摘要：液压系统作为矿山开采设备中非常重要的组成部分，做好对其故障诊断和排除工作具有非常重要的现实意义，相信随着未来故障诊断技术的进一步提升，未来矿山开采过程中运用的液压系统一定能够更加正常的运转，从而为矿山开采生产提供帮助。
关键词：矿山机械；液压系统；故障诊断
1 矿山机械液压系统
液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。一个液压系统的好坏取决于系统设计的合理性、系统元件性能的的优劣，系统的污染防护和处理，而最后一点尤为重要。近年来我国国内液压技术有很大的提高，不再单纯地使用国外的液压技术进行加工。液压系统由信号控制和液压动力两部分组成，信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。液压动力部分采用回路图方式表示，以表明不同功能元件之间的相互关系。液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件；液压控制部分含有各种控制阀，其用于控制工作油液的流量、压力和方向；执行部分含有液压缸或液压马达，其可按实际要求来选择。在分析和设计实际任务时，一般采用方框图显示设备中实际运行状况。空心箭头表示信号流，而实心箭头则表示能量流。基本液压回路中的动作顺序-控制元件（二位四通换向阀）的换向和弹簧复位、执行元件（双作用液压缸）的伸出和回缩以及溢流阀的开启和关闭。对于执行元件和控制元件，演示文稿都是基于相应回路图符号，这也为介绍回路图符号作了准备。根据系统工作原理，您可对所有回路依次进行编号。如果第一个执行元件编号为0，则与其相关的控制元件标识符则为1。如果与执行元件伸出相对应的元件标识符为偶数，则与执行元件回缩相对应的元件标识符则为奇数。不仅应对液压回路进行编号，也应对实际设备进行编号，以便发现系统故障。一个系统在正式投入之前一般都要经过冲洗，冲洗的目的就是要清除残留在系统内的污染物、金属屑、纤维化合物、铁心等，在最初两小时工作中，即使没有完全损坏系统，也会引起一系列故障。
2 矿山机械液压系统中存在的主要故障
2.1 控制失效
在液压系统的正常工作中，高效的控制是前提，如果控制系统失去了效用，就会使得液压系统处于失控状态，甚至还会停止工作。常见导致液压系统出现控制失效问题的主要故障有安全阀出现故障、从而带来了数值设置不准确，引发阀门工作效率低下，导致安全阀对水量的控制过低，不能实行油温的快速调节，由此导致液压系统出现控制失效的问题。
2.2 压力不足
在矿山机械液压系统的运行中，压力是保持其正常工作的，如果出现的故障导致了液压系统在欠压下工作的时候，就会对生产效率带来影响。例如，液压系统中油箱内的油量不足，不能满足液压系统的压力需要。液压油的温度过高，也会使得大多压力能量被浪费，还有电机失效等等。而一旦液压系统出现压力不足时，就会带来系统处于非常的供油状态之中，从而导致液压缸作业时，产生运动不足或者过度的现象，同时液压系统的缸内发生较大碰撞或摩擦，形成过大冲击，影响液压缸的良性状态。
2.3 噪声过大
通常情况下，当矿山机械液压系统处于正常工作状态时，各个设备与装置单元之间都处于一个相对平衡的状态，相互之间不存在着干涉的问题。而一旦各装置、设备单元之间出现了矛盾，就可能会出现噪声故障，对液压系统的正常运行带来较大的影响。比如，液压泵在运行状态时，经常会因为压力或震动引发噪声，形成瞬间吸空，导致过滤器出现大面积堵塞，由于吸油管与液压原料的距离比较近，会有很大的概率感染液压泵作业，从而带来更大的噪声故障，严重的时候还会带来液压泵停止工作，给生产带来较大的影响。
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3 矿山机械液压系统故障诊断方法分析
3.1 常规的诊断方法
液压系统设备的常用故障诊断方法有模糊诊断法、故障数分析法等等，无外乎以下几种组成：（1）对故障知识的获取，既将各种机械专家的知识提取出来，并能够总结分析出这些知识作用，保证知识的一致性。（2）故障知识的表达，机械液压系统的故障诊断与维修技术研究许建伟将知识进行框架分类处理，对不同的框架知识之间的层次结构进行问题诊断时，就可能使用这个框架来直观地得到故障知识的逻辑流程图。（3）推理机制的实现，对于专家在设备问题的处理上，既要利用他们的知识将所得的结果转换成能为计算机所用之外，还要做到对设备故障的推理机制的实现。该推理机制的主要有：①液压元件故障推理；②液压回路故障推理。（4）测试、评价和维护，诊断系统使用自然语言，因此它的交互界面非常友好，系统的透明度也较高，也因此用利于知识库的编写和迭代。
3.2 对换诊断法
在维修时，往往缺少相关的诊断设备，或者需要诊断的液压系统设备较为精密，不能当场拆开时，就使用对换诊断法来对机械进行故障的排除。这种方法就是将所需要的组件拆下来，把相同的代替品换上，来检测故障是否排除，并以此作为诊断的论据。对换诊断法在实际操作时，难度不小，该方法主要适用于体积小、拆分方便的元件，受到液压系统设备的构造影响较大，溢流阀、单向阀、平衡阀等进行故障检测时，非常地适用。另一方面，对换诊断法可以保护原来的元件，不会应为暴力的拆解导致液压系统元件损坏。
3.3 铁谱分析与智能技术结合的诊断方法
铁谱分析既对油液的分析，该方法利用润滑油中带出来的金属磨粒信息：气相色谱、铁谱、光谱等来进行机械状态的分析研究，得出机械的磨损情况以及故障的原因和地方。铁谱分析不用对设备进行拆解，能够在设备运转期间进行分析，它利用磁场将磨粒从润滑油中提出来，对提取出来的东西进行分析研究，以得出机械的运行磨损的情况。
3.4 仪表测量诊断法
随着ARM嵌入式单片机技术、传感器技术、计算机软件技术、数据库技术等的不断发展，各类检测仪器得到更好地开发与应用。
仪表检测法也就随之发展起来，它是利用对液压系统测量所得到的信息进行判断检查，来诊断液压系统中所出现的故障。通常在检测时，比较容易发现的是压力表的异常，这就代表着液压系统出现了故障。若是要对流量的变化进行检测时，因为流量的变化只能以元件的运行速率来判断，所以是不准确的。正因如此，在液压系统故障检测中，一般以测量液压系统压力的方式来进行异常检测。
3.5 模糊逻辑、ANN及小波分析相融合的诊断法
在诊断突发性的故障时，可以使用小波分析法。这是因为该方法适用于信号的时频局部分析，根据小波变换的数据得到信号的奇异点。由于小波的变换模与尺度是负相关的，基于这个结论，对信号进行去噪处理。利用这个方法，结合小波变换的特性，对ANN信息进行处理后，明显增强了噪声干扰的鲁棒性。
结语
总之，液压系统作为矿山开采设备中非常重要的组成部分，做好对其故障诊断和排除工作具有非常重要的现实意义，相信随着未来故障诊断技术的进一步提升，未来矿山开采过程中运用的液压系统一定能够更加正常的运转，从而为矿山开采生产提供帮助。
参考文献：
[1]于立忠.对矿山机械电子设备的液压系统故障分析与处理[J].电子技术与软件工程，2014，01：175.
[2]李红林，李先龙，朱绍旭，孙伟.矿山机械液压系统故障诊断分析[J].科技资讯，2014，23：78.
论文作者:刘进铭
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
标签：液压系统论文; 元件论文; 故障论文; 液压论文; 设备论文; 故障诊断论文; 回路论文; 《当代电力文化》2019年第8期论文;