机械液压系统中智能故障诊断技术的探究

高平 陈建勇

摘要：伴随着社会的发展和进步，我国科学技术正处在快速发展阶段，机械增压系统被广泛应用于各个领域。机械液压系统的出现促进了各产业的进步。人们可以将机械液压系统看成一个有机整体，当其内部发生故障时，不同部位会呈现不同的故障特征，由于许多故障现象非常相似，大大增加了维修的困难程度。伴随着信息技术在机械液压系统当中的应用，借助信息技术，机械液压系统中存在的问题能够被人们快速检测出来。为进一步提高机械液压系统故障检测的精准性。本文从机械液压系统中智能故障诊断技术探究的角度出发，旨在提高机械液压系统的诊断技术。

Abstract： With the development and progress of society， my country's science and technology is in a stage of rapid development， and mechanical booster systems are widely used in various fields. The emergence of mechanical hydraulic systems has promoted the progress of various industries. People can regard the mechanical hydraulic system as an organic whole. When its internal failure occurs， different parts will show different failure characteristics. Because many failure phenomena are very similar， this greatly increases the difficulty of maintenance. With the application of information technology in mechanical hydraulic systems， people can quickly detect problems in mechanical hydraulic systems with the help of information technology. In order to further improve the accuracy of mechanical hydraulic system failure detection. . This article starts from the perspective of exploring the intelligent fault diagnosis technology in the mechanical hydraulic system， and aims to improve the diagnostic technology of the mechanical hydraulic system.

关键词：机械液压系统;智能故障诊断技术;探究

Key words： mechanical hydraulic system;intelligent fault diagnosis technology;exploration

中图分类号：V233.91                                    文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）15-0140-02

0  引言

进入现代社会以来，我国的经济正在快速增长，信息技术在人们日常生活和工作当中应用改变了人们的工作方式和生活状态。从整体上看，信息技术促进了整个社会的发展。尤其是信息技术在工程机械诊断与维修当中的应用。诊断与维修朝着信息化方向发展可以及时检测系统存在的问题，同时在工程机械设计过程当中，设计人员可以基于信息技术对工程机械进行改造升级。机械液压系统在使用信息技术之后，能够进一步提升故障诊断与维修的准确性。当前我国许多工业机械当中都使用了机械液压系统，液压系统与传统的机械系统相比较，液压系統的精密程度和功率密度都要高出传统的机械系统，而液压系统的轻巧灵便更能赢得人们的青睐。液压系统的智能故障诊断技术对于提高液压系统工作效率，延长系统生命周期具有重要意义。

1  机械液压系统的概念

1.1 机械液压系统  机械液压系统通过能量转换将机械能转化为了液体压力能。将液体作为连接机器和工作对象的介质。机械液压系统的构造并不复杂，其主要分为能源装置、调节装置、执行装置、辅助装置以及工作介质等几个部分组成。在工作过程当中，机械液压系统需要完成动力传输，其中主要是通过液体释放的压力能通过封闭的管道、调节装置以及其他的能量装置实现液体压力能向着机械能的转化。机械液压系统的运行系统包括液压传动和液压控制两部分，两大部分相互配合实现了液体压力能的传输和转化。

机械液压系统能够循环往复的重复运动。机械液压系统存在能量转化是一种省力装置，由于不同领域应用机械液压系统的目的不同导致液压系统的构造也不同。液压系统独特的构造设计使得其就有轻便、灵活、性能卓越、传动效率高等等特点，相比工业机械当中常用的气动系统和电气系统，机械液压系统还具有无极调速的应用优势。

为了满足市场和社会各领域的需要，机械液压系统以应用领域为界形成了不同的分类。机械液压系统也形成了不同种类和规格的配件，从而满足不同系统控制的需要。现在社会上常见的机械液压系统为液压阀。按照应用领域和系统控制等不同，液压阀的种类和规格已经形成了百余个。如流量控制阀、方向控制阀以及压力控制阀等等。按照连接方式的不同人们又可以将液压阀氛围管式连接的、法兰式连接以及板式连接等等。液压装置类型和规格越来越多，这也使得社会对液压装置提出了更高的要求。

参数决定了机械液压系统的整体工作性能。不用种类和规格的机械液压系统虽然功能和结构上存在差异，但是从整体出发机械液压系统的基本参数还是有相同之处的。决定机械液压系统运行状态的参数被人们成为公称压力。通常情况下，人们都会将机械液压的系统公称压力铭刻在品牌上。一旦在运行过程当中的压力值超出了公称压力将会造成系统故障甚至是瘫痪。

1.2 智能故障诊断技术  智能故障诊断技术是一种能够诊断系统故障的检修方式。检测装置在借助信息技术升级之后，能够通过数据采集、分析以及处理及时发现系统故障，并根据数据信息的反馈及时定位故障的位置。智能故障诊断技术在机械液压系统当中的应用能够预防系统故障或问题的发生，能够保障整个系统的安全运行。维修人员依靠智能故障诊断技术定位故障位置，并对故障位置进行及时的修理。这种信息化检测方式为维修人员提供了检修依据。信息化检测方式能够对故障部位进行综合分析和处理，维修人员根据智能故障诊断技术形成的故障报告对机械液压装置进行维修。故障报告的内容主要包括零件配合关系以及设备损耗等情况。

2  机械液压系统故障诊断的常用方法

2.1 动态信号在线检测与故障诊断  机械液压系统在长久的工作过程当中会发生零部件磨损、控制系统故障等引发的系统噪声、不规则振动、系统温度升高等问题。维修人员可以利用动态信号在线检测与故障诊断技术通过监测机械液压系统内部的温度、流量、压力、振动以及运动速度等信号带来判断机械液压系统是否在正常运行。动态信号监测到的数据会通过互联网传送给综合管理中心。而综合管理中心需要对监测到的数据进行分析和诊断，通过与标准参数值进行比较，从而判定机械液压系统故障发生的位置以及故障产生的原因。智能传感器通过获取机械液压系统的各种型号和滤波来处理系统发生的故障。在线型号检测和故障诊断方法能够快速准确的判断出系统的故障，从而为维修人员提供可靠的决策依据。

2.2 工作状态在线识别与故障诊断  维修人员可以通过动态信号在线检测排除大对数的系统故障问题，但是受到机械液压系统自身非线性特征以及动态信号在线检测自身的局限性导致维修人员无法通过动态型号在线检测技术完全识别出机械液压系统存在的各种问题。当小波、时域、频率等非线性特征导致的系统故障时，维修人员将无法通过动态信号在线检测技术直接进行故障的诊断。机械液压装置所具有非线性特征妨碍了维修人员对机械液压装置的故障判断。维修人员只能通过神经网络诊断、计算机辅助诊断等方式来识别系统的故障，这种方式能够弥补动态信号在线检测技术存在的不足，从而确保机械液压系统故障识别的精准性。

维修人员难以凭借动态信号在线检测技术来精准识别机械液压系统存在的故障。为了确定机械液压系统存在的问题，工作人员需要利用模糊诊断检测的方式对机械液压系统表现出的非线性特征进行描述。像是液压元件磨损、压力高低以及偏心问题。

针对机械液压系统由非线性特征导致的系统问题，工作人员可以选择使用专家系统进行故障的检测和诊断。专家系统采用了人类的思维逻辑识别机械液压系统的问题。由于不用液压装置存在共性，专家系统可以根据液压装置的工作原理对其故障或者问题进行检修。通过使用专家系统人们可以解释不同结构和功能液压装置的故障，使得维修人员能够更加精准的识别出机械液压系统的相似故障。

3  现代故障诊断技术在机械液压中的综合应用

3.1 在油液颗粒污染中检测中的应用  人们根据专家系统当中已经载入的专家知识以及借助其他检测装置通过收集和分析数据，再根据数据的反馈结构确定油液的污染程度。在实验室内取样分析当中人们经常采用称重法、铁谱分析法以及显微镜法。

人们可以利用称重检测的方法检测液压系统当中污染物的总量。

借助铁谱仪、旋转式铁谱仪等专业的分析仪器人们可以测定铁磁性的污染物。

按照油液污染物的尺寸大小，人们可以利用显微镜来实现对油液污染物浓度的界定。

为了能够进行现场测定油液污染物，人们可以利用便携式检测仪专门进行油污颗粒的分析。其检测原理是利用油液透光性的变化来检测油液颗粒物的浓度。根据透光性的强弱用来分析液压油是否受到污染，是否影响了机械液压系统的正常工作。

液压油当中的颗粒物符合正态分布规律，工作人员可以利用电、光、超声波在油液当中的传导性能来分析油液污染的程度。

3.2 在油液理化性质检测的应用  机械液压系统会根据液压软件的不同采用的材料也不同。一般将材料分为金属材料和非金属材料两类。当材料受到磨损时，材料当中的金属含量就会发生变化。而非金属元素含量的变化主要是反映系统磨损程度和密封状态的变化。为了测定油液的变化，工作人员需要首先理解金属材料和非金属材料与油液之间存在的关系，只有这样专家才能就金属材料或者非金属材料的变化用来推定油液状态的变化。专家通过建立完善的推理机制，通过分析各种液压元件的参数变化来判定油液是否发生了磨损、温度是否过高。油液当中的金属材质含量越高，专家就可以根据数据反馈得出液压元件发生磨损，而伴随着油液当中金属材质含量的增高，液压元件的磨损程度就越高。专家系统也可以通过检测油液浓度的变化用来推定油液是否异常。这种诊断方式更为精准，也更加全面。

4  结语

总的來说，根据市场需要机械液压系统形成了不同规格和分类，这种结果也造成液压系统的故障问题变的越来越多。传统人工识别和检测机械液压系统问题的方式太过落后，难以全面、及时对故障问题进行分析和处理。为了精准识别机械液压系统存在的问题，应当利用现代更为先进的检测技术，来保证机械液压系统的正常运行。

参考文献：

[1]徐洪升.工程机械液压系统可靠性分析[D].吉林大学，2015.

[2]高霞.基于改进SOM神经网络的农机液压系统故障诊断方法[J].中国农机化学报，2019，40（03）：128-132.

[3]汪宇亮.基于AMESim的工程机械液压系统故障仿真研究[D].武汉理工大学，2016.

[4]王世明.工程机械液压系统故障监测诊断技术的现状和发展趋势[J].机床与液压，2019，37（02）：175-180，198.

[5]李新淼.基于工程机械液压系统故障分析研究[J].轻工科技，2020，36（03）：38-39.

[6]刘力维，王仕杰.浅谈工程机械液压系统的维护及故障诊断[J].内燃机与配件，2020（03）：133-134.

[7]李宝琛.机械液压系统的可靠性设计分析[J].大众标准化，2019（18）：140-141.

[8]徐成东.工程机械液压系统容积调速回路分析[J].机械工程师，2021（01）：125-126，129.