相似类比,触类旁通.doc

相似类比，触类旁通 客观事物的存在与发展，不管表现出多大的差异，总能找到某些共同的属性；另一方面，事物不论是何等相同，也必定存在差异。相似，正是这种客观事物的同与异的辩证统一。在工程技术领域，相似现象普遍存在：现代控制系统，均由动力、输入、控制、检测、反馈与执行等环节构成；两种功能不同的组件，可能有极为相似的结构，从而有相似的加工工艺；一种新组件，可能在工作原理、结构特点、加工过程及性能参数等方面与旧组件相仿。液压系统相似的环境意味着类似的故障机理。认识相似现象，探索相似规律，创造性地运用相似原理与方法，对液压故障诊断有重要意义。液压故障诊断中常采用的类比、仿真、模拟等方法便是相似原理的具体运用。7.1 液压故障类比推理诊断类比推理是根据两个（或两类）不同对象的部分属性相似，推出对象的其它属性也可能相似的一种推理方法，它是从特殊到特殊的推理，是从一已知对象认识未知对象的桥梁。主要的类比推理有简单并存类比与因果类比。在现场，要收集到足够的事例归纳出结论有时是很困难的，类比推理法将此处的结论运用到彼处，不失为一种简单可行的方法。1）简单并存类比推理，其逻辑形式：a、b、c、和d有并存关系 ：a、b、c所以，也可能并存有d这种方法利用两个对象简单的并存关系，来推出结论。例如，平面磨床在功能，应用环境、控制方式、压力等级、基本结构等方面存在诸多相似之处，如果维修人员对平面磨床液压操纵箱及其故障状况有比较清楚的认识，再去弄清外圆磨床液压操纵箱的情况就容易得多。在认识基形设备的基础上再探究变型设备的情况，在认识某一设备的基础上认识本系列其它设备的情况，在掌握原有设备的基础上认识改进设备等均可通过这种简单并存类比推理来实现。）因果类比推理，其逻辑形式为：a、b、c、和d有关；：a、b、c；所以也可能有d（因或果）因果类比借助于另一个相似对象的因果关系一概括事实，探索这一对象的原因或结果。例：某XSZY60型注塑机液压系统如图19所示，动力部件采用双联叶片泵大泵流量113L/min，小泵流量为14L/min，泵的额定压力为63MPa，设备的症状为大泵可调至7MPa以上，而小泵最高只能调至3MPa，而且随着运行时间的增大，油温上升，小泵压力逐渐下跌。经分析考证，确定引起此故障的原因是换向阀损坏，引起内泄漏，这种泄漏对大泵无明显影响，而小泵由于输出流量小，对其压力有明显的影响。更换损坏的换向阀，消除内泄漏之后，故障排除。图20是某专用机床液压系统图，此处双联叶片泵大泵流量为25L/min，小泵流量为4L/min，额定压力为6.3MPa，工艺上要求利用大泵快速运动，利用小泵实现工进增压，故小泵压力一般调得比较高，其症状为小泵压力无法调高。 图19注塑机液压系统图 图20 专用机床液压系统图这里根据前一例的结论，运用因果类比法来推断专用机床液压系统的故障原因，有关因素对应如下：注塑机 专用机床泵 双联叶片泵 双联叶片泵大泵流量 113L/min 25L/min小泵流量 14L/min 4L/min额定压力 6.3Mpa 6.3MPa症状 大泵压力正常 两泵同时工作压力正常小泵压力低 小泵单独工作压力低原因 换向阀内泄漏 ？ 根据类比关系，可认为故障原因是内泄漏，经对有关组件分解检测，查出泄漏原因是夹紧换向阀的阀板内部压力油路与回油路有串通现象，修复阀板后，故障症状消失。类比推理得出的结论是一种假定，须采用有效手段对其验证。7.2 电液伺服系统故障模拟方法电液伺服系统的造价昂贵，多数研究工作都会遇到一个实际困难，即开展电液伺服系统故障分析时需要人为地模拟一些故障现象，这在经济上是难以承受的，这样，如何模拟故障而不损坏组件，就成为必须解决的一个问题。解决上述矛盾可以从两个方面考虑：一是建立电液伺服系统的故障模型，然后如同系统仿真那样，对电液伺服系统的故障进行仿真，然而，即使获取了系统故障仿真的结果，最终也还需要将仿真结果与实际情况做对比。这里采用一些巧妙的方法来实现硬件模拟。针对一种典型的电液伺服系统，用外接组件法对电液伺服系统中执行组件泄漏与爬行以及电液伺服阀中的电路故障进行无损模拟。（1）电液伺服系统故障典型的电液伺服系统如图21所示，指令信号与位置传感器的反馈信号进行比较，其差值经过放大器放大后传递给电液伺服阀，电液伺服阀的输出流量与其输入电流成正比，该输出流量推动液压缸完成指令工作，当工作位置与指令位置一致时，电液伺服阀的输入电流为零，阀口关闭，不再提供流量，液压缸停止。 图21电液伺服系统 图22 液压缸的泄漏故障电液伺服系统故障主要是液压缸的泄漏与运动部件爬行。如图22所示，液压缸的泄漏分为内泄漏和外泄漏，内泄漏的原因通常由于间隙变大或密封失效产生的，外泄漏则多数因密封损坏而引起的。当液压缸处于低速运动时，往往会出现爬行现象，其原因多为运动部件导轨出现干摩擦或者供油流量低于最小稳定流量而出现故障另外，外负载的异常变化也可能导致运动部件产生爬行。电液伺服阀的故障形式很多，比较常见的有：阀不动作，导致运动部件不动作；经常出现零点漂移；伺服阀的输出流量过小；伺服阀的性能指标变差。这些故障产生的原因一般是：系统内油液不清洁而导致各种阻塞和卡死；电磁力矩马达接线存在错误；供油压力不稳定或压力过低；环境影响，如系统温升过高等。（2）故障模拟 采用人为制造故障的方法是进行机械系统故障研究的必要手段，但是对电液伺服阀进行人为制造故障必将带来大量经济损失，而且每出现一次故障，都要到生产厂家或其指定地点去维修，这就决定了这种组件故障模拟的难度，故障间接模拟法既可达到故障模拟的目的，又不损伤组件。1）液压缸故障模拟机理如图23所示，在液压缸两腔并联一支路，其中节流阀规格的选取满足泄漏量要求即可，调节节流阀流量就可以模拟液压缸泄漏故障，流量计用来测量泄漏流量的大小。 图23 液压缸故障模拟原理图当三位四通电磁换向阀处于中位时，没有流量通过节流阀，此时为模拟液压缸无泄漏情况；当电磁铁1DT带电时，换向阀上位工作，此时，高压腔的油液可以通过节流阀经换向阀流往低压腔，构成内泄漏模拟，泄漏流量由节流阀调节；当2DT带电时，换向阀下位工作，有杆腔的油可以通过节流阀经换向阀下位流向量杯。此时为外泄漏模拟；泄漏流量由节流阀调节，通过流量计或量杯测量。节流阀均有其最小稳定流量指标，当流量调节到最小稳定流量以下时，就会出现流量阻塞现象，从而使执行组件产生爬行。为了模拟液压缸爬行故障效果，还可以借助于节流阀产生流量阻塞现象，这样就可以完成液压缸爬行故障的模拟。2）电液伺服阀故障模拟机理零偏模拟。零偏模拟可以采用油温调节法，使系统的温度产生大范围的变化，从而使电液伺服阀产生零偏。这种方法需要温度调节控制装置，控制电液伺服系统的油温。另一种较为简单的方法是采用压力调节方法。取消主油路中的蓄能器，通过调节溢流阀YF的压力，实现零偏模拟。还可在电磁力矩马达外部施加强磁场干扰，通过磁场感应的变化使电磁力矩马达的几个气隙失去平衡，这样产生零偏。线路故障模拟。电液伺服阀的线路故障有短