| 单词 | 液压系统状态监测与故障诊断 |
| 释义 | 【液压系统状态监测与故障诊断】 拼译：condition moniitcring and fault diagnosis of hydraulic system 由于航天、军工部门的需要，从20世纪60年代初起，机械状态监测与故障诊断技术开始逐步应用于动力设备等一些大中型机械及包括工程机械在内的其它机械，从70～80年代开始应用于液压系统中。 液压系统状态监测与故障诊断是根据机械设备的可靠性要求和需要及时排除故障而提出来的。它主要根据液压元件及系统故障产生的机理，研究各种状态监测与故障诊断的方法及应用。目前，液压技术已在各种工程机械中得到广泛应用，而且液压元件中，如液压泵、液压马达等本身就是一种旋转式容积式流体机械，所以，现代有关机械状态监测与故障诊断的许多技术对液压元件及系统来说都是适用的。液压系统状态监测与故障诊断技术对液压系统可靠运行、实现预知维修等具有十分重要的意义。以前在使用有关仪器设备对液压系统进行状态监测与故障诊断之前，都是利用人们的感官来进行诊断(如看、听、摸、闻等)。这种简易诊断法只能是定性的判断，而且由于各人感觉的差异，经验的不同，往往影响诊断的准确性。20世纪50年代末，R．S．Ledley首先将逻辑代数应用于工程问题。此后逐步发展成机械设备故障的逻辑诊断法。虽然，这种方法只用两个数值的变量来描述机器的状态，是粗糙的、定性的，然而目前仍在液压系统故障诊断中应用。60年代初，美国贝尔电话研究所的沃森(Watson)和默恩斯(Mearons)在民兵式导弹发射控制系统中，首先使用故障树分析法对控制系统的随机失效作出成功的预测。其后波音公司哈斯尔(Hassl)等人研究出故障树分析法计算机程序，使飞机设计有了重要改进。70年代末，麻省理工学院拉斯穆森(Rasmussem)等人组成的安全小组，用故障树分析法肯定了核电站的安全性。此后，故障树分析法推广应用到电子、化工、机械等部门。至今，结合液压系统原理图，应用故障树分析法诊断液压系统故障仍是一种有效的定性分析的方法。随着经济发展与科技进步，机械设备状态监测与故障诊断现已形成一门有诊断理论、有较先进监测仪表设备、有分析处理方法、工程应用性强、与高技术(如计算机)发展密切有关的新兴学科。现在，机械状态监测与故障诊断的许多技术，如振动监测诊断技术，油样分析监测诊断技术，温度、压力、流量、效率等参数变化监测诊断技术等，已逐渐在国内外液压系统状态监测与故障诊断中得到应用。70年代后期，美国俄克拉荷马州立大学流体动力中心对液压系统及元件的各种故障诊断方法和应用的可能性作了大量的研究。70年代后期，R．A．Collacott提出用振动监测技术、应用常规谱分析法对机械设备进行故障诊断与状态监测。80年代以来，世界各国对液压系统中应用较多的轴向柱塞泵的状态监测与故障诊断做了大量研究工作。英国巴斯大学流体研究中心对轴向柱塞泵进行了各种诊断方法的研究；日本新日铁公司、日立建机公司等建立了轴向柱塞泵振动状态监测与故障诊断的简易诊断实验系统，日立建机公司的HICLAS－A型液压泵故障诊断装置通过检测振动变化，判定液压泵内部的磨损情况，装置由微机对采集的信号进行处理并预报故障；中国上海交通大学邱泽麟等在试验台上对轴向柱塞泵的振动状态监测与故障诊断进行了研究，并用IBM－PC机进行数据处理。用油样分析技术可定量检测液压油中金属磨粒的数量、种类及磨粒增长速率等，由此可判断具有相对运动部件的一些液压元件的内部磨损情况，从而对液压元件及系统进行状态监测。油液光谱分析法在40年代就已被美国铁路部门用于对内燃机车柴油机的状态监测。此后，英国、加拿大、丹麦等国相继应用。在工程机械中使用该法还不普遍。美国卡特彼勒(Caterpiller)公司和日本小松(Komatsu)制作所等对光谱分析作了深入研究，制定了各型工程机械各个系统油液中金属磨粒浓度的极限值，并向用户提供服务。中国从70年代后期开始研究应用油样光谱分析，北京机械施工公司、铁道部戚墅堰机车辆工艺研究所，石家庄铁道学院等作了不少研究，但主要研究对象是内燃机车和一些工程机械的内燃机、变速箱等。油样铁谱分析技术除了与光谱分析一样能从油中取得磨粒数量信息外，还可通过磨粒形貌、大小分析其成分取得磨损性质的信息。因此比光谱分析更为敏锐。美国首先开发铁谱分析技术，于70年代制成了铁谱仪并开始应用。80年代初，美国已将铁谱分析用于Hercules打包机液压系统的状态监测与故障诊断。80年代中后期，中国武汉水利电力大学董光源，武汉工业大学宁新国、华中理工大学李壮云等，在铁谱技术应用于液压系统状态监测与故障诊断及液压泵磨损状态监测方面发表了研究论文，西北工业大学陆培德作了以铁谱技术为主、辅以发射光谱和自动颗粒计数器，对航空液压系统用柱塞泵与叶片泵进行状态监测与故障诊断的研究，并提出采用多种技术方法的综合应用，是对液压元件和系统进行状态监测与故障诊断的重要途径。液压系统及某些元件容积效率的变化，最能说明液压系统、元件的工作状态。通过液压系统中的某些测点，检测其压力、相应泵转速下的流量、油温等参数，对液压系统进行故障诊断与状态监测是现代研究的又一重要方面。80年代初，用于上述测试目的各种液压系统测试器相继出现。美国Flo-Tech公司成批生产PFM一2型液压测试器，为美国卡特彼勒公司、国际收割机公司和日本小松制作所生产的工程机械配套供应。前苏联的全苏建筑机械制造科学研究所研制出ГТп－2型液压测试器。同期，中国农业机械化科学研究院研制了YSZ型液压测试器。此后，又出现了由天津工程机械研究所、苏州液压附件厂研制的数字式液压测试器等。上述液压测试器均属便携式，是一个装于箱内的，由压力表、流量计、温度计、加载阀等组成的油路块，现场使用十分方便。90年代初，中国工程兵工程学院孙书鸿等研制成CYJ－B型液压系统测试仪，这是一种通过永久装在系统管路中，装有数个传感器的接头体和便携式信号处理器相结合来进行测点压力、流量、油温等参数测试的装置，已获国家专利。上海顾志康等完成了液压多功能传感器和测试仪的研制。80年代后期，武汉水运工程学院倪善生、方之良等与大连港务局合作，利用液压测试器成功地进行了叉车液压系统状态监测与故障诊断的应用研究，指出液压测试器不仅可用作故障诊断，而且可用作状态监测，不仅可用作检测系统及某些元件的容积效率，而且可检测压力控制阀调压是否正确、有否故障及某些流量控制阀工作是否正常等。除了上述利用振动监测、油样分析和检测性能参数变化等3类主要的液压系统状态监测与故障诊断的方法外，还有用热力法测定容积式液压机械效率的研究，油料监测中的金属薄膜法、滤网淤集法、磁塞法，超声式磨料监测器预测液压泵寿命的研究及一些新型的测量液压系统压力、流量、油温等仪表和传感器的研究等。当前，液压系统状态监测与故障诊断的研究还处于发展初期，其主要标志是不论国内或国外，在工程机械上配置完善的液压系统在线监测与故障诊断装置还很少见。因此，在使用液压测试器对液压系统进行状态监测与故障诊断方面，如何实现不拆管检测有关参数是当前研究的热点之一。油样分析中的铁谱技术是液压系统状态监测的重要手段之一。通过监测虽然可以发现元件的非正常磨损，但各种液压系统中各种液压元件允许的磨损率如何确定，仍需进行大量的研究。随着液压CAT的进展，不论是液压传动系统还是液压伺服系统，用计算机监测与诊断是当前研究的又一热点。因此，一方面必须开发可靠、价廉的传感器及信号放大与处理元件，另一方面则是软件开发问题，需要在大量试验和验证工作基础上得出可靠数据以满足编制专家系统的需要。【参考文献】：1 Collacott R A．Mechanical Fault Diagnosis and Condition Monitoring．London：Chapman and Hell，19872 屈梁生，何正嘉．机械故障诊断学．上海：上海科学技术出版社．1986，4～53 СмоAяничкий 3 A．СтроитеΛбные и Дорожные Машины．1986，4：19～224 田科．液压与气动，1987，4：24～265 雷天觉．液压工程手册．北京：机械工业出版社．1990．1923～19496 顾志康．液压气动与密封，1992，3：37～407 方之良．舒惠平，港口装卸，1993，2：11～158 方之良．建筑机械化，1993，6：15～179 明仁雄，刘永健，方之良．装卸机械液压液力传动及故障诊断．大连：大连海运学院出版社．1993．241～247(武汉交通科技大学方之良教授撰；舒惠平审) |
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