工程机械液压系统故障监测诊断技术的现状和发展趋势--徐飞

('工程机械液压系统故障监测诊断技术的现状和发展趋势徐飞摘要：随着社会科技的不断发展，工程机械液压系统故障检测诊断技术的发展也极为迅速，进而有效保障工程机械液压系统的运行效率。但是，在工程机械液压系统不断发展的过程中，系统故障问题也不断出现，因此，必須要结合科技的发展以及工程机械液压系统的发展趋势，对故障监测诊断技术进行更新和升级。对此，该文主要对工程机械液压系统故障监测诊断技术的现状和发展趋势进行分析。关键词：工程机械液压；故障监测诊断；技术现状；发展趋势该文主要对工程机械液压系统故障监测诊断技术的现状和发展趋势进行分析。1.工程机械液压系统故障监测诊断技术的现状从上个世纪六十年代液压系统故障诊断技术就已经被发明，但是前期的诊断方法大多都是通过对系统的流量、压力以及振动等技术参数进行处理而进行监测诊断，直到上个世纪九十年代人工智能诊断技术逐渐发展起来，液压故障诊断技术才真正得到了发展的契机。虽然我国的机械液压系统故障监测诊断技术的起步时间晚，但是通过了几代人的共同努力，我国在工程机械液压系统故障检测诊断技术方面与西方发达国家之间的差距已经逐步缩小，甚至在某些领域已经实现了反超。但是我们也应注意到工程机械液压系统的特殊性，发生的故障具有一定的渐变性和隐蔽性，当前工程机械液压系统的常见故障诊断技术有两种，分别是基于人工智能的故障诊断技术以及基于传递函数的故障诊断技术。人工智能诊断技术可以分为专家系统和神经网络两个分支；而基于传递函数的故障诊断技术则由于液压系统的故障原因和征兆之间非线性映射关系非常复杂，无法用简单的函数进行准确描述，因此说在故障诊断方面存在一定的难题。近年来我国很多的科研机构以及大学都在这一领域投人了大量的精力，例如:华中科技大学、西安交通大学、吉林大学以及浙江大学等，都已经在这一领域取得了一定的成果。此外，还有一些企业另辟蹊径，开发出汽车信息监测系统，这样可以对工程车辆的运行状态进行实时监测，并记录、存储相关的监测信息，这样不仅能够保证车辆的安全运行，还能够根据系统记录的信息，来对工程机械液压系统进行妥善的管理，提高工作效率。中联、柳工、福田、徐工等公司近年来在工程机械电子监控系统方“面有了长足的进步，其中以广西柳工的智能型工程机械故障诊断与远程服务系”统最为成功，通过安装在工程机械上，无论在任何地方，生产厂家都能够通过开通远程服务系统的方式对机械工作运行状态进行实时监控，一旦出现故障和隐患，厂家可以迅速进行会诊，在最短的时间内提出解决方案，以便于故障的快速排出，并将用户急需的零配件迅速送抵维修现场。2.对工程机械液压系统的要求工程机械多在室外工作，作业环境较为恶劣，如挖掘机、铲运机、起重机、装载机、推土机等机械设备的推、拉、举、吊、运等作业，经常处于泥土砂尘之中，风霜雪雨之下，严寒酷暑之中，潮湿腐蚀环境之间。载荷往往是多变并伴有振动，工作速度经常处于瞬态转换兼有惯性冲击。因此对工程机械液压系统应有与固定式作业机械、室内工作机械的液压系统不同的要求:工程机械液压系统应具有良好的环境适应性和可靠的封闭性。工程机械液压系统经常处在倾斜、颠簸情况下工作，因此系统应具有更高的工作可靠性:对各种多变载荷和多变速度的作用，系统应具有灵敏的实时应变的能力。液压系统应具有更好的机动性，使系统封闭而又能做各种变动。如元件间的柔性联结，活动联结，万向联结等装置。工程机械液压系统主要由液压泵、控制阀、变矩器、执行机构（液压马达和液压缸）、变速器和动力换挡变速阀等组成，其故障通常表现为行走和执行结构无力或迟缓、液压离合器接合不良、液压缸活塞的伸出和缩回不到位等。究其原因，主要是由于系统或元件失效引起的，这种失效通常表现为液压系统压力、流量和温度的变化。因此，工程机械液压系统常见故障有:（1）液压系统表现无力和力不足。如执行机构不足以克服外界载荷，系统建立不起压力，执行机构无动作；需要同时联动的机构，不能联动。执行机构这种推不动、举不起、拉不走的现象，严重影响工程机械的工作效率。（2）以液压为动力的运动机构不运动或运动不稳定，或爬行。（3）液压系统泄漏，运动时的相对运动副，管路联结，液压元件固定联结等处漏汕或渗漏，造成油液对环境的污染，油液的浪费，机械效率的降低，严重时还将引起系统工作的不稳定和系统的破坏。（4）液压系统温升过高，油液变质变稀，内泄加剧，效率降低，元件产生热变形，破坏了配合件的配合精度与配合性质，甚至造成元件的损坏。3.工程机械液压系统的故障机理工程机械液压系统工作中之所以发生故障，主要原因在于设计、制造、使用等诸方面存在故障根源，也即所谓原始故障:其次便是在正常使用条件下自然磨损、老化、变质而引起的故障，也即所谓自然故障。下面主要分析由于设计、创造、使用不当而产生的故障。（1）设计原因。设计问题是关系到液压系统性能的根本问题，属先天性。比如，油液的污染会给液压系统带来一系列故障。在液压系统中，极易造成油液污“”染的地方是油箱。最常见的是封闭性设计不够合理，如在联接处接管处不加密封，导致污物渗入油箱。污染的油液进入液压系统中，加速液压元件的磨损、锈蚀、堵塞，最后导致故障的形成。近几年来国内外在液压油箱结构设计上对如何减少或杜绝污染物进入油箱问题上都做了不少有益的探索和实践。如德国力士乐公司的液压系统，全部采用了全封闭式油箱结构，由于油箱密闭，所以泵的进口处取消了吸汕口处的过滤装置，所有同油进入一个总回汕管路，在回油管口端加装一滤油装置，目的是过滤掉系统内由于元件磨损的残余物及从密封处进入系统的污物，以保持油箱内油液的清洁。这样的结构不仅避免了外界污物对油箱内油液的污染，而且由于吸油口去掉了过滤装置，使吸油阻力大大减少，从而可避免空穴现象，同时噪声和功率损失也相应减少。另外，悬浮在汕液中的空气，对系统工作是有害的。它降低油液的体积弹性模量，使系统失去刚性，产生气穴，增大功率损失，使系统产生噪声，元件遭受气蚀，降低元件使用性能与寿命，对油液产生氧化作用，使油液失去润滑性以及使油温升高等。悬浮于油液中的气泡，由于油液粘滞阻力的作用不易从油液中浮出液面，所以应当在油箱中增加滤除悬浮气泡的结构。（2）使用原因。工程机械由于工作环境恶劣，其执行机构的活塞杆常裸露在外，被大气中污物所包围。杆在伸出缩进的往复运动中，不仅受到磨粒的磨损与大气，腐蚀性气体的锈蚀，而且还有可能从杆与导套的配合间隙中进入污物，污染油液可加速液压缸和组件的磨损。4、工程机械液压系统故障监测诊断技术的发展趋势随着社会经济的不断发展，工程机械液压系统故障监测诊断技术的发展也极为迅速，虽然对提高工程机械液压系统运行的安全性、可靠性已经做出了一定的安全保障，但是故障监测诊断技术运行的过程中还应随着科学技术的发展而发展。根据对工程机械液压系统故障监测诊断技术的分析，该技术在未来发展中主要从以下几个方向入手向着混合智能、数据采集故障诊断技术的方向发展，同时可以应用互联网技术，实现对工程机械液压系统的远程协同诊断技术；向着多传感器．信息集成融合技术的方向发展，并且不断开发软技术，实现对工程机械液压系统故障监测诊断的质量。通过这些研究，为完善我国工程机械行业故障检测、预防、诊断的理论体系，建立全国范围内的远程维护服务系统，具有十分重要的理论和实用价值，具有十分广阔的应用前景。参考文献：[1]贺彩宏，韩学松．工程机械出口谋略.2012[2]邵慈丽.浅析工程机械液压系统中常见故障的应对措施.2013[3]彭林东.议我国工程机械液压系统故障诊断技术的发展现状.2015.',)