液壓系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)

1、液壓系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)原創(chuàng)作者：金中液壓液壓系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)液壓傳動系統(tǒng)由于具有易于實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)，直線運(yùn)動，元件排列布置靈活方便，可在運(yùn)行中實(shí)行無級調(diào)速等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以在國民經(jīng)濟(jì)各部門中都得到了廣泛的應(yīng)用，但各部分應(yīng)用液壓傳動的出發(fā)點(diǎn)不同，工程機(jī)械，壓力機(jī)械采用的原因是結(jié)構(gòu)簡單，輸出力量大.航空工業(yè)采用的原因是重量輕，體積小.機(jī)床主要是可實(shí)現(xiàn)無級變速，易于實(shí)現(xiàn)自動化，能實(shí)現(xiàn)換向頻繁的往復(fù)運(yùn)動的優(yōu)點(diǎn).在實(shí)際應(yīng)用過程中，設(shè)計(jì)者經(jīng)常會遇到按照給定的條件選擇最優(yōu)控制系統(tǒng)及其元件的問題，為了正確地選用控制系統(tǒng)，下面表1中給出了幾種常用控制系統(tǒng)的對比資料.表1液壓，氣動，電氣系統(tǒng)的對比對比項(xiàng)目系統(tǒng)液壓氣動電氣功率重

2、量比大中小系統(tǒng)尺寸采用高壓時最小中大運(yùn)動平穩(wěn)性好差中重復(fù)定位精度高低中傳動系統(tǒng)總效率70%左右<30%<90%傳遞信號速度1000<360300000輸出裝置動作時間0.06-0.10.02-0.10.05-0.15蓄能裝置采用蓄能器采用簡單壓力容器采用蓄電池磁場的影響無影響無影響引起誤動作液壓系統(tǒng)故障診斷的發(fā)展趨勢隨著數(shù)據(jù)處理技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展以及不同學(xué)科之間的融合，液壓系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)已經(jīng)逐漸從傳統(tǒng)的主觀分析方法，向著虛擬化，高精度化，狀態(tài)化，智能化，網(wǎng)絡(luò)化，交叉化的方向發(fā)展.1,虛擬化虛擬化是指監(jiān)測與診斷儀器的虛擬化.傳統(tǒng)儀器是由工廠制造的

3、其功能和技術(shù)指標(biāo)都是由廠家定義好的，用戶只能操作使用，儀器的功能和技術(shù)指標(biāo)一般是不可更改的.隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，微電子技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速發(fā)展和不斷更新，在國際上出現(xiàn)了在測試領(lǐng)域挑戰(zhàn)整個傳統(tǒng)測試測量儀器的新技術(shù)，這就是虛擬儀器技術(shù)."軟件就是儀器"，反映了虛擬儀器技術(shù)的本質(zhì)特征.一般來說，基于計(jì)算機(jī)的虛擬儀器系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)，軟面板及插在計(jì)算機(jī)內(nèi)外擴(kuò)梢中的板卡或標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱中的模塊等硬件組成，有些虛擬儀器還包括有傳統(tǒng)的儀器.由于其具有開發(fā)環(huán)境友善，具有開放性和柔性，若增加新的功能可方便地由用戶根據(jù)自己的需要對軟件作適當(dāng)?shù)母淖兗纯蓪?shí)現(xiàn),用戶可以不必懂得總線技術(shù)，不必掌握面向?qū)ο蟮恼Z

4、言，即可將其應(yīng)用于液壓系統(tǒng)乃至整個機(jī)械設(shè)備監(jiān)測與診斷儀器及系統(tǒng)，可以是一個新的發(fā)展方向.2,高精度化高精度化，是指在信號處理技術(shù)方面提高信號分析的信噪比.不同類型的信號具有不同的特點(diǎn)，即使是同一類型的信號也可以從不同的角度進(jìn)行描述和分析，以揭示事物不同側(cè)面之間的內(nèi)在規(guī)律和固有特性.對于液壓系統(tǒng)而言，其信號，參數(shù)通常是瞬態(tài)的，非線性的，突變的，而傳統(tǒng)的時域和頻域分析只適用于穩(wěn)態(tài)信號的分析，因此往往不能揭示其中隱含的故障信息，這就需要尋找一種能夠同時表現(xiàn)信號時域和頻域信息的方法，時頻分析就應(yīng)運(yùn)而生.小波分析就是這種分析的一種典型應(yīng)用，將小波理論應(yīng)用于這些信號的處理上，可以大大提高其分辨率可以預(yù)見，

5、信號分析處理技術(shù)的發(fā)展必將帶動故障診斷技術(shù)的高精度化.3,狀態(tài)化狀態(tài)化是對監(jiān)測與診斷而言.據(jù)美國設(shè)備維修專家分析，有將近1/3的維修費(fèi)用屬于"維修過?！痹斐傻馁M(fèi)用.原因在于：目前普遍采用的預(yù)防性定期檢修的間隔周期是根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果確定的，在這個周期內(nèi)僅有2%的設(shè)備可能出現(xiàn)故障，而98%的設(shè)備還有剩余的運(yùn)行壽命，這種謹(jǐn)慎的定期大修反而增加了停機(jī)率.美國航空公司對235套設(shè)備普查的結(jié)果表明，66%的設(shè)備由于人的干預(yù)，破壞了原來的良好配合，降低了可靠性，造成故障率上升.因此，將預(yù)防性定期維修逐步過渡到"狀態(tài)維修"已經(jīng)成為提高生產(chǎn)率的一條重要途徑，也是現(xiàn)代設(shè)備管理的需要隨著科

6、技的發(fā)展，可以利用傳感技術(shù)，電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，紅外測溫技術(shù)和超聲波技術(shù)，跟蹤液體流經(jīng)管路時的流速，壓力，噪聲的綜合載體信號產(chǎn)生的時差流量信號和壓力信號，并結(jié)合現(xiàn)場的各種傳感器，對液壓系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)（壓力，流量，溫度，轉(zhuǎn)速，密封性能）進(jìn)行"在線"實(shí)時檢測.這就能從根本上克服目前對液壓系統(tǒng)解體體檢的弊端，并能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測與診斷的狀態(tài)化，解決'維修不足'與"維修過剩"的矛盾.4,智能化隨著人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是知識工程，專家系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在診斷領(lǐng)域中的進(jìn)一步應(yīng)用，人們已經(jīng)意識到其所能產(chǎn)生的巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益.同時由于液壓系統(tǒng)故障所呈

7、現(xiàn)的隱蔽性，多樣性，成因的復(fù)雜性和進(jìn)行故障診斷所需要的知識對領(lǐng)域?qū)＜覍?shí)踐經(jīng)驗(yàn)和診斷策略的嚴(yán)重依賴，使得研制智能化的液壓故障診斷系統(tǒng)成為當(dāng)前的趨勢.以數(shù)據(jù)處理為核心的過程將被以知識處理為核心的過程所替代,同時,由于實(shí)現(xiàn)了信號檢測，數(shù)據(jù)處理與知識處理的統(tǒng)一，使得先進(jìn)技術(shù)不再是少數(shù)專業(yè)人員才能掌握的技術(shù)，而是一般設(shè)備操作工人所使用的工具.5,網(wǎng)絡(luò)化隨著社會的進(jìn)步，現(xiàn)代大型液壓系統(tǒng)非常復(fù)雜，十分專業(yè)，需要設(shè)備供應(yīng)商的參與才能對它的故障進(jìn)行快速有效的診斷，而設(shè)備供應(yīng)商和其他專家往往身處異地，這就使建立基于INTERNET的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測與故障診斷成為開發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷的必然趨勢.首先在企業(yè)的各個分廠的關(guān)

8、鍵液壓設(shè)備上建立實(shí)時監(jiān)測點(diǎn)，實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行在線監(jiān)測并采集故障診斷所需的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，并上傳到廠級診斷中心；同時在企業(yè)內(nèi)部建立企業(yè)級診斷中心，在技術(shù)力量較強(qiáng)的科研單位和設(shè)備生產(chǎn)廠家建立遠(yuǎn)程診斷中心.當(dāng)然，并不是所有的診斷系統(tǒng)都需要建立企業(yè)級診斷中心.一般來說，對于生產(chǎn)規(guī)模比較大和分散的企業(yè)（如跨國企業(yè)等）可以構(gòu)建企業(yè)級診斷中心，而對于小型的企業(yè)通常不需要.此外，對于數(shù)據(jù)傳輸時是采用專用網(wǎng)線，電話線，還是無線傳輸，這得根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況了.當(dāng)液壓設(shè)備出現(xiàn)異常時，實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)首先做出反應(yīng)，實(shí)行報(bào)警并采取一些應(yīng)急措施，并在廠級診斷中心進(jìn)行備案和初步的診斷；廠級診斷中心不能自行處理的，剛開始進(jìn)入企業(yè)級

9、診斷（沒有企業(yè)級診斷中心的，則直接進(jìn)入遠(yuǎn)程診斷中心）；而對于企業(yè)級診斷中心也不能解決的故障,則由企業(yè)級診斷中心通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星將獲得的故障信息送到遠(yuǎn)程的診斷中心，遠(yuǎn)程診斷中心的領(lǐng)域?qū)＜一驅(qū)＜蚁到y(tǒng)軟件通過對傳過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出故障診斷結(jié)論和解決方案，并通過網(wǎng)絡(luò)反饋給用戶.當(dāng)前，在構(gòu)建遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)時限少把設(shè)備制造廠家列為主要角色之一.這就意味著在進(jìn)行設(shè)備的故障診斷時，不能充分利用到設(shè)備設(shè)計(jì)制造的有關(guān)數(shù)據(jù)資料.無論是從設(shè)備使用方，還是從設(shè)備生產(chǎn)方來說，這都會造成一種無形的損失.對設(shè)備使用方來說，他們無法充分享受設(shè)備的售后服務(wù)；而對于設(shè)備生產(chǎn)方，則難以從大量的設(shè)備運(yùn)行歷史記錄中發(fā)現(xiàn)有價格

10、的知識用于設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)和制造，同時喪失樹立企業(yè)良好形象的機(jī)會.因此，在構(gòu)建遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)時，為了充分發(fā)揮設(shè)備生產(chǎn)廠家在遠(yuǎn)程診斷中的作用，需要各分布式的設(shè)備生產(chǎn)廠家的積極參與，實(shí)現(xiàn)更大范圍的資源共享.6,交叉化交叉化是指設(shè)備的故障診斷技術(shù)與人體醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)的發(fā)展交叉化.從廣義上看，機(jī)械設(shè)備的故障診斷與人體的醫(yī)學(xué)診斷一樣，它們之間應(yīng)該具有相通之處.特別是液壓系統(tǒng)，更是如此.因?yàn)橐簤合到y(tǒng)的組成與人體的構(gòu)成具有許多可比性：液壓油如同人的血液，液壓泵如同人的心臟，壓力表如同人的眼睛，執(zhí)行元件如同人的四肢，而控制系統(tǒng)和傳感器就如同人的大腦和神經(jīng)，不斷根據(jù)執(zhí)行元件的反饋信息發(fā)出各種控制指令.同整個機(jī)械設(shè)

11、備的故障診斷技術(shù)相比，人體的醫(yī)學(xué)診斷發(fā)展至今已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)完美.機(jī)械設(shè)備的故障診斷技術(shù)自20世紀(jì)60年代開始至今，其發(fā)展史只是人體醫(yī)學(xué)發(fā)展歷史長河中的一滴，借鑒人體的醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)，可以使我們在設(shè)備診斷技術(shù)上取得突破，少走許多彎路.遠(yuǎn)程故障診斷從醫(yī)學(xué)領(lǐng)域成功向機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域的擴(kuò)展就是一個很好的例子.此外，油液分析就可以說是液壓系統(tǒng)的抽血化驗(yàn)，所以筆者為了引起使用者對液壓油清潔度的重視，在給學(xué)生授課以及給相關(guān)液壓控制系統(tǒng)的用戶進(jìn)行培訓(xùn)和解決現(xiàn)場系統(tǒng)故障時，經(jīng)常做出這樣的比喻:"油液被污染的液壓系統(tǒng)就相當(dāng)于人患了白血病".目前雖說油液分析已應(yīng)用得比較廣泛，但從人體的血檢所能獲得的信息來看才由液中所能獲取的設(shè)備故障信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止目前的這些，應(yīng)該進(jìn)行深入的研究.隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，這必然為人們