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1、目 录 摘 要 I 英文摘要 II 1 绪 论 1 1 1 选题目的的理论价值和现实意义 1 1 2 液压故障诊断的现况和发展趋势 1 1 21 国外液压故障诊断的现况和发展趋势 1 1 22 国外液压故障诊断的现况和发展趋势 2 1 3 现有主要主要故障分析法 2 2 汽车式起重机支腿结构及液压系统 4 2 1 汽车起重机支腿结构 4 2 2 汽车起重机支腿液压系统 6 2 21 汽车起重机支腿液压系统分析 6 2 22 汽车起重机支腿液压系统优化方案 7 3 故障分析法原理 9 3 1 故障树分析法概述 9 3 2 故障树的建立 9 3 21 FTA 的符号及其运算 9 3 22 FTA
2、方法步骤及程序 11 4 基于故障树对汽车起重机支腿液压系统故障分析 13 4 1 汽车起重机支腿液压系统故障分析 13 4 2 汽车起重机支腿液压系统故障树分析 13 4 21 建立故障树 13 4 22 定性分析 15 4 3 故障排除分析 17 4 4 总结 18 致 谢 19 参考文献 20 2011 届工程机械运用与维护毕业设计 I 摘 要 本文在对汽车起重机支腿功能 组成 工作特点和液压系统进行分析的基础上 对汽车起重机液压系统系提出优化方案 在优化支腿液压系统过程中 对支腿液压回 路进行典型工况分析 确定了液压系统要求 并结合优化思路拟定液压系统原理图 同时对支腿液压系统常见故障
3、分析 利用故障树分析法 图表法 对汽车起重机支腿 液压故障进行诊断分析 并结合实例 支腿不动作 典型故障进行了定性分析 利用 故障树根据故障现象分析其发生原因 为汽车起重机液压系统故障的诊断 预测和预 防提供可靠依据 关键词 汽车起重机 支腿液压系统 液压故障诊断 故障树分析法 汽车起重机支腿液压系统故障诊断及优化 II Abstract This paper is base on auto crane legs feature composition characteristics and hydraulic system on the foundation of analysis Truc
4、k cranes Department of Hydraulic System Propose optimization solution In the course of Outrigger hydraulic system optimization Analysis of Support outrigger hydraulic circuit for a typical working conditions And combined the Optimizing idea to Prepared the Hydraulic system diagram At the same time A
5、nalysis of the outrigger hydraulic system of common fault and using the method of fault tree analysis chart to automobile a leg hydraulic fault diagnosis analysis Combined with the example of a leg not action Qualitative analysis of the typical fault the fault tree analysis according to the fault ph
6、enomena which occurred for truck crane reasons hydraulic system failure diagnosis prediction and prevention provide reliable basis Keywords truck crane outrigger hydraulic system hydraulic fault diagnosis fault tree analysis 2011 届工程机械运用与维护毕业设计 1 1 绪绪 论论 1 1 选题目的的理论价值和现实意义 现代汽车式起重机液压系统技术 工艺越来越先进 虽然它
7、的可靠性越来越高 但由于工作条件恶劣 动作单一频繁 其任是故障高发的系统之一 也是故障诊断和 维修的重点和难点 如何快速准确地对汽车起重机液压系统故障诊断 传统的故障诊 断方法已不能完全解决这方面的问题 故障诊断的目的是及时发现问题并有效的处理 防止故障的恶化与扩散 近几年 故障诊断技术得到了深入广泛的研究出众多方法 然而故障树可以准确直观的分析出液压系统故障及产生的原因 通过定性分析 最终 实现液压系统故障的诊断 同时得出维修及优化方案 实现故障的诊断及维修 正确 把握液压系统故障诊断技术的发展方向 深入研究液压系统的故障诊断技术不仅具有 很强的实用性 而且具有很重要的理论意义 1 2 液压
8、故障诊断的现况和发展趋势 1 21 国外液压故障诊断的现况和发展趋势 液压系统故障诊断始于20世纪60年代 当时故障诊断方法大多处于基于直接参数 振动 压力和流量等 测量和信号处理 20世纪80 90年代 液压系统故障诊断技 术特别是基于人工智能的诊断方法得到迅速发展 加拿大学者TATGE和W INSTON研究 了用于驱动卫星天线跟踪的液压系统故障诊断 1991年英国Wales大学CARD IFF研究 了基于多层感知机的液压系统神经网络故障诊断 1997 年法国学者GADDOUNA采用未 知输入观测器对液压系统进行故障诊断 同时 基于未知输入观测器的鲁棒故障诊断 方法得到了广泛研究 1998年
9、Bath大学的GROWTHER发表了题为 Fault diagnosis of a hydrau2lic actuator circuit using neural networks 的学术论文 1999年CHR 对动态专家系统进行研究 开发出了相应的专家系统应用软件 2003 年 哥伦比亚 学者L INAR IC等采用神经网络非线性辩识方法对电液伺服系统的故障进行建模 据 此实现系统故障诊断 同年 加拿大学者AN等采用广义卡尔曼滤波方法对液压系统状 态进行估计预测 实现液压系统电气环节的故障诊断 1 汽车起重机支腿液压系统故障诊断及优化 2 1 22 国外液压故障诊断的现况和发展趋势 国内对
10、液压故障诊断研究起步较晚 但发展迅猛 由于工程机械液压系统的结构 比较复杂 种类繁多 既有确定性因素 又有随机的因素 各种因素交错 使故障更 具有渐变性和隐蔽性 目前对工程机械液压传动系统故障诊断主要有基于传递函数的 故障诊断方法和基于人工智能 包括专家系统 神经网络两个分支 的故障诊断方法 前者由于液压系统故障征兆与故障原因之间存在复杂的非线性映射关系 不能用简单 的函数关系来描述 给经典故障诊断技术带来了困难 后者又由于专家系统知识难以 获取而难以推广应用 液压系统故障征兆与故障原因之间存在复杂的非线性映射关系 不能用简单的函数关系来描述 给经典故障诊断技术带来了困难 1986 年浙江大学
11、路 甬祥 陈章位等对液压系统故障机理和诊断技术做了深入研究 1992 年燕山大学赵 永凯 上海大学邱泽鳞等利用振动信号进行了液压系统故障诊断 1994 年以来 北京 航空航天大学多位学者如付永领 焦宗夏 李运华等教授相继利用专家系统 神经网 络 小波分析 鲁棒等方法实现了液压系统智能监测与诊断 2000 年燕山大学高英杰 采用信号处理与人工智能诊断结合的方法 实现 AGC 液压系统的故障诊断 2002 年 北京航空航天大学黄志坚采用故障树分析方法全面分析和研究了轧钢机液压系统故障 2003 年该校的张若青采用动态神经网络进行了液压余度舵机伺服系统的故障诊断 1 1 3 现有主要主要故障分析法
12、汽车式起重机液压系统常见故障有 液压系统表现无力和力不足 以液压为动力 的运动机构不运动或运动不稳定或爬行 液压系统泄漏 液压系统温升过高 液压系 统噪声强烈 运动元件卡死或不能达到预定位置等 由于液压系统的失效形式及故障 机理的复杂性和多样性 使得故障原因 故障部位 故障程度的诊断比较困难 目前 对工程机械液压系统的诊断方法有 直观检查法 对换诊断法 仪表测量检查法 故 障树分析法 动态响应分析法 铁谱分析法和原理推理法 在这些方法中 原理推理 法是最复杂但也是最有效的方法 因为工程机械液压系统的基本原理都是利用不同的 液压元件 按照液压系统回路组合匹配而成的 当出现故障现象时 系统的表征参
13、数 就会发生变化 液压系统中 压力 流量和温度等非电量信息是最重要的信息 由于 工程机械液压系统的复杂性 系统压力 流量和温度信息量大且有耦合现象 一个系统 部件的不正常可能引起多个表征参数的异常 而一个表征参数的不正常反应可能由多 2011 届工程机械运用与维护毕业设计 3 个系统部件系统的失效造成 即液压系统故障征兆与故障原因之间存在复杂的非线性 映射关系 不能用简单的函数关系来描述 因此对故障的定位准确度要求很高 通常需 要借助数学方法 如贝叶斯法 时间序列法 模糊诊断法 故障树分析法等 为提高 故障诊断的实时性 解决由于搜索步数太多而引起的组合爆炸问题 还需要借助于智 能诊断法如专家系
14、统 神经网络 小波变换 自适应滤波 遗传算法 模糊逻辑以及 这些方法的结合 如遗传算法和模拟退火算法 混沌神经网络及混沌预测法等 诊断 过程遵循简单性 概率性 效益等原则 利用原理推理法 故障树 分析法 动态响 应分析方法 人工神经网络方法 专家系统方法 模糊数学方法等方法的结合 不仅可 以诊断已有故障 而且可进行在线监测 预报潜在故障 汽车起重机支腿液压系统故障诊断及优化 4 2 汽车式起重机支腿结构及液压系统 由于液压传动具有体积小 重量轻 结构紧凑 操作简便 运转平稳和工作安全 可靠等优点 在起重机械中已被广泛应用 汽车起重机常用的液压回路有 伸缩液压 回路 支腿液压回路 变幅液压回路
15、回转机构液压回路及转向机构液压回路等 从 图 2 1 可以看出 各个回路之间具有不同的功能 组成和工作特点 本文主要介绍支 腿液压回路 图 2 1 汽车起重机各回路工作状态图 2 1 汽车起重机支腿结构 汽车起重机支腿 是安装在车架上可折叠或收放的支承结构 其作用是 承受起 吊重量 减轻或消除行走部分在工作过程中所承受的负载 再不增加起重机的宽度的 条件下 为起重机工作时提供较大的支撑跨度 增加支撑的稳定性 从而在不降低起 重机机动性能的前提下 提高其起重特性 液压型支腿可分为一下几种类型 1 蛙式支腿 这种支腿的活动支腿铰接在固定支腿上 其展开动作由液压缸完成 特点是结构 简单 重量较轻 但
16、支腿跨度不大 只适用于小吨位的起重机 2 H 型支腿 这种支腿有水平和垂直两个液压缸 活动支腿伸出后 工作时垂直腿撑地 形如 H 而得名 特点是支腿跨距较大 对场地适应性较好 目前已被广泛采用 2011 届工程机械运用与维护毕业设计 5 3 X 型支腿 这种支腿工作时 支腿呈 X 型 离地间隙小 在撑脚着地的过程中有水平位移发 生 当其为小幅度时 重物活动的空间比 H 型支腿要大 因此常和 H 型支腿混合使用 形成前 H 后 X 的型式 4 辐射式支腿 以转台的回转中心为中心 从车架的盆形架向下呈辐射状向外伸出 4 个支腿 特 点是稳定性好 在起重作业时 全部载荷不经过车架而是直接作用在支腿上 回此 可减轻车架自重并降低整机重心高度 保护底盘不受损坏 主要应用在一些特大型的 起重机上 5 摆动支腿 这种支腿在起重作业时 支腿在液压缸的作用下能摆动到与车架纵向轴线相垂直 的位置上 非工作状态时 可平行地固定在车架的两侧 特点是重量轻 但由于受空 间大小的限制 支腿不能太长 所以横向支撑的距离较小 在上诉几种形式的支腿 由于 H 型支腿跨距较大 对场地适应性较好 目前已被 广泛采用 因此本
