電廠煤碼頭卸船機液壓設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，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，利用在設備故障分析中總結出的各種診斷方法準確找到故障點對于縮短液壓系統(tǒng)檢修時間，提高設備利用率有積極的意義。
1、主要故障
    某廠800 t/h連續(xù)式卸船機的斗式提升機是由液壓馬達來驅(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(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(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(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(zhì)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(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充油量），導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(zhì)量分數(shù)分析
    工作油中質(zhì)量分數(shù)較高的固有元素有Zn，P，Ca等，診斷液壓系統(tǒng)故障時需要側重關注油中非固有的異常元素如Fe，Cu，Si等。Fe，Cu的質(zhì)量分數(shù)標志著液壓元件的磨損程度，Si的質(zhì)量分數(shù)標志著外界粉塵污染的程度，上述元素的質(zhì)量分數(shù)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(zhì)量分數(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)量分數(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)量分數(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(tǒng)中Fe和Cu的質(zhì)量分數(shù)變化曲線。從中可以看出，元素質(zhì)量分數(shù)的異常與設備異常磨損在時間上較吻合。
    6月，系統(tǒng)內(nèi)已產(chǎn)生較嚴重的異常磨損（Fe的質(zhì)量分數(shù)為3.9×10^-6，Cu的質(zhì)量分數(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)量分數(shù)達到一個峰值(2.4×10^-6)，此時發(fā)現(xiàn)主油泵氣蝕�？梢耘袛�，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)量分數(shù)有4個月高于2．O×10^-6。6-10月Fe的質(zhì)量分數(shù)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(zhì)量超過1kg，并且更換了工作油。10-12月Fe的質(zhì)量分數(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散，同時不斷地被研磨成更細的顆粒（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)量分數(shù)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(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)量分數(shù)均開始下降。通常，液壓系統(tǒng)受到嚴重污染后即使反復清洗油箱、濾網(wǎng)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(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(xù)時應查清、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。油樣應盡可能在系統(tǒng)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(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，如提升機乏力或停動時系統(tǒng)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(tǒng)噪聲的分析和判斷
    系統(tǒng)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(chǎn)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(chǎn)生的噪聲約為90～100 dB;如超過這些數(shù)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(shù)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(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(tài)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(tài)檢修。
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