工程机械液压设备可靠性提升路径研究

引言

随着现代工业化建设进程的加速，工程机械在建筑、矿业、交通运输等领域的应用越来越广泛。液压设备作为工程机械的重要组成部分，广泛应用于挖掘机、起重机、推土机等重型机械的动力传递系统中。液压系统具备高效能、结构紧凑、响应迅速等优点，使其在复杂工况下能够高效工作。然而，液压设备的高故障率和低可靠性，常常给工程机械带来维修成本增加、停机时间延长以及安全隐患等问题。因此，提升液压设备的可靠性，已经成为提高工程机械工作效率和降低运营成本的关键。

液压系统的可靠性主要由设计质量、工作环境、使用条件、维护管理等多个因素共同决定。工程机械在复杂的工况下常常面临高负载、震动、大温差和长时间运转等挑战，这些因素都会对液压设备的运行造成影响。因此，液压设备的可靠性提升，尤其是长期稳定运行中的关键问题，亟需深入探讨。本文旨在研究液压设备故障的成因，分析液压系统常见问题，提出提升液压设备可靠性的具体路径，为工程机械液压系统的设计、应用和维护提供有效解决方案。

一、液压设备常见故障分析与可靠性影响因素

（一）液压系统的常见故障

液压设备的故障通常可以分为几类，包括液压泵损坏、油路泄漏、密封件失效、压力波动、温度过高等。这些故障不仅会导致设备性能下降，还会加速其他部件的磨损，进一步加剧故障的发生。液压泵的损坏是液压系统常见的故障之一，其主要原因包括污染物进入、油液质量问题、泵体磨损等。油路泄漏则可能导致液压油的浪费、压力不足以及系统的失效。密封件的老化、变形或损坏是造成液压系统漏油的重要原因，尤其在高压、高温工作环境下更为突出。此外，液压系统的压力波动和温度过高问题也会影响系统的稳定性，造成密封性问题和元件损坏。

（二）液压系统可靠性的影响因素

液压系统的可靠性受到多方面因素的影响，其中最为关键的是液压元件的设计与制造质量。设计不合理或材料选择不当，都会导致元件的性能不稳定，进而影响整个系统的工作效率。液压系统的工作环境对其可靠性也有重要影响，温度、湿度、振动等外部因素可能加剧液压元件的磨损，缩短使用寿命。此外，液压系统的维护保养水平也直接关系到其可靠性。定期检查油液质量、更换滤芯、清洁油路等措施能够有效减少故障发生的概率。液压油的污染、液压元件的磨损、油液泄漏等问题，均是影响液压系统可靠性的主要因素。

（三）工作负荷与液压系统的关系

液压设备的工作负荷对系统可靠性具有决定性影响。高负荷下，液压元件承受的压力增大，油液的温度升高，进而导致元件磨损加剧，甚至可能发生液压系统的崩溃。

二、液压设备可靠性提升的优化设计策略

（一）液压系统的优化设计

液压系统的设计是确保系统稳定性和可靠性的基础。首先，合理选择液压元件的规格和型号，以保证其能够承受预期的工作压力和负荷。其次，应当合理设计液压回路，避免过度复杂或不必要的回路配置，简化油路设计，减少泄漏和压力损失。在液压泵的选择上，选择高效、低噪音的液压泵，并通过调节泵的输出压力和流量，确保系统稳定运行。

（二）采用高质量的液压元件和材料

液压元件的质量直接影响到系统的可靠性。在设计过程中，需选用具有高耐磨性、耐腐蚀性的高质量液压元件，并在制造过程中严格把关。此外，合理选择液压油的黏度与抗氧化性也至关重要，油液的清洁度和稳定性是保证液压系统高效运转的前提。加强对液压元件材料性能的研究，选用高强度、耐磨损的合金材料，能够有效提高液压设备的使用寿命。

（三）压力与温度控制优化

液压系统的压力波动和温度过高是影响液压设备可靠性的两个重要因素。为此，可以通过加入压力调节装置、设置温控系统来优化液压系统的工作状态。例如，使用可调节压力阀来稳定系统压力波动，防止系统超压；通过高效的冷却系统降低油液温度，避免因温度过高导致的油液黏度下降和元件磨损。此外，定期检查油液的清洁度与质量，及时更换液压油，以确保系统正常工作。

三、液压设备可靠性的智能监测与故障预测技术

（一）智能监测技术的应用

随着物联网技术和传感器技术的发展，液压设备的智能监测技术得到了广泛应用。通过在液压系统中安装各种传感器，如压力传感器、温度传感器、流量传感器等，可以实时监测液压设备的运行状态。监测数据可通过无线网络传输到远程监控平台，实现对设备运行的全程监控。通过对传感器数据的分析，可以及时发现设备的异常情况，如压力波动、油液温度过高、泄漏等，避免发生严重故障。

（二）故障诊断与预测技术

故障诊断与预测技术可以通过对液压系统的运行数据进行分析，提前预测潜在的故障风险。利用机器学习和数据挖掘技术，可以基于历史数据与实时监测数据建立故障预测模型，提前发现设备的异常趋势和潜在故障。例如，基于振动信号、温度变化等监测数据，通过频谱分析可以识别液压元件的故障类型，如泵体磨损、油液污染等。提前发现问题，及时进行维修或更换，能够大幅降低设备故障的发生率。

四、液压设备故障案例与实践经验

（一）液压泵故障案例分析

在某选矿厂，液压系统在高负载条件下频繁出现液压泵故障。通过分析故障数据，发现液压泵的故障主要由于油液污染引起的。油液中含有大量金属颗粒和杂质，导致液压泵内部磨损加剧，最终导致泵体损坏。针对这一问题，厂方通过加强油液过滤、定期更换液压油和优化液压泵选型，成功解决了液压泵故障问题，延长了液压系统的使用寿命。

（二）密封件失效案例分析

某施工企业在使用液压机械时，出现了频繁的漏油现象，经过检查，发现主要原因是液压系统中的密封件失效。密封件老化和磨损导致液压油泄漏，严重影响了系统的稳定性。通过优化密封件的材料选择，并加强液压油的定期检查和更换，成功提高了液压系统的密封性能，减少了漏油问题。

五、结语

液压系统作为工程机械中关键的动力传递系统，其可靠性直接影响设备的稳定性和生产效率。通过对液压设备常见故障及其影响因素的分析，可以看出，提升液压设备可靠性不仅仅是技术的改进，更是多方面因素的综合优化。优化设计、智能监测和故障预测技术的应用，能够有效提升液压设备的工作效率、延长使用寿命，并减少维护成本。未来，随着智能化技术和数据分析技术的发展，液压设备的可靠性将得到更大的提升，为工程机械行业的可持续发展提供强有力的支持。

参考文献

[1]武俊合,崔鹏,肖尧,等.液压平衡阀阀口冲蚀机制及影响因素研究[J].机床与液压,2025,53(14):131-136.

[2]解润.基于可靠性分析的汽车机电设备维修路径研究[J].大众汽车,2025,(07):116-118.

[3]闫吉.工程机械企业海外市场本地化服务策略探索——以中工工程机械成套有限公司非洲市场运营实践为例[J].中外企业文化,2025,(06):103-105.