液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

李鵬

河鋼集團(tuán)宣鋼鋼業(yè)公司 河北張家口 075100

由于液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其內(nèi)部狀態(tài)又難以觀測，給液壓系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測帶來較大的困難。此外，由于液壓系統(tǒng)易發(fā)生故障，且故障具有隱蔽性、機(jī)電液耦合性、交錯性、隨機(jī)性強(qiáng)等特點(diǎn)，給液壓系統(tǒng)的故障診斷、定位和排除帶來了極大的挑戰(zhàn)。為此，液壓系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)漸漸發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用，它的意義在于既可以實(shí)時(shí)監(jiān)控液壓系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，又可以快速準(zhǔn)確地確定系統(tǒng)故障的部位并提出相應(yīng)的維修維護(hù)策略，從而有利于快速準(zhǔn)確地排除故障，確保液壓系統(tǒng)的安全運(yùn)行，減小維修維護(hù)的人力物力，縮短液壓系統(tǒng)停用維修的時(shí)間，提高系統(tǒng)的使用效率。

1 液壓傳動系統(tǒng)的工作原理

液壓傳動系統(tǒng)在實(shí)際工作中，主要依靠液壓泵的作用來實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)。通過系統(tǒng)內(nèi)部各元器件的共同作用，將液壓能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而帶動系統(tǒng)運(yùn)做。液壓系統(tǒng)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞過程中，需要借助液壓介質(zhì)來發(fā)揮作用，而系統(tǒng)特有的輔助元件、執(zhí)行元件、控制元件等為液壓系統(tǒng)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)提供了傳動途徑，確保了系統(tǒng)功能穩(wěn)定性。液壓傳動系統(tǒng)優(yōu)于其他傳動方式的特點(diǎn)就是可以輸出大的能量，能實(shí)現(xiàn)低速大噸位運(yùn)動，且系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)緊湊，體積小便于安裝，調(diào)速方便，易于操作，有利于實(shí)現(xiàn)自動化操控。但液壓傳動系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中，容易受液壓介質(zhì)的影響產(chǎn)生故障，以及傳動過程中引發(fā)能量損失，不適宜實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離運(yùn)動，且故障發(fā)生后，由于引發(fā)故障原因具有多樣性，不易查找故障原因[1]。

2 液壓故障診斷技術(shù)的方法

2.1 智能診斷技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)主要是把人工智能技術(shù)合理的融合到液壓故障診斷系統(tǒng)當(dāng)中，這是電腦和液壓系統(tǒng)孤戰(zhàn)診斷這兩項(xiàng)技術(shù)在有效融合后所形成的效果。液壓系統(tǒng)故障智能診斷系統(tǒng)主要是通過系統(tǒng)來對人的思維進(jìn)行效仿，并對問題進(jìn)行研究。另外，和人腦相比，其思維能力更強(qiáng)，所以能夠更好的對液壓系統(tǒng)故障采取診斷。

2.2 主觀診斷法

①感官診斷法。此方法簡單便捷，大致可分為以下四個(gè)步驟：首先，工作人員需對液壓系統(tǒng)的有關(guān)運(yùn)動構(gòu)件、所需油液、構(gòu)件接頭等進(jìn)行觀察，確保運(yùn)動構(gòu)件無跳動、沖擊等異常，保證油液質(zhì)量、需求量等滿足液壓系統(tǒng)的要求，同時(shí)確保系統(tǒng)構(gòu)件的接頭、結(jié)合面、密封處等處于正常工作狀態(tài)。其次，檢修人員需密切關(guān)注液壓系統(tǒng)工作時(shí)發(fā)出的噪聲、沖擊聲和撞擊聲等，根據(jù)系統(tǒng)工作發(fā)出的聲音判斷系統(tǒng)連接處的工作狀態(tài)。再者，檢修人員應(yīng)加強(qiáng)與設(shè)備操作員的溝通和交流，最大程度上了解液壓系統(tǒng)有關(guān)設(shè)備平時(shí)的工作情況，例如耗油量、更換過濾芯的時(shí)間等，借此了解液壓系統(tǒng)在發(fā)生故障前后的工作狀態(tài)。最后，檢修人員應(yīng)通過實(shí)際觸覺加強(qiáng)對液壓系統(tǒng)的了解。例如，檢修人員可通過觸摸泵體、油箱外壁等方式感受設(shè)備工作的具體溫度、振動幅度等，將觸摸結(jié)果和設(shè)備正常工作狀態(tài)下的結(jié)果進(jìn)行對比以判斷液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的具體部位和原因。②邏輯逼近分析法。當(dāng)液壓系統(tǒng)中某一設(shè)備或元件發(fā)生故障時(shí)，一系列元件往往會隨之發(fā)生異常。因此，檢修人員可根據(jù)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖，通過一定的科學(xué)思考判斷可能出現(xiàn)系統(tǒng)故障的地方，以此減少對整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備元件的懷疑，逐漸縮小故障排查的范圍以盡快找出故障區(qū)域。③參數(shù)測量比較法。此方法主要是檢查液壓系統(tǒng)中有關(guān)設(shè)備的工作參數(shù)，并將此參數(shù)和正常工作情況下的參數(shù)進(jìn)行對比，借此找出不符合正常工作情況的液壓元件從而判斷出液壓系統(tǒng)故障所在。該方法常利用液壓診斷器對相應(yīng)的工作構(gòu)件進(jìn)行診斷。此外，主觀診斷法還包括魚刺圖法、方框圖法等[2]。

3 故障診斷技術(shù)未來發(fā)展趨勢

3.1 融合多種智能故障診斷技術(shù)

隨著科技的迅速發(fā)展衍生許多新的診斷領(lǐng)域，從單一學(xué)科到多種學(xué)科的交叉糅合，將多種的診斷技術(shù)相結(jié)合的混合診斷系統(tǒng)是智能故障診斷研究的一個(gè)發(fā)展趨勢。融合的幾類形式：專家系統(tǒng)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，CBR與基于規(guī)則系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)的結(jié)合等。

3.2 智能BIT技術(shù)研究

BIT即機(jī)內(nèi)測試技術(shù)，就是系統(tǒng)和設(shè)備內(nèi)部提供故障檢測和隔離的自動測試能力。該技術(shù)發(fā)展方向主要有兩個(gè)方面：與ATE逐步融合，成長為具有診斷能力的智能化監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì)、信息獲取、分析處理、綜合決策；與IT相結(jié)合，使未來IT系統(tǒng)成為一個(gè)集檢測診斷、隔離定位、控制保護(hù)于一體機(jī)電系統(tǒng)。它既豐富了電子設(shè)備的可靠性和檢測維修能力，又能簡化維修，降低成本，具有很好的應(yīng)用前景。

3.3 基于internet的遠(yuǎn)程協(xié)作診斷技術(shù)研究

隨著微電子、計(jì)算機(jī)、智能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，基于因特網(wǎng)的設(shè)備故障遠(yuǎn)程協(xié)作診斷的研究成為故障診斷技術(shù)一大趨勢，亦是人工智能領(lǐng)域的關(guān)注點(diǎn)?；趇nternet的遠(yuǎn)程協(xié)作診斷技術(shù)需要具備三點(diǎn)第一，若干臺中心計(jì)算機(jī)作為服務(wù)器，在關(guān)鍵設(shè)備上建立狀態(tài)監(jiān)測點(diǎn)，采集數(shù)據(jù)；第二，建立分析診斷中心，提供遠(yuǎn)程技術(shù)支持和保障；第三，將診斷技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息、診斷技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)共享，使傳統(tǒng)診斷技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上遠(yuǎn)程運(yùn)用。

4 結(jié)語

通過對液壓傳動系統(tǒng)常見故障進(jìn)行診斷，我們知道引起其故障產(chǎn)生的原因是多方面的，我們只有不斷提高實(shí)際工作中的故障檢測技術(shù)水平，創(chuàng)新檢修技術(shù)，形成一套科學(xué)合理的故障診斷體系，根據(jù)不同的故障類型針對性的采取有效措施進(jìn)行故障排除，才能實(shí)現(xiàn)液壓傳動系統(tǒng)的健康運(yùn)轉(zhuǎn)。