液压系统故障诊断技术现状和发展趋势浅析

学术论文孟繁星 2018-09-11 10:55:38
    随着工程机械的大量使用,以及作业强度的不断提高,工程机械出现故障的几率也在不断提升,目前工程机械用得最多、最普遍的为液力机械传动及静液压传动。在工程机械出现的大部分故障中液压系统出现故障的概率是比较大的,因此对工程机械液压系统故障诊断技术的应用现状以及发展趋势进行探讨,有着非常重要的意义,希望能够对工程机械的制造发展起到积极推动作用。
    1工程机械液压系统的故障类型
    由于系统或元件失效所引起的液压系统压力、流量和温度的变化会造成工程机械液压系统行走和执行结构无力或迟缓、液压缸活塞的伸出和缩回不到位、液压离合器接合不良等故障。工程机械液压系统常见故障主要包括:
    液压系统漏油会影响到机械设备的正常运作,一般情况下,液压系统中的油箱添满油后,能够满足一定时间设备运作的需要,而液压系统漏油,意味着设备正常运作的时间就会大大的下降,在油量耗尽后,就很容易出现故障。
    液压系统的运动机构运动不正常,如不运动、运动不稳定或爬行。液压执行机构不能承担外界载荷,系统建立不起压力,导致执行机构举不起、推不动、拉不走的无动作现象,严重影响工程进度。
    液压系统有异样噪音,甚至引起系统剧烈振动,这不仅使工作环境更加恶劣,更会使机械失去稳定性,影响其工作效率。
    2工程机械液压系统的故障诊断技术
    2.1现场的初步检查与诊断
    液压系统发生故障时,现场的初步故障诊断应遵循以下步骤:
    (1)观察液压系统油箱内的油量是否符合要求;压力表和油温表在工作中指示值的变化;有无气泡和变色现象;密封部位和管接头等处的漏油情况;故障部位有无损伤、连接件脱落和固定件松动的现象。
    (2)仔细听液压系统有无异常响声,如系统吸进了空气就会发出高音刺耳的啸叫声;过载阀过载则发出粗沉的嗒嗒声;液压泵轴承或泵轴损坏就会有喳喳或咯咯声;滤油器被堵塞、液压泵吸油管松动或油箱油面太低就会发出气蚀声。经验丰富的维修人员可以通过响声节奏和音律的变化来确定故障发生的部位以及不正常的元件,甚至是元件损伤的程度。
    2.2液压系统的仪器诊断和电脑诊断
    采用仪器来检测系统压力的方法可以有效克服液压系统流量检测比较困难的缺点。如在一个施工项目中,一台柳工ZL50装载机,在运转5800 h 后出现行走无力的症状,其变速器进、出口的壓力值都很正常。但是当操作动力换挡变速阀并测量方向离合器压力时,发现该压力只有0.5MPa,无法建立起正常压力。后来通过分解变速器,发现故障原因是由于方向离合器油道中油封损坏,导致了液压油渗漏。要特别注意的是,现在越来越多的进口工程机械要借助专门的检测电脑来完成工程机械液压故障的诊断。
    3发展趋势
    随着机电液一体化技术的不断发展,计算机及数据处理技术、网络与通讯技术等逐渐与之融合,工程机械液压系统的故障检测与诊断技术也正从单纯的主观分析向新的方向发展,主要有以下几个方面。
    (1)主动维护。开展液压系统的故障预测,实现主动维护技术。必须使液压系统故障诊断现代化,加强专家系统的开发研究,建立完整的、具有学习功能的专家知识库,并利用计算机和知识库中的知识,推算出引起故障的原因,提出维修方案和预防措施。要进一步开发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件,开发液压系统自补偿系统,包括自调整、自校正,在故障发生之前进行补偿,这是液压行业努力的方向。
    (2)智能化。知识工程、专家系统和人工神经网络等人工智能技术在工程机械液压系统监测与诊断领域的应用,可很好地解决因液压系统故障隐蔽、多样、成因复杂而导致故障诊断严重依赖实践经验问题。
    (3)网络化。现代工程机械液压系统的结构日趋复杂,专业性也越来越强,这就需要设备专家能够及时介入设备的故障检测与诊断之中。工程机械流动性较强,设备厂商往往不能及时派遣专家到现场解决问题,因此建立基于互联网的实时在线测与故障诊断系统,将成为工程机械液压系统监测与诊断的必然选择。
    (4)泄漏控制。油液泄漏是液压系统发生故障的主要原因之一,泄漏控制包括防止液体泄漏到外部造成环境污染和外部环境对系统的侵害两个方面。今后,将发展无泄漏元件和系统,如发展集成化和复合化的元件和系统,实现无管连接,研制新型密封和无泄漏管接头,电机油泵组合装置等。无泄漏将是世界液压界今后努力的重要方向之一。
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