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挖掘机液压系统故障诊断方法研究


挖掘机液压系统故障诊断方法研究 摘要: 随着挖掘机自动化水平的提高,液压系统的故障诊断已经成为现代挖 掘机的关键技术之一, 开展挖掘机液压系统故障诊断方法的研究,对于提高挖掘 机的可靠性水平和施工效率具有重要的意义。 关键词:挖掘机; 液压系统; 系统故障;诊断方法 一、液压系统故障诊断研究方法 1、故障诊断技术概述 在工业生产和工程施工过程中,随着控制系统逐步趋向大型化和复杂

化,系 统中有大量的变量和回路需要监控,故障发生的可能性也随之增加。提高系统可 靠性与安全性采取的主要方法有提高元器件的可靠性, 进行高可靠性设计以及对 系统进行容错设计。 但是无论多么先进的设备,多么完美的设计和巧妙的控制策 略,绝对的可靠是无法实现的。从可靠性观点看,“有故障”是绝对的,问题在于 故障是怎样造成的,如何尽早地检测和发现潜在的故障,然后控制和排除故障, 从而降低故障可能造成的严重后果,所以,故障诊断技术已成为提高系统可靠性 必不可少的工具。 故障诊断技术是一门综合性技术,它的研究涉及到多个学科,包括现代控 制理论、可靠性理论、数理统计、模糊集理论、信号处理、模式识别、人工智能 等学科理论。 作为挖掘机的核心,液压系统的故障是最常见也是最难以诊断的,如果不 能有效地排除系统故障,将严重的影响施工进度,降低生产效率,造成施工方的 经济损失。通过拆卸检查元件内部故障,容易带来新的污染物进入液压系统。 由以上可知,造成挖掘机液压系统故障的这些外部或内部因素是客观存在 的, 也是不可避免的。 一般来讲, 挖掘机液压系统的故障会分为三个渐变的阶段: 故障的早期阶段,挖掘机的工作状态虽然有所下降,但是依然能够正常工作;故 障的中期阶段,故障对于挖掘机工作状态开始有明显的影响;故障的后期阶段, 液压系统内的液压元件发生破坏,导致挖掘机完全不能工作。由此可见,挖掘机 液压系统的故障检测或故障诊断, 关键的问题是通过有效的分析手段在早期就可 以判断故障的发生, 从而及时地对液压系统进行维护和保养。一旦故障进入中后 期,即便发现故障,液压元件的损坏也是不可避免的。所以,挖掘机液压系统故 障诊断的研究对于提高挖掘机可靠性, 以及提高挖掘机施工效率都具有重要的意 义。 二、液压系统故障模式与故障机理分析 1、液压系统故障模式分析 挖掘机的液压系统是一个结构复杂的大系统,系统内部各子回路相互干涉, 故障形式多样,导致液压系统故障诊断困难。为了加快故障分析,提高故障诊断 的有效性, 需要找到一种系统的故障分析方法,故障模式通常被作为故障诊断中 重要的一环。本文所指的故障模式主要针对挖掘机液压系统中的模块化液压元 件,比如液压泵、多路阀、液压杆等,因为它们既是构成挖掘机液压系统的关键 元件, 也是发生故障最高的元件,因此研究这些关键液压元件的故障是挖掘机液 压系统故障诊的主要工作, 具有重要的实用价值。图 1 列出了液压系统中关键液 压元件的常见故障模式。 2.液压系统故障机理分析 故障模式体现的主要是故障发生的部位和现象, 并不反映造成故障的本质原 因, 而故障机理才是造成液压系统故障的实质性原因。故障机理主要是指引起元 部件故障的物理、化学等内在性的因。故障机理是针对所有的液压元件,即故障 机理是统一的,但是,由于功能和结构的不同,产生故障的原因既具有相似性, 也具有差异性。液压系统主要故障机理主要包括: 2.1.磨损 磨损是固体摩擦表面上物质不断损耗的过程,表现为物体尺寸和形状的改 变。磨损是渐进的损耗过程,但也可能导致断裂的后果。根据磨损形成的原理, 磨损可分为机械磨损和机

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