液压系统“掉压”故障的简易模糊诊断(2)

     3.  简易—模糊诊断的程序若液压系统掉压为渐发的,不严重,且随温度变化,应属密封缓慢失效引发的“ＮＳ”和“ＮＭ”类。若掉压为突发的,且严重,应属元件内部突然发生明显变化引发的“ＮＢ”类。利用掉压的这种显著差异,可将故障定位到一个类的范围。按此类的概率排序进行模糊积分,排序在前的先模糊积分,被确定的可能性大。这样,就减少了模糊诊断的工作量。有些液压系统有两个以上的作功动作,完成所有动作时,系统均掉压,故障可能在液压泵和调压装置;仅在完成部分动作时掉压,故障可能在阀管类、液压马达和液压缸。当溢流阀发生故障时,一般都溢流;而其他元件引发掉压时,由于此时系统压力低于溢流阀调压值,溢流阀肯定关闭不溢流。利用这两种差别可缩小诊断范围,且正好将概率大、排序在前的元件划分在不同范围。这样,在小范围对排序在前的元件模糊积分,大大减少了工作量。配合诊断具体操作程序如图1:

图1　简易—模糊诊断程序

   遵循以上程序,可用人工操作诊断;也可将8个表内容提前存入计算机,并按以上思路编程,让计算机运行帮助人诊断。
   4.  用简易—模糊诊断法诊断两起掉压故障如图2,ＹＡ32-200四柱万能液压机系统有两个液压泵,主泵1是一个高压、大流量恒功率(压力补偿)变量泵,其最高压力为32ＭＰａ,由安全阀4的远程调压阀5调定。辅助泵2是一个低压小流量的定量泵,主要用以供给电液阀的控制油液。工作过程为:主缸快速下行→慢速接近工件、加压→保压→泄压、快速回程→停止;顶出缸顶出→退回。此机在慢速下行接近工件加压时,压力表7突然下降至10ＭＰａ以下。启动顶出缸时,压力还是很低。这说明主泵或调压装置有了故障.查溢流阀4的溢流管口流量很大。初步判定调压装置有故障。为进一步证实逻辑判断结果,实测调压装置的相关信息状况如下:(1)调不出压力;(2)压力波动差在0.4～1ＭＰａ;

图2　ＹＡ32-200四柱万能液压机原理图

(3)最高压力10ＭＰａ时泵无反应;(4)溢流量很大;(5)使用2年。对照表5和6,查得各信息状况的模糊量原理图为:Ｆ15=1;Ｆ22=0.5;Ｆ33=1;Ｆ43=1;Ｆ52=0.5。信息关系模糊量为:Ｇ1=1;Ｇ2=0.6;Ｇ3=0.7;Ｇ4=0.85;Ｇ5=0.5。模糊积分如下:

∑Ｆ0=1×1+1×0.6+1×0.7+1×0.85+1×0.5=3.65

∑Ｆ1=1×1+0.5×0.6+1×0.7+1×0.85+0.5×0.5=3.1

∑Ｆ=∑Ｆ1/∑Ｆ0=3.1/3.65=0.85>0.5

   调压装置的相对模糊积分值为0.85>0.5,说明故障源就在调压装置。分解溢流阀4后,见主阀芯被较大的固体污染物卡住,处于开启状态。

  如图3,是一板料折弯机液压原理图。当电磁铁1ＹＡ通电吸合后,两液压缸上腔由泵1和辅油箱(通过充液阀9)共同供油,推动滑块快速下降。滑块接触工件后加压、保压,压力由溢流阀3和2调定为25ＭＰａ。保压时间到,2ＹＡ通电,两缸返回。液压泵为轴向柱塞泵(ｐ=32ＭＰａ,Ｑ=10Ｌｍｉｎ)。有一段时间,操作人员发现调好的压力慢慢下降,且开机时间越长,油温越高,下降越厉害,最低可达15ＭＰａ。查溢流阀3无溢流,说明故障不在调压装置,而在泵、阀和缸。按“ＮＭ”和“ＮＳ”类元件概率的排序,液压泵在首位。实测掉压时泵的相关信息状况如下:(1)泵吸油口压力为0.15ＭＰａ;(2)带负载时,泵噪声、振动、压力波动均较严重;(3)泵泄油管泄油明显;(4)泵壳很烫手;(5)使用时间4年;(6)油液污染严重。对照表3和4,查得各信息状况的模糊量为:Ｆ14=0.75;Ｆ23=0.7;Ｆ32=0.5;Ｆ43=1;Ｆ54=1;Ｆ63=1。信息关系模糊量为:Ｇ1=1;Ｇ2=0.7;Ｇ3=0.85;Ｇ4=0.5;Ｇ5=0.5;Ｇ6=0.5。模糊积分如下:

∑Ｆ0=1×1+1×0.7+1×0.85+1×0.5+1×0.5+1×0.5=4.05

∑Ｆ1=0.75×1+0.7×0.7+0.5×0.85+1×0.5+1×0.5+1×0.5=3.165

∑Ｆ=∑Ｆ1/∑Ｆ0=3.165 4.05=0.78>0.5

图3　Ｗ67Ｙ-63 2500型板

料折液压系统原理图

   液压泵的相对模糊积分值为0.78>0.5,这说明故障源在泵。分解柱塞泵后,见泵内污染严重,配油盘窗口附近,旋转体与配油盘的配合端面上柱塞孔之间有明显磨损痕迹。

   若液压泵相对模糊积分值小于0.5,可能为特殊情况,可继续对泵后面的元件进行模糊积分、比较,直至找到故障源。

   5. 通过对简易—模糊诊断的研究和实践,本人认为:须注意和继续完善以下几点:(1)诊断前,应排除气泡油和设压偏低造成的压力不足。(2)对评价因素的设定、等级划分、模糊量化应不断完善,作到科学、客观、准确。(3)对故障信息实际状况的收集尽可能客观、准确。(4)尽可能用简单逻辑判断减少模糊诊断工作量。

参考文献
【1】朱玉仙等·模糊数学方法[Ｍ]·吉林大学出版社,1994.2
【2】邹　文日等·模糊数学在液压设备故障诊断中的应用[Ｊ]·冶金设备,1995(6)
【3】李洪智等·工程机械液压系统的故障诊断专家系统分析方法[Ｊ]