1、主要故障
某廠800 t/h連續式卸船機的斗式提升機是由液壓馬達來驅動的，其液壓系統如圖1所示。2004年期間，斗式提升機系統較頻繁地出現了卸載乏力甚至停動的現象。經過多次解體修理、更換液壓元件后排除了故障。
2004年2 5月，提升機鏈斗動作乏力，主油泵工作時噪聲大。
6月，提升機鏈斗停動，經檢查發現溢流閥控制油節流孔板處附有異物。清除異物并將該節流孔的直徑由1.0 mm擴大至1.5 mm后提升機恢復動作能力，但仍動作乏力且伴隨有較大噪聲。
8月，更換主油泵，提升機在短暫恢復設計卸載能力后仍動作乏力、噪聲大，經解體檢查發現主油泵嚴重損壞，柱塞與缸體咬死，重新安裝上原主油泵。
9月，提升機鏈斗停動，解體發現液壓馬達損壞，斜盤嚴重磨損。更換液壓馬達后提升機基本恢復卸載能力并能穩定運行。
10月，清洗濾網發現大量銅屑，解體發現主油泵嚴重氣蝕，更換主油泵。系統投入正常運行。
2、故障原因判斷
a)液壓馬達斜盤磨損是鏈斗動作乏力的原因；
b) 2004年6月鏈斗停動的原因是工作油油質臟污使節流孔板堵塞，導致邏輯閥不能關閉；
c) 2004年9月鏈斗停動的原因是斜盤嚴重磨損導致的液壓馬達損壞；
d)液壓馬達斜盤磨損使油質臟污、液壓馬達動作阻力增加，從而引起主油泵出口壓力異常升高、閉式系統的溢流量異常增加（沖洗油量加泄漏油量加排放油量大于補充油量），導致主油泵入口壓力低、產生氣蝕和異常噪聲。
3、故障診斷的主要途徑
在排除該設備故障的過程中歸納出以下幾點診斷設備故障的措施。
3.1 油樣分析
3.1.1 元素質量分數分析
工作油中質量分數較高的固有元素有Zn，P，Ca等，診斷液壓系統故障時需要側重關注油中非固有的異常元素如Fe，Cu，Si等。Fe，Cu的質量分數標志著液壓元件的磨損程度，Si的質量分數標志著外界粉塵污染的程度，上述元素的質量分數變化與設備磨損狀況較一致。一般情況下，新工作油中會有一定量的Fe和Cu（質量分數一般不高于0.5×1 0-6）；系統正常運行后油中Fe和Cu的質量分數可能會上升至1.0×10-6～1.5×10-6（對幾個正常運行的液壓系統的實測值，供參考）。如果Fe或Cu的質量分數超過2．O×10-6，則表明系統中可能產生了異常磨損，應及時查找故障點以避免更嚴重的設備損壞。圖2是事后收集、整理的2004年6月至2005年3月期間該系統中Fe和Cu的質量分數變化曲線。從中可以看出，元素質量分數的異常與設備異常磨損在時間上較吻合。
6月，系統內已產生較嚴重的異常磨損（Fe的質量分數為3.9×10-6，Cu的質量分數為2.1×10-6)，使油質臟污、引起鏈斗乏力和停動。10月，Cu的質量分數達到一個峰值(2.4×10-6)，此時發現主油泵氣蝕。可以判斷，泵的氣蝕持續發生于6-10月期間，因為此期間Cu的質量分數有4個月高于2．O×10-6。6-10月Fe的質量分數降至0.1×10 -6是因為對油箱進行了多次清理，其中9月更換液壓馬達后從油箱清理出的鐵屑質量超過1kg，并且更換了工作油。10-12月Fe的質量分數從0.1×10-6驟升至4.6×10-6是因為清理不到的管路內的殘留鐵屑在逐漸擴散，同時不斷地被研磨成更細的顆粒（表現為大顆粒讀數變小、NAS等級下降），使其流動性和遍布程度大幅度提高；同樣，10月更換主油泵后Cu的質量分數降低后又驟升也應該是由這個原因引起的。2005年1月，液壓系統加裝了油箱的旁路過濾裝置，在沒有異常磨損的正常運行情況下系統內的Fe和Cu的質量分數均開始下降。通常，液壓系統受到嚴重污染后即使反復清洗油箱、濾網等也需要很長的時間才能達到正常的污染度，如有必要應進行油循環沖洗并加裝專門的油箱旁路過濾裝置。
3.1.2污染度分析
液壓系統中約有70%的故障是由油液污染造成的。一般高壓液壓系統中工作油的污染度應在NAS 9級以下（有些廠家可能有不同的要求），當污染度較大幅度上升或輕微上升但趨勢持續時應查清、消除污染源。新系統投運初期，油的污染度一般都能維持在NAS 7級或NAS 8級，經較長時間運行后可能會升至NAS 9級。當油的污染度升至NAS 10級時就必須采取措施凈化工作油，排除污染源。工作油中污染物按其來源可分為外界侵入污染物、殘留污染物和內部產生污染物，外界侵入污染物主要是經油箱通氣孔、軸封等處進入系統的，殘留污染物是安裝時就在系統內存在的，內部產生污染物是系統在運行時因磨損等原因形成的。
值得注意的是付驗油樣一定要有代表性。油樣應盡可能在系統運行時抽取，取樣地點應盡可能設計在流動充分的管段，取樣過程中還要盡量避免一切外界的二次污染，否則就可能使判據失真。
3.1.3 磨損顆粒和污染雜質特征分析
正常情況下，系統經長時間運行后油液中會出現個別的外界污染顆粒和油品變質顆粒，當部分元件老化后會出現個別疲勞剝落顆粒；這些顆粒如果尺寸較大就容易造成元件卡澀、設備磨損加速。如果系統油液中有粘著擦傷顆粒、切削顆粒、高溫氧化顆粒、較多的疲勞剝落顆粒等磨損顆粒就標志著有液壓元件產生了異常磨損。根據磨損顆粒的類型和元件運動副的類型可初步判斷系統的故障點。
3.2壓力和流量的測試及分析
在系統中設置壓力和流量測點，利用測得的壓力和流量值可以較清楚地判斷系統乏力和停動的故障點。
圖1中，如提升機乏力或停動時系統中A處的壓力和流量異常，應先檢查壓力控制部分的溢流閥、邏輯閥等，然后才進行工作量較大的泵的檢查工作；如A處的壓力、流量正常則應先檢查沖冼閥，然后檢查液壓馬達。
3.3系統噪聲的分析和判斷
系統運行時的噪聲可分為機械振動噪聲和流體振動噪聲。設備工作異常時往往會產生異常噪聲，但振動噪聲的診斷較為復雜，相對來說，液壓泵故障時其噪聲表征要明顯一些。通常工作壓力為7MPa的液壓泵正常運行時的噪聲小于75 dB，工作壓力為14～20 MPa的液壓泵正常運行時產生的噪聲約為90～100 dB;如超過這些數值較多時應進一步診斷或檢查。另外，液壓泵噪聲的診斷還需結合其它參數進行綜合判斷，如泵的入口壓力急劇降低與異常高的噪聲同時產生和消失則極有可能是氣蝕正在發生。閥件的噪聲主要取決于閥口型式的設計，液壓缸的噪聲主要由氣穴和液壓沖擊引起。
4、結論
通過油樣分析、壓力和流量分析、噪聲診斷可以有效地判斷液壓設備的狀態和故障原因，準確地利用這些手段并結合設備固有的壽命損耗特性可以較好地實施液壓設備的狀態檢修。
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