液壓設(shè)備基于參數(shù)測(cè)量的故障診斷系統(tǒng)

  一個(gè)液壓系統(tǒng)工作是否正常，關(guān)鍵取決于兩個(gè)主要工作參數(shù)，即壓力和流量是否處于正常的工作狀態(tài)，以及系統(tǒng)溫度和執(zhí)行器速度等參數(shù)的正常與否。液壓系統(tǒng)的故障現(xiàn)象是各種各樣的，故障原因也是多種因素的綜合。同一因素可能造成不同的故障現(xiàn)象，而同一故障又可能對(duì)應(yīng)著多種不同原因。例如：油液的污染可能造成液壓系統(tǒng)壓力、流量或方向等各方面的故障，這給液壓系統(tǒng)故障診斷帶來(lái)極大困難。

  參數(shù)測(cè)量法診斷故障的思路是這樣的：任何液壓系統(tǒng)工作正常時(shí)，系統(tǒng)參數(shù)都工作在設(shè)計(jì)和設(shè)定值附近，工作中如果這些參數(shù)偏離了預(yù)定值，則系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)故障或有可能出現(xiàn)故障，即液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障的實(shí)質(zhì)就是系統(tǒng)工作參數(shù)的異常變化。因此，當(dāng)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，必然是系統(tǒng)中某個(gè)元件或某些元件有故障，進(jìn)一步可斷定回路中某一點(diǎn)或某幾點(diǎn)的參數(shù)已偏離了預(yù)定值。這說(shuō)明如果液壓回路中某點(diǎn)的工作參數(shù)不正常，則系統(tǒng)已發(fā)生了故障或可能發(fā)生了故障，需維修人員馬上進(jìn)行處理。這樣在參數(shù)測(cè)量的基礎(chǔ)上，再結(jié)合邏輯分析法，即可快速、準(zhǔn)確地找出故障所在。參數(shù)測(cè)量法不僅可以診斷系統(tǒng)故障，而且還能預(yù)報(bào)可能發(fā)生的故障，并且這種預(yù)報(bào)和診斷都是定量的，大大提高了診斷的速度和準(zhǔn)確性。這種檢測(cè)為直接測(cè)量，檢測(cè)速度快，誤差小，檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單，便于在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)推廣使用，適合于任何液壓系統(tǒng)的檢測(cè)。測(cè)量時(shí)既不需停機(jī)，又不損壞液壓系統(tǒng)，幾乎可以對(duì)系統(tǒng)中任何部位進(jìn)行檢測(cè)，不但可診斷已有故障，而且可進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)潛在故障。

    1．參數(shù)測(cè)量法原理

    只要測(cè)得液壓系統(tǒng)回路中所需任意點(diǎn)處工作參數(shù)，將其與系統(tǒng)工作的正常值相比較，即可判斷出系統(tǒng)工作參數(shù)是否正常，是否發(fā)生了故障以及故障的所在部位。

    液壓系統(tǒng)中的工作參數(shù)，如壓力、流量、溫度等都是非電物理量，用通用儀器采用間接測(cè)量法測(cè)量時(shí)，首先需利用物理效應(yīng)將這些非電量轉(zhuǎn)換成電量，然后經(jīng)放大、轉(zhuǎn)換和顯示等處理，被測(cè)參數(shù)則可用轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)代表并顯示。由此可判斷液壓系統(tǒng)是否有故障。但這種間接測(cè)量方法需各種傳感器，檢測(cè)裝置較復(fù)雜，測(cè)量結(jié)果誤差大、不直觀，不便于現(xiàn)場(chǎng)推廣使用。

    現(xiàn)在介紹一種簡(jiǎn)單、實(shí)用的液壓系統(tǒng)故障檢測(cè)回路。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖A(a)所示。檢測(cè)回路通常和被檢測(cè)系統(tǒng)并聯(lián)連接，此連接需在被測(cè)點(diǎn)設(shè)置圖A(a)所示的雙球閥三通接頭，它主要用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不拆卸檢測(cè)。它對(duì)液壓系統(tǒng)所需點(diǎn)的各種參數(shù)進(jìn)行直接的快速檢測(cè)，不需任何傳感器，它可同時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)中的壓力、流量和溫度3個(gè)參數(shù)，而執(zhí)行器的速度和轉(zhuǎn)速則可通過(guò)測(cè)量出口流量的方法計(jì)算得到。例如；只要在泵出口及執(zhí)行器進(jìn)、出口安裝雙球閥三通，如圖B所示，通過(guò)測(cè)量1、2、3三點(diǎn)的壓力、流量及溫度值，則可立刻診斷出故障所在的大致部位（泵源、控制傳動(dòng)部分或執(zhí)行器部分）。增加參數(shù)檢測(cè)點(diǎn)，則可縮小故障發(fā)生區(qū)域。

    檢測(cè)原理：如圖A(a)所示。系統(tǒng)正常工作時(shí)，閥門1開啟，2關(guān)閉，檢測(cè)口罩上防塵罩，以防污染。檢測(cè)時(shí)，只要將檢測(cè)回路與檢測(cè)口接通，即旋緊活接頭螺紋并打開閥門2。通過(guò)調(diào)節(jié)閥門1和溢流閥7即可方便地測(cè)出壓力、流量、溫度、速度等參數(shù)。但要求系統(tǒng)配管時(shí)，將雙球閥三通在需檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)的部位當(dāng)做接管[見(jiàn)圖A(a)連接]或彎管接頭[見(jiàn)圖A(10)連接]，這樣做既不會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，也不會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生明顯影響。

    2．參數(shù)測(cè)量方法

    (1)測(cè)壓力。如圖A(a)所示，首先將檢測(cè)回路的軟管接頭與雙球閥三通螺紋接口旋緊接通；打開球閥2，關(guān)死溢流閥7，切斷回油通道，這時(shí)從壓力表4上可直接讀出所測(cè)點(diǎn)的壓力值（為系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力）。

    (2)測(cè)流量和溫度。慢慢松開溢流閥7手柄，再關(guān)閉球閥1。重新調(diào)整溢流閥7，使壓力表4讀數(shù)為所測(cè)壓力值，此時(shí)流量計(jì)5讀數(shù)即為所測(cè)點(diǎn)的實(shí)際流量值。同時(shí)溫度計(jì)6上可顯示出油液溫度值。

  (3)測(cè)轉(zhuǎn)速（速度）。不論泵、液壓馬達(dá)或缸，其轉(zhuǎn)速或速度僅取決于2個(gè)因素，即流量和它本身的幾何尺寸（排量或面積），所以只要測(cè)出液壓馬達(dá)或缸的輸出流量（對(duì)泵為輸人流量），除以其排量或面積即得到轉(zhuǎn)速或速度值。

    3．結(jié)論

    參數(shù)測(cè)量法是一種實(shí)用、新型的液壓系統(tǒng)故障診斷方法，它與邏輯分析法相結(jié)合，大大提高了故障診斷的快速性和準(zhǔn)確性。首先這種測(cè)量是定量的，這就避免了個(gè)人診斷的盲目性和經(jīng)驗(yàn)性，診斷結(jié)果符合實(shí)際。其次故障診斷速度快，經(jīng)過(guò)幾秒到幾十秒即可測(cè)得系統(tǒng)的準(zhǔn)確參數(shù)，再經(jīng)維修人員簡(jiǎn)單的分析判斷即得到診斷結(jié)果。再者此法較傳統(tǒng)故障診斷法降低系統(tǒng)裝拆工作量一半以上。

    此故障診斷檢測(cè)回路具有以下功能。

    (1)能直接測(cè)量并直觀顯示液流流量、壓力和溫度，并能間接測(cè)量泵、液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速。

    (2)可以利用溢流閥對(duì)系統(tǒng)中被測(cè)部分進(jìn)行模擬加載，調(diào)壓方便、準(zhǔn)確；為保證所測(cè)流量準(zhǔn)確性，可從溫度表直接觀察測(cè)試溫差（應(yīng)不超過(guò)士3℃）。

    (3)適應(yīng)于任何液壓系統(tǒng)，且某些系統(tǒng)參數(shù)可實(shí)現(xiàn)不停車檢測(cè)。

    (4)結(jié)構(gòu)輕便簡(jiǎn)單，工作可靠，成本低廉，操作簡(jiǎn)便。這種檢測(cè)回路將加載裝置和簡(jiǎn)單的檢測(cè)儀器結(jié)合在一起，可做成便攜式檢測(cè)儀，測(cè)量快速、方便、準(zhǔn)確，適于在現(xiàn)場(chǎng)推廣使用。它為檢測(cè)、預(yù)報(bào)和故障診斷自動(dòng)化打下基礎(chǔ)。