現(xiàn)有的設(shè)備技術(shù)資料包括各類電氣圖、液壓原理圖、氣動系統(tǒng)圖以及電磁鐵動作表等，且多是零散的。當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)故障，必須通過圖紙來清理故障線索，但圖紙數(shù)量多，又充滿與故障無關(guān)的其他內(nèi)容，查閱起來十分不便。這時，有必要采取抓住關(guān)鍵，不顧其余，順藤摸瓜的策略。邏輯鏈分析法正是這種策略的具體應(yīng)用。邏輯鏈分析法不是將主要注意力放在系統(tǒng)的物理關(guān)系之上，而是在確定系統(tǒng)正常狀態(tài)下的物理關(guān)系的基礎(chǔ)之上，著重考察系統(tǒng)中的一個動作的Z終完成必須具備哪些條件，現(xiàn)場問題中是所有的條件都已具備，還是缺少點什么，依此來判斷故障是否存在。邏輯鏈包括液壓設(shè)備的某一功能的實現(xiàn)過程中從Z初發(fā)出信號動作到Z后執(zhí)行機構(gòu)完成動作所涉及的每一環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)在工作過程中的狀態(tài)，環(huán)節(jié)能產(chǎn)生的輸出量，以及所需的信息與能量輸入條件。一半情況下，對一個環(huán)節(jié)而言，只有所有的輸入量都具備才有輸出量。若不是這樣，則要另加說明。邏輯鏈圖既是從原設(shè)備圖中抽出來的，又對原來的圖紙與功能鏈有關(guān)的部分作了細(xì)化。不同的功能可用不同的邏輯鏈圖來表示。邏輯鏈圖的具體做法是將與某一功能相關(guān)的各元件或器件從有關(guān)圖紙中找出來，按能量流與信息流的前后傳遞關(guān)系以邏輯方框圖的方式重新組合起來，注明各環(huán)節(jié)在工作過程中的輸入輸出與輸入量之間的邏輯關(guān)系。
　　7.相似類比，觸類旁通
　　現(xiàn)代控制系統(tǒng)，均由動力、輸入、控制、檢測、反饋與執(zhí)行等環(huán)節(jié)構(gòu)成。兩種功能不同的元件，可能有極為相似的結(jié)構(gòu)，從而有相似的加工工藝。一種新元件，可能在工作原理、結(jié)構(gòu)特點、加工過程及性能參數(shù)等方面與舊元件相仿。液壓系統(tǒng)相似的環(huán)境意味著類似的故障機理。認(rèn)識相似現(xiàn)象與相似規(guī)律，創(chuàng)造性地運用相似原理與方法，對液壓故障診斷有重要意義。
　　以上是結(jié)合理論與實際生產(chǎn)運用中得出的一點心得，其不僅在索道行業(yè)中可以適用，也能適用到其他行業(yè)，如有錯誤之處，還望指正。

　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]《單線循環(huán)式脫掛抱索器客運索道作業(yè)人員輔導(dǎo)教材》
　　[2]《液壓系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與弊病診斷指南》