工程机械液压故障诊断系统

安向东，刘芳

（中原工学院，河南 郑州 450007）

工程机械液压故障诊断系统

安向东，刘芳

（中原工学院，河南 郑州 450007）

工程机械是工作在多样性的户外环境，很多工程机械采用液压传动。由于工作时间长、环境恶劣，液压系统故障率比较高。对液压系统故障的处理主要是技术人员凭经验来完成的。液压故障查找困难，而且是复杂的、多方面的。论文介绍应用VB平台和ACCESS数据库管理系统，开发能够帮助技术人员和用户方便、准确地查找液压故障的专家系统。

液压故障；故障诊断；工程机械

0 引言

液压技术和设备因为独特的优点广泛应用于工程机械中。由于工程机械工作环境恶劣，故障率比较高，售后维修人员很难及时到现场解决。当前对液压故障的出现主要是基于技术人员的经验来处理，故障查找手操作，工作量大，而且一个故障有可能是介质或者液压元件等多个因素造成的，液压故障是复杂多样的。开发液压故障诊断专家系统，可以帮助用户快速找到故障问题，并提出解决方法。

随着数据库应用的发展，专家系统技术的普及与应用，液压故障诊断也有了新的方式。直接通过数据库专家系统和人工网络在线诊断，实现信号监测数据处理和知识处理统一，液压系统故障诊断不再是有经验的技术人员才能掌握的了，现场操作人员就可以轻松解决所出现的故障问题。

1 液压故障诊断系统分析方法

目前，液压设备故障诊断的步骤有：检查液压系统工作环境，判断故障发生区域，对故障进行综合分析，建立完善的运行记录。

1.1人工诊断方案

首先列出液压设备的各种故障，用逻辑推理、判断、筛选出需要检修的液压元件，看执行元件是否爬行、无力、速度异常，液位高度、油液变质及外泄漏，测压点工作压力是否稳定，各连接处有无泄漏及泄漏量；听泵和马达有无异常声响等。然后列出以不同元件为检验对象的液压系统，为液压件的检验提供方法。主要还是凭借技术人员的经验，靠眼、手和耳朵来进行判断、筛选问题和找出解决方法，而对非专业的操作用户则是问题重重，无从下手。

1.2本系统方案

系统是在一个基于VB开发平台和ACCESS数据库管理系统基础上开发的专家系统。本系统具有良好的操作界面，可分类查询和模糊查询液压故障问题并提出解决相应的方法，减少技术和操作人员在诊断方面的工作量，及时，准确，有效的诊断出液压故障的情况。系统框架如图1所示。

图1　系统框架

2 液压故障诊断系统组成

2.1液压故障诊断专家系统总体结构设计

液压系统故障诊断专家系统是通过市场调研和收集问题，从液压领域专家获得专业知识，从工程师和技术人员那里获得故障诊断实践经验和诊断策略，并用来解决液压系统故障诊断方面的困难问题。本文设计的液压系统故障诊断专家系统总体结构如图2所示，主要由知识库、推理机、综合数据库以及人机交互界面等模块组成，其中知识库和推理机是系统的核心部分。

图2　液压故障诊断系统流程

2.2查定故障部位的理论知识

查定故障部位可应用方框图法或鱼刺图法等方法进行。方框图是根据故障现象，逐级画出出现该故障现象的各种可能原因，再逐一进行排查，最终找出故障的部位和原因。

图3　液压系统振动与噪声故障鱼刺图

2.3典型机械液压故障查询界面

设计来源于图书馆书籍检索界面设计，根据检索条件查询液压出现故障的元件、故障原因以及故障处理建议，界面如图4所示。通过诊断系统我们可以方便的查找到液压中常见的一些故障。即使是没有经验的人员也可以根据故障现象来判断故障部件和故障的处理建议。此系统我们收集了大部分的液压故障的类型，储存在数据库表中，一些常见的液压故障我们可以直接查询得到。这样使用计算机辅助查询液压故障会使查询效率增加很多，具有方便、精确、快速的效果。

图4　典型机械液压故障查询界面

3 液压故障诊断系统的特点

系统使用在Windows操作系统下运行，采用VisualBasic语言和Access数据库。Access数据库优点：简单易学、使用方便、开发和维护方便。可以结合Excell可实现低成本而又较高的分析能力。提供了表、查询、窗体、报表、页、宏、模块7种用来建立数据库系统的对象；提供了多种向导、生成器、模板，把数据存储、数据查询、界面设计、报表生成等操作规范化。

系统界面简单，人机交互性良好，易于操作，可针对非专业的操作人员使用。系统有开放的数据库接口，可以不断增加问题和解决方法。

4 总结

随着科学技术的不断发展，液压故障诊断专家系统的处理对象的结构越来越复杂、功能越来越强大，知识库越来越完善，推理更加准确。对液压故障诊断的快捷、准确性上也要求越来越高，因此液压故障诊断专家系统在向着智能化、虚拟化、网络化、交叉化和在线诊断方向发展。

在使用中数据库不断地更新、丰富、充实，使专家系统更加专，更贴近生产实际，有效地解决生产现场出现的故障问题。

［1］王亮申，等.液压缸的数字化设计［J］.广州：机床与液压，2006，12.

［2］王兴元.工程机械液压与液力传动图册［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［3］徐千里.CAD、CAE技术在大型液压机设计分析中的应用［J］.北京：计算机辅助设计与制造，2001，4.

［4］许福玲.液压与气压传动［M］.北京：机械工业出版社，2007.

［5］黄志坚.液压设备故障诊断与监测实用技术［M］.北京：机械工业出版社，2005.

［6］章宏甲.机床液压传动［M］.北京：机械工业出版社，1987.

［7］凌志勇.机床液压系统及故障维修［J］.北京：化学工业出版社，2007.

［8］成大先.机械设计手册（液压传动）［M］.北京：化学工业出版社，2004.

［9］安向东.液压故障诊断系统的开发［J］.广州：机床与液压，2010，9.

The Hydraulic Breakdown Diagnosis System to Construction Machinery

AN Xiang-Dong，LIU Fang
（Zhongyuan Insitutate of Technology，Zhengzhou Henan 450007，China）

Abstrast:Construction machinery is working in the diversity of the outdoor environment.A lot of construction machinery use hydraulic transmission.Due to work on long hours，poor environment，hydraulic system failure rate is relatively high.The treatment on the faults of hydraulic system is mainly based on experience of technical person.Hydraulic fault is found difficulties and is complex，multifaceted.This paper introduces the application of VB platform and ACCESS database management system to develop an expert system that can help technicians and users to easily，accurately solve hydraulic fault.

hydraulic breakdown；breakdown diagnosis；data base

TP271+.31

A

10.3969/j.issn.1002-6673.2015.02.019

1002-6673（2015）02-051-03

2015-01-13

安向东（1965-），男，河南郑州人，教授，硕士导师。从事机械CAD/CAM、流体传动的教学和研究。