液壓傳動系統(tǒng)故障診斷方法的探討

陳 俐，黃建明

（甘肅機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741001）

液壓傳動由于其具備諸多優(yōu)點而獲得廣泛應(yīng)用，但液壓傳動屬封閉的管路循環(huán)系統(tǒng)，一旦發(fā)生故障則比較隱形，與機械、電氣傳動故障相比，往往發(fā)生在液壓系統(tǒng)或元件內(nèi)部，難以直接觀測，故障診斷的難度較大，需要借助系統(tǒng)的診斷與分析方法才能盡快判定故障原因和部位以利于排除設(shè)備故障。

1 液壓故障分類與診斷步驟

（1）液壓故障分類。①液壓故障發(fā)生幾率。液壓傳動系統(tǒng)發(fā)生故障的幾率會隨著時間而變化，大致分初期故障、正常工作和壽命故障三個階段[1]。②液壓故障類型。依據(jù)液壓系統(tǒng)、元件運行狀況，可將故障分為共性故障、個性故障和理性故障三類[2]。根據(jù)液壓設(shè)備運行中出現(xiàn)的故障特征大致分為五類，即漏油、發(fā)熱、振動、壓力不穩(wěn)定和噪聲[1]。

（2）液壓故障診斷步驟。液壓傳動系統(tǒng)故障的診斷與分析涉及諸多因素，工作過程差異比較大，但其主要步驟大致相同。①確定任務(wù)。擬定液壓故障診斷的范圍，明確故障分析的最終目的。②現(xiàn)場了解。到液壓設(shè)備現(xiàn)場收集相關(guān)技術(shù)信息，大致了解現(xiàn)場狀況，并進行初步判斷。③擬定方案。擬定液壓故障診斷的路線、方向、檢測和試驗方式等技術(shù)手段，預(yù)估工作進程，確定所需的檢修人員、技術(shù)資料及儀器具等。④方案實施。按擬定方案、工作程序?qū)σ簤汗收线M行檢查、測試、試驗、判斷、驗證等。⑤記載總結(jié)。主要記載癥狀、液壓元件的損壞情況、測試和試驗過程、分解過程、故障定論、處理過程和處理后的運行狀況等，宜形成書面技術(shù)文件。

2 液壓故障傳統(tǒng)診斷方法

（1）“四覺”診斷法?！八挠X”診斷法，即檢修人員運用視覺、聽覺、觸覺和嗅覺等感官來直接判斷分析液壓傳動系統(tǒng)故障，主要用于現(xiàn)場的初步檢查與診斷。①觀察法。即看液壓系統(tǒng)的工作壓力、速度或轉(zhuǎn)速、油液、泄漏、振動等是否存在問題。②聽診法。即聽液壓系統(tǒng)沖擊聲、噪聲及其他異常聲響等，判斷液壓系統(tǒng)工作是否正常。③觸摸法。即用手摸溫升、振動、爬行及連接處的松緊程度等，判定運動部件的工作狀態(tài)。④嗅覺法。即檢修人員通過嗅覺，判斷液壓傳動工作介質(zhì)是否變質(zhì)或元件發(fā)熱、電磁線圈是否燒蝕等。

（2）儀器檢測法。用壓力表、流量表等檢測儀器，針對液壓故障相關(guān)部位檢測壓力、流量、速度、轉(zhuǎn)速及溫度等，對照其技術(shù)文件正常值，以便判斷故障原因及部位。

①用壓力表測試。壓力是液壓系統(tǒng)最重要的敏感參數(shù)，液壓故障往往都表現(xiàn)為壓力不足，因此用壓力表測試系統(tǒng)有關(guān)部位的壓力來判斷其狀態(tài)是最為普遍的故障檢測手段。②用流量計測試。流量也是液壓系統(tǒng)的重要參數(shù)，可用流量計檢測液壓元件的內(nèi)泄漏與容積效率、液壓回路與元件的進出口等流量異常情況。③用秒表或轉(zhuǎn)速表測試。執(zhí)行元件的運動速度或轉(zhuǎn)速的變化，是液壓系統(tǒng)中某些元件狀態(tài)變化的反映。液壓缸運行速度可用秒表測出，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速可由轉(zhuǎn)速表或標(biāo)記直接測出。④用溫度計測試。液壓元件正常表面溫度在50℃左右，發(fā)生故障后由于節(jié)流、摩擦發(fā)熱過多溫度可上升至80℃以上[3]。測試液壓元件表面溫度還須綜合系統(tǒng)狀況進行診斷。

（3）邏輯推理法。設(shè)備維護技術(shù)人員憑借自身扎實的機械、液壓傳動等技術(shù)功底，也可從理論上對液壓系統(tǒng)、回路及元件發(fā)生的多數(shù)故障進行邏輯推理分析[5]。由于液壓故障的表現(xiàn)形式大致可以歸納為壓力異常、速度異常及動作異常，故通過調(diào)閱液壓系統(tǒng)圖，并遵循其構(gòu)成的液壓回路及其元件的工作原理進行縝密的邏輯推理，則基本上可以確定引起液壓故障的部位和原因，然后再輔助其他方法做進一步排查確認(rèn)。

（4）對換診斷法?，F(xiàn)場維修中常采用不用儀器的對換診斷方法，即若現(xiàn)場無檢測儀器或被查元件比較精密而不宜拆開時，可換上其它同型號機器上的元件進行檢查，即能快速地診斷出有無故障。

3 液壓故障先進診斷方式

（1）電腦程序檢測。隨著傳感器及檢測技術(shù)的發(fā)展使得設(shè)備多參數(shù)的自動測試已成為可能?？梢詤⒖冀梃b數(shù)控系統(tǒng)自診斷技術(shù)的啟動診斷、在線診斷及離線診斷等方式，借助設(shè)備的中央控制臺屏顯液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)，一旦發(fā)生工作異常即時報警，并提示故障代碼，可供工程技術(shù)人員查閱設(shè)備維護使用手冊即可快速確定液壓故障部位與原因。

（2）故障檢測儀?，F(xiàn)在越來越多的進口機械設(shè)備，其故障診斷都可以借助專門的故障檢測儀來完成。一般故障檢測儀內(nèi)設(shè)計算機芯片，自帶診斷程序，檢測時通過數(shù)據(jù)線接口與設(shè)備專設(shè)接口相連互通即可實現(xiàn)檢測，其所測數(shù)據(jù)豐富、體積小且攜帶方便。

（3）人工智能診斷。人工智能（AI）就是通過計算機模擬人類專家的智能活動，進行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，旨在取代或延伸人的部分腦力勞動，并對人類專家的智能進行收集、儲存、完善、共享、繼承與發(fā)展的技術(shù)。目前應(yīng)用較成熟的人工智能技術(shù)有專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和計算機視覺技術(shù)等，其中用專家系統(tǒng)進行故障診斷是一個典型的應(yīng)用[5]。

（4）通信診斷。通信診斷也稱遠(yuǎn)距離系統(tǒng)診斷或“海外診斷”。例如德國的西門子公司在CNC系統(tǒng)診斷中，采用了這種診斷功能[6]。液壓設(shè)備設(shè)計與制造者可以借鑒引入，使液壓設(shè)備也具有通信診斷功能，這樣只要液壓設(shè)備用戶將設(shè)備工控機上的專用通信接口通過普通電話線路或網(wǎng)線連接到設(shè)備維修中心的專用計算機上，就可以聯(lián)機測試數(shù)據(jù)并進行分析、診斷。

（5）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)診斷?；贗ntranet及Web等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開發(fā)專門針對液壓傳動系統(tǒng)故障診斷的網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)?？刹捎肕icrosoft Visual Studio2010專業(yè)版ASP.NET+C#作為開發(fā)工具，采用SQL Server2008實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)布、動態(tài)存儲及管理。系統(tǒng)平臺開發(fā)中應(yīng)積極引入人工智能技術(shù)、專家知識庫、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)及云計算等，并且兼具開放性，支持系統(tǒng)知識庫的動態(tài)補充、更新，實現(xiàn)信息查詢、資源共享、論壇、可視化及遠(yuǎn)程診斷等功能。

依托液壓傳動系統(tǒng)故障診斷的網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)，開發(fā)專門針對智能手機的第三方應(yīng)用程序APP，借助移動互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)智能手機的聯(lián)網(wǎng)查詢與咨詢，將會更加便捷。

4 結(jié)論

液壓設(shè)備技術(shù)管理人員必須研究液壓系統(tǒng)圖，熟悉傳統(tǒng)診斷方法，并學(xué)會運用先進檢測方式，才能在液壓傳動系統(tǒng)故障診斷時熟能生巧、事半功倍。

建議液壓設(shè)備研發(fā)、制造方，提高設(shè)備的自動檢測技術(shù)水平，不斷研發(fā)新型故障檢測儀，引入人工智能（AI）、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)診斷及智能制造等先進技術(shù)，使液壓系統(tǒng)故障診斷逐步實現(xiàn)智能化。