机械液压设备泄漏原因分析与处理方法探究

魏洪涛

（莱芜钢铁集团银山型钢有限公司板带厂，山东 莱芜 271104）

1 机械液压设备的概念

工程液压机械所涉及的范围包括道路施工工程、建筑建设与养护、起重机械装卸作业和各种交通运输工程所需的各项复杂性施工，以及国防科技、航天运输、能源采集和生产等方面。现代化液压机械工程作业，经过半个世纪的发展，已拓展为18个大类为核心、4000种以上规格型号综合化的机械液压工程系统，不仅能够充分满足国内市场，在海外市场也具有相当大的竞争力。

2 造成机械液压设备泄漏的问题

2.1 设备监控制度落后及处理办法

国外进行液压机械故障诊断的先进国家多选择用电子信息技术作为监控手段，用人工智能技术、现代仿真理论和网络维修为界点，构建起在线维护平台、智能管家诊断手段，打破监控人机分离困难的问题。工业化发达国家认为，信息化和智能化可在20世纪90年代以后在工程液压机械的信息化和智能化方向进行付诸实际使用。如开发的装载智能机都安装有人工智能监控系统，用以监控机械内的液压缸的液面高度、机械液压油温和压力等在内的多项参数。不仅具有故障诊断能力，还可向总机发出报警信息的系统在国外大型无人流水作业时取得优异的故障诊断和作业状态监控成绩。

我国诊断技术多采用传统人工监控，为此国产的许多大中型机械生产商在吸取国外核心技术的基础上采用研发了我国特色的液压设备，如三一、山河智能、山推、一拖、徐工、柳工、中联、厦工、福田等集团都相继研究开发了自己的液压电子监控系统。例如，清华大学土木工程学院的研究院开发了基于三一集团的远程电子监控故障诊断平系统。面对易燃、易爆的工作运转情况，及时开展故障会诊，将有害物质及时遏制，并对此作出故障的反思总结。液压缸的重量、体积影响了其惯性力度、功率效率、工作状态模式，依据此类液压电子设备可实现大范围内的无缝快速调控，以及经济价比高的优点。自2005年以来被广泛应用于设备监控全自动动力控制系统，创下了工程液压机械高效率低损失的业绩。

2.2 设备外在环境影响大及处理办法

由于液压系统本身具有封闭性，在电焊作业的过程中直观差性比过大的参数易导致其故障多发，金属容器和运输管道的隐蔽性低等原因，使得机械液压系统故障诊断频率高发。据数据统计，由于人为的操作因素导致在工程作业中56%以上的故障都是由液压泄漏造成的。因此，如何保证工程机械液压系统的安全运行，已经达成业界的一个公共安全共识。传统工业在进行作业时总是忽视设备的管道管理，从而导致设备发生故障时，高速流体对壁管的冲击过大，摩擦力度不断加大，在冲刷力度无法人为控制的结果下发生泄漏，造成更大的经济损失。据统计，工程机械故障发生率中，液压系统管孔泄漏约占30%～45%，远高于发动机故障，甚至导致传动系统故障。而在现实环境中，我国工业多在东北地区，造成设备故障的绝大多数原因中有80%以上的问题来自于壁管冻裂。导致实际维修时间占作业时长10%以上。由此可见，在严寒的季节对机械液压系统进行保障，不仅仅是监测一项工作。更为重要的是，保证液压缸的价值、液压系统的正常工作，一个恒温的作业环境尤为重要。

2.3 维修保障工作的不到位及处理办法

在工程机械的维修工作中，液压配件的装卸不当造成的故障占有很大比例。在液压缸的故障中由此引发的泄漏问题易发生，由于液压缸密封件的封闭效果取决于液压系统的液面压力，因此作业装置维修不当容易发生重大故障。在整个液压系统故障中占比50%或者60%上下。由于零部件长期使用，在容积内部传动元件过程中，摩擦磨损会导致密封体积扩大进而导致内压升高，液压缸内的热传递能量的不断增强，是导致机械液压泄漏的必要原因之一。因此为了使液压缸减少损耗，延长使用寿命，必须长期维修、更换各种密封使用条件高的元件。如缸筒与活塞，活塞与活塞杆，缸筒与端盖，活塞杆与端盖之间的结合处发生油漆残缺，壁管出现毛刺，或者使用了密封件发现有碰伤都要及时更换。但由于机械老化程度快，在装配时容易发生工人贴合不严密，造成元件突发失效，液压缸内泄漏或外泄漏的情况发生。严重时导致环境污染严重的问题。对此，在更换全自动、半自动的工程机械配件时，当其严格符合液压系统的规范要求，尤其是当液压系统动力源损坏时，采用安装工具要尽量减少液压阀等衔接部位的管头数量。对于比较明显的外泄漏部位可通过使用油脂润滑减少摩擦损伤。对于内部不易发现的内泄漏，保障工作可以采纳改善液压缸的密封件材料，加大回油管上的流量冲击力度的安全性，通过检测液体流速效率来判断是否存在内泄漏的问题。

2.4 元件材料使用不当及处理办法

材料腐蚀是液压系统的常见问题，但是高精度的机械液压缸格昂贵，在工程系统的串接下，安全运输无形中增大了系统的压力，进而易发生损失。可是安装高精密的元件有利于减少震动引起的泄漏。根据液压压力信号的反馈，冲击力度流量过大的机械使用加工较简单的原材料比价格昂贵的配件使用寿命更加短暂。然而，根据流体传动理论可知，液压缸泄漏会影响液压缸动态压力上升速度。因此，设计时适用膨胀效果好、密封效果高，精密系数大的机械液压设备可能会在液压缸内泄漏发生故障时将损失降低到最低值。而实际上，我国部分企业采用价格相对便宜的设备，导致泄漏不断发生。这远不是压力信号能够阻止的。在容易受到液压控制薄弱的环节更要加大金属材料的延展极限，减少内部设备损害的影响。另外，通常在箱面的结合处，如何减少压力是安全信号预防内泄漏故障的一个主要措施。接合面不平整是造成机械液压设备大泄漏的一个关键问题。质量不合格，制造缺陷加大了使用磨损力度，因此使用不合质量的机械液压设备的故障分析来看，最常见的问题主要是材料组织密度大、壁孔断裂易出现气孔等。

通过保养设备的外在特征，如加大润滑最大值、减少沙眼最小值、保持恒温值，可有效提高设备的使用频率值。根据峰值计算，绝大多数故障特征采用一些简单保养方法，如果使用得当，会取得较好的效果。事实上，平常采用此类方法进行故障诊断多是具有一个直观分析能力的大型企业。对于企业效益参数值低，分布我国三、四线的工业体系有的还无法采用高精密仪器。可以直接利用的往往是大型企业淘汰的机械液压设备。面对出现故障，在液压泄漏问题中许多设备是运行低配件更换的手段，而且更新换代周期缓慢，如二手液压缸和液压马达的重复使用，在作业时依然发生固定的泄漏频率增大。因此，液压设备与企业效益挂钩，推动使用安全性能高的精密仪器，减少机械液压设备的泄漏，是减少故障的第一注意事项。

3 结语

本文通过系统的讨论有关于机械液压设备泄漏如何应对的一些方法，在排除故障进行模型论述方面采取预防和后续处理开展两方面的阐述。将工程机械内如何正确使用液压设备作出了简单说明。在之后的分段章节中就系统的泄漏处理手段展开了理论基础，全面地分析了机械设备内部因压力上升或下降的速率会受到信号处理的影响。因此，在故障诊断处理方法可根据小波变换理论对压力信号和位移信号分别进行分析。排除故障导致漏量的各种因素，将所得数据归一化处理。该处理结果有利于指导实际工程应用：利用和处理编程的结合，构建“工程机械液压缸故障诊断系统”，实现工程机械液压缸内泄漏故障的有效性实施。

[1]黄志坚，袁周等．液压设备故障诊断与监测实用技术[M]． 机械工业出版，2005,10．

[2]谷立臣．机械信号处理及应用[M] ．陕西科学技术出版社，2000,7．