機械液壓系統中智能故障診斷技術的探究

高平 陳建勇

摘要：伴隨著社會的發展和進步，我國科學技術正處在快速發展階段，機械增壓系統被廣泛應用于各個領域。機械液壓系統的出現促進了各產業的進步。人們可以將機械液壓系統看成一個有機整體，當其內部發生故障時，不同部位會呈現不同的故障特征，由于許多故障現象非常相似，大大增加了維修的困難程度。伴隨著信息技術在機械液壓系統當中的應用，借助信息技術，機械液壓系統中存在的問題能夠被人們快速檢測出來。為進一步提高機械液壓系統故障檢測的精準性。本文從機械液壓系統中智能故障診斷技術探究的角度出發，旨在提高機械液壓系統的診斷技術。

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.

關鍵詞：機械液壓系統;智能故障診斷技術;探究

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

中圖分類號：V233.91? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）15-0140-02

0? 引言

進入現代社會以來，我國的經濟正在快速增長，信息技術在人們日常生活和工作當中應用改變了人們的工作方式和生活狀態。從整體上看，信息技術促進了整個社會的發展。尤其是信息技術在工程機械診斷與維修當中的應用。診斷與維修朝著信息化方向發展可以及時檢測系統存在的問題，同時在工程機械設計過程當中，設計人員可以基于信息技術對工程機械進行改造升級。機械液壓系統在使用信息技術之后，能夠進一步提升故障診斷與維修的準確性。當前我國許多工業機械當中都使用了機械液壓系統，液壓系統與傳統的機械系統相比較，液壓系統的精密程度和功率密度都要高出傳統的機械系統，而液壓系統的輕巧靈便更能贏得人們的青睞。液壓系統的智能故障診斷技術對于提高液壓系統工作效率，延長系統生命周期具有重要意義。

1? 機械液壓系統的概念

1.1 機械液壓系統? 機械液壓系統通過能量轉換將機械能轉化為了液體壓力能。將液體作為連接機器和工作對象的介質。機械液壓系統的構造并不復雜，其主要分為能源裝置、調節裝置、執行裝置、輔助裝置以及工作介質等幾個部分組成。在工作過程當中，機械液壓系統需要完成動力傳輸，其中主要是通過液體釋放的壓力能通過封閉的管道、調節裝置以及其他的能量裝置實現液體壓力能向著機械能的轉化。機械液壓系統的運行系統包括液壓傳動和液壓控制兩部分，兩大部分相互配合實現了液體壓力能的傳輸和轉化。

機械液壓系統能夠循環往復的重復運動。機械液壓系統存在能量轉化是一種省力裝置，由于不同領域應用機械液壓系統的目的不同導致液壓系統的構造也不同。液壓系統獨特的構造設計使得其就有輕便、靈活、性能卓越、傳動效率高等等特點，相比工業機械當中常用的氣動系統和電氣系統，機械液壓系統還具有無極調速的應用優勢。

為了滿足市場和社會各領域的需要，機械液壓系統以應用領域為界形成了不同的分類。機械液壓系統也形成了不同種類和規格的配件，從而滿足不同系統控制的需要。現在社會上常見的機械液壓系統為液壓閥。按照應用領域和系統控制等不同，液壓閥的種類和規格已經形成了百余個。如流量控制閥、方向控制閥以及壓力控制閥等等。按照連接方式的不同人們又可以將液壓閥氛圍管式連接的、法蘭式連接以及板式連接等等。液壓裝置類型和規格越來越多，這也使得社會對液壓裝置提出了更高的要求。

參數決定了機械液壓系統的整體工作性能。不用種類和規格的機械液壓系統雖然功能和結構上存在差異，但是從整體出發機械液壓系統的基本參數還是有相同之處的。決定機械液壓系統運行狀態的參數被人們成為公稱壓力。通常情況下，人們都會將機械液壓的系統公稱壓力銘刻在品牌上。一旦在運行過程當中的壓力值超出了公稱壓力將會造成系統故障甚至是癱瘓。

1.2 智能故障診斷技術? 智能故障診斷技術是一種能夠診斷系統故障的檢修方式。檢測裝置在借助信息技術升級之后，能夠通過數據采集、分析以及處理及時發現系統故障，并根據數據信息的反饋及時定位故障的位置。智能故障診斷技術在機械液壓系統當中的應用能夠預防系統故障或問題的發生，能夠保障整個系統的安全運行。維修人員依靠智能故障診斷技術定位故障位置，并對故障位置進行及時的修理。這種信息化檢測方式為維修人員提供了檢修依據。信息化檢測方式能夠對故障部位進行綜合分析和處理，維修人員根據智能故障診斷技術形成的故障報告對機械液壓裝置進行維修。故障報告的內容主要包括零件配合關系以及設備損耗等情況。

2? 機械液壓系統故障診斷的常用方法

2.1 動態信號在線檢測與故障診斷? 機械液壓系統在長久的工作過程當中會發生零部件磨損、控制系統故障等引發的系統噪聲、不規則振動、系統溫度升高等問題。維修人員可以利用動態信號在線檢測與故障診斷技術通過監測機械液壓系統內部的溫度、流量、壓力、振動以及運動速度等信號帶來判斷機械液壓系統是否在正常運行。動態信號監測到的數據會通過互聯網傳送給綜合管理中心。而綜合管理中心需要對監測到的數據進行分析和診斷，通過與標準參數值進行比較，從而判定機械液壓系統故障發生的位置以及故障產生的原因。智能傳感器通過獲取機械液壓系統的各種型號和濾波來處理系統發生的故障。在線型號檢測和故障診斷方法能夠快速準確的判斷出系統的故障，從而為維修人員提供可靠的決策依據。

2.2 工作狀態在線識別與故障診斷? 維修人員可以通過動態信號在線檢測排除大對數的系統故障問題，但是受到機械液壓系統自身非線性特征以及動態信號在線檢測自身的局限性導致維修人員無法通過動態型號在線檢測技術完全識別出機械液壓系統存在的各種問題。當小波、時域、頻率等非線性特征導致的系統故障時，維修人員將無法通過動態信號在線檢測技術直接進行故障的診斷。機械液壓裝置所具有非線性特征妨礙了維修人員對機械液壓裝置的故障判斷。維修人員只能通過神經網絡診斷、計算機輔助診斷等方式來識別系統的故障，這種方式能夠彌補動態信號在線檢測技術存在的不足，從而確保機械液壓系統故障識別的精準性。

維修人員難以憑借動態信號在線檢測技術來精準識別機械液壓系統存在的故障。為了確定機械液壓系統存在的問題，工作人員需要利用模糊診斷檢測的方式對機械液壓系統表現出的非線性特征進行描述。像是液壓元件磨損、壓力高低以及偏心問題。

針對機械液壓系統由非線性特征導致的系統問題，工作人員可以選擇使用專家系統進行故障的檢測和診斷。專家系統采用了人類的思維邏輯識別機械液壓系統的問題。由于不用液壓裝置存在共性，專家系統可以根據液壓裝置的工作原理對其故障或者問題進行檢修。通過使用專家系統人們可以解釋不同結構和功能液壓裝置的故障，使得維修人員能夠更加精準的識別出機械液壓系統的相似故障。

3? 現代故障診斷技術在機械液壓中的綜合應用

3.1 在油液顆粒污染中檢測中的應用? 人們根據專家系統當中已經載入的專家知識以及借助其他檢測裝置通過收集和分析數據，再根據數據的反饋結構確定油液的污染程度。在實驗室內取樣分析當中人們經常采用稱重法、鐵譜分析法以及顯微鏡法。

人們可以利用稱重檢測的方法檢測液壓系統當中污染物的總量。

借助鐵譜儀、旋轉式鐵譜儀等專業的分析儀器人們可以測定鐵磁性的污染物。

按照油液污染物的尺寸大小，人們可以利用顯微鏡來實現對油液污染物濃度的界定。

為了能夠進行現場測定油液污染物，人們可以利用便攜式檢測儀專門進行油污顆粒的分析。其檢測原理是利用油液透光性的變化來檢測油液顆粒物的濃度。根據透光性的強弱用來分析液壓油是否受到污染，是否影響了機械液壓系統的正常工作。

液壓油當中的顆粒物符合正態分布規律，工作人員可以利用電、光、超聲波在油液當中的傳導性能來分析油液污染的程度。

3.2 在油液理化性質檢測的應用? 機械液壓系統會根據液壓軟件的不同采用的材料也不同。一般將材料分為金屬材料和非金屬材料兩類。當材料受到磨損時，材料當中的金屬含量就會發生變化。而非金屬元素含量的變化主要是反映系統磨損程度和密封狀態的變化。為了測定油液的變化，工作人員需要首先理解金屬材料和非金屬材料與油液之間存在的關系，只有這樣專家才能就金屬材料或者非金屬材料的變化用來推定油液狀態的變化。專家通過建立完善的推理機制，通過分析各種液壓元件的參數變化來判定油液是否發生了磨損、溫度是否過高。油液當中的金屬材質含量越高，專家就可以根據數據反饋得出液壓元件發生磨損，而伴隨著油液當中金屬材質含量的增高，液壓元件的磨損程度就越高。專家系統也可以通過檢測油液濃度的變化用來推定油液是否異常。這種診斷方式更為精準，也更加全面。

4? 結語

總的來說，根據市場需要機械液壓系統形成了不同規格和分類，這種結果也造成液壓系統的故障問題變的越來越多。傳統人工識別和檢測機械液壓系統問題的方式太過落后，難以全面、及時對故障問題進行分析和處理。為了精準識別機械液壓系統存在的問題，應當利用現代更為先進的檢測技術，來保證機械液壓系統的正常運行。

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