電廠煤碼頭卸船機(jī)液壓設(shè)備的解體檢查是勞動量較大且要求很高的工作，尤其是液壓泵和馬達(dá)，往往還需要制作專用的工裝。過長的修理時間會給電廠的連續(xù)生產(chǎn)帶來不利影響，利用在設(shè)備故障分析中總結(jié)出的各種診斷方法準(zhǔn)確找到故障點對于縮短液壓系統(tǒng)檢修時間，提高設(shè)備利用率有積極的意義。
1、主要故障
某廠800 t/h連續(xù)式卸船機(jī)的斗式提升機(jī)是由液壓馬達(dá)來驅(qū)動的，其液壓系統(tǒng)如圖1所示。2004年期間，斗式提升機(jī)系統(tǒng)較頻繁地出現(xiàn)了卸載乏力甚至停動的現(xiàn)象。經(jīng)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(jī)鏈斗動作乏力，主油泵工作時噪聲大。
6月，提升機(jī)鏈斗停動，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)溢流閥控制油節(jié)流孔板處附有異物。清除異物并將該節(jié)流孔的直徑由1.0 mm擴(kuò)大至1.5 mm后提升機(jī)恢復(fù)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(jī)在短暫恢復(fù)設(shè)計卸載能力后仍動作乏力、噪聲大，經(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn)主油泵嚴(yán)重?fù)p壞，柱塞與缸體咬死，重新安裝上原主油泵。
9月，提升機(jī)鏈斗停動，解體發(fā)現(xiàn)液壓馬達(dá)損壞，斜盤嚴(yán)重磨損。更換液壓馬達(dá)后提升機(jī)基本恢復(fù)卸載能力并能穩(wěn)定運行。
10月，清洗濾網(wǎng)發(fā)現(xiàn)大量銅屑，解體發(fā)現(xiàn)主油泵嚴(yán)重氣蝕，更換主油泵。系統(tǒng)投入正常運行。
2、故障原因判斷
a)液壓馬達(dá)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(zhì)臟污使節(jié)流孔板堵塞，導(dǎo)致邏輯閥不能關(guān)閉；
c) 2004年9月鏈斗停動的原因是斜盤嚴(yán)重磨損導(dǎo)致的液壓馬達(dá)損壞；
d)液壓馬達(dá)斜盤磨損使油質(zhì)臟污、液壓馬達(dá)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(tǒng)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(bǔ)充油量），導(dǎo)致主油泵入口壓力低、產(chǎn)生氣蝕和異常噪聲。
3、故障診斷的主要途徑
在排除該設(shè)備故障的過程中歸納出以下幾點診斷設(shè)備故障的措施。
3.1 油樣分析
3.1.1 元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析
工作油中質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的固有元素有Zn，P，Ca等，診斷液壓系統(tǒng)故障時需要側(cè)重關(guān)注油中非固有的異常元素如Fe，Cu，Si等。Fe，Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)標(biāo)志著液壓元件的磨損程度，Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)標(biāo)志著外界粉塵污染的程度，上述元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化與設(shè)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(zhì)量分?jǐn)?shù)一般不高于0.5×1 0-6）；系統(tǒng)正常運行后油中Fe和Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(tǒng)的實測值，供參考）。如果Fe或Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過2．O×10-6，則表明系統(tǒng)中可能產(chǎn)生了異常磨損，應(yīng)及時查找故障點以避免更嚴(yán)重的設(shè)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(tǒng)中Fe和Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化曲線。從中可以看出，元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的異常與設(shè)備異常磨損在時間上較吻合。
6月，系統(tǒng)內(nèi)已產(chǎn)生較嚴(yán)重的異常磨損（Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.9×10
-6，Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.1×10
-6)，使油質(zhì)臟污、引起鏈斗乏力和停動。10月，Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到一個峰值(2.4×10
-6)，此時發(fā)現(xiàn)主油泵氣蝕。可以判斷，泵的氣蝕持續(xù)發(fā)生于6-10月期間，因為此期間Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有4個月高于2．O×10
-6。6-10月Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至0.1×10
-6是因為對油箱進(jìn)行了多次清理，其中9月更換液壓馬達(dá)后從油箱清理出的鐵屑質(zhì)量超過1kg，并且更換了工作油。10-12月Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0.1×10
-6驟升至4.6×10-6是因為清理不到的管路內(nèi)的殘留鐵屑在逐漸擴(kuò)散，同時不斷地被研磨成更細(xì)的顆粒（表現(xiàn)為大顆粒讀數(shù)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(zhì)量分?jǐn)?shù)降低后又驟升也應(yīng)該是由這個原因引起的。2005年1月，液壓系統(tǒng)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(tǒng)內(nèi)的Fe和Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均開始下降。通常，液壓系統(tǒng)受到嚴(yán)重污染后即使反復(fù)清洗油箱、濾網(wǎng)等也需要很長的時間才能達(dá)到正常的污染度，如有必要應(yīng)進(jìn)行油循環(huán)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(tǒng)中約有70%的故障是由油液污染造成的。一般高壓液壓系統(tǒng)中工作油的污染度應(yīng)在NAS 9級以下（有些廠家可能有不同的要求），當(dāng)污染度較大幅度上升或輕微上升但趨勢持續(xù)時應(yīng)查清、消除污染源。新系統(tǒng)投運初期，油的污染度一般都能維持在NAS 7級或NAS 8級，經(jīng)較長時間運行后可能會升至NAS 9級。當(dāng)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(nèi)部產(chǎn)生污染物，外界侵入污染物主要是經(jīng)油箱通氣孔、軸封等處進(jìn)入系統(tǒng)的，殘留污染物是安裝時就在系統(tǒng)內(nèi)存在的，內(nèi)部產(chǎn)生污染物是系統(tǒng)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(yīng)盡可能在系統(tǒng)運行時抽取，取樣地點應(yīng)盡可能設(shè)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(jù)失真。
3.1.3 磨損顆粒和污染雜質(zhì)特征分析
正常情況下，系統(tǒng)經(jīng)長時間運行后油液中會出現(xiàn)個別的外界污染顆粒和油品變質(zhì)顆粒，當(dāng)部分元件老化后會出現(xiàn)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(shè)備磨損加速。如果系統(tǒng)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(biāo)志著有液壓元件產(chǎn)生了異常磨損。根據(jù)磨損顆粒的類型和元件運動副的類型可初步判斷系統(tǒng)的故障點。
3.2壓力和流量的測試及分析
在系統(tǒng)中設(shè)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(tǒng)乏力和停動的故障點。
圖1中，如提升機(jī)乏力或停動時系統(tǒng)中A處的壓力和流量異常，應(yīng)先檢查壓力控制部分的溢流閥、邏輯閥等，然后才進(jìn)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(yīng)先檢查沖冼閥，然后檢查液壓馬達(dá)。
3.3系統(tǒng)噪聲的分析和判斷
系統(tǒng)運行時的噪聲可分為機(jī)械振動噪聲和流體振動噪聲。設(shè)備工作異常時往往會產(chǎn)生異常噪聲，但振動噪聲的診斷較為復(fù)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(chǎn)生的噪聲約為90～100 dB;如超過這些數(shù)值較多時應(yīng)進(jìn)一步診斷或檢查。另外，液壓泵噪聲的診斷還需結(jié)合其它參數(shù)進(jìn)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(chǎn)生和消失則極有可能是氣蝕正在發(fā)生。閥件的噪聲主要取決于閥口型式的設(shè)計，液壓缸的噪聲主要由氣穴和液壓沖擊引起。
4、結(jié)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(shè)備的狀態(tài)和故障原因，準(zhǔn)確地利用這些手段并結(jié)合設(shè)備固有的壽命損耗特性可以較好地實施液壓設(shè)備的狀態(tài)檢修。
三門峽富通新能源銷售提升機(jī)、輸送機(jī)、顆粒機(jī)、飼料顆粒機(jī)等機(jī)械設(shè)備。
