目前由于国内外资源的开发规模与我国许多重点工程项目不断实施，因此对工程机械可靠性安全性和维修性提出了更高的要求，而目前工程机械行业面临的问题就是在线诊断预测与远程维护产生工程机械产品故障监测的原因是系统结构功能复杂，而在工程机械故障中是因为液压系统故障引起的占到了70%为了建立工程机械故障能够通过在线诊断和预测的理论以及实验体系，并且为推动我国在工程行业领域进步和可持续发展而建立全国工程机械远程维护服务系统。

 

　　一、工程机械故障诊断的要求

 

　　产生工程机械故障的原因是由于复杂的工程机械产品结构，恶劣的工作环境，如多露天作业并且受粉尘、风雨、大气、日晒的影响及侵蚀导致了频繁的故障；并且由于施工生产决定了机械工程产品工作在各工地上，以及其流动性强，分散性大，都给故障的排除造成了极大的困难。目前，现在的施工规模远远超过从前，并进一步扩大，导致了现代的机械设备向着连续化大型化机电一体化发展，基于此机械工程产品的性能与结构的复杂程度也越来越高，进一步导致了故障的诊断更加困难与复杂。通过填写值班日志以及参数越线报警等人工或半自动化的方法来保证机械设备正常运转不仅落后，而且不客观基于工程机械维修不断发展，维修的概念以及内涵得到了很大的扩展：已经从事后维修（BM）深化到了预防维修（PM）和预测维修（PDM），移植了并行工程的理论，并且深化了以可靠性为中心的维修理论。目前国内外工程机械科技领域以现代的维修理论、网络技术和仿真技术为支撑，以电子信息技术为先导，通过针对人机工程学智能故障诊断与监控以及在线维护等方面进行了大量的研究，从而研制出针对工程机械相关的软硬件控制系统，从而引导了工程机械产品向着智能化、信息化方向看齐前进，提高了其科技含量并且促使工程机械行业的迅速发展。

 

　　二、工程机械液压系统常见故障

 

　　（1）液压系统表现无力和力不足。如执行机构不足以克服外界载荷，系统建立不起压力，执行机构无动作，需要同时联动的机构不能联动。执行机构这种推不动、举不起、拉不走的现象，严重影响工程机械的工作效率。

 

　　（2）以液压为动力的运动机构不运动或运动不稳定，或爬行。

 

　　（3）液压系统温升过高，油液变质变稀，内泄加剧，效率降低，元件产生热变形，破坏了配合件的配合精度与配合性质，甚至造成元件的损坏。

 

　　（4）液压系统噪声强烈，甚至产生啸叫，引起系统剧烈振动，不仅污染了工作环境，而且可能使系统工作丧失其稳定性。

 

　　三、工程机械液压系统的故障机理

 

　　工程机械液压系统工作中之所以发生故障，主要原因在于设计、制造、使用等诸方面存在故障根源，也即所谓原始故障：其次便是在正常使用条件下自然磨损、老化、变质而引起的故障，也即所谓自然故障。下面主要分析由于设计、创造、使用不当而产生的故障。

 

　　（1）设计原因

 

　　设计问题是关系到液压系统性能的根本问题，属先天性。比如，油液的污染会给液压系统带来一系列故障。在液压系统中，极易造成油液污染的地方是油箱。最常见的是“封闭性”设计不够合理，如在联接处接管处不加密封，导致污物渗入油箱。污染的油液进入液压系统中，加速液压元件的磨损、锈蚀、堵塞，最后导致故障的形成。近几年来国内外在液压油箱结构设计上对如何减少或杜绝污染物进入油箱问题上都做了不少有益的探索和实践。如德国力士乐公司的液压系统，全部采用了全封闭式油箱结构，由于油箱密闭，所以泵的进口处取消了吸汕口处的过滤装置，所有同油进入一个总回汕管路，在回油管口端加装一滤油装置，目的是过滤掉系统内由于元件磨损的残余物及从密封处进入系统的污物，以保持油箱内油液的清洁。这样的结构不仅避免了外界污物对油箱内油液的污染，而且由于吸油口去掉了过滤装置，使吸油阻力大大减少，从而可避免空穴现象，同时噪声和功率损失也相应减少。另外，悬浮在汕液中的空气，对系统工作是有害的。它降低油液的体积弹性模量，使系统失去刚性，产生气穴，增大功率损失，使系统产生噪声，元件遭受气蚀，降低元件使用性能与寿命，对油液产生氧化作用，使油液失去润滑性以及使油温升高等。悬浮于油液中的气泡，由于油液粘滞阻力的作用不易从油液中浮出液面，所以应当在油箱中增加滤除悬浮气泡的结构。

 

　　（2）使用原因

 

　　工程机械由于工作环境恶劣，其执行机构的活塞杆常裸露在外，被大气中污物所包围。杆在伸出缩进的往复运动中，不仅受到磨粒的磨损与大气，腐蚀性气体的锈蚀，而且还有可能从杆与导套的配合间隙中进入污物，污染油液可加速液压缸和组件的磨损。

 

　　四、组合诊断方法

 

　　目前，对于故障诊断检测方法、对神经网络优化和诊断系统的数据采集研究较多，但这些方法更多的是应用于传统的机械设备如大型发电机组、旋转机械、车辆、船舶等故障诊断。由于工程机械液压系统的复杂性，使得故障具有多层次性、模糊和不确定性等特点，因此如何对液压回路故障知识表示和推理机制的实现是最重要的环节。众多专家和学者对组合诊断方法用于建立快速实时搜索和诊断及故障预测理论体系，揭示各故障和各单元故障之间的故障机理.

 

　　（1）小波分析、模糊逻辑及ANN触合的诊断方法

 

　　小波分析搜长于信号的时频局部分析，利用小波变换模极大值可检测出信号奇异点并展示其成分，因此对突发型故障有较好的定量诊断效果。此外，随机噪声的小波变换模极大值随尺度的增大而迅速衰减，而有效信号对应的小波变换模极大值随尺度的增大将增大或缓慢衰减，利用这一原理可以进行信号的随机去噪。适当地选取小波尺度，在这些尺度的小波基上对信号进行重构，去掉工频以及高频噪声频率段内的小波尺度，保证重构的信号只包含系统运行信息及故障信息。利用小波变换这一性质对输入ANN的信息进行预处理，可提高ANN诊断结果对噪声干扰的鲁棒性.

 

　　（2）ES与ANN结合的诊断方法

 

　　为解决ES推理中的组合爆炸问题，将FT和模糊数学的方法引入ES，建立“故障率”和“故障易检率”的模糊概念，在此基础上自动生成FT，用启发式方法指导过程的故障诊断，可大大提高诊断效率。在液压系统故障诊断ES中，研究各种定性模型的使用也非常活跃。在故障诊断过程中，为了取得更好的问题求解能力，知识表示往往比推理机制更重要。以往的故障诊断系统大多基于浅层知识，在较窄的专业领域取得了很好的效果。但基于模型的方法却能在诊断中使用设备的结构和功能等深层知识，有利于系统的故障诊断，在工程机械液压系统故障诊断中，纯基于规则的启发式系统由于机制过于复杂，实现非常困难。因此以局部诊断时使用基于人工智能（A）I的启发式模型，全局诊断时使用定性模型来减少待查故障数，这样便提高了局部诊断的效率。

 

　　参考文献

 

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