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工程機械故障診斷系統(tǒng)研究:淺析工程機械故障診斷技術(shù)及維護

摘 要：近年來，隨著施工規(guī)模的逐步增大，現(xiàn)代機械設(shè)備也日趨大型化、連續(xù)化、機電一體化，其性能與復(fù)雜程度不斷提高，對設(shè)備故障的診斷也更為復(fù)雜。遠程故障診斷技術(shù)就是通過設(shè)備故障診斷技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，在施工機械設(shè)備上建立狀態(tài)監(jiān)測點，采集設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)；而在技術(shù)力量較強的科研單位建立診斷中心，對設(shè)備運行進行分析診斷的一項新技術(shù)。它的診斷與維護的實現(xiàn)可使機械設(shè)備的故障診斷更加靈活方便，也能實現(xiàn)資源共享。

關(guān)鍵詞：工程機械故障診斷技術(shù) 維護技術(shù)

近年來，隨著施工規(guī)模的逐步增大，現(xiàn)代機械設(shè)備也日趨大型化、連續(xù)化、機電一體化，其性能與復(fù)雜程度不斷提高，對設(shè)備故障的診斷也更為復(fù)雜。靠傳統(tǒng)的填寫值班日志、靠參數(shù)越限報警等人工或半自動化的方法來維護機械設(shè)備既落后，又不客觀，雖然可以有類似黑匣子之類的自動數(shù)據(jù)記錄器，但也只能做事后分析。而且這種陳舊的設(shè)備維護模式，無論是數(shù)據(jù)的可靠性或?qū)崟r性，還是設(shè)備的維護質(zhì)量均無法滿足要求，導(dǎo)致施工機械在施工過程中停機多，檢修時間長，嚴重影響到工程的進度和質(zhì)量。建立遠程故障診斷及維護系統(tǒng)是解決問題的很好的方法。

1 工程機械故障診斷及維護技術(shù)的行業(yè)特點

1.1 目的明確

診斷的目的就是要確定機械運行狀況、檢查故障部位、分析故障產(chǎn)生的原因和制定經(jīng)濟有效的維修方案。

1.2 交叉性強

診斷及維修涉及摩擦學(xué)、材料學(xué)、力學(xué)、化學(xué)等多種學(xué)科；需采用焊接、鑄造、車、鉗、鍛、鍍等多種工藝手段；要掌握維修理論，機構(gòu)學(xué)及經(jīng)營管理等多方面知識。

1.3 工作環(huán)境惡劣，實踐性強一切診斷方法和維修技術(shù)都必須以機械的實際狀況為基礎(chǔ)，處理結(jié)果很快得到實踐驗證。

2 故障診斷技術(shù)

設(shè)備故障診斷技術(shù)包括故障檢測與故障診

斷，通常合在一體統(tǒng)稱為故障檢測和診斷（FDD）。

2.1 故障機理

通常我們說設(shè)備工作正常是指它具備應(yīng)有的功能，沒有任何缺陷，或雖有缺陷但仍在容限范圍內(nèi)。異常是缺陷有了進一步發(fā)展，使設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化，性能惡化，但仍能維持工作。故障則是缺陷發(fā)展到使設(shè)備性能和功能都有所喪失的程度。設(shè)備的異常或故障是在設(shè)備運行中通過其狀態(tài)信號（即二次效應(yīng)）變化反映出的。由于監(jiān)測與故障是在設(shè)備不停機的情況下進行的，因此必然以狀態(tài)信號為依據(jù)。二次效應(yīng)就是設(shè)備在運行中出現(xiàn)的各種物理的、化學(xué)的現(xiàn)象，如振動、噪聲、溫升、油耗、變形、功耗、磨損、氣味等，這些都是一種設(shè)備運行所固有的。監(jiān)測與診斷就是要快速、準確地提取設(shè)備運行時二次效應(yīng)所反映的特征。

2.2 故障診斷過程

2.2.1 狀態(tài)監(jiān)測主要是測取與設(shè)備運行有關(guān)的狀態(tài)信號。狀態(tài)信號的獲取主要是依靠傳感器或其它監(jiān)測手段進行故障信號的檢測。檢測中主要有以下幾個過程：

2.2.1.1 信號測取主要是通過電量的或傳感器組成的探測頭直接感知被測對象參數(shù)的變化；

2.2.1.2 中間變換主要完成由探測頭取得的信號的變換和傳輸

2.2.1.3 數(shù)據(jù)采集就是把中間變換的連續(xù)信號進行離散化過程。數(shù)據(jù)是診斷的基礎(chǔ)，能否采集到足夠長的客觀反映設(shè)備運行狀態(tài)的信息，是診斷成敗的關(guān)鍵。

2.2.2 特征提取就是從狀態(tài)信號中提取與設(shè)備故障有關(guān)的特征信息。

2.2.3 故障診斷故障診斷就是根據(jù)所提取的特征判別狀態(tài)有無異常，并根據(jù)此信息和其它補充測試的輔助信息尋找故障源。

2.2.4 決策根據(jù)設(shè)備故障特征狀態(tài)，預(yù)測故障發(fā)展趨勢，并根據(jù)故障性質(zhì)和趨勢，做出決策，干預(yù)其工作過程（包括控制、調(diào)整、維修等）。

2.3 診斷原理設(shè)備診斷是利用被診斷的對象（設(shè)備）提供的一切有用信息，經(jīng)過分析處理以獲得最能識別設(shè)備狀態(tài)的特征參數(shù)，以便做出正確的診斷結(jié)論。機械設(shè)備運行時產(chǎn)生多種信息，當其功能逐漸劣化時，就出現(xiàn)相應(yīng)的異常信息，如機器的狀態(tài)變化而產(chǎn)生的異常振動、噪聲、溫度等機械信號；機械劣化過程產(chǎn)生的磨損微粒、油液及氣體成分變化的化學(xué)信號等。利用檢測儀器對最敏感的故障特征信號進行狀態(tài)監(jiān)測，做出正確的分析和診斷，及時預(yù)測機器設(shè)備可能發(fā)生的故障。傳感器安裝在診斷對象（設(shè)備）上，以傳遞溫度、壓力、振動、變形等信號，這些信號進一步轉(zhuǎn)化為電信號，輸入到信號處理裝置，在信號處理裝置中將輸入的診斷信號與預(yù)先儲存在系統(tǒng)內(nèi)的標準信號進行比較，標準信號是根據(jù)事先積累的大量數(shù)據(jù)資料和實際經(jīng)驗分析歸納而制定出來的判定標準，是設(shè)備各種參數(shù)的允許值。通過比較做出判斷，確定故障的部位和原因，預(yù)測可能發(fā)生的故障。

3 工程機械故障診斷及維護系統(tǒng)

由于工程機械故障的多樣性、突發(fā)性、成因復(fù)雜性和進行故障診斷所需要的知識對領(lǐng)域?qū)＜覍嵺`經(jīng)驗和診斷策略的依賴性；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能通過自身的學(xué)習(xí)機能建立故障征兆和故障模式之間的復(fù)雜映射關(guān)系，可以進行多因素預(yù)測。

3.1 系統(tǒng)簡介

系統(tǒng)通過一個基于神經(jīng)計算算法的“看門狗”智能單元對機械運行狀態(tài)進行在線分析和推理，對機器的工況及相關(guān)信息做出相應(yīng)評價；還可以通過電話線與遠程單元相連，以便在異地獲取機器工況及其性能信息，并以此做出評價。知識密集型智能工具“看門狗”可以隨時對機器工況進行跟蹤，獲取和組織機器及其周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)。“看門狗”芯片作為機器的“黑匣子”，可以儲存主要部件的狀態(tài)“軌跡”。一旦發(fā)生失效，操作者可以讀取“黑匣子”，獲得最近幾分鐘的工況信息，迅速確定故障，并給予及時修復(fù)。當機械設(shè)備出現(xiàn)新的故障時，通過自學(xué)不斷調(diào)整權(quán)值、閥值，以提高故障的正確檢查率，減低漏報率和誤報率。這些基于知識的信息同樣可以為其他站點的用戶所共享。

3.2 系統(tǒng)優(yōu)點

遠程故障診斷及維護系統(tǒng)的一個突出優(yōu)點在于進行協(xié)作診斷和維護，及時排除故障。

3.2.1 故障工況數(shù)據(jù)收集通過遠程診斷系統(tǒng)，可以積累更多的機器/過程的故障工況，由此，從各遠程站點獲取的故障工況中可以開發(fā)更好的診斷算法。

3.2.2 故障診斷不同地點的專家可以訪問服務(wù)器中存放的有效信息，因此，分散在各站點的知識可以集成起來完成更復(fù)雜的協(xié)作診斷。

3.2.3 遠程服務(wù)系統(tǒng)提供了多種類型的信息例如在線的過程/機器傳感數(shù)據(jù)，故障/性能下降的歷史數(shù)據(jù)等。進行性能評價時，必須對這些信息加以整體考慮。

4 結(jié)語

遠程故障診斷技術(shù)目前還處于發(fā)展初期，還有很多問題尚待解決，這包括故障診斷技術(shù)本身要解決的問題及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的問題。但是，無論是從經(jīng)濟觀點出發(fā)，還是從整個施工來考慮，借助Internet，準確、及時、有效地實現(xiàn)工程機械遠程故障診斷的方法都值得關(guān)注和研究。

工程機械故障診斷系統(tǒng)研究:探討工程機械故障診斷和應(yīng)急處理方法

摘要：隨著現(xiàn)代大生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，現(xiàn)代機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，故障診斷技術(shù)的顯得尤為重要，其意義在于能有效地遏制故障損失和降低設(shè)備維修費用。掌握有效的故障診斷方法和處理技巧，縮短維修時間，利于提高機械設(shè)備的完好率和使用率。本文介紹工程機械故障的概念、產(chǎn)生原因和分類方法等，分析了故障診斷的基本工作方法和技巧，可供同行參考。

關(guān)鍵詞：工程機械；故障診斷；方法

1. 前言

工程機械在我國的公路橋梁、鐵路、城鎮(zhèn)設(shè)施、江河治理及軍事工程等現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮著巨大的作用，機械設(shè)備在施工現(xiàn)場使用的頻率極高。由于現(xiàn)代工程施工具有工期緊、任務(wù)重的特點，因而許多工程機械進人工地后，存在長時間連續(xù)作業(yè)的情況。繁重的作業(yè)任務(wù)和超負荷運轉(zhuǎn)，導(dǎo)致機械設(shè)備容易出現(xiàn)故障，因故障而停工的現(xiàn)象也就屢見不鮮，其結(jié)果必將嚴重影響工程進度，給企業(yè)造成工期和經(jīng)濟損失。

現(xiàn)代工程建設(shè)中，大量的人力勞動已為各類機械所取代，工程機械已成為工程建設(shè)的重要力量。然而，多數(shù)工程機械必須在野外惡劣的環(huán)境中工作，有的更要經(jīng)常受到?jīng)_擊載荷的作用，因而出現(xiàn)各種故障也是在所難免。液壓與液力傳動、電液控制和電子控制等先進技術(shù)的應(yīng)用提高了工程機械的技術(shù)水平和工作能力，但也同時帶來了相應(yīng)的故障，而且這些故障比傳統(tǒng)的機械性故障具有更強的隱蔽性。因此，如何合理、快速、準確地診斷和排除各類故障已成為施工企業(yè)設(shè)備管理和維修人員必須認真研究的課題。本文旨在向同行讀者提供一套通用的思路和工作方法。

2. 故障概述

2.1 故障及其產(chǎn)生的原因

工程機械故障是指工程機械或其某些部份喪失或降低了其規(guī)定功能，或者運行參數(shù)超出規(guī)定的許可范圍的事件或現(xiàn)象。具體可表現(xiàn)為動作、溫度、聲音、外觀和氣味以及其它理化指標的異常。

引發(fā)故障的根本原因可分為內(nèi)因和外因兩個大類：內(nèi)因主要有機件的磨損、腐蝕、氣蝕、氧化、老化、變形、松弛、疲勞和設(shè)計制造缺陷等方面的因素；而外因主要包括惡劣的工作環(huán)境、不正確的操作、不按規(guī)定進行維護保養(yǎng)、不按規(guī)定提供合格燃料和各種工作介質(zhì)，以及事故性損壞等方面的因素。

2.2 故障分類

熟悉故障分類有利于掌握故障特征，明晰故障分析思路，減少診斷時的盲目性。與故障診斷關(guān)系密切的分類方法主要有如下幾種：

(1)根據(jù)是否可以直接觀察到故障部位可分為直觀性故障和隱蔽性故障；

(2)根據(jù)發(fā)展進程不同可分為漸進性故障和突發(fā)性故障；

(3)根據(jù)影響范圍不同可分為局部性故障和整體性故障；

(4)根據(jù)影響程度不同可分為功能性故障和參數(shù)性故障。

3. 故障診斷方法

3.1 故障診斷的概念和思想方法

故障診斷是從故障現(xiàn)象出發(fā)，分析和查找故障原因的過程。在實際工作中，故障診斷有常規(guī)診斷和深層診斷兩種明顯不同的形式。常規(guī)診斷以實體為目標，以找出故障部位，通過修理、更換有故障的零部件消除故障為目的，其診斷結(jié)果易于驗證。深層診斷以影響因素為目標，以找出引起系統(tǒng)發(fā)生故障或零部件損壞的根本原因，從而采取相應(yīng)的預(yù)防措施為目的，具有較強的理論性，其診斷結(jié)論的確定性較差，驗證也比較困難。一般性故障只須進行常規(guī)診斷，而重大故障或反復(fù)出現(xiàn)的故障應(yīng)進行深層次診斷。

一定的故障現(xiàn)象必然與一定的故障原因相聯(lián)系，分析現(xiàn)象與原因之間的內(nèi)在聯(lián)系是故障診斷的中心工作。在復(fù)雜的故障中，現(xiàn)象和原因之間往往顯得錯綜復(fù)雜，這就要求診斷人員必須具備良好分析推理能力。因此，逆向分析、邏輯推理、逐步迫近是故障診斷最基本和最實用的思想武器。

當然，同樣的故障現(xiàn)象可能產(chǎn)生于不同的故障原因，相同的故障原因也可能產(chǎn)生不同的結(jié)果，例如，空氣濾清器堵塞，可導(dǎo)致發(fā)動機動力下降、溫度升高和油耗增加等故障現(xiàn)象，而上述故障現(xiàn)象也可能出自供油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)工作不良或配氣機構(gòu)零部件磨損過大等原因。因此，診斷人員還須學(xué)會用辯證的方法去分析和解決問題，善于在復(fù)雜的系統(tǒng)中抓住主要矛盾，識別出主要因素。

3.2 故障診斷的分析工具

借助故障分析工具利于診斷人員把握全局，有條不紊。僅靠“跟著感覺走”，則容易誤入歧途。常用的分析工具有因果圖、故障樹和流程圖等。對同時有多種現(xiàn)象和多種可能因素的復(fù)雜故障，有經(jīng)驗的診斷人員可根據(jù)每個故障現(xiàn)象和每個故障因素之間的親密程度進行賦值，建立數(shù)學(xué)模型進行概率分析。

3.3 診斷方法

3.3.1 準備階段

在準備階段，最重要的工作是掌握原理，弄清現(xiàn)象。熟練掌握診斷對象的構(gòu)造特征和工作原理是進行具體診斷和分析的前提，否則只能是瞎摸。進行深層診斷時，診斷人員還必須掌握相關(guān)知識，具備綜合分析能力。而弄清現(xiàn)象是進行診斷的依據(jù)。對機手或其它人員反映的情況要進行仔細的核實，而最好的方法就是診斷人員親自操作試機。

在熟悉原理，抓準現(xiàn)象后應(yīng)進行必要的推理分析，抓住重點，縮小查找范圍。同時，要善于利用因果分析圖等分析工具進行輔助推理分析，做到掌握全局，避免遺漏。

3.3.2 查找階段

(1)堅持“由表及里、先簡后繁”原則，少走彎路

在查找故障的過程中，必須堅持從簡到繁的基本原則。具體要求就是要做到由表及里，先易后難，先低壓后高壓，先控制后主流。即把容易查找或能夠準確判斷的因素先期進行排查，避免出現(xiàn)“小題大做”的情況。在使用測量和試驗手段上也要優(yōu)先選擇簡單易行的方法。如液壓故障診斷時，優(yōu)先進行壓力測量，最后才考慮使用流量試驗。對發(fā)動機負荷變化引起的明顯的轉(zhuǎn)速變化和排氣顏色變化也完全能夠通過操作人員的耳目直接感知。

(2)注意抓住重點，集中突破

要注意識別系統(tǒng)的串、并聯(lián)關(guān)系，善于分區(qū)域、分段落進行檢查。對能夠準確判斷或排除故障范圍的檢查項目，可安排重點檢查，這樣有利于盡快縮小查找范圍，做到集中力量，有的放矢。診斷過程中要不斷把已確定或排除的因素和最新的故障現(xiàn)象進行進一步的分析判斷，以便更好地選擇下一步行動。

(3)重視測量和比較所規(guī)定的條件，避免出現(xiàn)誤判

在查找故障的過程，進行必要的測量和試驗往往很有必要。但在實際工作中，測量和試驗的條件(如發(fā)動機水溫、油溫、轉(zhuǎn)速、液壓油粘度、溫度、操作狀態(tài)和環(huán)境溫度等)往往容易被忽視，這樣就有可能對測試結(jié)果產(chǎn)生重大影響，有時甚至?xí)?dǎo)致相反的結(jié)論。另外，測量和試驗過程中除要觀察和記錄特定操作狀態(tài)下的參數(shù)和狀況外，還特別要注意觀察不同操作動作及其轉(zhuǎn)換過程中被監(jiān)測參數(shù)的變化趨勢。

3.3.3 “聽診器”原理的應(yīng)用

在現(xiàn)場施工出現(xiàn)故障，因為客觀情況，往往不具備利用設(shè)備診斷的條件，需要維修人員憑借豐富的經(jīng)驗或借助于簡單工具、儀器，應(yīng)用“聽診器”原理來進行檢測。“聽診器”是憑人的感官及其長期積累起來的感性經(jīng)驗對設(shè)備狀態(tài)進行定性判斷。即對任何一臺設(shè)備進行診斷，診斷人員到現(xiàn)場，通過問、看、嗅、聽、摸等方法了解設(shè)備的情況，通過感官獲取有關(guān)的信息，作出初步的評估。但感官判斷的最大缺陷是缺少“量”的評估，純粹憑感性經(jīng)驗分析問題，主觀因素左右評判結(jié)果，可靠性差。

3.3.4幾種簡易的判斷方法

(1)部份停止法：即人為使設(shè)備的某一部份停止參與工作，觀察變化，來進行對比試驗的方法。如多缸發(fā)動機用“斷缸法”來判斷某缸工作的好壞，或異響來自那一缸。

(2)交叉對比法：對調(diào)相同性質(zhì)的管路，或調(diào)換某兩個相同或同類零部件，或用正常的零部件替換有懷疑的零部件進行對比，從而判斷被試零部件是否存在問題。

(3)短接隔離法：即把有懷疑的元件的輸入端和輸出端直接連通起來進行對比試驗。這種方法適用于流程性系統(tǒng)，如懷疑濾芯堵塞時可以取掉濾芯進行試驗。

(4)截止隔離法：即用截止裝置在不同的流動節(jié)點處進行分段隔離，或代替執(zhí)行元件進行制動，來進行對比試驗。這種方法適用于流程性系統(tǒng)，如懷疑液壓馬達內(nèi)漏造成工作壓力不足時，可以用截止板堵塞馬達來油管模擬“零內(nèi)漏”來進行對比試驗。

(5)強制狀態(tài)法：對某些自動調(diào)節(jié)元件，用人為的方法取消其自動功能，強制其處于某種特定的狀態(tài)，以減少可變因素來進行對比試驗的方法。

(6)試探調(diào)整法：在懷疑某個零部件調(diào)整不當時，可以進行試探性調(diào)整，但調(diào)整無效時應(yīng)恢復(fù)原來狀態(tài)。

(7)同類機型對比法：當無法確定特性數(shù)值或狀況是否屬于正常時，用正常的同類機型相應(yīng)的數(shù)值或狀況進行對比。

3.3.5智能電子監(jiān)測系統(tǒng)

這種診斷方法主要是通過安裝在工程機械各部位的傳感器，自動監(jiān)測機械運行的工作狀況，循環(huán)測量設(shè)定的參數(shù)，當機械工況出現(xiàn)異常情況時，監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)(報警值)分三級發(fā)出光或聲光報警。它的工作原理是通過安裝在各部位的傳感器把機械各部位(油路、氣路等部位)的工作參數(shù)――錳度、壓力等物理量，轉(zhuǎn)換成電量、電壓或電流，經(jīng)過前置放大器轉(zhuǎn)換成電壓量，輸?shù)街鳈C相應(yīng)的輸入口，主機采用單片計算機作微處理器，應(yīng)用計算機技術(shù)對輸入信號進行實時數(shù)據(jù)處理，并輸出相應(yīng)的信號，實施顯示和報警，提醒操作人員有可能會發(fā)生機械故障，需及時處理，防止事故的發(fā)生。

4. 幾種應(yīng)急維修技巧

4.1 設(shè)備修理時，經(jīng)常會遇到螺栓經(jīng)過多次拆裝，六角頭出現(xiàn)磨損，扳手掛不住螺栓頭的現(xiàn)象，此時，如果操作空間允許，可以拿一把錘子，用力在螺栓頭上敲擊幾下，使螺栓六角頭呈現(xiàn)被墩粗現(xiàn)象，再使用梅花扳手套在六角頭上，慢慢擰下。這種方法如果仍不能奏效，可考慮找一把小管鉗，慢慢擰下螺絲。在安裝時，該螺栓必須考慮更換。

4.2 在設(shè)備修理工作中，常會遇到原本屬于過盈配合的部位，比如軸承內(nèi)圈和軸之間或軸承外圈與孔之間，由于出現(xiàn)磨損而松曠，又不能對軸或孔進行加工，此時可以采取的辦法是，在配合部位的軸(或孔)上，用尖頭鏨子鑿出一些凹坑，整個接觸面布滿，然后進行裝配，能夠取得不錯的效果。

4.3 使用滾珠軸承的連桿軸承常易損壞，損壞后軸承外圈仍鑲在連桿孔內(nèi)很難取下，而硬打硬敲又易使連桿損壞。這時，可將連桿夾于臺鉗上，選用重型套筒扳手中的套頭，一側(cè)使用比軸承外圈稍小的套頭頂住軸承外圈，另一側(cè)用比連桿軸承孔尺寸稍大的套頭頂住連桿孔側(cè)面，然后逐漸加力夾緊臺鉗，這樣軸承外圈就會慢慢被壓出來。沒有臺鉗時，也可采用這兩種套頭頂好后，放在堅實的地面上用錘子輕輕敲擊取下外圈。

4.4 裝載機、挖掘機等設(shè)備各銷軸處銷套因長時間使用或缺乏潤滑而損壞，更換時如不注重方法，常使銷套安裝不到位，造成端部損壞而無法使用，造成不必要的損失和時間浪費。對此，可將銷套套在對應(yīng)的銷軸上，將銷座孔中涂抹適量潤滑脂，再將銷軸穿人銷套座孔對中定位，而后用手錘錘打銷軸端頭，使銷軸頭部將銷套壓入銷套座孔內(nèi)。此法不損壞銷套、不產(chǎn)生歪斜，簡單可靠。

4.5 變速箱、差速器、各種泵等箱體的接合表面常用密封墊片密封，并在墊片上涂一層耐油密封膠以增加密封效果，但如果一時沒有密封膠，也可使用油漆代替;油漆的粘性較大并干后變硬，使密封可靠，效果較好。如輪式裝載機后橋差速器故障，修理后安裝時由于沒有密封膠而在后橋蓋密封墊上涂上一層油漆，經(jīng)使用證實效果很好。

4.6 清洗發(fā)動機油底殼、機體內(nèi)表面或者變速箱時，假如鐵屑和雜質(zhì)太多難以洗凈，可以用適量的面團粘吸，可以較為徹底的清洗。家庭用的洗潔精，可以用來清洗機械零部件，尤其適合清洗橡膠零件，洗后不會發(fā)生溶脹和變形現(xiàn)象。用洗衣粉加鋸末清洗沾有潤滑油的零件，可以取得非常好的效果。

5. 幾種能夠在工程機械修理中應(yīng)急代用的日常生活用品

5.1 當汽油機化油器的浮子破損時，可以用熱水瓶的軟木塞改制臨時代替。

5.2 假如機動車的制動液泄漏流失，而身邊沒有備品，可以用白酒或一定濃度的肥皂水臨時代替。

5.3 假如發(fā)現(xiàn)蓄電池電解液液面過低，為防止極板硫化，可以購買市場的純凈水、蒸餾倒入蓄電池內(nèi)，注意在購買后一定要看一下包裝上的說明，如添加有其他輔料則不可使用，切記千萬不可使用礦泉水。

5.4 假如拆卸磁電機時不慎丟失高壓觸點炭棒，造成磁電機不能產(chǎn)生高壓電，可以用干電池的炭芯磨短一段代用。汽車分電器蓋中心電極碳棒損壞或丟失，可以用5號干電池中的碳棒稍磨后代用。

5.5 可以用洗凈的絲瓜絡(luò)或海綿代替空氣壓縮機或小功率柴油機空氣濾清器的鐵絲濾芯。

5.6 如果橡膠油封的自緊彈簧過松，可以用加添橡皮筋的方法予以彌補。

6. 結(jié)束語

科學(xué)合理的故障診斷方法和處理措施，能快捷、準確地判斷機械設(shè)備故障部位和處理故障，有效地縮短待修時間和維修周期，提高利用率，為加快工程施工進度、降低工程成本、提高企業(yè)經(jīng)濟效益起著重要的作用。

工程機械故障診斷系統(tǒng)研究:關(guān)于工程機械故障診斷與處理的實例探討

摘要：機械設(shè)備現(xiàn)場出現(xiàn)故障分析、判斷，逐一檢查找出故障點，及時排除故障。

關(guān)鍵詞：故障、現(xiàn)象、診斷、排除故障

現(xiàn)代施工建設(shè)都是工期緊張，要求施工現(xiàn)場挖掘機、裝載機等機械設(shè)備使用循環(huán)連續(xù)性很強，但使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)故障，如果不及時處理就會影響現(xiàn)場正常使用，甚至出現(xiàn)停工現(xiàn)象。現(xiàn)就現(xiàn)場出現(xiàn)的幾例故障診斷與處理探討如下：

一、 日立zx230挖掘機：

1、故障現(xiàn)象：經(jīng)常產(chǎn)生高溫，甚至發(fā)動機開鍋，繼而出現(xiàn)全車動作緩慢現(xiàn)象。

2、分析：經(jīng)過檢查儀表顯示數(shù)據(jù)看出：先導(dǎo)油壓冷車時是2.2MPa，熱車時是1.2MPa，而標準壓力為3.5MPa。顯然先導(dǎo)油壓損失較大，控制壓力達不到要求，導(dǎo)致全車動作緩慢。

首先判斷是信息閥（鋁制）閥體內(nèi)泄，壓力降低無法工作。水溫過高判斷把水箱換掉，把風(fēng)扇護圈裝好。

處理過程：把液壓系統(tǒng)的信息閥更換為新閥，測試先導(dǎo)壓力可以達到3.5MPa左右，挖掘、回轉(zhuǎn)動作速度快，不緩慢了，但行走又出現(xiàn)沒有的現(xiàn)象，還是產(chǎn)生高溫。

檢測行走操作手柄下的先導(dǎo)閥壓力，發(fā)現(xiàn)不行走時就沒有壓力，或者壓力上來很慢，感覺是壓力油沒有過來？然后把行走先導(dǎo)閥拆下來檢查，發(fā)現(xiàn)行走先導(dǎo)閥閥桿磨損，肉眼觀察閥體孔磨損好像有點橢圓。清洗后安裝又試機，還是出現(xiàn)行走沒有，40多分鐘開鍋。

檢查液壓系統(tǒng)主壓力是41MPa，有點高。把液壓主溢流閥拆下檢查，發(fā)現(xiàn)閥體里面有好多鐵沫油泥，很臟，清洗，把系統(tǒng)壓力調(diào)整為35MPa。

繼續(xù)檢查，讓修理工把液壓泵排量又調(diào)下來一些。把液壓油溫度調(diào)出來繼續(xù)試機。發(fā)現(xiàn)液壓油溫度也是一直上升1小時左右就到90度以上，把機子停2-3分鐘，液壓油溫度就下來，水溫也同時降下來，這樣試了幾次后，下午一直干了2個多小時。

沒有行走時，把液壓鎖桿來回動幾下，行走就又可以行走，且速度也可以。又懷疑是否是液壓鎖桿閥有問題。

拆下液壓鎖檢查，沒有什么問題，它的的作用是把液壓操作先導(dǎo)油路斷開和打開，使液壓操作鎖主無法操作和打開油路液壓動作，沒有問題。那還是行走先導(dǎo)閥塊出現(xiàn)問題，磨損后或者閥桿發(fā)卡，不能打開油路，動幾下液壓鎖桿，使先導(dǎo)壓力油沖幾下把行走操作閥打開，行走就又正常，判斷還是行走先導(dǎo)閥有問題。行走先導(dǎo)閥閥體是鋁制的，遇到鐵沫就磨損很快，和信息閥一樣出現(xiàn)問題。

把液壓油溫度控制下來，就沒有再發(fā)生開鍋現(xiàn)象，看來是液壓油溫度太高引起的水溫過高。只有想辦法解決液壓系統(tǒng)的溫度才能徹底解決高溫問題，清洗水箱，加大散熱面積，把引擎蓋打開等。

讓司機繼續(xù)再試挖掘機，主要把液壓油溫度觀察好，高了就停下動作2分鐘左右，再把行走試一下。

經(jīng)過2天的試驗，挖掘機可以工作，要把液壓油溫度降下來，就要徹底把液壓系統(tǒng)檢查一遍，檢查每個部件，很可能是液壓系統(tǒng)里局部產(chǎn)生了溢流或者內(nèi)泄，摩擦產(chǎn)生高溫。

二、 柳工225挖掘機

1、 故障現(xiàn)象：在工作三四十分鐘后突然熄火，啟動后再工作一會后還是突然熄火。

2、故障分析：發(fā)動機突然熄火可能的原因有：柴油油路不暢；空濾芯堵塞；高壓油泵突然斷油。

3、故障檢查：首先檢查燃油箱是否有油，檢查有油；檢查燃油濾芯，換新濾芯。經(jīng)過試車還出現(xiàn)此故障。第二：仔細觀察發(fā)動機在熄火瞬間高壓油泵的動作。經(jīng)現(xiàn)場查看，發(fā)動機轉(zhuǎn)速、功率正常，突然熄火時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速不下降，就直接熄火，應(yīng)該不是負荷太大引起的，大負荷時不憋車，但是發(fā)動機突然熄火，判斷是油路突然斷油造成。

檢查熄火繼電器，線路沒有斷掉、破損情況，經(jīng)過拔掉、重新插后，再試機子，在發(fā)動機溫度達到80度多以上時，歷時40-60分鐘左右，沒有出現(xiàn)突然熄火故障。問題基本排除，要在工作中繼續(xù)試機。

原因就是高壓油泵上的熄火開關(guān)電磁閥線路接觸不好，造成斷開后就把油路斷掉，發(fā)動機自動熄火。

三、WA320裝載機故障

1、故障現(xiàn)象：突然出現(xiàn)檔位失靈，只有前進擋，無論掛前進擋還是后退檔都是只能前進。

2、現(xiàn)象分析：首先檢查先導(dǎo)電路，然后檢查先導(dǎo)電磁閥是否正常，最后檢查檔位換向閥。

3、故障排查：首先電工排查電路繼電器都是好的，把其它正常動作的繼電器換到前進擋上還是那個問題；再檢查到換向閥的電磁閥互換后同樣問題，沒有變化，判斷電路、電磁閥等應(yīng)該沒有問題，應(yīng)該是檔位桿卡死在前進擋上。判斷是換向閥出現(xiàn)故障，要求維修人員把換向閥拆卸下來清洗，發(fā)現(xiàn)閥芯內(nèi)部不干凈，清洗干凈后安裝試機，前進、后天檔位都有了，故障排除。

結(jié)束語：從以上機械設(shè)備故障處理過程來看，現(xiàn)場工程機械出現(xiàn)故障都不是單一的，也不是書本中羅列的故障，往往是機械設(shè)備各個部件、各個系統(tǒng)相關(guān)的連鎖反應(yīng)，首先要仔細觀察故障現(xiàn)象，才能準確分析故障現(xiàn)象發(fā)生在哪些相關(guān)的系統(tǒng)、部件、部位上，再根據(jù)分析以及工作原理從簡單到復(fù)雜逐一檢查，最后找出故障點，排除故障。

作者簡介：吉小庫，男，1969年10月出生，1995年畢業(yè)于西安公路交通大學(xué)筑機系工程機械與起重運輸專業(yè)，工作單位是中鐵一局五公司，一直從事鐵路、公路施工機械現(xiàn)場管理。

工程機械故障診斷系統(tǒng)研究:工程機械故障診斷研究

摘要：

主要分析了工程機械曲柄連桿機構(gòu)的故障以及產(chǎn)生故障的原因，診斷曲柄連桿機構(gòu)的故障，最后著重探討了應(yīng)對曲柄連桿機構(gòu)故障的一些排除方法。為解決發(fā)動機故障提供參考意見。

關(guān)鍵詞：

曲柄連桿機構(gòu)；工程機械；故障診斷；排除方法

1工程機械曲柄連桿機構(gòu)故障現(xiàn)象及原因

1．1活塞敲缸現(xiàn)象及原因分析

（1）現(xiàn)象。當發(fā)動機在工作時，氣缸壁與活塞碰撞，從而發(fā)生出聲響，則稱之為活塞敲缸，主要現(xiàn)象表現(xiàn)為：當發(fā)動機在運轉(zhuǎn)時，發(fā)出“當、當、當”節(jié)奏聲音；隨著發(fā)動機溫度升高，異常的響聲會逐漸減少或者消失；發(fā)動機排出藍白色的煙色。

（2）分析原因。首先第一點，是因為氣缸壁與活塞之間的間隙原因。當發(fā)動機在工作時，活塞頂部會有氣體壓力存在，在作功和壓縮過程當中，排氣和進氣兩個行程要小于氣體對活塞的作用力，在作功過程當中，轉(zhuǎn)過共線位置時候的連桿會呈現(xiàn)出傾斜狀態(tài)，從而活塞會出現(xiàn)側(cè)壓力，這時候活塞一側(cè)就會被壓在氣缸壁的左邊。壓縮過程中，活塞頂部有壓縮氣體壓力存在，轉(zhuǎn)過共線位置一直到越過止點時，壓縮氣體會將活塞壓在氣缸的另一側(cè)。因此，引起氣缸壁與活塞之間的間隙原因主要在于氣體壓力作用導(dǎo)致的，將活塞壓在氣缸壁上，當活塞運動時就會發(fā)生響聲，會導(dǎo)致氣缸壁與活塞的磨損。連桿扭轉(zhuǎn)的原因，連桿承受著慣性力、氣體壓力、旋轉(zhuǎn)離心力等，主要是做擺動較高速的長桿，由于連桿受力原因多變，容易導(dǎo)致連桿出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象，如果發(fā)動機在不正常的燃燒情況之下，會造成連桿彎曲，之后連桿兩端的軸線就會出現(xiàn)不平衡狀態(tài)，連桿回轉(zhuǎn)也不會在同一平面內(nèi)，連桿活塞與活塞銷擺動時候，會與氣缸壁發(fā)生碰撞而發(fā)出異響。

1．2活塞銷響

（1）現(xiàn)象。活塞銷響的現(xiàn)象主要發(fā)出“咯兒”響聲，而且聲音比較尖銳，當?shù)∷佥^高時候，這種聲響較為清晰。

（2）原因分析。活塞銷主要承受著沖擊負荷，壓緊活塞銷，從而在運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生磨損。久而久之，由于修理不當導(dǎo)致增大配合間隙，當間隙增大到一定程度，活塞運動時，其方向、加速度大小也由于活塞位置而發(fā)生相應(yīng)的改變，活塞銷與活塞的壓緊也會產(chǎn)生相應(yīng)的變化，從而發(fā)出撞擊的響聲，如果沒有潤滑油的時候，活塞銷的異響就會更加的清晰明顯。

1．3連桿軸承

（1）現(xiàn)象，連桿軸承會因為軸徑與連桿軸承之間的碰撞，而發(fā)出聲響，當發(fā)動機工作時，會發(fā)出“當”節(jié)奏金屬敲擊聲音，單缸斷火之后會消失或者減少響聲，隨著負荷量逐漸的增大而響聲也會逐漸的增大，轉(zhuǎn)速提升會伴隨著機油壓力下降現(xiàn)象。

（2）原因分析。發(fā)動機工作時，由于連桿軸承與軸徑配合間隙過大，導(dǎo)致連桿軸承發(fā)出異響，主要原因是因為磨損、連桿螺栓松動、修理發(fā)動機時，配合間隙不當導(dǎo)致間隙過大，致使連桿軸承發(fā)出響聲。

1．4整體式曲軸主軸承響

（1）現(xiàn)象，發(fā)動機加速較為突然，敲擊聲會發(fā)出“剛”聲響，嚴重時還會發(fā)生機體振動現(xiàn)象，隨著負荷增大響聲也隨之而增強，較近的兩個缸位斷火時，聲響會消失或者是減弱，并會伴隨著機油壓力下降現(xiàn)象。

（2）原因分析。在正常工作當中，曲軸主軸頸與軸承發(fā)生磨損，導(dǎo)致過大配合間隙，磨損緩慢且平穩(wěn)，大部分都發(fā)生在損耗期間。由于發(fā)動機潤滑系統(tǒng)故障、發(fā)動機溫度升高、潤滑油質(zhì)量較差等原因，致使?jié)櫥筒涣迹銜谀p進程中導(dǎo)致增大配合間隙。此外，曲軸主軸承蓋螺栓松動也會導(dǎo)致增大間隙。

1．5曲軸軸向竄動聲響

（1）現(xiàn)象，比較于曲軸主軸承聲響，曲軸軸向竄動聲響與曲軸主軸承聲響有些類似。

（2）原因分析。軸承軸向間隙必須要有，但是有了間隙之后，由于受到軸向的影響，會導(dǎo)致曲軸前后竄動。為了限制竄動，一般會采用止推墊安裝在曲軸上，當發(fā)動機工作時，曲軸止推墊必然會產(chǎn)生磨損，如果止推墊磨損必將會增大軸向間隙，會因為前后竄動而發(fā)出聲響。

2工程機械曲柄連桿機構(gòu)故障診斷與排除

2．1活塞敲缸故障診斷與排除

診斷活塞敲缸故障，要根據(jù)現(xiàn)象對活塞敲缸情況就進行確定，拆下噴油器，向氣缸注入機油，撬動飛輪，估計機油流入活塞周圍間隙后啟動發(fā)動機。如果活塞敲缸響聲消失，則說明是活塞敲缸故障。如果在早期就發(fā)生活塞敲缸故障時，主要原因是因為活塞銷、活塞銷襯套、連桿軸承過緊，從而導(dǎo)致活塞產(chǎn)生拉傷，這時應(yīng)當進行單缸斷火實驗，如果斷火之后異響消失，則表明有活塞敲缸，應(yīng)當深入檢查，采用針對性的措施來排除故障。如果在使用階段發(fā)生故障，大部分的主要原因在于連桿變形原因，進行單缸斷火實驗，斷火之后如果異響沒有消失，說明是由于連桿變形引起的活塞敲缸，應(yīng)當進一步深入檢查和校正。如果在損耗期間發(fā)生活塞敲缸，隨著溫度變化而不斷變化響聲，排氣管有藍白色的煙，大部分是因為氣缸壁與活塞磨損造成過大配合間隙，應(yīng)當立即檢修發(fā)動機。

2．2活塞銷響故障診斷與排除

活塞銷響故障發(fā)生，一般都是在損耗階段，如果具有較高怠速，或者是油門抖動時，產(chǎn)生的異響是非常明顯的。發(fā)動機溫度逐漸升高，活塞銷響的異響也隨之而不斷增大，單缸斷火時的異響有變化。如果出現(xiàn)以上現(xiàn)象，則可以診斷為活塞銷響。拆卸之后應(yīng)當對其進行檢查，對其進行更換，使得活塞銷配合間隙符合要求。

2．3連桿軸承故障診斷與排除

如果在正常使用階段、早期故障期間發(fā)生連桿軸承響聲。大部分是因為連桿螺栓松動原因，堵塞了潤滑油路、連桿軸承裝配不恰當?shù)仍颉胃讛嗷饘嶒炛螅瑢Ω孜贿M行確定，如果單缸斷火之后響聲消失或者逐漸減小，則表明這個缸位有故障，否則表明故障在其他缸位當中，應(yīng)當繼續(xù)檢查。如果在損耗期間發(fā)生連桿軸承異響，并且伴隨著機油壓力下降現(xiàn)象，表明每個缸位連桿軸承有過大的間隙，應(yīng)當及時修理發(fā)動機。

2．4整體式曲軸主軸承響診斷與排除

如果發(fā)生在正常使用階段，或者是早期階段，曲軸主軸承響大部分是因為個別軸承蓋松動，或者是潤滑油路被堵塞，使得軸承磨損從而導(dǎo)致出現(xiàn)過大的間隙。這時候采用相鄰的兩個缸位進行斷火實驗，對缸位進行確定，如果斷火實驗時候響聲消失或是逐漸減小，則表明這兩個缸位軸承有響聲，如果在損耗期間發(fā)生整體式曲軸主軸承響，伴隨著機油壓力下降現(xiàn)象，則說明軸承之間的間隙過大，應(yīng)當對發(fā)動機進行全方位維修。

2．5曲軸軸向竄動聲響診斷與排除

一般在使用很久之后，才會發(fā)出曲軸軸向竄動聲響，怠速時候就能聽到很清晰的“剛”金屬響聲。如果踩下離合器踏板就會減少異響，或者異響消失。這表示曲軸軸向竄動響。如果發(fā)動機在停轉(zhuǎn)狀態(tài)時，可以撬動飛輪，安裝百分表測量，如果曲軸軸向竄動測量超過一定范圍或者是數(shù)值，則說明曲軸軸向竄動出現(xiàn)異響，應(yīng)當立即更換曲軸止推墊。

3總結(jié)

綜上，采用圖文結(jié)合的方式，介紹了發(fā)動機異響故障診斷方法以及排除方法。以實際情況，主要從工作原理、結(jié)構(gòu)以及檢測故障三方面進行了詳細的論述。針對以上異響診斷，必須充分掌握異響的規(guī)律以及診斷方法，只有對這兩方面進行熟悉了解，異響故障以及排除就容易得多。

作者:劉華平 單位:山西路橋建設(shè)集團有限公司陽泉分公司