液壓系統故障診斷技術的現狀與發展趨勢

李鵬

河鋼集團宣鋼鋼業公司 河北張家口 075100

由于液壓系統結構復雜，其內部狀態又難以觀測，給液壓系統運行狀態的監測帶來較大的困難。此外，由于液壓系統易發生故障，且故障具有隱蔽性、機電液耦合性、交錯性、隨機性強等特點，給液壓系統的故障診斷、定位和排除帶來了極大的挑戰。為此，液壓系統的狀態監測與故障診斷技術漸漸發展并得到廣泛應用，它的意義在于既可以實時監控液壓系統的運行狀態，又可以快速準確地確定系統故障的部位并提出相應的維修維護策略，從而有利于快速準確地排除故障，確保液壓系統的安全運行，減小維修維護的人力物力，縮短液壓系統停用維修的時間，提高系統的使用效率。

1 液壓傳動系統的工作原理

液壓傳動系統在實際工作中，主要依靠液壓泵的作用來實現運轉。通過系統內部各元器件的共同作用，將液壓能向機械能的轉變，進而帶動系統運做。液壓系統在正常運轉，實現能量的傳遞過程中，需要借助液壓介質來發揮作用，而系統特有的輔助元件、執行元件、控制元件等為液壓系統的有效運轉提供了傳動途徑，確保了系統功能穩定性。液壓傳動系統優于其他傳動方式的特點就是可以輸出大的能量，能實現低速大噸位運動，且系統本身結構緊湊，體積小便于安裝，調速方便，易于操作，有利于實現自動化操控。但液壓傳動系統在實際運行中，容易受液壓介質的影響產生故障，以及傳動過程中引發能量損失，不適宜實現遠距離運動，且故障發生后，由于引發故障原因具有多樣性，不易查找故障原因[1]。

2 液壓故障診斷技術的方法

2.1 智能診斷技術

此項技術主要是把人工智能技術合理的融合到液壓故障診斷系統當中，這是電腦和液壓系統孤戰診斷這兩項技術在有效融合后所形成的效果。液壓系統故障智能診斷系統主要是通過系統來對人的思維進行效仿，并對問題進行研究。另外，和人腦相比，其思維能力更強，所以能夠更好的對液壓系統故障采取診斷。

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步驟：首先，工作人員需對液壓系統的有關運動構件、所需油液、構件接頭等進行觀察，確保運動構件無跳動、沖擊等異常，保證油液質量、需求量等滿足液壓系統的要求，同時確保系統構件的接頭、結合面、密封處等處于正常工作狀態。其次，檢修人員需密切關注液壓系統工作時發出的噪聲、沖擊聲和撞擊聲等，根據系統工作發出的聲音判斷系統連接處的工作狀態。再者，檢修人員應加強與設備操作員的溝通和交流，最大程度上了解液壓系統有關設備平時的工作情況，例如耗油量、更換過濾芯的時間等，借此了解液壓系統在發生故障前后的工作狀態。最后，檢修人員應通過實際觸覺加強對液壓系統的了解。例如，檢修人員可通過觸摸泵體、油箱外壁等方式感受設備工作的具體溫度、振動幅度等，將觸摸結果和設備正常工作狀態下的結果進行對比以判斷液壓系統出現故障的具體部位和原因。②邏輯逼近分析法。當液壓系統中某一設備或元件發生故障時，一系列元件往往會隨之發生異常。因此，檢修人員可根據液壓系統的設計圖，通過一定的科學思考判斷可能出現系統故障的地方，以此減少對整個系統設備元件的懷疑，逐漸縮小故障排查的范圍以盡快找出故障區域。③參數測量比較法。此方法主要是檢查液壓系統中有關設備的工作參數，并將此參數和正常工作情況下的參數進行對比，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故障所在。該方法常利用液壓診斷器對相應的工作構件進行診斷。此外，主觀診斷法還包括魚刺圖法、方框圖法等[2]。

3 故障診斷技術未來發展趨勢

3.1 融合多種智能故障診斷技術

隨著科技的迅速發展衍生許多新的診斷領域，從單一學科到多種學科的交叉糅合，將多種的診斷技術相結合的混合診斷系統是智能故障診斷研究的一個發展趨勢。融合的幾類形式：專家系統與人工神經網絡相結合，CBR與基于規則系統和神經網絡相結合，模糊邏輯、神經網絡與專家系統的結合等。

3.2 智能BIT技術研究

BIT即機內測試技術，就是系統和設備內部提供故障檢測和隔離的自動測試能力。該技術發展方向主要有兩個方面：與ATE逐步融合，成長為具有診斷能力的智能化監控系統，可實現最優設計、信息獲取、分析處理、綜合決策；與IT相結合，使未來IT系統成為一個集檢測診斷、隔離定位、控制保護于一體機電系統。它既豐富了電子設備的可靠性和檢測維修能力，又能簡化維修，降低成本，具有很好的應用前景。

3.3 基于internet的遠程協作診斷技術研究

隨著微電子、計算機、智能技術和網絡技術的發展，基于因特網的設備故障遠程協作診斷的研究成為故障診斷技術一大趨勢，亦是人工智能領域的關注點。基于internet的遠程協作診斷技術需要具備三點第一，若干臺中心計算機作為服務器，在關鍵設備上建立狀態監測點，采集數據；第二，建立分析診斷中心，提供遠程技術支持和保障；第三，將診斷技術與網絡技術相結合，實現數據信息、診斷技術的網絡共享，使傳統診斷技術在網絡上遠程運用。

4 結語

通過對液壓傳動系統常見故障進行診斷，我們知道引起其故障產生的原因是多方面的，我們只有不斷提高實際工作中的故障檢測技術水平，創新檢修技術，形成一套科學合理的故障診斷體系，根據不同的故障類型針對性的采取有效措施進行故障排除，才能實現液壓傳動系統的健康運轉。