探讨液压系统故障诊断技术的研究现状与发展趋势

探讨液压系统故障诊断技术的研究现状与发展趋势

郭玉龙

河北旭阳能源有限公司 河北 定州 073000

【摘  要】知识经济时代背景下的工业生产，必须对其中的技术手段进行升级。作为机械化生产中的重要条件，工程机械液压系统必须要保证自身应用中的稳定性与连续性。本文从工程机械液压系统故障诊断的方法入手，对设备的维护措施展开分析，通过系统设定、环境管理、材料控制、操作优化这四个方面的内容，完成使用条件的改良。
　　【关键词】工程机械;液压系统;故障特点;
　　工程机械液压系统的故障具有一定的隐蔽性，如果仅仅依靠密闭管道内部，并且具有一定压力的油液进行传输，那么在表面就无法对系统的元件内部结构以及工作状况进行直接观察，所以导致故障的判断受到影响。液压装置自身的损坏与失效会发生在系统的内部，不容易被拆装，如果现场缺乏有效监测手段则无法对工程机械液压系统的故障进行全面的判断造成液压系统故障，分析非常困难。再次，引起故障的原因具有多样性的特点，通常情况下由于大多数液压系统的故障与原因会存在交叠的问题，一个故障可能因为多种原因而引起，这些原因也会经常共同出现，并且互相影响。液压系统的故障源能造成多个故障，而且同样的问题由于程度不同结构不同，与之配合的机械结构也不相同，这样也会造成故障的现象多种多样。所以对液压系统故障进行分析时，最主要的就是具体问题具体分析，只有全面把握液压系统的故障才能够提高液压系统故障检测的质量与水平。

　1液压系统故障诊断技术的研究现状
　　二十世纪六十年代起，英国机器保健协会就最先对液压系统故障诊断技术进行研究，通过于液压系统中安装加速度以及压力传感器，实现液压泵故障的检测诊断。1997年又有学者采取位置输入观测器鲁棒诊断法来进行对液压系统故障的诊断研究，2003年开始采用神经网络非线性辨识法以及广义卡尔曼滤波法对液压系统进行故障的预测估计，进一步完成液压系统故障的诊断工作。而我国液压系统故障诊断虽然起步比较晚，但通过迅速的研究发展，仍在短期内取得了极大的进步。1986年有学者对液压系统故障的诊断技术及机制进行研究探索，后利用振动信号又进行了液压系统故障诊断的深入研究。在2000年通过结合人工智能与信号处理的诊断技术，实现了液压系统故障的有效诊断。应用专家系统以及神经网络、鲁棒智能检测的诊断技术进一步实现了液压系统故障诊断的全面研究。通过对液压系统故障的全面分析，提出具有现实指导意义的液压系统故障诊断原则，并证实了多步预测神经网络在诊断液压系统故障中的有效性，在故障诊断技术上取得良好的应用效果。
　　2液压系统故障诊断技术的发展趋势
　　近年来，液压系统故障诊断中不断有新的相关学科技术以及理论被引入，液压系统故障诊断正处于一个活跃的正待完善及发展的领域。液压系统故障诊断技术的发展趋势主要包括以下几方面。
　　2.1传统方法结合新理论
　　传统的诊断方法需要赋予其更新的理论内容，才能将其科学有效地应用。在对轴承损伤以及液压泵泄露而使得出现缓变小幅度故障之时，需将故障信号应用混沌分形理论进行处理。并利用系统敏感性来进行信号的二次处理，进而解决故障信号不能有效进行提取问题;经系统故障诊断后，利用模拟退火以及遗传算法在MLP神经网络算法的应用，以解决网络训练局部小、求锯难的问题。
　　2.2融合多传感器信息
　　液压系统由于其恶劣的工作环境，使得噪声将故障信息淹没，系统故障往往不能凭单一传感器的信息来进行诊断。因而，多源信息的综合处理融合技术将成为系统故障诊断的研究重点，此技术能够将来自液压系统的单一目标的多源信息进行智能合成，以此产生更为精准、完全的判定。比之传统信号处理方式在不同层次的信息融合上更为有效，是一种较为复杂的诊断新形式，可以有效提升故障診断的决策科学性。
　　2.3融合多诊断方式
　　液压系统故障诊断方式在进行诊断策略制定时需考虑到其适用范围，结合不同诊断方式优点，全面提升诊断综合性能。将专家系统同神经网络相结合，应用神经网络的网络结构以及并行处理的能力来克服传统系统推理易陷组合爆炸以及难以知识表达的情况。在网络中存储专家知识的权值，来使得专家经验能够得到充分应用。系统故障诊断中还需利用联想功能及神经网络学习功能来不断进行新规则的归纳，完善知识储存，增强故障诊断系统的适应、自学、组织、容错等功能，结合解释机制来解决神经网络故障诊断的问题。
　　2.4多故障诊断
　　液压故障诊断系统受液压参数以及模型、噪声的影响，其内部动力传递较为封闭，可测量参数较小。且对于单输出系统的有限测量输出，需更具其不同故障的敏感度来进行残差矢量的设计，以此达到诊断故障隔离与多故障共同诊断的目的。
　　2.5远程诊断
　　当前，液压系统功能、规模以及复杂度正处于一个不断提升关键阶段，液压故障诊断的难度也随之增加。远程故障诊断是在网络通信以及分布式技术基础上向着故障诊断的新方向发展。远程故障诊断通过网络系统于异地进行远程现场液压检测，依据检测数据来实现故障诊断以及预报工作。在网络环境下简历故障诊断系统，充分发挥出网络信息共享的特点，以完善故障诊断系统的功能，以克服传统诊断方法的弊端。

　3工程液压系统的维护措施
　3.1定期进行保养。由于大多数的工程机械液压系统都安装有智能监控设备，可以及时对液压系统的故障进行判断，但是也只能够起到警示的作用，如果不能够定期进行保养，也很容易造成设备故障，为此最主要的就是通过定期检测与智能设备监测进行有机结合。通过定期对滤清器滤网进行判断，如果滤网中金属粉末过多，则说明油泵可能出现磨损等问题。要对工程液压系统累计运行500h之后进行滤芯替换。还要对液压油箱滤清器进行彻底的清理，并且及时更换液压油。通过安排专业的检测人员对液压系统进行检测，并且结合适当的情况进行调整与维护。
　3.2避免杂质、空气和水进入到液压系统内部。由于液压油对液压系统的运行效率具有非常明显的影响，而且大多数的液压系统精密元件构成非常多，一旦有固体杂质进入到液压系统内部必然会导致精密偶件受伤，甚至会导致油道阻塞等情况造成液压系统产生故障，而且液压油中通常含有7%的气体随着压力的升高，空气会从油中分离出来。如果气泡破裂时会导致液压元件产生汽蚀的现象引发噪音。在空气进入到油液之后，会造成气蚀问题加剧，而且液压油的压缩性也会存在不稳定性，导致液压系统的运行效率受到影响。当液压油中的水含量超标时，会导致液压元件产生锈蚀问题，严重的情况下甚至会影响溶液乳化，而导致机械设备出现严重磨损，所以在工程机械液压系统运行的过程中，最主要的就是避免水分进入到油液，加强对于储油罐的油盖密闭。避免油和水分进入到液压系统内部。
　　4结束语
　　液压系统故障在具体的诊断过程中将面临着很多实际问题，由于液压系统故障具有一定的分散性、隐蔽性以及随机性、多样性等复杂的特征，使得国内外学者在研究液压系统故障诊断中难以进行广泛深入的探索，故而，需针对实际的诊断情况，应用科学有效的诊断方式，取长补短，利用合理的诊断技术来保障液压系统故障的诊断策略顺利落实。

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