装载机底盘部分故障及维修论文.doc

XXXXXXXXXXXXXX论 文装载机底盘部分故障及维修学 院：专 业：姓 名：学 号：指导教师：完成时间： 19摘要工程机械是国民经济中的重要设备。发展工程机械的故障诊断技术，对于加快工程进度、提高工作效率有着十分重要的现实意义。但在装载机底盘部分故障诊断技术研究中，知识获取问题成为制约装载机底盘部分故障诊断技术发展的“瓶颈”。本文以工程机械中的典型设备装载机的底盘故障诊断为研究对象，引入故障诊断技术的研究，针对装载机底盘部分故障诊断知识获取、在信息不完备情况下的故障诊断及容错性等问题展开了深入细致地研究。工程机械的故障诊断水平在一定程度上反映了工程建设的水平，是衡量工程建设技术进步的重要标志之一。因此，发展工程机械的故障诊断技术，充分发挥工程机械的最大效能，对确保工程质量、加快工程进度、提高经济效益有着十分重要的现实意义。本文综合分析了装载机底盘部分故障诊断理论和技术的研究现状，对装载机底盘故障维修的理论及其发展状况进行了总结，阐明了在故障诊断在装载机底盘维修中的重要性。关键词：装载机；底盘故障；故障诊断；维修AbstractEngineering machinery is the important equipment of the national economy. Development engineering machinery fault diagnosis technology, to speed up the progress of the projects, improve work efficiency has very important practical significance. But in the loader chassis parts fault diagnosis technology of study, knowledge acquisition problems become the main chassis parts loader fault diagnosis technology development of bottleneck. Based on the engineering machinery equipment-the typical of the loader chassis fault diagnosis as the research object, the introduction of fault diagnosis technology research, in view of the loader chassis parts fault diagnosis knowledge acquisition, in incomplete information of fault diagnosis and fault tolerance over thorough research. Engineering machinery fault diagnosis level to a certain extent reflects the level of project construction, it is to measure engineering construction technology one of the important signs of progress. Therefore, the development of engineering machinery fault diagnosis technology, give full play to the most efficiency of the engineering machinery, to ensure the engineering quality, speed up the progress of the projects, improve the economic benefit has very important practical significance.The paper analyzes the loader chassis parts fault diagnosis theory and technology present situation of the research of the theory of maintenance loader chassis and the development situation of the summary, expounded the fault diagnosis in the importance of loader chassis maintenance.Keywords: loaders; Chassis fault; Fault diagnosis; maintenance目录第一章 绪论11.1研究背景和意义11.2国内外研究现状11.2.1国外研究现状11.2.2国内研究现状2第二章 装载机故障诊断技术研究综述22.1主观诊断方法22.2基于信号处理的诊断方法32.3基于人工智能的诊断方法3第三章 装载机底盘故障诊断知识获取及推理43.1装载机概述53.2装载机底盘故障知识总结53.2.1 故障知识的特点53.2.2 故障知识的表示63.3装载机底盘故障诊断知识的获取73.3.1 一级规则知识74.3.2 二级规则知识83.4故障诊断推理93.4.1 样例属性参数的选取93.4.2 目标数据库的创建93.4.3 混合规则知识库的生成10第四章 装载机底盘部分故障维修104.1传动系维修104.1.1传动系作用104.1.2传动系构成104.1.3传动系维修114.2行驶系维修124.2.1行驶系作用124.2.2行驶系构成124.2.3行驶系的维修133.3转向系维修133.3.1转向系的作用133.3.2转向系构成143.3.3转向系维修144.4制动系维修154.4.1制动系的作用154.4.2制动系的构成154.4.3制动系维修15结 论17致 谢18主要参考文献19第一章 绪论1.1研究背景和意义工程机械产品中装载机不仅应用最为广泛，而且在国内，其产量和销量也一直高居榜首。国内装载机市场国内厂商自主品牌的产品占有绝对优势，但是这些产品技术含量低，只适用于国内用户群，无法在国际市场上竞争。虽然目前中国装载机行业在国内装载机市场占有率处于垄断地位，但是随着市场需求向高档装载机倾斜，国内市场由国内企业之间竞争的格局将会打破，国外知名厂商会凭借产品的性能、质量和服务的优势和中国加入 WTO 后的有利时机在国内市场与国内企业展开竞争。装载机行业在今后的发展过程中会不会重蹈挖掘机行业的衰退覆辙，这是摆在我们面前的一个十分严峻和现实的问题。考虑到国家继续执行扩大内需的积极财政政策，加大对交通、能源、水利、环保等基础设施建设的力度和西部大开发战略正在加快实施，青藏铁路、南水北调、西电东送、西气东输等一系列国家重点项目刚刚进入施工高峰期等因素，如果国产品牌的装载机能在同类产品的价格优势下，进行技术提升，提高产品科技含量，发展成为智能化的工程机械产品，不仅可以适应国家发展的需要，而且也可以提高市场竞争力。智能化装载机的一个必备条件就是装载机的故障诊断。随着工程的规模和复杂程度的提高，装载机经常被要求工作于恶劣的环境和一些人类能力所不及的施工现场从事土石方工作，从而加强了装载机的工作强度，装载机发生故障的可能性也随之增大。装载机一旦发生故障小则影响工程进度，大则发生事故造成严重的经济损失，所以故障诊断技术一直以来都备受关注。现代装载机结构复杂，元部件精密，故障类型也层出不穷，传统的诊断技术往往不能准确的进行诊断，所以往往需要借助仪器、计算机和人工智能理论等手段来进行故障诊断，及时发现和维修装载机的故障，避免损失。国内外各著名的装载机生产厂家都积极投入，研究先进的装载机故障诊断技术，因为它是提高装载机的技术含量和市场竞争力的有力砝码。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状国外装载机技术已经达到相当高的水平，信息技术的飞速发展又给装载机技术的发展插上了飞跃的翅膀。基于微电子技术和信息技术的计算机监控和故障诊断，使得国外装载机在原来基础上更加精制；其自动化程度也得到提高，进一步提高了生产效率，使其性能、安全性、可靠性、操作性都更上一层楼。国外研制的装载机计算机监控和故障诊断管理系统监控装载机数十项参数，记录并处理装载机各种信息，利用无线数据传输把部件工作状态和故障提示信息显示在装载机液晶显示器上，以听觉和视觉相结合的方式提醒司机的注意。美国国家仪器公司开发了 LABVIEW 虚拟仪器技术，集仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域，并适用于 Windows 3.1/95/98、Windows NT、Macintosh、UNIX 等多种不同的操作平台。LABVIEW 使得虚拟仪器和计算机系统的结合成为可能，为提高网络故障诊断的准确性、引入智能控制（神经网络）等成为可能，诊断效果更加理想。1.2.2国内研究现状国内一些主要的工程机械生产厂商和科研单位都已参加了智能化工程机械的研究开发工作，如徐州工程机械集团有限公司、柳州工程机械集团股份有限公司、三一重工股份有限公司、天津工程机械研究院，目前已经完成了装载机单机的智能化改造，并掌握机群智能化工程机械系统的设计和制造技术，下一步目标将是自主开发的机群智能化装载机在实际工程操作中的应用。相比较而言，国外装载机的计算机监控和故障诊断已经趋于成熟，国内的装载机计算机监控和故障诊断还处于技术研究和实验阶段，还需要完善系统的稳定性，提高其实用价值，融入到装载机的实际生产中去，两者还有一定的差距。第二章 装载机故障诊断技术研究综述装载机故障通常依赖于维修人员的经验利用主观诊断方法进行诊断。随着信号处理和人工智能技术的发展，现代装载机的故障诊断中越来越多的运用到信号处理与人工智能这些技术。2.1主观诊断方法主观诊断方法是利用简单仪器，凭借个人实践经验，找出装载机故障发生的部位和原因。主观诊断方法方便快捷，但是由于个人的感觉不同，判断能力和实践经验的差别，诊断结果也会不同。主观诊断方法适合诊断装载机的一些简单的故障。通常通过以下方法进行诊断：通过观察装载机执行机构的运动速度、装载机系统各测点数值、油液、各接头处是否渗漏、活塞杆或工作台等运动部件的振动情况来确定压力有无波动，油是否变质，油粘稠度是否合格，运动部件有无跳动冲击等异常现象，从而判断装载机有无故障。通过倾听装载机系统噪声、各部件换向的冲击声、泄漏声来确定系统噪声、冲击声是否过大，油路板内部有无细微而连续不断的声音，从而判断装载机有无故障。通过触摸，感觉装载机的油温、振动、松紧度来确定是否油温过高，运行部件和油管有无振动，从而判断装载机有无故障。2.2基于信号处理的诊断方法基于信号处理的诊断方法是以传感器技术和动态测试技术为手段，以信号处理为基础的诊断技术。这种诊断技术是装载机故障诊断方法研究的一个十分活跃的分支，在装载机故障诊断中发挥着极其重要的作用。装载机现场工作时，装载机信号通过各部件上安装的传感器采集。采集的信号是装载机信息的载体，包含了丰富的信息。传感器的输出信号经采样和 A/D 转换为数字信号传送入计算机，这样的信号往往需要预处理才能交付给后面的应用程序使用。信号预处理利用数字信号滤波对信号进行平滑，提高其有用信号的比重，消除和减少干扰和噪声。信号可以从幅值域、频率域、时间域来描述。它们之间可以通过一定的数学运算进行转换。通过分析装载机无故障工况和故障工况下各部件信号在这三个域上的特性，可以归纳出信号故障特征与故障源之间的关联。傅立叶变换是信号处理中常见的数学变换，它是把信号从时域变到频域分析的数学手段。通过傅立叶变换进行故障诊断的例子很多，例如，T.T.Le利用动态压力信号的倒频谱分析方法来提取液压系统的泄漏故障特征，诊断故障，取得满意结果；王文林利用频谱分析方法对轴向柱塞泵进行故障诊断；N.Freebody通过频谱分析取出故障特征量，对电液压力控制系统的故障进行诊断，并且把这个诊断方法成功应用到实际生产过程中。傅立叶变换主要针对周期信号或平稳的随机信号，在满足此条件的情况下它将是一种十分有效的故障诊断方法。傅立叶变换也有固有的缺陷，它只能给出信号频域上的信息，无法给出信号在时域上的信息。针对非平稳信号的处理和分析，近年来，小波分析成为强有力的工具来分析信号的非平稳性和突变性，进而诊断故障，取得了满意结果。现代装载机结构日益复杂，故障类型层出不穷，基于信号的装载机故障诊断对故障的分类相对来说过于简单，同时，它的信号检测手段和诊断方法大多是利用装载机所表现出来的特征信号来诊断故障，未能有效地考虑多故障同时发生和各故障间可能存在的相互联系和影响，故障分类精度不高。因此基于信号的故障诊断技术必须寻求与人工智能技术的结合，以解决日益复杂的装载机系统故障诊断问题。2.3基于人工智能的诊断方法装载机故障的多样性、突发性和复杂性，以及进行故障诊断所需要的知识对领域专家的实践经验和诊断策略的依赖，使得基于人工智能的装载机故障诊断成为当前的研究热点。基于人工智能的装载机故障诊断方法的基础是知识处理，它的主要内容是知识表示、知识获取和知识运用。基于人工智能的故障诊断就是有效地获取、传递、处理、再生和利用诊断信息，从而具有对给定状态下的诊断对象进行有效的故障诊断能力。目前国内外关于人工智能的诊断方法研究成果很多，不过投入实际运行的还不多见。基于人工智能的诊断方法主要包括基于神经网络的方法、基于模糊系统和模糊集的诊断方法和基于专家系统的方法。神经网络由于其本身的特性在故障诊断中被广泛采用。训练过的神经网络能存储有关过程的知识，能直接从定量的历史故障信息中学习，根据对象的正常历史数据训练网络，然后将此信息与当前测量数据进行比较，以确定故障；人工神经网络可以在有噪声的情况下滤出噪声得出正确的结论；人工神经网络具有分辨原因及故障类型的能力。近年来，基于神经网络的故障诊断虽然取得了成效，但是仍然存在着许多问题有待研究和解决：1. 多故障同时诊断中的故障组合爆炸问题，故障的组合将使解的搜索空间变得非常巨大，从而使诊断求解的工作量增大，甚至大到不能实现的程度。2. 现代装载机发生的故障类型层出不穷，当新故障出现的时候，神经网络需要抹去记忆，重新训练，学习能力和扩展性不强。组合神经网络在这样的客观情况下应运而生，组合神经网络由多个子神经网络组成，子神经网络将单神经网络的诊断任务分解，负责诊断对象中某个子系统的故障。子神经网络结构简单，训练所需样本少，训练成功迅速。 当装载机出现新的故障的时候，组合神经网络可以添加新的子网络来处理。基于人工智能的诊断方法在多故障的诊断中具有很大的优越性，但对该诊断方法的研究偏重于对故障特征的分类上，基于信号处理的诊断对故障的分类又过于简单，如果能把两者结合，发挥各自的优势，势必能提高故障诊断的准确率和诊断效率。本文即探讨了怎样结合信号处理和神经网络来诊断装载机故障。拟对装载机系统信号的处理，故障特征提取，单神经网络诊断装载机故障，组合神经网络诊断装载机故障作详细讨论，并实现装载机故障诊断系统。第三章 装载机底盘故障诊断知识获取及推理随着装载机复杂程度的日益提高，单纯依靠传统的诊断方法已很难作出及时准确的诊断，大量智能诊断技术使用于装载机的故障诊断当中，各种智能诊断系统大量出现。但是这些智能诊断系统都依赖于各种各样的故障诊断知识，才能发挥智能诊断的作用。知识的获取已成为智能诊断技术发展的“瓶颈”。粗糙集理论的出现为解决知识的自动获取提供了一种思路，它能够从大量数据中发现潜在的规律，提取有用的知识，它所发现的知识是“显示”的，既能够为人所理解，又便于存储和应用。粗糙集理论的一个重要特点就是它具有很强的定性分析能力，无需预先给定属性的数学描述，直接从给定论域的描述集合出发，通过不可分辨关系确定给定论域的近似域，从而找出刻画论域对象的规律。针对装载机故障诊断中存在的： 系统复杂，故障种类纷繁多样； 对故障诊断技术性能要求高； 无法建立精确的诊断模型； 大量故障模式存在于大量的诊断样例中等特点，通过对不同层次的知识分别使用人工知识获取和前面介绍的粗糙集约简算法进行自动知识提取，产生规则集合，并应用于故障诊断中。3.1装载机概述装载机为机电液一体化的设备，包括多个子系统。在该系统中同一层次的各子系统以及不同层次的各子系统之间无论在结构上，还是功能上都存在较大的差异；各子系统虽然可能相关，但在结构与功能上并无严格的定量或逻辑关系，因而十分复杂。对装载机这一复杂系统机械设备，我们可以从总体上按某种原则进行分解，通过对各个子系统的耦合关系进行分类和总结，从多系统角度了解装载机，以便于决策表的生成和知识的提取。装载机的主要功能是对散装物料进行装、运、卸作业，还可对岩石、硬土进行轻度铲掘工作，并能用来清理、刮平场地及牵引作业。在更换相应的工作装置后，还可以完成推土、松土、起重、装卸木料及钢管等作业。装载机一般由发动机、车架、动力传动系统、行走装置、转向制动系统、工作装置和操纵系统等组成。发动机的动力经液力变矩器传给变速箱，再由变速箱把动力经前、后传动轴分别传到前、后驱动桥，驱动车轮转动；工作装置则是由动臂、铲斗、连杆、动臂油缸和转斗油缸等组成；动臂一端铰接在车架上，另一端安装了铲斗，动臂的升降可由动臂油缸来带动，铲斗的翻转则由转斗油缸通过连杆机构来实现；车架则由前后两部分组成，中间用前后车架铰销连接，依靠转向油缸可使前后车架绕铰销相对转动，以实现转向。3.2装载机底盘故障知识总结3.2.1 故障知识的特点一般来讲装载机诊断系统的知识主要来源于维修领域专家对装载机结构、功能的分析研究、故障机理的分析和故障特征的提取。对于不同的维修人员，往往根据自己以往的诊断经验而形成不同的认识和诊断的先后步骤，因此装载机故障诊断的经验知识具有如下特点：（1） 载机故障诊断知识是维修专家经过长期的维修实践之后的经验总结，知识之间具有很强的耦合关系，不能形成很好的体系。由于对这种知识常常缺乏本质性的认识，在很多情况下即使专家本人也难以清楚地表达出来。（2） 经验知识往往采用自然语言描述，无法精确量化和进行有效的计算。（3） 信息参数的获得受检验手段的限制，一部分的信息需要通过人的感观器官来获得（称之为故障现象），因而具有很强的主观性，不同的人可能作出不同的判断。（4） 工况运行条件变化导致症状的变化，使诊断知识具有一定的动态特性。（5） 多种隐含故障的症状交叉，相互干扰，呈现多个特征。3.2.2 故障知识的表示诊断专家的高明之处就在于掌握了大量的故障特征模式知识，这些都是通过数十年的学习、积累得到的。人工智能诊断研究的目的是要建立个能模拟人类智能诊断行为的系统，推理得出诊断结果。为达到这个目的，就必须研究人类智能行为在计算机上的表示形式，只有这样才能把诊断知识存储到计算机中去，供求解实际诊断问题使用，因此关于知识的表示问题就成为一个十分重要方面。所谓知识表示，就是研究用机器表示知识的可行的、有效的、通用的原则和方法。实际上就是对知识的一种描述，一种计算机可以接受的对人类智能行为的描述。常用的知识表达方法有逻辑模式、框架、语义网络、产生式系统、状态空间、剧本等。由于对于不同的诊断领域，在智能诊断问题的描述、诊断信息的类型与获取等诸方面的不同因素，往往导致对于一个领域、一类设备非常有效的知识表示方法，对于另一个领域、另一类设备则可能完全不适用。对于装载机的诊断来说，同样如此。选择一种适当的知识表示方法往往能够使整个诊断系统的知识更为清楚、更有条理、易于维护，更能准确地模拟人类专家实际故障诊断的思维和方法，从而使推理机能更简洁、快速的方法得出问题的解。（1） 装载机知识的分类从知识的作用范围来划分，知识可分为：常识性知识和领域性知识。常识性知识是通用性的知识，即问题领域的事实、定理、方法和操作等常识性知识及原理性知识；领域性知识是专家在长期的领域研究和处理领域问题的过程中，实践经验的概括和总结，它来源于专家的实践又指导着专家的实践，是专业性知识。本系统的知识是用于装载机故障诊断的，是专业性的知识，只有本专业的人员才能掌握并用来求解故障诊断方面的问题，其知识是属于领域知识。从知识的作用及表示来划分，知识可分为：描述性知识，过程性知识，控制性知识。描述性知识用于描述领域内的有关概念、事实、事物的属性等。例如装载机的部位知识、传感器知识、标准值知识、故障对策知识、诊断原因（结果）知识等。过程性知识主要是表示描述性知识的特性及它们之间的相互联系，用于指出如何处理与问题相关的信息以求得问题的解。过程性知识一般是由领域内的规则、定理及经验构成。对于本系统来说，过程性知识的质量和数量将直接影响到诊断系统的性能及可信任性。例如：如果发动机电机不转、且电瓶电压低，则发动机蓄电池充电不足。控制性知识是表示控制和运用上述两种类型知识的策略知识，因此又称为“关于知识的知识”。例如本系统利用用户输入诊断部位及相应的故障现象来缩小知识库的搜索范围，进行故障原因的搜索（正向推理），再利用装载机工况信息确认故障原因（反向推理），整个搜索过程采用深度优先策略，并采用启发性的信息。这些都是控制性知识。（2） 装载机知识的表示基于前面分析的装载机故障诊断知识的特点，本系统知识库里的所有过程性知识的表示形式都采用产生式知识表示方法。产生式知识表示法用“IF 条件 THEN 结论”的规则形式捕获人类问题求解的行为特征，并通过认识行动的循环过程求解问题。它具有直观、自然的优点，比较符合人类的逻辑思维规律，容易理解，易于表达。3.3装载机底盘故障诊断知识的获取如前所述，在本文中将规则知识分为一级规则、二级规则。针对一级、二级规则的不同特点，本文提出了人工知识获取与自动知识获取相结合的方法来进行装载机诊断知识的分层获取。一级规则比较自然、简单，处于较宏观的层次，可以通过对装载机的分析在诊断专家的帮助下获得。相对而言二级规则则处于微观的层次，它隐藏在决策样例当中，通过在一级规则知识的基础上收集相关的决策样例表，再利用粗糙集集理论来进行规则提取。下面分别予以讨论。3.3.1 一级规则知识装载机具有复杂化、模块化的特点，且按照一定层次结构组成。故障也就表现出层次性，同时在一定的范围内又存在关联性。按照常规的系统分类方法，可以将整个装载机分为发动机、制动系统、液压工作系统、电气系统等几大系统，然后对系统又可以进一步的划分，即表现为层次结构。进一步深入分析装载机的常见故障分类，不难发现组成装载机的各个子系统的许多零部件（如工作泵、转向泵等），它们之间往往存在着耦合，甚至是有机的一体，即表现为关联性。对于同一故障现象，导致其发生的原因可能很多。而同样一个零部件的损坏在不同的操作工况环境下也可能表现出不同的故障现象，这样就使得故障现象与故障原因之间形成了一种的复杂的网状关系。此外，在工程实践中，特别是对于机龄较长，维护保养不好的装载机，还会经常出现同时发生多个故障的情况，即复合故障。这些同时发生的故障之间可能是孤立的，也可能是关联的。特别是在很多情况下，这种组合故障很可能是跨越多个系统的，从而使故障的分类更加复杂。但是我们总可以通过分析，对其进行必要的分解，作为单个故障的组合来看待，从而减小了系统的复杂程度，有利于做出正确的诊断。表 3.1 部位分类表基于上述考虑，本文可以采用层层分解的办法来进行一级规则的人工获取。该方法首先从整机结构的角度出发作出划分（如表 3.1 所示），然后再在各功能模块的基础上找出各种可能的故障现象，最后针对各个部位的每种故障现象就可以得出各种可能的原因，由此形成一级的规则知识。对于一级规则知识在不影响表达的情况下用表 4.2的方式来表示。由于表较多，不一一列明，仅以发动机部位为例来说明。表 4.2 发动机部位决策分类表4.3.2 二级规则知识多年来，人们根据大量的故障机理研究成果以及经验性直觉总结出了一些故障的判断规则。例如：液压油温偏高，工作泵出口压力偏低可能是分配阀主溢流阀弹簧失效，调整压力过低。采用粗糙集理论进行知识获取的目的就是希望能够模拟人的这种行为，通过知识获取自动提取装载机故障的特征模式。自动知识获取可以识别出存在于大量数据中的有效的、新颖的、具有潜在效用的乃至最终可以理解的模式。对于装载机二级规则的知识获取可以归结为如下的步骤：（1） 解装载机的组成构造和工作原理，在一级规则知识的基础上构造决策表的决策属性（这一步在前面已介绍）。（2） 样例属性参数的选取。装载机的工况信息很多，不可能全部选取，本文只能选取其中的一些关键信息。（3） 创建相关的目标数据集（原始样例库），即需要知识获取的数据样本。（4） 使用前面描述的约简算法对数据约简，包括属性约简和值约简。（5） 混合规则知识库的生成。对各个约简表进行混合，生成的规则经专家评估检查后存入知识库中。3.4故障诊断推理利用前面生成的一级规则、混合二级规则库，就可以利用其来进行诊断。采用基于正向反向混合推理的方法，首先由用户输入要诊断的部位、故障现象得到所有可能的故障原因集；然后针对故障原因集中的每个故障原因将获得的故障征兆与混合二级规则库进行匹配确认，匹配成功加入输出结果集中。当故障原因集为非空时输出诊断结果集，诊断结束。3.4.1 样例属性参数的选取样例参数的选择即是要确定条件属性。除要尽量选取反映工况特征的量外，还要充分考虑到装载机测点的布置，尽量应用装载机本身控制系统易于采集的参数。以某厂的 ZL50 型装载机为例，装载机现场工况状态参数主要有柴油机机油压力、柴油机机油温度、冷却水温、变矩器油温、变速压力、紧急制动动力切断、行车制动低压报警、紧急制动低压报警、液压油污报警、柴油机空滤报警、发动机转速、燃油油位、空调系统压力保护开关、整车电压、液压油温、转向泵出油口压力、先导小泵出油口压力、工作泵压力、电锁 S 端子、空档开关、起动电机 S 端子、熄火电磁铁起动线圈电源端、电机启动电压、油门开度等。3.4.2 目标数据库的创建通过前面的决策属性的确定和属性参数的选择，我们就已经确定好了目标数据库的模式结构。接下来就是要收集数据，然后生成样例数据库，供系统学习分析，从而发现故障模式和诊断规则。目标数据库中的数据来源可以分为两类：一类是通过诊断专家的帮助总结出来的故障决策样例。这些样例是领域专家在其长期的诊断活动中积累下来的有意义的故障实例。以往领域专家每当遇到一个新的诊断实例，首先是由相似性而联想到过去的某个实例，并与之相比较，然后作出结论。这是一种按相似度进行类比的诊断方法。虽然这些决策样例经过实践的检验已证明是正确有效的，但是不一定是最简的，因此仍能需要通过粗糙集的约简，提取可用的规则。第二类是由在线检测系统收集的实际的诊断案例。这些案例是一些针对具体某台设备的诊断个案，其可能造成的原因很多，如通讯装置误传输、传感器采集数据错误、尚未发现的故障模式等。其前提这些案例必须是经过诊断专家的确认。这类诊断案例中包含有丰富的诊断知识，很多诊断知识规律还可能是目前尚未了解到的。将这些异常故障案例添加到目标数据库中从而可以不断的学习和发现新的知识，提高系统的实用性和容错性能。3.4.3 混合规则知识库的生成通过运用上一章提出的约简算法可以对目标数据库（故障诊断样本构成的决策信息表）进行属性约简和值约简，可得到同一决策表的多个约简。经过约简后得到的决策表用最简的形式表达了判别每个故障所需的重要特征参数，即只要知道这些重要的特征信息就可以直接判断故障的原因从而做出决策。每个约简得到的相应的决策表虽然形式上简化了但它保留着与原决策表的完全相同的诊断能力。实际上简化后的决策表一个样例就对应着一个规则，在形式上可以直接用前面的产生形式来表示。同时各个约简表之间存在信息的冗余互补，它们得出的约简对做出故障判断所要求的特征属性不同，即属性及属性值不同，从而提供了容错的性能。第四章 装载机底盘部分故障维修4.1传动系维修4.1.1传动系作用行驶或作业的工程机械根据实际的使用、运行情况，经常需要故变运行速度相行驶方向；有时因临时驻车或内燃机起动，调试和排除故障等，需要暂时中断动力传递。在工程机械上完成上述作用的装置总称为传动系。传动系应结构先进、简单，布置合理，质量轻，传动平稳，传动效率肉，操作轻便，安全可靠，维护、调整方便。根据传动装置的结构与工作原理不同，工程机械传动系分为机械式、液力机械式、全液压和电传动四种类型。根据工程机械行走方式的不同，传动系又可分为轮式机械传动系和履带式机械传动系两种类型。4.1.2传动系构成1主离合器位于内燃机和变速器之间，由驾驶员操纵，以根据机械运行作业的实际需要，切断或接通传给变速器等总成的动力。2变速器驾驶员通过操纵变速器，改变机械的行驶速度，或改变机械的行驶方向。3万向传动装置由于变速器动力输出轴与传动系其他装置的动力输入轴不在同一直线上而且动力输入轴和输山轴的相对位置在机械行驶过程中是变化的所以需要用万向节传功装置连接并传递动力万向传动装置包括万向节3和传动钠8L4主传动器 主传动器7由一对或两对齿轮组成它除了进装置传递来的动力方向收变90后，传动差速器5差速器工程机械在行驶过程小，闪弯道等原因，会出现在同一行驶时间内左右驱动轮所该过的路秤不相等的现象c为此，把驱动左右轮的驱动轴做成两段，形成两根半轴 6，由差速器把两半轴连接起来，实现左右驱动轮小等速滚动，保证机械正常行驶。4.1.3传动系维修离合器的外部维护和润滑，为了减少离合器故障的发生，使用时，分离应迅速、彻底，接合要平稳、缓慢、柔和；合理使用半联动且一般应尽量少用；绝不允许离合器长时间处于半分离状态。离合器应根据说明书的规定及时维护，按时间润滑离台器的各润滑点，且润滑时注意不安使油污浸人离合器的摩擦面，以免引起离合器打滑。因离合器沾有油污而引起打滑时，应及时进行清洗(干式)。在清洗前先旋下飞轮壳下部放油螺塞，放出积聚的废油，再开动发动机并使离合器片处于分离状态下，将汽油或煤油喷射在摩擦片的工作表面。经过一定时间，待油污彻底清洗干净后，再旋紧放油螺塞。清洗后的离合器应按规定重新给各润滑点注油。变速器经常在高转速、大负荷变转速、变负荷下工作。同时由于使用条件复杂，变换档位频繁，使得变速器内部齿轮与轴之间、齿轮与齿轮之间、轴承内部出于相对运动而磨损。加之装配调整不当，使用操作不当，均会使变速器各机仍磨损加剧甚至损坏，影响变速器乃至整台机械的正常工作；为此，在维修时，应加强零部件的检测利修复，采取各种措施恢复字件尺寸形状及装配关系，以保证变速器的使用性能。万向传动装置在高速、变速情况下转动伴随着一定的振动，承受很大的转矩和冲击载荷，面且润滑条件也不理想。因此工作条件较恶劣各部零件容易发生磨损、变形等，如人及时维修将影响万向传动装置的正常作。履带式底盘(推土机与装载机)后桥一般包括后桥壳体、中央传动、转向离合器与转向制动器、转向助力器、最终传动等，是履带底盘的重要总成部分之一，其技术状态好坏对机械使用性能影响较大。4.2行驶系维修4.2.1行驶系作用轮式行驶系的功用是用来支持整机重量和载荷，并保证机械行驶和进行各种作业轮式车价通过悬挂连接着车桥，悬挂起吸收震动疾患和冲击的作用，车轮则安装在车桥的两端。对于行驶速度较低的轮式装载机，为了保证其作业时的稳定性，一般不安装悬挂，而是将车桥直接与车架刚性连接，仅依靠抵押的橡胶轮胎缓冲减震，因此缓冲性能较装有弹性悬挂者为差。4.2.2行驶系构成1、车架车架是整机的骨架，全部的零部件都直接或间接地安装在它上面、车架受力复杂，所示的各种力及行驶与作业中的冲击，都传到车架上。因此车架必须具有足够的强度和刚度才能保证整机的正常工作。此外，车架的构造还必须满足整机布置和整机性能的要求。2、车桥轮式工程机械的车桥通常是一根刚性的实心或空心梁，它的两端安装车轮，它直接或通过悬架与车架相连，用以在车轮和车架之间传递各种作用力。根据车桥两端车轮作用的不同，轮式工程机械的车桥可分为驱动桥、转向驱动桥、转向从动桥和支承桥四种。3、车轮和轮胎 车轮由轮辖、轮毅以及这两个元件之间的连接轮盘式轮辐构成。轮胎由右向左装于轮捆之上，以挡团抵住轮胎右壁，插入斜底垫团，最后以锁团嵌入枪口，用以限位。轮盘与轮辖焊为一体，由螺栓将轮架、行星架、轮盘紧固为一体，动力便由行星架传递给车轮和轮胎。轮胎除了支持机械重量、工作负荷与行驶之外，还兼有缓冲作用，对于行驶速度较低的铲土运输机械，可以免去悬架。 目前工程机械中常用的多为有内胎的轮胎，它由外胎、内胎、衬带三部分组成。 4、悬挂装置悬挂装置是将车架和车桥弹性连接起来的部件。它能缓和并吸收车轮在不平道路上所受到的冲击和振动，并在车架与车桥之间传递力和力矩。非独立悬挂的特点是两侧的车轮安装在一整体式的车桥上，车桥通过弹性元件们连接在车架的下面。当一侧的车轮在横向平面内相对于车架摆动时，则势必要引起另一侧车轮的凸摆动。由于这种悬挂的结构简单，制造方便，故目前被普通采用。独立悬挂的持点是车桥为断开式，每一侧的车轮单独弹性地连接在车架的下面当一侧的车轮发生摆动时，对另一侧的车轮不产生影响，故称独立悬挂。在工作时，独立悬挂要平稳得多，由于它的结构复杂，故一般多用于小客车和越野汽车上。通常悬挂由弹性元件和减振器两部分组成。弹性元件用来承受并传递垂直负荷，缓和在不平道路上行驶时所引起的冲击；减振器的作用是迅速衰减车架和车身的振动，使乘员比较舒适，货物和有关机件也不致受到损伤。4.2.3行驶系的维修机架是机械的基础件，技术状况好坏对各总成、部件间的位置精度影响较大，所以应重视行驶系的维修。保证轮胎正常的气压是轮胎正常运行的主要条件，气压过低或过高都将导致轮胎使用寿命缩短。为此应经常用轮胎气压表检验轮胎气压，正常的气压水得与标准气压相差5。在运行中，如轮胎发热应停止行驶使其冷却，同时应特别注意防止汽油或机油沾到轮胎上。车辆停放时，禁止将轮胎放气，长期停放的车辆，应使车轮架起，不使轮胎着地。纵梁裂纹一般是从上沿开始，这是由于纵梁材料较薄，上沿受压后产生翘曲，经常反复地翘曲，就导致疲劳断裂。车架某局部由于应力集中，也往往会产生裂纹，例如在螺孔，铆钉孔纵梁和横梁连接处，转角处，槽形断面急剧拐弯处都易产生应力集中。机架的主要损伤是产生弯曲、扭曲等变形，其他损伤是构件产生裂纹或开裂，各支承面、安装面等产生磨损。机架变形是由于设计不合理，残余内应力作用，机械操作不当，共振，意外碰撞等造成的：机架变形易破坏各总成、部件间的位置精度，损坏各总成、部件间的连接件。如发动机与变速器同轴度破坏时，将易损坏主离合器连接片。机架裂纹的原因是：设计不合理，断面尺寸不足；受不正常负荷，如操作不当引起的冲击载荷，连接松动引起的额外负荷等。机架各安装面、支承面磨损多是因为连接松动使接触面间产生相对摩擦所致。机架变形可用各种方法检验，如用长直尺放在纵梁上平面及侧平面，根据直尺与梁间缝隙大小检查梁的弯曲变形；对于整个机架，由于尺寸较大，可用拉线法检验。3.3转向系维修3.3.1转向系的作用转向系是工程机械用术在行驶和作业过程中按道路和作业情况的不同能平稳、灵活地及时改变其行驶力向。转向性能是保证工程机械安个行驶，减轻驾驶人劳动强度和提高作业产率的重要因素，轮胎式和履带式机械的转向原理不同，因此它们的转向系组成也不相同。3.3.2转向系构成1、转向器转向器是转向系小的主要部件，其主要功用是将转向盘上的操纵力放大后传递到转向装置轮式工程机械的转向器类型很多，日前普遍采用的主要有球面蜗扣-滚轮式、蜗杆-曲柄销式和循环球式。2、转向加力器轮式工程机械机体沉重，轮胎尺寸大，使用条件和工作环境恶劣，因此转向阻力矩大，而作业动作多，要求转向频繁。若单靠人力来实现机械的转向，驾驶员劳动强度大；转采用机械转向系将难以达到操纵轻便和转向迅速的目的，所以在多数轮式工程机械上加设了转向加力器。 使用存转向加力器的转向系统时，其转动转向盘的操纵力不作为直接迫使车轮偏转的力，只作为使转向加力器的分配阀进行工作的力。车轮偏转所需的力由转间加力装置产生。3.3.3转向系维修1、转向柱的拆卸转向柱上装有一套组合开关，包括点火开关、前风窗刮水及清洗开关。转向灯开关及远近光变光开关，因此在拆卸前必须将蓄电池电源线断开，转向指示灯开关放在中间位置，并将车轮处在直线行驶位置，然后按下列拆卸步骤进行。（l）向下按橡皮边缘，撬出盖板。（2）取下喇叭盖，拆卸喇叭按钮及有关接线。（3）拆下转向盘紧固螺母，用拉器将转向盘取下。（4）拆下组合开关上的三个平口螺栓，取下开关。（5）拆下阻风门控制把手手柄上的销子，然后旋下手柄、环形螺母，取下开关。（6）拆下转向柱套管的两个螺钉，拆下套管。（7）将转向柱上段往下压，使上段端部法兰上的两个驱动销脱离转向柱下端，取出转向柱上段。（8）取下转向柱橡胶圈，松开夹紧箍的紧固螺栓，拆下转向柱下端。（9）用水泵钳旋转卸下弹簧垫圈，卸下左边的内六角螺栓，旋出右边的开口螺栓，拆下转向盘锁套。2、转向柱的检查检查转向柱有无弯曲、安全联轴节有无磨损或损坏、弹簧弹性是否失效，如有则应修理或更换新件。3、转向柱的安装安装应基本按拆卸的相反顺序进行，但同时应注意以下几点：（1）转向柱与凸缘管应一起安装，并用水泵钳连接起来。（2）应将凸缘管推止转向机构主动齿轮上，夹紧箍圈口应向外，注意不可用手掰开夹箍。（3）转向柱管的断开螺栓装配时，应将螺栓拧紧至螺栓头断升为止，然后拧紧圆柱螺栓。4）车轮应处于直线行驶位置，转向灯开关应处在中间位置，才可装转向盘，否则在安装转向盘时，当分离爪齿通过接触环上的簧片时，有可能造成损坏。（5）应更换所有的自锁螺母和螺栓，转向支柱如有损坏，不能焊接修理。4.4制动系维修4.4.1制动系的作用工程机械在行驶中根据作业、路面条件和工作区域内情况不同行驶速度和运行状态是在不断交化的，制动系是用来对行驶中的机械施加制动力，使其行驶速度降低、停车或对停止行驶的机械保持共长时间的静止状态。工程机械上把产生制动力的系列装置，称为制动系。制动系包括四个组成部分：供能装置（包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件、控制装置踏板机构、传动装置和制动器。完整的制动系应具有独立的行车制动系和驻车制动系，有的还有紧急制动、安全制动或辅助制动装置。行车制动系按制动装置的不同，可分为液压制动系和气压制动系；驻车制动系一般采用机械式结构。4.4.2制动系的构成1、制动器制动器是制动系的重要组成部分，目前各类轮式机械所采用的绝大多数制动器是机械摩擦式制动器。在三种类型的摩擦式制动器蹄式制动器多用于行车制动，盘式制动器在驻车50行主制动L都有采用带式制动用于中央制动和履带式制动系。2、制动驱动机构制动驱动机构用来将驾驶员或来自其他能源而由驾驶员操纵的作用力传给制动器，产生制动力矩。只靠驾驶员施加于操纵机构的力作为制动力源的制动驱动机构称为简单制动传动机构，它有液压式和机械式，机械式只用于驻车制动。利用内燃机动力作为制动力源，驾驶员通过操纵机构加以控制的都属于动力制动传动机构，其中有液压式和气压式制动驱动机构，主要用在中、小型轮式工程程机械上作行车制动；在大中型机械上气-液复合式制动驱动机构使用得比较多。4.4.3制动系维修1制动鼓的损伤、检验及修理制动器在使用过程中，内于蹄片与鼓的互相摩擦引起制动鼓工作界面磨损，产生圆度和圆柱度误差；在时间制动时，制动鼓会产生高温，制动鼓强度下降；告制动过猛，能导致制动鼓产生裂纹；过硬的摩擦片或铆钉外露，会加剧制动鼓磨损或刮伤。上述损伤都会使制动效能降低、制动跑偏、产生异响和振动。制动鼓的检验主要是测量磨损后的最大直径和圆度、圆柱度，可用游标卡尺或弓形内径测量，弓形