液压压砖机液压系统故障诊断技术研究

刘庆福

（濮阳濮耐高温材料〈集团〉股份有限公司，河南濮阳457000）

【摘要】液压压砖机是耐火材料行业定型制品压制成型的新型主要生产设备。由于社会经济的快速发展，全自动液压压砖机逐渐普及。全自动液压压砖机集自动化控制、机械设计、液压气动技术等先进技术于一体；具有生产效率高、压制精度高以及压制压力稳定等技术特点，逐渐代替了传统的压制设备双盘式摩擦压砖机。但是由于全自动液压压砖机的使用生产环境较为恶劣，且造价较为高昂。一旦液压压砖机的液压系统发生故障便会造成极大的经济损失。所以如何保证设备的正常运行并提供相对合理的设备故障维护工作就尤为重要。对液压压砖机的中框控制油路系统与压制与回程油路控制系统的故障机理进行了研究。

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关键词液压系统；压砖机；耐材设备；故障诊断；仿真技术

0概述

1）液压压砖机液压系统故障诊断难点

作为压砖机的动力总成，液压系统能否高效稳定的工作直接决定了压砖机整机设备的运行。所以，为了保证压砖机可以有效地、长期地、高效地、进行工作，有效的故障诊断技术就显的极其重要。但是由于压砖机自身内部结构复杂、故障检测设备缺乏、工作环境恶劣等一系列自身独特因素的干扰，导致了压砖机的故障诊断具有较大难度。

2）研究现状

现有的关于设备故障检测与诊断方法的研究主要有以下几种方法：FTA故障诊断法[1-2]、模糊FTA诊断方法[3-4]以及灰色多属性故障诊断方法[5]。随着社会的发展，单一的粗略识别故障技术[6]已经不能适应现今的设备维护；尤其是在处理突发性故障面前，人工智能诊断技术[7]越来越受到设备维护人员的青睐；特别是模糊FTA诊断技术[8]由于其考虑因素全面的原因，可以为维修人员提供较强的专业支持。

1基于模糊FTA技术的压砖机液压系统故障分析

1.1压制与回程控制油路系统可靠性分析

1.1.1压制与回程控制油路系统工作原理分析

液压压砖机的液压系统主要有中框控制回路、料车控制回路以及压制和回转控制回路构成。作为控制压砖机主油缸对砖体进行压制以及压制结束后回程的主要核心部分，压制和回转回路是压砖机的重要工作单元。液压系统的主要动力源是恒压变量泵与蓄能器的组合。压制与回程回路主要是压制与回程阀组。

1.1.2T-S模糊FTA

压制以及回程控制油路系统主要有蓄能器、比例阀、主缸、增压缸、电磁换向阀以及恒压变量泵等部分组成。运用FTA技术对主缸无法工作的时间进行分析，并建立相应的T-S模糊故障树；然后根据其中各个部件的故障概率估算导致主缸无法工作的模糊可能性；并通过厂家提供的压砖机手册对各种故障种类以及处理方法等等信息进行一系列的分类。将上述各个设备的详细信息进行详细分类，并进行归一化处理；通过计算，我们可以得到当增压系统集成块出现故障时，压制控制阀组出现严重故障的概率增大；然后根据T-S模糊重要度分析后可以得到当液压系统出现故障时检修人员进行检修的主要顺序如下：蓄能器、先导式溢流阀、恒压变量泵、油液、管路、主缸、其他部位。其中根据计算结果我们可以得到在液压系统出现故障时蓄能器故障的关键度最大，所以在检修时应当优先检查蓄能器。

1.2中框控制油路可靠性分析

1.2.1中框控制油路共组原理分析

中框脱模装置的主要作用是将压制完成的砖坯进行脱离、锁紧磨具以及调节填料填充深度。脱模装置实现模框的主要方式是通过脱模油缸进行的。设备在上移时形成用来容纳粉腔的模腔，下落时再将压制而成的砖坯脱离出模框。中框控制油路系统主要由比例阀、插装阀、脱模缸、压砖机动力源系统以及电磁换向阀等部分组成。

1.2.2T-S模糊FTA

组成中框油路系统的各个液压元件的工作状态以及各个元件的匹配状态都关系到了整个系统的工作状态，所以在液压系统出现故障时应当对各个元器件进行全面的分析。

将液压系统出现故障最为顶事件进行T-S模糊FTA分析。分别将液压系统中的蓄能器、恒压变量泵、油液、管路以及先导式溢流阀等基本元器件作为分析的基本事件，并在计算中带入各个元器件故障概率进行带入计算；计算结果最终显示在蓄能器以及比例节流阀故障时，控制阀组严重故障的概率增大，并通过运用T-S可靠度进行分析可以认为在液压系统发生故障时蓄能器故障的关键重要度最大，所以当液压系统出现故障时优先检查蓄能器。

2蓄能器故障分析

2.1蓄能器主要功能

蓄能器是液压设备中液压系统的能量储存装置。蓄能器可以在适当的时间将设备中多余的能量转化为位能或者压缩能储存起来，在设备需要能量时，通过蓄能器再将储存的多余能量转化为气压或者液压转变过来，重新补给给液压设备；同时在液压设备压力瞬间增大时，蓄能器可以吸收这部分多余的能量，保证这部分能量不损坏设备。在液压压砖机中蓄能器可以起到系统稳压、吸收系统脉冲、缓冲液压冲击以及辅助动力源的作用。

2.2蓄能器损坏分析

根据多年工作经验以及设备自带手册上的说明我们可以认为气囊破裂与底部气囊密封垫圈损毁导致的漏气为蓄能器主要故障形式，一旦蓄能器出现故障，便会丧失蓄能功能。蓄能器故障会导致主油缸供油不足无法对系统压力进行能量补给。与此同时，在蓄能器出现故障后，会导致设备稳定性下降，脉冲过大等问题。

由此，根据蓄能器的工作原理以及模拟分析我们可以认为，当液压设备出现故障时，如果主要的故障现象为设备主油缸供油不足、设备脉冲过大以及稳定性下降的问题，基本可以断定液压压砖机的主要故障部位为蓄能器气囊损坏以及下部密封垫圈受损导致的漏气。

3结论

通过运用T-S模糊分析法对液压压砖机进行模糊分析，并通过经验总结以及对设备使用手册的实际参考我们可以得到以下结论：

（1）当液压压砖机液压系统出现故障时，首要维修检查部位为蓄能器。

（2）蓄能器主要的故障原因是气囊破裂以及密封垫圈损毁导致的漏气。

根据以上结论，我们可以认为在液压压砖机的液压系统出现故障时，首先应对蓄能器进行检查，同时参照上述方法进行维修和保养。

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参考文献

［1］张柏清.全自动液压压砖机[M].南昌:江西科学技术出版社,2000:8-20.

［2］刘启年,贾宏昭,胡明亮.发展循环经济,构建和谐社会[J].煤炭技术,2008,27(2):27.

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［7］蔡祖光．液压自动压砖机液压系统的常见故障及其解决途径(I)[J]．陶瓷,2008(6):40-46.

［8］蔡祖光．液压自动压砖机液压系统的常见故障及其解决途径(II)[J]．陶瓷,2008(7):46-51.

［责任编辑：刘展］