基于模糊综合判断的电液动换向阀故障诊断

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断裂 （ ’#） ， 端盖泄漏 （ ’$） ， 单向节流阀堵塞 （ ’!） ］ ， 其中各元素 ’+ 的隶属度组成模糊子集 . # ［ 4 " ，
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模糊关系， 例如： 阀芯磨损将引起大小不同的泄漏 量， 而泄漏量也表征着阀芯磨损故障的存在， 这个
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第4期 （总第 #!5 期）
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基于模糊综合判断的电液动换向阀故障诊断
戴智华 王 飞 王贤琳
（武汉科技大学） 陈灿军 （武汉钢铁集团公司）
摘 要 分析了电液动换向阀的特点和主要故障， 研究模糊综合判断法在其故障 模糊综合判断 电液动换向阀 故障诊断 诊断中的作用， 研究表明， 这种方法较传统的故障诊断方法更为实用和有效。 关键词
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图! 电液换向阀原理图
用其他机能的电磁先导阀， 应特别注意。 （%） 电液动换向阀阀芯或阀套磨损故障 阀芯或阀套磨损使液动换向阀泄漏量增加， 工作油液减少， 严重时主油路压力建立不起来。 （"） 电液动换向阀两端盖渗漏故障 端盖渗漏使控制油路压力不足， 换向时间过 长， 严重时控制压力不足以克服主阀芯所受到的 阻力， 造成主阀芯不能移动， 液动换向阀不能换 向。其原因有： 端盖螺钉没拧紧或没拧均匀、 密封 圈损坏等。 （(） 电液动换向阀两端复位弹簧疲劳、 弯曲、 折断故障 液动换向阀弹簧折断、 太软都可使液动换向 阀换向速度减慢； 当弹簧折断长度等于主阀换向 所需最大位移时， 和漏装弹簧故障一样， 不能使液 动换向阀换向。 （)） 控制油路上的单向节流阀 （阻尼调节器） 的故障 节流阀堵塞或开度调节太小， 使液动换向 !） 阀两端不能排油或排油不畅， 导致液动换向阀阀 芯不能移动， 液动换向阀不能换向； 节流阀开度调节太大、 节流阀阀芯与阀孔 #） 配合间隙过大； 换向时阀芯移动速度过快， 产生液 压冲击和噪声； 单向节流阀的单向阀弹簧漏装或阀口关闭 %） 不严， 也将使液动换向阀阀芯移动速度过快， 产生 液压冲击和噪声。 # #*! 综合评判的模型 综合评判的数学模型 模糊综合评判就是应用模糊变换原理和最大 隶属度原则， 考虑与被评价事物相关的各个因素， 对其所作的综合评价。模糊综合评判的数学模型 可分为一级模型和多级模型， 本文仅介绍一级模 型。这里， 评价的着眼点是所要考虑的各个相关 因素。
"
模糊关系矩阵的建立需要有大量的测试、 分 析以及大量的现场实践的总结， 鉴于条件有限， 很 难全面总结。各症状的隶属度子集 &可以从测量
’
换器求输出。 单因素评价比较容易， 在进行多因素评判时， 将着眼点看成着眼因素论域 ! 上的模糊子集 / 。
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数据通过一定的隶属函数求得， 也可根据专家经 验获得。已知 &、 根据最大隶属 (、 )经模糊变换，
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， 抉择评价论域为： …， ， … $% ］ & # ［ ’"， ’#， ’$， ’( ］
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策， 则可按最大隶属原则选择最大的 23 所对应的 等级 ’3 作为综合评判结果。 "%! 综合评判的几种模型及使用范围 （"） 主因素决定型 主因素决定型， 其评判结果只取决于在总评 价中起决定作用的那个因素， 其余因素均不影响 评判结果。此模型比较适用于单向评判最优就能 算作综合评判最优的情况。 （#） 主因素突出型 主因素突出型不仅突出了主要因素， 也兼顾 了其他因素， 这种模型适用于主因素决定型失效 需要 “加细” 的情况。 加权平均型 （$） 加权平均型依权重的大小对所有因素均衡兼 顾， 比较适用于综合最大的情况。 # 模糊综合评判在电液动换向阀故障诊断中的 应用 在电液动换向阀故障诊断中， 设症状论域： （ $ "） ， 压力冲击功率谱基频能 ! #［主阀芯内泄漏
"
电液动换向阀主要故障 （!） 电液动换向阀控制油路故障 电液动换向阀的控制油和回油各有两种方
式： 内控、 外控， 内泄、 外泄。这 " 种油路形式可以 互相组合， 成为 " 种不同的形式： 外控外泄， 外控 内泄， 内控外泄， 内控内泄。电液动换向阀的设 计， 一般都考虑了内控外控、 内泄外泄形式在结构 上的互换性， 具体更换方法要根据电液动换向阀 的结构特点而不同。在使用过程中应注意以下几 点。 外控外泄形式 !） 控制油压力只要大于最小控制压力即可， 控 制油回油与主阀回油互不影响， 主阀回油背压不 受电磁先导阀允许背压的限制， 控制油回油背压 应小于电磁先导阀的允许背压。 外控内泄形式 #） 主阀回油背压受电磁先导阀允许背压的影 响， 它必须小于电磁先导阀的允许背压值， 同时控 制压力必须比 $ 腔回油背压大 ! 倍以上。 内控内泄形式 %） 主阀回油背压受电磁先导阀允许背压的影 响， 它必须小于电磁先导阀的允许背压值， 同时对 滑阀中位机能是 ! 、 "、 #、 $ 等具有卸荷机能的 电液动换向阀， 由于控制油压力与回油压力始终 保持一致， 无法控制主阀芯移动， 因此不宜采取这 种形式。如果要采取这种形式， 应在回油处加背 压， 背压不低于最小控制压力。 内控外泄形式 "） 主阀回油背压不受电磁先导阀允许背压的影 响， 但滑阀中位机能为 ! 、 主 "、 #、 $ 等机能时， 阀回油腔应加背压， 背压至少应大于最小控制压 力值， 否则， 该阀不能工作。 电液动换向阀先导阀选择不当造成故障 （#） 电液动换向阀先导阀的滑阀机能应根据电液
万方数据 ・ %# ・
在评价某个事物时， 将评价结果分成一定的 等级。例如， 在评价电液动换向阀工作状况时， 评 价等级为 “正常” 、 “ 较好’ 、 “ 轻微损坏” 、 “ 严重损 坏” ! 个等级。设着眼因素为：! # ［ $ " ， $#， $$，
"
糊子集， （ … (） 为等级 ’3 对综合评判所 2 #、 3 3 # "、 得等级模糊子集 1 的隶属度。 如果要选择一个决
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简记为： 对因素的权分配为 ! 上的模糊集合 ) ，
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…， ， 式中 *+ 为第 + 个因素 $+ 所对 ) #［ * " ， *#， *( ］
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应的权， 即它是单独考虑 $+ 对评价等级起作用大 小 的 度 量，代 表 了 根 据 单 因 素 $+ 评 价 等 级 的能力， 其数值只有根据经验判断决定， 一般均规 定：
联系人： 戴智华， 硕士生， 武汉市 （OP""5#） 武汉科技大学机械自动化学院
万方数据
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动换向阀的不同品种及不同要求而有所不同。例 如： 三位四通弹簧对中型或弹簧对中行程调节型 电液动换向阀， 一般应采用三位四通 & 型机能的 先导电磁阀； 三位四通液压对中或液压对中行程 调节型电液动换向阀， 一般应采用三位四通 ’ 型 机能的先导电磁阀。这种组合方案在非特殊要求 的场合下， 一般不能随意改变。否则将引起主阀 工作特性的紊乱， 如果根据特殊的工作要求， 必须