液压故障诊断2

1、液压故障诊断 2.2 液压设备 故障诊断技术液压故障诊断 2.2 液压故障诊断 2.2 2.1 液压设备故障概述2.3 确定故障真实原因的思路与技巧 液压故障诊断 2.2 2.2 液压故障诊断的理论与方法2.2 A 液压故障诊断的理论与方法2.2 B 故障分析中的理论知识与经验知识2.2 C 机理分析涉及的概念与理论 2.2 D 液压元件失效分析的基本方法2.2 E 精密诊断法液压故障诊断 2.2 2.2A 液压故障诊断的理论与方法1.液压故障机理分析 一、机理分析的概念 液压故障的机理分析，就是运用相应的物理学、化学、机械学、电学、流体力学与热力学等基础理论的概念、关系、定理与模型，对液压故

2、障的产生与发展机理及相关因素进行理性分析。液压故障诊断 2.2 2.2A 液压故障诊断的理论与方法1.液压故障机理分析 一、机理分析的概念 机理分析的目的是弄清液压故障的理化本质及内在规律，具体说来就是弄清故障产生与发展过程依赖于哪些因素，这些因素之间呈什么样的理化关系，它们的表现形式怎样，可用什么样的模型来描述它们，以及人们通过什么样的途径来准确可靠地认识它们与捕捉它们。 机理分析必然是在对考察对象所依据的基础理论知识全面、系统与深入地领会与掌握的基础上进行的。同时，只有在经历大量的现场实践，积累了大量的素材与数据，并对其作了总结与研究之后，才能开展有实效的故障机理分析。 液压故障诊断 2.

3、2 2.2A 液压故障诊断的理论与方法二、机理分析的作用与地位 机理分析是液压故障分析的基本内容。通过机理分析得出的各种结论是逻辑分析的依据，离开了各种理化概念与关系，逻辑判断与推理就无法进行且无意义。 机理分析又是逻辑分析与统计分析的归宿。人们总是想方设法，通过各种有效途径对液压设备的故障机理作更深入的探索。 机理分析从故障的现象出发，去探究故障形成的理化关系与模型，既要有事实，又要有知识，还要有正确的方法。 液压故障诊断 2.2 2.2A 液压故障诊断的理论与方法三、工作机理与失效机理 工作机理是液压设备工作原理、结构、性能及相互关系的综合。为能顺利地对液压设备故障进行分析，故障分析人员必

4、须努力弄清下列基本问题： 1.液压设备的用途与使用要求。 2.液压设备的各组成部分及各部分怎样协同作用，实现设备的功能。 3.各组成部分的内部结构，工作原理及性能特点。 4.设备及组成部分的结构参数、动力参数及性能参数，以及它们所反映的规格、精度及先进程度。 5.与其他设备的相同点与不同点。 液压故障诊断 2.2 2.2A 液压故障诊断的理论与方法三、工作机理与失效机理 工作机理分析是失效机理分析的基础。失效在某种意义上讲就是实现正常工作机理所必备的条件被破坏或发生偏移，只有弄清了考察对象的工作机理，才能判断它是否处于正常状态。 失效机理是设备故障的影响因素、相互关系及作用过程的综合。这些影响

5、因素既有考察对象本身的内在因素，又有外部输入的诱因，弄清失效机理是故障分析的目的。 液压故障诊断 2.2 2.2A 液压故障诊断的理论与方法四、定性分析与定量分析 过去，故障分析主要是查寻故障点，亦即定性分析。而现在，液压故障分析不仅要查出故障点，而且还要弄清故障的严重程度。 故障的严重程度由液压设备有关性能参数偏离标准状态的程度来反映。 企业要提高市场竞争力就必须提高产品质量，有关的液压设备的精度也必须提高。 高精度的液压测试仪器、仪表又为准确测试液压设备性能数据提供了条件，故障定量分析的重要性将日益提高。 液压故障诊断 2.2 2.2A 液压故障诊断的理论与方法四、定性分析与定量分析 液压

6、故障定量分析可通过下列方式进行： 1.将液压参量的理论计算值与实测值作对比，或将液压参量在不同情况下的实测值作对比，由此判断故障的严重程度。 2.通过实验及数据处理，得出故障严重程度与某种因素的数量关系或关系曲线，如求出负载、运行时间与某液压元件磨损及性能下降的关系曲线。 3.通过对故障数据的收集、统计与分类，求出引起故障原因的主次轻重量化界线。 液压故障诊断 2.2 2.2B 故障分析中的理论知识与经验知识 一、理论知识在具体环境中的应用 机理分析必须解决好理论知识应用问题，即怎样正确应用概念、关系与定理去分析一个具体的液压故障，以下几方面值得注意： 1.弄清知识结论在具体考察对象上的表现形

7、式，以及异常现象的本质归属。 在工作机理分析过程中，应弄清液压设备的工作原理是通过什么样的结构形式来实现的，它有什么特点，在这个场合采用这种形式是出于什么考虑，其依据是什么。 液压故障诊断 2.2 2.2B 故障分析中的理论知识与经验知识 一、理论知识在具体环境中的应用 在故障机理分析时应注意到设备的异常现象属于什么理化问题，其生成与发展受什么因素支配，可用什么样的模型描述它，可采用哪种理论分析它。 例如，液压系统发热是个比较普遍的现象，但其故障机理却有很大的差异，有节流发热、溢流发热、摩擦发热、冷却失效发热，以及环境温度过高引起系统发热等不同情形。在现场分析发热故障时，就要注意弄清发热的性质

8、。 液压故障诊断 2.2 2.2B 故障分析中的理论知识与经验知识 一、理论知识在具体环境中的应用 2.知识结论的具体应用，有一个实用型转化过程。 有些公式过于繁杂，涉及参量很多，现场无法得到，就必须将它简化，甚至仅用其定性结论。在另一种情况下，又需要对一般的结论细化。 例如，在液压故障诊断的书刊上列出了液压元件故障的因果关系，即一个症状有几个可能原因。在现场套用这些结论去分析故障时，应善于补充一些信息，以此区别不同的原因。 对原始的结论，有时还必须根据具体情况作一些修正。例如，由于使用环境的变化，标准的元件寿命参数可能与实际情况不一致，经多次实际考核可对原给出的数据进行修正。 液压故障诊断

9、2.2 2.2B 故障分析中的理论知识与经验知识 一、理论知识在具体环境中的应用 3.在分析液压故障机理时，应注意到有关因素的可观测性与可控制性，如果物理模型不能在现场操作，无法用现场实验对其进行考察，就不能采用。例如，液压滑阀中各种力无法测出来，因而不能对它进行力平衡定量分析。 液压故障诊断 2.2 2.2B 故障分析中的理论知识与经验知识 一、理论知识在具体环境中的应用 4.注意影响因素的作用强度。故障分析时必须抓主要矛盾，找出故障机制的主要原因。例如，液压系统用过一段时间之后，不同的部位都发生了磨损，从而影响系统的输出功率，但磨损的速度却有明显的差别，在系统输出功率下降的情况下，尽管有多

10、个可能的故障源，但真正起重要作用的故障源却是个别的。 5.注意随机性因素的干扰与影响。随机性因素使观察值与测试的结果发生偏移，导致错误的结论。在对液压设备进行观察测试时，应尽可能使有关的环境条件前后一致，由此减少各类随机性因素的影响。 液压故障诊断 2.2 2.2B 故障分析中的理论知识与经验知识 二、经验知识上升为理论 现场液压故障分析中积累起来的经验，是对液压故障及分析方法的初步认识，有一定的局限性。初步认识需要深化与扩展，上升到理论，由此实现对认识客体本质的认识。这个上升过程是理性思维过程，是对感性素材的加工与整理过程，是对问题深入研究的过程。同时这也是对理论知识的学习、消化、重新考证与

11、加深认识的过程。 液压故障诊断 2.2 2.2C 机理分析涉及的概念与理论 一、油膜理论 在各类液压泵与液压马达中，存在许多既紧密接触又相对滑动的摩擦副。摩擦副两摩擦面之间需要有一层油膜，其作用是 （1）构成密封面，形成有效的工作容积，建立压力，并防止泄漏。 （2）起润滑作用，减少摩擦，以防止零件烧坏。 （3）传递动力，摩擦副的一方将动力传递给另一方。如柱塞泵中，滑靴将作用力传递给斜盘。 液压故障诊断 2.2 2.2C 机理分析涉及的概念与理论 一、油膜理论 摩擦副的滑动面必须保证适当的润滑条件，要有合理厚度的油膜。油膜太薄会引起摩擦副磨损或烧坏，油膜太厚起不到密封作用。 摩擦副的状态对液压泵

12、（马达）的容积效率、机械效率、温升、磨损与寿命有影响。泵或马达滑动面的机械功率损失，与相对滑动速度及正压力成正比，并与摩擦系数有关，即N F v （21）式中：N摩擦功率损失；摩擦系数；F两滑动面之间所受的正压力；v相对滑动速度。 液压故障诊断 2.2 2.2C 机理分析涉及的概念与理论 一、油膜理论 摩擦系数随着摩擦副间的油膜和润滑状态不同，有很大的差别。 正压力F是影响机械效率的又一因素，它与液压元件所承受的压力有关。 摩擦副之间的油膜必然带来一定的泄漏量，从而降低了容积效率，泄漏量Q与油膜厚度h的3次方、压差p成正比，即Q h3p （22） 液压故障诊断 2.2 2.2C 机理分析涉及的

13、概念与理论 一、油膜理论 摩擦副的功率损失，不仅降低了液压元件的效率，而且损失的功率转化为热能进而引起油温升高；油的粘度下降，润滑性能降低，泄漏量增大。热能的另一部分将使摩擦副金属壁面产生局部温升，当油膜形成不良时，局部温升达几百度，从而使摩擦副两金属壁面局部地方咬死。 液压故障诊断 2.2 2.2C 机理分析涉及的概念与理论 一、油膜理论 摩擦副的磨损主要是粘着磨损及污染磨损。其主要相关因素有油膜厚度及设计调整状况，液压油污染物状况，元件负载状况等。在使用过程中，如能正确地调整液压元件运动之间的间隙，并保持液压油的清洁，则可大大提高元件的使用寿命。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失

14、效分析的基本方法 本节简要介绍液压元件故障机理分析的基本方法。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 液压元件的摩擦与磨损，导致元件结构超出公差范围，引起液压系统性能逐步下降。在此，对液压元件摩擦与磨损机理及故障因果关系作一概要介绍。在实际工作中可参考下列结论具体分析液压元件的摩擦与磨损故障。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 1.摩擦与磨损分类。摩擦与磨损分类。运动的液压元件的摩擦，引起各种磨损，主要是粘着磨损、疲劳磨损与污染磨损。 (1)粘着磨损。粘着磨损。摩擦学的研究表明，在摩擦副的两相对滑动表面，尽

15、管经过研磨抛光，但从微观上看，仍存在着凹凸不平的局部接触，在载荷的作用下，接触凸峰处的压力极大，接触点产生塑性变形，当两表面相互高速滑动时接触点粘着，在滑动剪切力的作用下粘着又被撕脱，粘着、撕脱、再粘着、再撕脱的循环过程，便构成粘着磨损。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 粘着磨损按表面破坏程度又分为五类： 1)轻微磨损轻微磨损。 当粘着点的结合强度比摩擦副两基件都弱时，剪切破坏只发生在粘着结合面上，表面转移的材料极少。 2)涂抹。涂抹。 当粘着点的结合强度大于较软的金属的剪切强度时，剪切破坏发生在接近粘着结合面的软金属浅层内，软金属涂抹在硬金属表

16、面。在液压泵中，摩擦副采用钢铜配对材料时，常出现“粘铜”现象便属此类。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 粘着磨损按表面破坏程度又分为五类： 3)擦伤。擦伤。当粘着结合强度比两基件都高、转移到硬面上的粘着物质又拉削软金属表面时，剪切破坏主要发生在软金属的亚表面层内，有时硬金属亚表面也有划痕。 4)撕脱。撕脱。当粘着结合强度大于任一基件金属的剪切强度，而外加剪切应力高于粘着结合强度时，剪切破坏发生在摩擦副两局部接触表面，使其变黑失去光泽，液压泵中常见的“烧盘”现象便属此类。 5)咬死。咬死。当粘着结合强度比任一基件金属的剪切强度都高，而且粘着区域大，

17、以致外加剪切应力克服不了粘着结合强度时，摩擦副之间咬死，不再相对运动。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 一些理论和实验研究证实，摩擦副之间产生的粘着摩损的体积磨损量V与法向载荷W、滑动速度v及时间t成正比，而与较软材料的屈服极限O0(或布氏硬度HB)成反比。VKWvt / O0 其中K为磨损系数，由材料及润滑条件决定，变化范围很大，从102到105。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 图2.6是某国产25CY型轴向柱塞泵在额定工况(工作压力32MPa，转速1500rmin)下作寿命实验所得到的容积效率

18、随时间下降的曲线。从图中可知，经过3000小时的额定工况运行，由于摩擦副( 包括滑靴-斜盘、缸体-配流盘和柱塞-缸孔三对主要摩擦副)的粘着磨损，泵的容积效率由开始的0.954下降到0.896，即下降了0.058，这个下降基本上是线性的，这是因为磨损量也是随时间呈线性增大的缘故。 图图2.6 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 (2)疲劳磨损。疲劳磨损。 疲劳磨损是在交变载荷作用下金属表面所产生的疲劳剥落。 在液压元件中，各类泵和马达中的轴承的疲劳剥落，内曲线式低速大扭矩液压马达中滚轮(或钢球)与导轨上出现的疲劳剥落。 在液压阀中，阀芯与阀座间由于频繁

19、开关的交变载荷的冲击而引起表面疲劳剥落，均是疲劳磨损的典型例子。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 (2)疲劳磨损。疲劳磨损。 疲劳磨损是在重复多次的交变载荷的作用下发生的，其表现形式是金属表面的麻点状和斑块剥落。疲劳磨损不是随时间线性发展的，而是在初期不太明显，经过一段时间以后逐步发展的。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 (3)污染磨损。污染磨损。 污染磨损是指液压系统中进入颗粒污染物，引起液压元件磨损及运动副卡紧和阻尼孔堵塞等现象。 污染磨损与污染物的性质有关。经研究表明，污染物颗粒的硬度越大，破

20、碎强度越大，所造成的磨损危害就越大，图2-7是某CB-B32型齿泵(额定压力为2.5MPa，额定流量为25Lmin，额定转速为1480rmin), 在使用32号透平油，入口温度为652，污染浓度为300mgL时，对各种污染物所得到的泵的容积效率与磨损时间的关系曲线。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 由污染物引起的容积效率下降与时间成线性关系，可表达为v=AKt式中：v泵在污染磨损后的容积效率；A泵在完好时的容积效率；t磨损时间；K污染磨损系数。 各种污染物的K值由表2.1给出。 表2.1 各种污染物的磨损系数K 煤粉煤粉三氧化二铁三氧化二铁岩石粉

21、岩石粉AC细粉细粉淬火钢粉淬火钢粉0.61.01.63.111液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 (3)污染磨损。 可见在相同的实验条件下，淬火钢粉与媒粉相比，磨损系数几乎相差18倍。污染物颗粒尺寸也是影响污染磨损的主要因素。当污染物颗粒尺寸小于摩擦副间隙很多时，污染物随油液流过，不引起磨损。当污染物尺寸远大于摩擦副间隙时，颗粒难以进入运动表面之间，也不致引起磨损。当污染物尺寸与摩擦副间隙接近时，污染磨损机会最多，磨损也最严重。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 (3)污染磨损。污染磨损。 污染物的浓度与

22、污染磨损的关系也十分密切。 图2.8是某齿轮泵的寿命与污染物浓度之间的关系曲线。可见，当污染物浓度低于10mgL时，泵磨损轻微，泵的寿命较长，当污染物浓度高于100mgL时，泵的寿命只有2小时左右。 图2.8液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 在此，将主要液压元件的磨损失效的表现形式，磨损部位列举如下： (1)轴向柱塞泵和马达： 1) 配流盘-缸体摩擦副磨损； 2) 滑靴-斜盘摩擦副磨损； 3) 柱塞-缸孔摩擦副磨损； 4) 轴承磨损或剥蚀； 5) 滑靴变形； 6) 密封件磨损。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与

23、磨损分析 (2)叶片泵和马达： 1) 叶片顶部与定子内曲线磨损； 2) 叶片与叶片槽之间的磨损； 3) 配流盘与转子之间的磨损； 4) 轴承磨损； 5) 密封件磨损。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 (3)齿轮泵和马达： 1) 齿轮磨损； 2) 齿轮变形； 3) 侧板磨损； 4) 轴承磨损； 5) 密封件磨损。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 (4)低速大扭矩液压马达： 1) 滚轮与导轨间的磨损 (内曲线式)； 2) 连杆滑块与曲轴间的磨损 (曲轴连杆式)； 3) 配流轴与轴套间的磨损 (配流轴式)

24、； 4) 配流盘与转子间的磨损 (端面配流式)； 5) 密封件的磨损。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 (5)液压缸： 1) 活塞杆磨损； 2) 缸体与活塞及密封件磨损； 3) 前端盖密封件磨损。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 (6)液压阀： 1) 主阀芯与配合面磨损； 2) 先导阀芯与配合面磨损； 3) 弹簧蠕变或软化； 4) 密封件磨损。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 3.液压元件磨损后引起的系统性能劣化。 (1)液压泵磨损引起的性能变化： 1

25、) 排量下降与压力不足； 2) 压力与流量的脉动量增大； 3) 速度-负载刚度下降； 4) 振动与噪声增大； 5) 泵温与油温升高； 6) 泄漏油管的泄漏量增大(轴向柱塞泵)。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 3.液压元件磨损后引起的系统性能劣化。 (2)压力阀磨损引起的性能变化： 1)调整压力下降； 2)压力波动增大； 3)振动与噪声增大； 4)执行元件速度下降或不稳定。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 3.液压元件磨损后引起的系统性能劣化。 (3)换向阀磨损引起的性能变化： 1) 内泄漏增大；

26、2) 换向不灵； 3) 出现误动作； 4) 出现外泄漏。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 3.液压元件磨损后引起的系统性能劣化。 (4)液压缸磨损引起的性能变化： 1) 工作压力下降； 2) 推力不足； 3) 速度不稳定； 4) 外泄漏增大。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 一、摩擦与磨损分析 3.液压元件磨损后引起的系统性能劣化。 (5)液压马达磨损引起的性能变化： 1) 输出转速与扭矩下降； 2) 振动与噪声增大； 3) 泄漏管内的泄漏量增大； 4) 表面温度上升； 5) 油温升高。 液压故障诊断 2.2 2.2D

27、 液压元件失效分析的基本方法 二、疲劳断裂分析 液压元件的疲劳断裂失效也是常见的失效模式。断裂失效一般发生在液压元件的压力容腔(如轴向柱塞泵的缸体、阀的壳体与盖类零件)，某些受拉、受压、受弯矩作用的杆件与板件，以及泵或马达的转动轴上。 断裂失效的特点是受到反复交变的载荷(这种载荷与元件中作用在容腔或零件上的压力或力的变化有关)，材料由于疲劳而强度下降，应力高出疲劳强度的部位产生裂纹，裂纹的进一步扩展，引起断裂。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 二、疲劳断裂分析 图2-9是某叶片泵转子断裂的情况，导致断裂的两个基本因素是应力集中与交变载荷。 在实际工作中，可根据断口的

28、位置、失效件的材料与热处理情况，以及负载的有关情况分析故障机理。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 三、振动分析 振动分析是一种重要的液压故障分析手段。这种分析方法的基本过程是用传感器将液压系统的压力与流量的脉动量或液压元件壳体的振动信号(位移、速度及加速度)测出并记录下来，然后通过谱分析仪作频谱变换。将这些谱图与各类标准状态(正常状态及各种典型故障状态)谱图作对比，考察其最接近哪种状态。谱分析主要是通过振幅的变化及振动峰值所处频率的变化来判断故障。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 三、振动分析 图2-10是某液压设备的压力脉动信号傅里叶变

29、换频谱图。(a)图是正常状态下的谱图，(b)图是系统溢流阀磨损并引起系统压力下降10时的谱图。从这两幅谱图上可看到，在主振频率(295.0Hz)上，正常状态下的幅值电平是15.93mV，故障状态下的幅值电平是11.65mV，产生这种差别的原因是系统压力下降导致压力脉动能量降低。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 四、铁谱分析 铁谱分析是一种很有发展前途的故障分析方法。铁谱技术又叫铁相学，其基本分析过程是让带有磨屑的润滑油流过一个高强度与高梯度的磁场，利用磁力把铁磁性磨屑从润滑油中分离出来，而且按照磨屑颗粒的大小次序沉淀在基片上制成谱片，供观察和分析用。 可以用铁谱显微

30、镜进行观察或使用光密度计对磨屑分布状况进行定量的测定，也可以用电子显微镜进行观察，或用x射线能谱仪及x射线波谱仪对磨屑中各元素进行准确的测定。 铁谱分析可获得磨损物的数量、粒度、形态和成分四种信息，主要用于判定磨损元件及磨损严重程度，以及判定液压油的污染状况。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 五、热象分析 在液压设备中，液压元件的故障大都伴随着能量损失，如阻塞和泄漏伴随着流体介质压力能的损失，异常磨损件伴随着运动部件机械能的损失，而这些损失的能量大都以热能形式释放出来。同时，由于温度监测简便，可直接监测元件壳体和管道外壁。温度信号比较稳定，且监测传感器比较便宜。因此

31、，掌握温度变化与液压故障之间的内在规律，利用温度信息推测液压设备故障具有广阔的应用前景。通过利用温度信息可以从下列方面监测液压设备的故障。 液压故障诊断 2.2 2.2D 液压元件失效分析的基本方法 五、热象分析 1.液压元件异常泄漏。当流体介质从元件的高压腔泄漏到低压腔时，损失的压力几乎全部转化为热能。有实验数据表明，当压力为18MPa时，齿轮泵效率下降10，会引起46的温升。 2.液压元件异常磨损。液压元件，特别是泵和马达运动部件的磨损，由于相对速度很快，会引起明显的温升。 3.液压元件的阻塞。当流体经液压元件时，温升主要由压降引起，而与流量关系不大，如果节流孔阻塞和换向不到位，必引起阻尼

32、增大、压降增大和温度升高。 液压故障诊断 2.2 2.2E 精密诊断法 一 元件磨损的铁谱分析 1.概述。液压系统在运行过程中磨损与腐蚀产生的剥落物混入油中，通过观察与测量油液中磨损粉末的形态、大小、颜色与数量等可判断出液压系统的磨损与腐蚀情况，铁谱技术便是常用的油液测试分析技术。 液压故障诊断 2.2 2.2E 精密诊断法 一 元件磨损的铁谱分析 铁谱技术用以分离磨粒的装置如图4-25所示。通过微量泵将一定容量的油样抽入胶管中，然后沿着一倾斜的玻璃铁谱片，流进贮油杯，油样中的磨粒在玻璃片下的磁铁作用下，磨粒滞留在铁谱片上，沿流动方向从大到小分布，不同大小磨粒沿磁场方向呈链状排列。 液压故障诊

33、断 2.2 2.2E 精密诊断法 一 元件磨损的铁谱分析 现代分离和分析磨粒的仪器有直读式铁谱仪、分析式铁谱仪和在线式铁谱仪三种。 直读式铁谱仪直读式铁谱仪主要用来直接检测油样中磨粒的浓度及尺寸分布，仅能作磨粒的定量分析。其优点是结构较简单，能快速测定，适合于现场使用。 分析式铁谱仪分析式铁谱仪主要用来制备铁谱片，以供对磨粒进行定性观测和定量分析。其优点是可以精细、准确地考察铁谱片上各种磨粒的类型、形态、成分以至微量元素。 在线式铁谱仪在线式铁谱仪则直接与被监控的系统相接，无需采集油样就能对设备进行监控。其优点不仅是方便，而且具有监控的连续性和适时性，因此在固定式机械设备和机械加工流水线上很适

34、用。 液压故障诊断 2.2 2.2E 精密诊断法 一 元件磨损的铁谱分析 用直读式铁谱仪作定量分析时，表明磨损变化程度的特征量为Ig、Is和Id。 总磨损指数 Ig : Ig DLDs 磨损严重性指数 Is : Is DLDs 磨损度指数Id: Id(DLDs)(DLDs)DL2Ds2式中：DL大于3m的磨粒含量，即铁谱仪上光密度或浓度读数值；Ds小于5m的磨粒含量。 液压故障诊断 2.2 2.2E 精密诊断法 一 元件磨损的铁谱分析 通过分析 Ig、Is和Id 值是否出现突然升高的趋势，可鉴别不正常磨损状态是否发生。大于5m的磨粒大量出现，是严重磨损状态的征兆，当出现尺寸为1mm的磨粒时，表

35、明机器已处于灾难性的磨损状态，故障就要发生。 用铁谱技术作定性分析时，根据磨损机理，通常将磨损分为粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损和疲劳磨损，磨损产生的各类磨粒及形态可参见表46。 液压故障诊断 2.2 2.2E 精密诊断法 一 元件磨损的铁谱分析 液压故障诊断 2.2 2.2E 精密诊断法 一 元件磨损的铁谱分析 液压故障诊断 2.2 2.2E 精密诊断法 一 元件磨损的铁谱分析 2.铁谱技术在液压故障诊断中的应用。 (1)打包机液压系统的监测。 该设备液压系统采用铁谱技术进行状态监控，从油箱取样，开始3周每周取一次样，以后每4周取一次样。将其铁谱分析读数结果绘成累积磨损量和磨损严重性历时变化曲

36、线，如图426所示。 液压故障诊断 2.2 2.2E 精密诊断法 一 元件磨损的铁谱分析 2.铁谱技术在液压故障诊断中的应用。 由图中曲线变化趋势可看出，该设备液压系统从开始运行到接近A点这段时间里，Ig、Is沿直线趋势变化。这说明磨损比较稳定，属正常工作状态。但运行到A点以后，在A、B这段时间里，Ig与Is曲线斜率发生突变，这说明整个液压系统从A点开始出现异常磨损状态。 经铁谱分析，还查明B点油样中除发现大块黑的炭质碎屑外，其他金属磨粒均正常。使用单位怀疑油质不纯，现得到证实。经重新换了新油后，液压系统又恢复到正常磨损状态，并由此得出该系统须每年换两次油的结论。 液压故障诊断 2.2 2.2

37、E 精密诊断法 一 元件磨损的铁谱分析 (2)大型多头柱塞式模锻机液压系统的监测。 在动力部件滤杯处取油样，每周一次不间断地采集，经铁谱分析后的累积磨损总量和磨损历时变化曲线如图4-27所示。 液压故障诊断 2.2 2.2E 精密诊断法 一 元件磨损的铁谱分析 (2)大型多头柱塞式模锻机液压系统的监测。 由图可以看出，开始Ig、Is段曲线较陡，这是由于操作无经验采样错误造成的，然后转正常状态，当运行至A点之后，Ig、Is曲线变陡，说明产生异常磨损状态，经铁谱分析查明这段油样中有外部污染碎屑侵入，说明油箱某处密封不良及过滤器过滤性能变差。在对该液压系统重新排油清洗，更换液压油和滤油器之后，液压系统又恢复至正常磨损状态。图中1119周内磨粒正常，2024周内虽有所变化但仍属稳定增长状态。25周以后出现大的陡变。铁谱分析表明，没有不正常的磨粒，这说明很可能是过滤器发生了故障，将过滤器取出检查，果然是过滤器失效。在更换了新过滤器后，Ig、Is曲线又趋正常。 液压故障诊断 2.2 2.2E 精密诊断法 一 元件磨损的铁谱分析 在实际应用中，根据铁谱技术分析出的磨粒形态、颜色和种类等信息，还可准确地鉴别磨损与故障的部位，以及产生的原因。 如在采用斜盘式轴向柱塞泵的液压系统中，经铁