工程機(jī)械液壓故障診斷系統(tǒng)

安向東，劉芳

（中原工學(xué)院，河南 鄭州 450007）

工程機(jī)械液壓故障診斷系統(tǒng)

安向東，劉芳

（中原工學(xué)院，河南 鄭州 450007）

工程機(jī)械是工作在多樣性的戶(hù)外環(huán)境，很多工程機(jī)械采用液壓傳動(dòng)。由于工作時(shí)間長(zhǎng)、環(huán)境惡劣，液壓系統(tǒng)故障率比較高。對(duì)液壓系統(tǒng)故障的處理主要是技術(shù)人員憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成的。液壓故障查找困難，而且是復(fù)雜的、多方面的。論文介紹應(yīng)用VB平臺(tái)和ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)能夠幫助技術(shù)人員和用戶(hù)方便、準(zhǔn)確地查找液壓故障的專(zhuān)家系統(tǒng)。

液壓故障；故障診斷；工程機(jī)械

0 引言

液壓技術(shù)和設(shè)備因?yàn)楠?dú)特的優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械中。由于工程機(jī)械工作環(huán)境惡劣，故障率比較高，售后維修人員很難及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)解決。當(dāng)前對(duì)液壓故障的出現(xiàn)主要是基于技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)處理，故障查找手操作，工作量大，而且一個(gè)故障有可能是介質(zhì)或者液壓元件等多個(gè)因素造成的，液壓故障是復(fù)雜多樣的。開(kāi)發(fā)液壓故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)，可以幫助用戶(hù)快速找到故障問(wèn)題，并提出解決方法。

隨著數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的發(fā)展，專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)的普及與應(yīng)用，液壓故障診斷也有了新的方式。直接通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)家系統(tǒng)和人工網(wǎng)絡(luò)在線診斷，實(shí)現(xiàn)信號(hào)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理和知識(shí)處理統(tǒng)一，液壓系統(tǒng)故障診斷不再是有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員才能掌握的了，現(xiàn)場(chǎng)操作人員就可以輕松解決所出現(xiàn)的故障問(wèn)題。

1 液壓故障診斷系統(tǒng)分析方法

目前，液壓設(shè)備故障診斷的步驟有：檢查液壓系統(tǒng)工作環(huán)境，判斷故障發(fā)生區(qū)域，對(duì)故障進(jìn)行綜合分析，建立完善的運(yùn)行記錄。

1.1人工診斷方案

首先列出液壓設(shè)備的各種故障，用邏輯推理、判斷、篩選出需要檢修的液壓元件，看執(zhí)行元件是否爬行、無(wú)力、速度異常，液位高度、油液變質(zhì)及外泄漏，測(cè)壓點(diǎn)工作壓力是否穩(wěn)定，各連接處有無(wú)泄漏及泄漏量；聽(tīng)泵和馬達(dá)有無(wú)異常聲響等。然后列出以不同元件為檢驗(yàn)對(duì)象的液壓系統(tǒng)，為液壓件的檢驗(yàn)提供方法。主要還是憑借技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)，靠眼、手和耳朵來(lái)進(jìn)行判斷、篩選問(wèn)題和找出解決方法，而對(duì)非專(zhuān)業(yè)的操作用戶(hù)則是問(wèn)題重重，無(wú)從下手。

1.2本系統(tǒng)方案

系統(tǒng)是在一個(gè)基于VB開(kāi)發(fā)平臺(tái)和ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的專(zhuān)家系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有良好的操作界面，可分類(lèi)查詢(xún)和模糊查詢(xún)液壓故障問(wèn)題并提出解決相應(yīng)的方法，減少技術(shù)和操作人員在診斷方面的工作量，及時(shí)，準(zhǔn)確，有效的診斷出液壓故障的情況。系統(tǒng)框架如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)框架

2 液壓故障診斷系統(tǒng)組成

2.1液壓故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

液壓系統(tǒng)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)是通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研和收集問(wèn)題，從液壓領(lǐng)域?qū)＜耀@得專(zhuān)業(yè)知識(shí)，從工程師和技術(shù)人員那里獲得故障診斷實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和診斷策略，并用來(lái)解決液壓系統(tǒng)故障診斷方面的困難問(wèn)題。本文設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)、綜合數(shù)據(jù)庫(kù)以及人機(jī)交互界面等模塊組成，其中知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)是系統(tǒng)的核心部分。

圖2　液壓故障診斷系統(tǒng)流程

2.2查定故障部位的理論知識(shí)

查定故障部位可應(yīng)用方框圖法或魚(yú)刺圖法等方法進(jìn)行。方框圖是根據(jù)故障現(xiàn)象，逐級(jí)畫(huà)出出現(xiàn)該故障現(xiàn)象的各種可能原因，再逐一進(jìn)行排查，最終找出故障的部位和原因。

圖3　液壓系統(tǒng)振動(dòng)與噪聲故障魚(yú)刺圖

2.3典型機(jī)械液壓故障查詢(xún)界面

設(shè)計(jì)來(lái)源于圖書(shū)館書(shū)籍檢索界面設(shè)計(jì)，根據(jù)檢索條件查詢(xún)液壓出現(xiàn)故障的元件、故障原因以及故障處理建議，界面如圖4所示。通過(guò)診斷系統(tǒng)我們可以方便的查找到液壓中常見(jiàn)的一些故障。即使是沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的人員也可以根據(jù)故障現(xiàn)象來(lái)判斷故障部件和故障的處理建議。此系統(tǒng)我們收集了大部分的液壓故障的類(lèi)型，儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)表中，一些常見(jiàn)的液壓故障我們可以直接查詢(xún)得到。這樣使用計(jì)算機(jī)輔助查詢(xún)液壓故障會(huì)使查詢(xún)效率增加很多，具有方便、精確、快速的效果。

圖4　典型機(jī)械液壓故障查詢(xún)界面

3 液壓故障診斷系統(tǒng)的特點(diǎn)

系統(tǒng)使用在Windows操作系統(tǒng)下運(yùn)行，采用VisualBasic語(yǔ)言和Access數(shù)據(jù)庫(kù)。Access數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易學(xué)、使用方便、開(kāi)發(fā)和維護(hù)方便。可以結(jié)合Excell可實(shí)現(xiàn)低成本而又較高的分析能力。提供了表、查詢(xún)、窗體、報(bào)表、頁(yè)、宏、模塊7種用來(lái)建立數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的對(duì)象；提供了多種向?qū)А⑸善鳌⒛０澹褦?shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢(xún)、界面設(shè)計(jì)、報(bào)表生成等操作規(guī)范化。

系統(tǒng)界面簡(jiǎn)單，人機(jī)交互性良好，易于操作，可針對(duì)非專(zhuān)業(yè)的操作人員使用。系統(tǒng)有開(kāi)放的數(shù)據(jù)庫(kù)接口，可以不斷增加問(wèn)題和解決方法。

4 總結(jié)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)的處理對(duì)象的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜、功能越來(lái)越強(qiáng)大，知識(shí)庫(kù)越來(lái)越完善，推理更加準(zhǔn)確。對(duì)液壓故障診斷的快捷、準(zhǔn)確性上也要求越來(lái)越高，因此液壓故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)在向著智能化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、交叉化和在線診斷方向發(fā)展。

在使用中數(shù)據(jù)庫(kù)不斷地更新、豐富、充實(shí)，使專(zhuān)家系統(tǒng)更加專(zhuān)，更貼近生產(chǎn)實(shí)際，有效地解決生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的故障問(wèn)題。

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［3］徐千里.CAD、CAE技術(shù)在大型液壓機(jī)設(shè)計(jì)分析中的應(yīng)用［J］.北京：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造，2001，4.

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The Hydraulic Breakdown Diagnosis System to Construction Machinery

AN Xiang-Dong，LIU Fang
（Zhongyuan Insitutate of Technology，Zhengzhou Henan 450007，China）

Abstrast:Construction machinery is working in the diversity of the outdoor environment.A lot of construction machinery use hydraulic transmission.Due to work on long hours，poor environment，hydraulic system failure rate is relatively high.The treatment on the faults of hydraulic system is mainly based on experience of technical person.Hydraulic fault is found difficulties and is complex，multifaceted.This paper introduces the application of VB platform and ACCESS database management system to develop an expert system that can help technicians and users to easily，accurately solve hydraulic fault.

hydraulic breakdown；breakdown diagnosis；data base

TP271+.31

A

10.3969/j.issn.1002-6673.2015.02.019

1002-6673（2015）02-051-03

2015-01-13

安向東（1965-），男，河南鄭州人，教授，碩士導(dǎo)師。從事機(jī)械CAD/CAM、流體傳動(dòng)的教學(xué)和研究。