液压系统故障诊断技术的现状及发展趋势
液压技术发展趋势
液压技术的发展趋势摘要：本文通过对传统液压技术的优缺点分析，同时结合现代科学技术和人类社会的需要，展望了液压系统在控制技术、环境适应性、元器件标准化，以及系统设计等方面的发展可能性。
关键字：液压技术液压发展液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动方式。
相对于其它传动方式而言，液压传动具有输出力大，结构紧凑，体积小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工业、农业和军事的许多机械设备上。
液压技术具有很大的发展空间。
一、液压技术的发展液压技术是在18世纪末英国制成世界上第一台水压机开始新起的，由于技术的原因，开始的很长一段时间内，它的发展很慢。
真正的发展和应用是上世纪50年代开始复苏的，液压技术以其突出的优点很快就成了工业中被积极探索穿新的对象。
经过半个多世纪的发展，液压技术经历了高速发展期（指液压技术在高速高压化问题上的突破阶段）、重视环保期、重视可靠性阶段和机电与一体化时期等发展阶段，液压技术也慢慢走向成熟了，成为了工业技术中的宠儿。
液压技术位现代工业创造了不可估量的价值。
目前，液压技术已成为衡量一个国家工业化水平的重要标志。
我国液压技术起步较慢，在西方国家已经成为发达国家时，早已成为工业国家时，我国才刚刚实现国家的独立，而且在建国初期还走了许多弯路，迟迟没有发展真正意义的工业，我国的工业技术远远落后于发达国家。
知道改革开放以来，中国在不断学习外国先进技术，液压技术也是受到外国液压技术的影响，在后来的30年中，我国的液压技术在不断的进步。
在工业发展的今天，我国的液压技术已经成为重点技术项目。
二、液压技术存在的问题液压技术已经应用到了许多机械设备，这也暴露了液压技术的许多问题，待需人们去解决，同时，我国的液压技术也低于其他国家。
据统计，世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的3%~5%，而我国只占1%左右，这充分说明我国液压技术使用率低，液压技术还不够成熟，努力扩大其应用领域将有广阔的发展前景。
液压系统故障诊断技术的研究现状与发展趋势
７
ｈｙ℃ｈｕｌｉｃ ａｃｔｕａｔｏｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｕｓｉｎｇ ｎｅｕｌ．ａｌ ｎｅ艄ｒｏｒｋｓ”的学 术论文，主要对二阶液压舵机系统的输出矢量空间 进行神经网络故障诊断［８】；１９９９年ＣＨＲ对动态专 家系统进行研究，开发了相应的专家系统应用软
件［５Ｊ；２００３年，哥伦比亚学者ＬＩＮ』埘Ｃ等［９】采用神
障将导致整个液压系统瘫痪，因此液压泵故障诊断 是能源系统故障诊断的关键【３，１ ２１，常见的柱塞泵故 障模式如表１所示［２—６，１ ２１。
表ｌ液压泵故障机理分析
从表ｌ可以看出，球头松动和配流盘偏磨等故 障特征较为明显，诊断相对容易；液压泵泄漏和轴 承损伤故障特征信号微弱，容易被环境噪声淹没， 需要采取先进的诊断策略才能可靠、有效地诊断出 故障。 ２．２液压伺服系统故障机理分析
击萎霪裳嚣；ｉ；；：：萎≯元件受冲
力嚣阀输出１亘定’流量’系统压 压雾黧？嘉喜釜蕻下降’
输出增益大小变化
传感器输出有一恒定偏差
突变故障’故障特征明显
缓变故障’故蚓例显，故障特征难以提取
突变故障，故障特征明显
突变故障，故障特征明显
。。篓堂置璺．翌兰箩量补偿电路故
障或输出引线断路
。曼鎏挲釜二鎏妻：。蒌銎≥皇蹩干
析方法全面分析和研究了轧机液压系统故障，提出 对液压系统故障诊断有指导意义的原则；２００３年杨 光琴【５】对小波、小波包分析和多传感器信息融合技 术在液压泵故障诊断中的应用作了大量研究；同年 该教研室张若青［８】采用动态神经网络进行了液压余 度舵机伺服系统故障诊断，并通过仿真和试验验证 了多步预测神经网络对余度舵机进行故障诊断的有 效性。
这里首先介绍了近年来国内外液压系统故障
随着液压系统向质量轻、体积小、高压化、功 诊断的研究现状；其次从液压能源和伺服系统两个
液压系统故障树分析技术的研究现状与发展趋势
Ｃ ｕ ｒ ｎ Ｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ｎｄ ｒｅ ｔ ｓａ ｃ ａ Ｄ ｅ ｅｏ ｉ ｅ ｄ ｏ Ｆ ｕ ｔ Ｔｒ ｅ ｖ ｌ ｐ ｎｇ Ｔｒ ｎ ｓ ｎ ａ ｌ ｅ Ａｎａｙ ｉ ｆ Ｈ ｙ ｒ ｕｉ Ｓ ｓｅ ｌ ｓ ｇ ｙ Ａ ｈ ｎ－ ｕ Ｚ Ａ Ｙｎ － ｉ Ｈ ＮＧ ｉｇｙ Ｗ Ｇ Ｘ －ｅｇ ＡＮ ｕｒｎ Ｄ Ｇ Ｚｅ ＡＮ ｈ ｎ
Ａｂｔａｔ Ｔ ｅｃ ｒ ｎ ｅｅｒｈｏ ａ ｌＴｅ ｎｌ ｉ Ｆ Ａ ｏ ｙｒｕｉ ｓｓ ｍ ａ ｈｍ ｎ ｔ ｂｏｄｉ ｅｅｔ ｅｒ ｗ ｓｉｒｄ ｃｄ ｓｒｃ： ｈ ｕｒ ｔ ｓａｃ ｆ ｕｔ ｒｅＡ ａ ｓ Ｔ ） ｆ ｄａ ｌ ｙｔ ｔ ｏ ｅａ ｄａ ａｒａ ｎｒｃｎ ｙａｓ ａ ｔ ｕ ｅ． ｅ ｒ Ｆ ｙ ｓ（ ｈ ｃ ｅ ｎｏ
摘 要 ： 绍 了 近 年来 国 内外 液 压 系统 故 障树 分 析 （ Ａ 的 研 究 现 状 ， 重 总 结 了基 于 模 糊 数 和 基 于 Ｔ Ｓ模 型 的 液 压 系 统模 糊 Ｆ Ａ方 介 Ｆ ） Ｔ 着 — Ｆ
法 ， 述 了二 态 系统 、 评 多态 系统 重 要 度 和 模糊 重 要 度 等 重要 度 分 析方 法 ， 纳 了基 于 Ｆ Ａ 的故 障 诊 断 专 家 系 统 和 故 障 搜 索 方 案 等故 障 归 Ｆ 诊 断 优化 方 法 ， 出借 鉴 其 他 系 统 的 Ｆ Ａ 方 法并 移 植 到 液压 系统 中 、 现 有 的 Ｆ Ａ 方 法 与 其 他 算 法 相 融 合 是 液压 系 统 Ｆ Ａ 领 域今 后 指 Ｆ 将 Ｆ Ｔ
Ｈｙ ｒ ｕ ｉ ｓＰ ｅ ｍａｉｓ＆ Ｓ ａ ｓＮ ．． ０ ０ ｄａ ｌ ｎ ｕ ｔ ｃ ｃ ｅ ｌ／ ｏ ８２ １
液 压 系 故 障树 分 析 技术 的研 究 现 状 与发 展 趋 势 统
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液压系统是工业领域中常见的一种动力传递系统，其在机械设备中起到了至关重要的作用。
由于液压系统的复杂性和工作环境的限制，故障诊断一直是液压系统领域的一个难题。
随着科技的发展，液压系统故障诊断技术也在不断进步，本文将探讨液压系统故障诊断技术的研究现状与发展趋势。
一、液压系统故障诊断技术的研究现状1. 传统的故障诊断手段在过去的几十年里，传统的液压系统故障诊断技术主要依靠经验和检测设备，如压力表、温度计和流量计等来进行故障诊断。
这种方法的局限性在于需要依赖经验丰富的技术人员，并且对设备的要求较高，检测结果也容易受到外部环境的影响。
2. 基于模型的故障诊断技术随着计算机技术和数学建模技术的发展，基于模型的液压系统故障诊断技术逐渐兴起。
通过建立液压系统的数学模型，并利用先进的信号处理和数据分析方法，可以实现对液压系统工作参数的实时监测和故障诊断。
这种技术可以提高故障诊断的准确性和可靠性，但是需要较高的计算机硬件和软件支持。
3. 智能化故障诊断技术近年来，随着人工智能和大数据技术的飞速发展，智能化故障诊断技术开始在液压系统领域得到应用。
利用人工智能技术，可以对液压系统进行智能化监测和诊断，实现对系统运行状态的实时分析和预测。
大数据技术可以对液压系统的历史数据进行深入挖掘，为故障诊断提供更为丰富和可靠的信息。
二、液压系统故障诊断技术的发展趋势1. 多元化的故障诊断手段随着传感器技术、通信技术和数据处理技术的不断进步，液压系统故障诊断技术将更加多元化。
未来的液压系统故障诊断手段将不仅限于传统的传感器检测和数学建模，还将包括图像识别、声音识别等更为先进的技术手段，从而实现对系统工作状态的全方位监测和诊断。
液压系统故障诊断技术的研究现状和发展趋势表明，未来液压系统故障诊断技术将更加智能化、多元化和数据驱动。
随着科技的不断进步，相信在不久的将来，液压系统故障诊断技术将得到更广泛的应用，为工业生产提供更稳定、可靠的支持。
数控车床液压系统故障诊断与维修
数控车床液压系统故障诊断与维修绪论：随着我国工业化程度的不断提高，液压传动与控制技术在经济和国防领域的应用越来越普遍。
而一旦液压系统在生产途中发生故障，就会降低生产率，严重的甚至造成灾难性后果。
车床液压设备的故障诊断与维修是保证其运行可靠，性能良好并充分发挥效益的重要途径。
1 国内外数控机床故障诊断的研究现状及发展趋势数控机床故障诊断的研究现状根据液压系统故障诊断技术的要求，依靠近代科学的最新研究成果和各种先进的监测手段，目前我国研究开发及引进的故障诊断方法有：计算机仿真、直观法、自诊断功能法、功能程序测试法、交换法、转移法、参数检查法、测量比较法、敲击法、局部升温法、原理分析法等数控机床故障诊断的发展趋势由于机械设备工作状态的多样性，其故障诊断技术的发展趋势是不解体化、高精度化、智能化及网络化不解体化为了对系统温度及重要部件的工作参数进行监测，并利用光纤传感器监测系统温度、液压油粘度和压力等的变动将超微型传感器安置于液压系统内的不解体检测。
高精度化在信号技术落后处理方面，是指提高信号分析的信噪声比，对于较复杂的液压系统而言，其信号、系统瞬态的、非平稳的、突变的。
将小波理论用于这些信号的分析处理上，则可大大提高其分辨率。
在振动信号的处理上，全息分谱分析方法则充分考虑了幅、频、相三者的结合，弥补了普通傅立叶谱只考虑幅、频关系的不足，能够比较全面的获取振动信号。
智能化车床液压系统的完全自动化诊断，减轻了工作量，并提高诊断速度及正确性。
就要丰富故障诊断专家系统的知识库，必须深入研究故障形成机理。
同时将模糊神经网络方法用于故障诊断的专家系统中，使之具有一定的智能，具有自组织、自学习联想功能，从而使诊断系统自我完善，自我发展。
此外诊断系统将有集中式走向分布式，系统的硬件生产标准化、软件设计规范化模块化，这有利于缩短系统的开发周期，提高系统的可靠性。
网络化是本世纪故障诊断技术的发展方向，随着计算机网络技术的发展及通信技术的进步，自用各种通信手段将多个故障诊断系统联系起来，实现资源共享可提高质量和精度。
液压与气动技术发展趋势
液压与气动技术发展趋势社会需求永远是推动技术发展的动力，降低能耗，提高效率，适应环保需求，机电一体化，高可靠性等是液压气动技术继续努力的永恒目标，也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。
由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。
尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。
综合国内外专家的意见，其主要的发展趋势将集中在以下几个方面：1．减少能耗,充分利用能量液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。
如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。
为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题：①减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。
主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。
②减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。
③采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。
④发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展3通径、4通径电磁阀以及低功率电磁阀。
⑤改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。
⑥为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。
2．主动维护----液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。
----要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。
液压技术的发展现状和趋势
液压技术的发展现状和趋势Last updated on the afternoon of January 3, 2021内蒙古科技大学课程论文论文题目液压传动技术现状及趋势学生姓名刘颖学号专业班级机09-9班指导老师钟金豹液压技术的发展现状及趋势摘要：液压与气压传动相对于机械传动来说是一门新兴技术。
二十一世纪国内外的液压技术日渐走向成熟，但由于液压技术存在的一些优缺点，导致液压技术的发展速度受限。
本文介绍了液压传动技术的一些优缺点和国内外液压技术的一些发展状况和趋势。
关键词：液压技术发展趋势发展现状新兴技术国内外液压液压与气压传动相对于机械传动来说是一门新兴技术。
从1795年世界上第一台水压机诞生起，已有几百年的历史，液压传动技术被广泛采用和有较大幅度的发展是由19世纪崛起并蓬勃发展的石油工业推动起来的，最早实践成功的液压传动装置是舰船上的炮塔转位器，其后出现了液压六角车床和磨床，一些通用车床到20世纪30年代末才用上了液压传动。
第二次世界大战期间，在一些兵器上用上了功率大，反应快，动作准的液压传动和控制装置，大大提高了兵器的性能，也大大促进了液压技术的发展。
战后，液压技术迅速转向民用，并随着各种标准的不断制订和完善，各类元件的标准化，规格化，系列化而在机械制造，工程机械，材料科学，控制技术，农业机械，汽车制造等行业中推广开来。
由于军事及建设需要的刺激，液压技术日益成熟。
20世纪60年代后，原子能技术，空间技术，计算机技术等的发展再次将液压技术推向前进，使它发展成为包括传动，控制，检测在内的一门完整的自动化技术，在国民经济的各个方面都得到了应用。
如工程机械，数控加工中心，冶金自动线等。
液压传动在某些领域内甚至已占有压倒性优势。
液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。
利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。
因而在工程机械、冶金、军工、农机、汽车、轻纺、船舶、石油、航空和机床行业中，液压技术得到了普遍的应用。
目前国内外液压技术现状及发展趋势！
⽬前国内外液压技术现状及发展趋势！⼀、国内液压技术现状液压技术相对机械传动来说是⼀门新技术，从17世纪中叶巴斯卡提出静压传递原理，珠世纪末英国制成世界上第⼀台⽔压机算起也只有⼆、三百年的历史。
近代液压系统技术在⼯业上真正推⼴使⽤亦是本世纪中叶以后的事，⾄于它和微电⼦技术密切结合、得以在尽可能⼩的空间内传递出尽可能⼤的功率并加以精确控制，更是近15年内的新事物。
我国液压⾏业已形成了门类齐全，有⼀定⽣产能⼒和技术⽔平，初具规模的⽣产科研体系。
⽬前全国约有近300家企业，还有液压研究室(所)、国家级液压元件质监督检测中⼼以及国家重点实验室。
我国液压站已可为⼯程机械、农业机械、机床、塑机、冶⾦、矿⼭、⽯油化⼯、铁路、船舶、轻⼯机械提供⽐较齐全的产品。
⽬前，液压元件产品约有1000个品种，近10000个规格。
通过科技攻关和技术引进，产品⽔平有⼀定提⾼，⽣产出⼀些具有世界⽔平的产品。
另外，在CAD和CAT技术、污染控制、故障诊断、机电⼀体化、海⽔及⾼⽔基溶液的应⽤、现代控制技术的应⽤等⽅⾯也取得可喜成果，不少成果并已⽤于⽣产。
我国液压⼯业重视同国外企业进⾏有效的经济和技术合作，近年来先后从国外引进了很多液压元件和液压系统等制造技术，为提⾼产品⽔平和⽣产能⼒起了重要作⽤。
⽬前已和美国、⽇本、德国共同建⽴了某些合资企业，这些企业将推动我国液压⼯业的发展。
⼆、国外液压⼯业发展概况;(1)液压⼯业⽣产规模在国外，液压⼯业的发展速度⾼于机械⼯业。
美、⽇、德等主要国家⼈均产值以⽇本为最⾼，其主要原因是⽇本⼯⼚设备⾃动化程度⾼和⽣产管理完警。
此外，⽇本各企业外协盘⼤，它将⼀些零件扩散给协作⼚加⼯，实现零件专业化,这也是销售额⾼的原因之⼀。
(2)世界液压⼯业市场概况:A）液压产品需求动向液压技术的应⽤领域越来趣⼴泛，据分机建筑⼯程机械、农机等⾏⾛机械是液压⼯业的主要⽤户，在产业机械中，机床、冶⾦，塑机是主要⽤户。
由于机床、塑机、万味吕⼊等⾏业部分传动已被电⽓传动所取代，其需求量减少，建筑、⼯程、冶⾦等需要量的⽐重。
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拧紧管接头,直到每头出油,接近开关能计数,说明母分配器正常,逐个拧紧接头直到接近开关停止计数,确定最后接上的支路堵塞,如果分配器出口管接头不出油接近开关不计数,说明分配器阀芯卡死或阀芯有内泄,需拆检和更换分配器工作块,同理判定和解决子分配器支路及分配器故障,但不必拧紧管接头,直到每个子分配器正常工作。
(5)观察气压表压力值是否达到015MPa,如达不到时需调节减压阀提高压力,依次拧紧子分配器出口管接头,重启润滑泵直到接近开关不计数,判定此喷射阀故障,调节单向阀螺母如仍然不喷油,需拆检或更换喷射阀。
系统的改进如下:(1)调整过滤器精度等级:用煤油稀释油桶内油液和润滑泵出口油液,测量出颗粒度在0102～0104mm和015～110mm的颗粒占多数。
测量分配器工作块阀芯和与腔体间隙为0101～0103mm及喷射阀的活塞与孔的间隙为0104～0106mm。
以此为依据分层设置过滤器位置和精度等级:a)在补油泵前安装网式吸油精过滤器过滤大的颗粒,过滤精度为80μ;b)在补油泵后润滑泵前将原有的Y型管式过滤器改为管式压力管路过滤器,过滤精度为10μ;c)在润滑泵后母分配器安装管式压力管路过滤器,过滤精度为5μ。
(2)制作并安装分配器及喷射阀的试验装置,将下线的工作块清洗干净,并通过试验确定工作块的性能是否达到性能要求。
检测油压与气压比对喷射阀影响,经过多次调试,确定喷射阀正常工作时液压泵压力为6～7 MPa,气压为015～016MPa。
并设定系统参数。
(3)根据托滚的宽度、喷射阀的喷射痕迹宽度,适当减少喷射阀的个数,调整喷身阀的间隔,保证喷射总痕迹宽度≥托滚宽度,即降低故障率又使效能达到最大化。
(4)当喷射阀个数超过6个时,将原系统采用的15S型(单出口),改为15T型(双出口)。
从而使原来需要6个工作块改为只需3个工作块,既满足工作性能又降低了故障的发生率。
4 结论实施1年来,有效地提高了检修质量,使更多的员工能够独立根据检修网络图进行分析、排故、调试。
提高了检修的效率,同时通过自制的阀试验装置,对工作块和阀的试验,提高了备件的质量。
参考文献:[1] 中国机械工程学会设备维修分会,机械设备维修问答丛书编委会.液压与气动设备维修问答[M].北京:机械工业出版社,2001.1.液压系统故障诊断技术的现状及发展趋势刘延俊,谢玉东Current S tatus and Development T endency of Hydrulic SystemFault Diagnosis T echnologyLI U Y an2jun,XIE Y u2dong(山东大学机械工程学院,山东济南 250061)摘 要:总结了当前液压系统故障诊断技术状况及存在的问题;并根据液压系统自身特点,介绍了液压系统故障诊断技术朝着虚拟化、高精度化、智能化、状态化、网络化以及与人体的医学诊断交叉化的发展方向。
关键词:液压系统;故障诊断;虚拟化;医学中图分类号:TH137 文献标识码:B 文章编号:100024858(2006)022*******1 引言随着工业自动化的发展,液压设备以它独特的优点正在得到越来越广泛的应用。
然而,液压元件和液压系统具有其不完全相同于机械设备的特殊性。
它的各元件和工作液体都在封闭的油路内工作,不像其他机械设备那样直观,而且不像电气设备那样用万用表、示波器、测试笔等仪器就可方便地测量出各种参数,液压设备中只靠有限的几个压力表和流量计等来指示系统的工作状态,它的故障具有隐蔽性、多样性、不确定性和因果关系复杂性等特点,故障出现后不易查找原因。
液压系统一旦发生故障,不仅导致设备受损,产品质量下降,生产线停工,而且可能危及人身安全、造成 收稿日期:2005207215 作者简介:刘延俊(1965—),男,山东济南人,教授,博士,主要从事流体动力控制方面的教学与科研工作。
08液压与气动2006年第2期环境污染,带来巨大的经济损失。
因此如何保证液压系统的正常运行,怎样及时发现故障,甚至提前发现故障的征兆,都是亟待解决的问题。
2 液压系统故障诊断技术的现状故障诊断是对液压元件与系统产生故障的原因做出分析与判断,以便找出解决问题的方法。
从诊断方式上看,目前液压系统的故障诊断主要是工程技术人员通过视、听、触、嗅、问等方式并辅以简单的会诊仪器凭自己的实践经验进行简易诊断的,或在简易诊断的基础上对有疑问的异常现象,使用某种精密检测仪器(如铁谱分析仪、油质检测仪等)对其进行精密诊断分析,从而找出液压系统发生故障的原因与部位。
在诊断过程中,有的虽然已经装备了比较先进的诊断系统,但当前这只是起帮助工程技术人员快速做出诊断决策的辅助作用,诊断结果还具有很大的人为主观因素,其精确程度远远不能满足呈大型化、复杂化的现代液压工业发展的要求。
从维修方式上看,目前液压系统的维修方式基本上是定期维修,即按照预定的时间间隔或检修周期来进行计划修理,例如我们通常实行的年度大修。
随着对设备故障机理的研究和设备管理水平的提高,人们又逐步认识到,这种管理模式实际上既不经济又不合理,最大的问题是无法解决“维修不足”和“维修过剩”二者之间的矛盾。
3 液压系统故障诊断技术的发展趋势随着数据处理技术、计算机技术、网络技术和通信技术飞速发展及不同学科之间的融合,液压系统故障诊断技术已逐渐从传统主观分析方法,向着虚拟化、高精度化、智能化、状态化、网络化、交叉化的方向发展。
3.1 虚拟化虚拟化则是指监测与诊断仪器的虚拟化。
传统仪器是由工厂制造的,其功能和技术指标都是由厂家定义好的,用户只能操作使用,仪器的功能和技术指标一般是不可更改的。
随着计算机技术、微电子技术和软件技术的迅速发展和不断更新,在国际上出现了在测试领域挑战整个传统测试测量仪器的新技术,这就是虚拟仪器技术。
“软件就是仪器”,反映了虚拟仪器技术的本质特征。
一般来说,基于计算机的虚拟仪器系统主要是由计算机、软面板及插在计算机内外扩槽中的板卡或标准机箱中的模块等硬件组成,有些虚拟仪器还包括有传统的仪器。
由于其具有开发环境友善,具有开放性和柔性,若增加新的功能可方便地由用户根据自己的需要对软件作适当的改变即可实现,用户可以不必懂得总线技术和掌握面向对象的语言等特点,使得将其应用于液压系统乃至整个机械设备监测与诊断仪器及系统是一个新的发展方向。
3.2 高精度化对于高精度化,是指在信号处理技术方面提高信号分析的信噪比。
不同类型信号具有不同特点,即使是同一类型信号也可以从不同角度进行描述和分析,以揭示事物不同侧面之间内在规律和固有特性。
对于液压系统而言,其信号、系数通常是瞬态的、非线性的、突变的,而传统的时域和频域分析只适用于稳态信号的分析,因此往往不能揭示其中隐含的故障信息,这就需要寻找一种能够同时表现信号时域和频域信息的方法,时频分析就应运而生。
小波分析就是这种分析的一种典型应用,将小波理论应用于这些信号的处理上,可大大提高其分辨率。
可以预见,信号分析处理技术的发展必将带动故障诊断技术的高精度化。
3.3 状态化状态化是对监测与诊断而言。
据美国设备维修专家分析,有将近1/3的维修费用属于“维修过剩”造成的,原因在于:目前普遍采用的预防性定期检修间隔周期是根据统计结果确定,在这个周期内仅有2%的设备可能出现故障,而98%的设备还有剩余运行寿命,这种谨慎的定期大修反而增加了停机率。
美国航空公司对235套设备普查结果表明,66%的设备由于人的干预破坏了原来的良好配合,降低了可靠性,造成故障率上升。
因此,将预防性定期维修逐步过渡到“状态维修”已成为提高生产率的一条重要途径,也是现代设备管理的需要。
随着科技的发展,可以利用传感技术、电子技术、计算机技术、红外测温技术和超声波技术,跟踪液体流经管路时的流速、压力、噪声的综合载体信号产生的时差流量信号和压力信号,并结合现场的各种传感器,对液压系统动态参数(压力、流量、温度、转速、密封性能)进行“在线”实时检测。
这就能从根本上克服目前对液压系统“解体体检”的弊端,并能实现监测与诊断状态化,解决“维修不足”与“维修过剩”的矛盾。
3.4 智能化随着人工智能技术的迅速发展,特别是知识工程、专家系统和人工神经网络在诊断领域中的进一步应用,人们已经意识到其所能产生的巨大的经济和社会效益。
同时由于液压系统故障所呈现的隐蔽性、多样性、成因的复杂性和进行故障诊断所需要的知识对领182006年第2期液压与气动域专家实践经验和诊断策略的严重依赖,使得研制智能化的液压故障诊断系统成为当前的趋势。
3.5 网络化随着社会的进步,现代大型液压系统非常复杂、十分专业,需要设备供应商的参与才能对它的故障进行快速有效的诊断,而设备供应商和其他专家往往身处异地,这就使建立基于Internet 的远程在线监测与故障诊断成为开发液压系统故障诊断的必然趋势。
远程分布式设备状态监测和故障诊断系统的典型结构如图1所示。
图1 远程分布式设备状态监测和故障诊断系统的典型结构首先在企业的各个分厂的重要关键液压设备上建立实时监测点,实时监测系统进行在线监测并采集故障诊断所需的设备状态数据,并上传到厂级诊断中心;同时在企业内部建立企业级诊断中心,在技术力量较强的科研单位和设备生产厂家建立远程诊断中心。
当然,并不是所有的诊断系统都需要建立企业级诊断中心。
一般来说,对于生产规模比较大和分散的企业(如跨国企业等)可以构建企业级诊断中心,而对于小型的企业通常不需要。
此外,对于数据传输时是采用专用网线、电话线,还是无线传输,这要根据企业的实际情况而定。
当液压设备出现异常时,实时监测系统首先作出反应,实行报警并采取一些应急措施,并在厂级诊断中心进行备案和初步的诊断;厂级诊断中心不能自行处理的,则开始进入企业级诊断(没有企业级诊断中心的,则直接进入远程诊断中心);而对于企业级诊断中心也不能解决的故障,则由企业级诊断中心通过计算机网络或卫星将获得的故障信息送到远程诊断中心,远程诊断中心的领域专家或专家系统软件通过对传来的数据进行分析,得出故障诊断结论和解决方案,并通过网络反馈给用户。
当前,在构建远程故障诊断系统时,很少把设备制造厂家列为主要角色之一。
这就意味着在进行设备故障诊断时,不能充分利用到设备设计制造的有关数据资料。
无论从设备使用方,还是从设备生产方来说,都会造成一种无形的损失。
对设备使用方来说,他们无法充分享受设备的售后服务;而对设备生产方,则难以从大量的设备运行历史记录中发现有价值的知识用于设备优化设计和制造,同时丧失树立企业良好形象的机会。
因此,在构建远程故障诊断系统时,为充分发挥设备生产厂家在远程诊断中的作用,需要各分布式的设备生产厂家的积极参与,实现更大范围的资源共享。
3.6 交叉化交叉化是指设备的故障诊断技术与人体医学诊断技术的发展交叉化,从广义上看,机械设备的故障诊断与人体的医学诊断一样,他们之间应该具有相通之处。