大型工程建设为我国的经济发展做出了巨大贡献,在基础工程建设之中,工程机械的使用逐渐增多,大幅度的提升了施工效率。为了保证工程进度和工程质量,工程机械的稳定性和可靠性十分关键。但在实际施工过程中,工程机械经常由于液压系统故障而出现各种问题,影响工程施工进展,甚至有可能造成工程质量下降。因此,必须对工程机械液压系统故障诊断技术进行分析,提高工程机械的可靠性,确保工程质量和安全。
1液压系统故障诊断的重要性
根据我国战略发展需要,各种基础工程建设在不断展开,特别是大型基础工程建设,为我国工业发展和新农村建设做出了巨大贡献。工程机械由众多系统组成,本身的结构十分复杂,在工程建设过程中大多数情况是露天作业,长期受到风吹日晒等外界因素的影响,工作条件十分艰苦。并且由于施工生产的特殊性使得工程机械在工地中的流动性很大,并且分布不集中,经常出现各种故障却不能及时得到排除,给工程施工带来了很大的干扰。液压系统在工程机械中的使用十分广泛,在很大程度上提升了工程机械的性能,液压系统运行的好坏,对工程机械的性能产生直接的影响。因此,必须对工程机械液压系统进行维护,出现故障之后能够及时的对故障进行诊断,确保液压系统的安全可靠,保障工程机械的正常运行。
2工程机械液压系统要求与故障机理分析
2.1 液压系统要求及常见故障
工程机械液压系统由于工程生产的特殊性,与一般机械中的液压系统要求存在较大差异。工程机械液压系统组成部件比较复杂,主要包括液压泵、控制阀、执行机构、变矩器等,在工程作业过程中,各个部件之间必须良好运行,才能保障液压系统的正常工作。对于工程机械液压系统,要求其具有良好的环境适应性和封闭性,在倾斜或颠簸的工作环境中,也可以进行快速的反应,并且需要具备机动灵活的特点。工程机械液压系统的常见故障主要有系统无力或者力不足,联动机构无法正常运行;液压动力机构无法正常工作;液压系统泄漏,造成油液浪费和油污污染;液压系统温升过高造成元件配合失灵或者元件的损坏;液压系统振动,影响系统稳定性等。
2.2工程机械液压系统故障机理分析
工程机械液压系统经常出现故障,故障类型可以分为两类,一类是原始故障,一类是自然故障。原始故障的主要原因是在液压系统的设计阶段、制造阶段、使用阶段存在故障根源,使得液压系统频繁出现故障。液压系统设计直接关系到系统性能的完善,对液压系统十分关键,通常由于液压系统的封闭性设计不够合理,使得系统中经常出现油污污染,对油箱、加速液压元件等造成堵塞或者磨损,导致出现故障。自然故障的主要原因是在使用过程中造成的自然磨损、老化和变质等,工程机械作业条件十分恶劣,在这样的条件下,对部件的磨损和消耗会更大,将加速部件老化,导致液压系统故障。
3工程机械液压系统故障诊断技术分析
3.1工程机械液压系统故障监测与诊断发展现状
面对工程机械液压系统故障频发的状况,国内外对工程机械液压系统故障监测与诊断进行了大量研究,并取得了众多成果。国外关于诊断技术的研究起步较早,在上个世纪中期开始,诊断技术就已经处于直接参数测量和信号处理阶段。九十年代开始,液压系统故障诊断技术开始向着人工智能方向发展。1997年,法国学者将未知输入观测器引入故障诊断之中,并就此展开了广泛的研究。进入二十一世纪之后,神经网络的非线性辨识方法得到采用,对液压系统故障诊断起到了十分关键的作用。
国内关于液压系统故障诊断技术的研究起步较晚,但是在最近几年得到了快速的发展。对液压系统的结构特性以及故障影响因素等进行了全面的分析,发展和完善了人工智能故障诊断方法和传递函数故障诊断方法。通过对液压系统的故障进行非线性分析,更加准确的对故障类型和故障原因进行诊断和分析,快速对液压系统故障进行处理,确保系统的正常运行。
3.2工程机械液压系统故障诊断方法
1)工程机械液压系统故障频发,对于故障诊断可以采用多种方法,主要的诊断方法包括直观检查法、对换诊断法、故障树分析法、动态响应分析法、仪表测量检查法等。由于工程机械液压系统故障通常并不是单一故障,存在很多非线性关系,不能用函数关系进行简单的描述,需要对故障进行准确的定位,因此还需要借助许多数学方法对故障进行诊断,比如贝叶斯法、模糊诊断法等。
2)常规的故障诊断方法比较简单和直观,通常由四个部分组成,分别是故障知识获取、故障知识表示、推理机制的实现以及测试维护与评价。首先需要对故障知识进行获取,对知识进行提炼和总结,然后通过框架对知识进行分类表示,通过层次分别对故障编号、类型等进行清晰的描述。在故障解决的过程中,对液压故障进行推理,之后采用系统语言进行输入和输出,对系统进行测试、维护,并对性能进行全面的评估。
3)组合诊断方法是针对大型工程机械采用的,由于这些工程机械液压系统故障比较复杂,具有多层次性和模糊不确定性,所以需要采取组合诊断方法,才能更加快速准确的对故障进行分析和判断。组合诊断方法通常会采用小波分析、模糊逻辑和ANN进行结合,也可以采取ES与ANN进行结合的诊断方法,神经网络诊断法之中,本身含有多种诊断方法,可以采取非线性系统和并行计算等方法对液压系统故障进行分析和诊断。组合诊断方法中,还可以将铁谱分析技术与现代智能技术进行结合,利用铁谱分析获取磨损状态信息,并与现代传感技术和神经网络技术进行结合,发展前景十分广阔。
4结束语
工程机械在施工生产中具有十分重要的作用,必须对工程机械液压系统故障进行及时的诊断排除,保障工程机械的正常运行,确保工程质量。工程机械液压系统故障具有多样化特点,故障诊断技术也比较丰富,在今后的发展中,应该注重对信息集成、信息融合技术的研究,将数据采集、混合智能故障诊断技术与远程协同诊断技术进行融合,更加准确、快速的对液压系统故障进行诊断。
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