[发明专利]一种工程机械液压系统健康管理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工程机械液压系统健康管理技术。

背景技术

液压系统是工程机械最重要组成部分，承担行走、驱动、作业和控制等功能。由于液压系统固有的复杂性，工程机械故障中有70%是由于液压系统故障引起的。由于液压系统故障而影响正常生产是造成经济损失的主要因素。

目前，工程机械的维护仍然以定期维护和事后维修为主，这种模式是以耗费大量人力、物力与财力为代价的，工作效率低下。据统计，在设备故障停机的时间中有80%以上是用于故障诊断，而实际维修只占其中不到20%的时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种工程机械液压系统健康管理系统及方法，能够在故障发生前进行状态调整，减少故障维护的时间与成本。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：

一种工程机械液压系统健康管理方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1）实时接收液压缸的入油口流量、入油口压力和活塞杆位移3种参数，然后将上述参数储存于系统数据库中；

2）对采集的入油口流量、入油口压力和活塞杆位移分别进行滤波与调理处理，然后提取各实际数据特征值，将各实际数据特征值储存于系统数据库中；

3）读取各实际数据特征值，计算工程机械液压系统实际相对可靠度RR，并根据实际相对可靠度RR的取值评估工程机械液压系统状态；

4）根据工程机械液压系统状态评估结果，给出提高工程机械液压系统实际相对可靠度的优化系统参数。

按上述方案，所述的步骤2）提取的各实际数据特征值分别为：入油口流量均值F、入油口压力均值N和活塞杆平均速度V。

按上述方案，所述的步骤3）工程机械液压系统实际相对可靠度RR的具体计算过程为：

建立方程组：

                  （1），

式（1）中n为实验标定的同型号液压缸工作状态样本数；X_i，1为样本X_i的入油口流量均值；X_i，2为样本X_i的液压缸静载荷；X_i，3为样本X_i的活塞杆平均速度；X_i，4为样本X_i的入油口压力均值；Y₁为实际数据的入油口流量均值；Y₂为实际数据的液压缸静载荷；Y₃为活塞杆平均速度；Y₄为入油口压力均值；λ_i为样本X_i的权重；E为工程机械液压缸的功能有效性；

根据式（1）得到工程机械液压系统实际相对可靠度。

按上述方案，所述的步骤3）工程机械液压系统状态分为5个等级，分别为：

当时，所述系统工作状态3级异常；

当时，所述系统工作状态2级异常；

当时，所述系统工作状态1级异常；

当时，所述系统工作状态合格；

当时，所述系统工作状态健康。

按上述方案，所述的步骤4）计算实验标定的同型号液压缸工作状态样本X₁-X_n的理论相对可靠度RR₁-RR_n；

当系统状态评估为异常时，读取实验标定的同型号液压缸工作状态样本的理论相对可靠度RR₁-RR_n，选择与当前液压缸负载最接近，且理论相对可靠度最低的合格工作状态，读取其工作状态的输入参数，提供给用户，作为工程机械液压系统参数优化设置的依据；

当系统状态评估为合格时，计算实验标定的同型号液压缸工作状态样本下的理论相对可靠度，选择与当前液压缸负载最接近，且理论相对可靠度最低的健康工作状态，读取其工作状态的输入参数，提供给用户，作为工程机械液压系统参数优化设置的依据；

当系统状态评估为健康时，保存当前状态下的输入、输出参数，作为样本数据。

按上述方案，所述的步骤4）实验标定的同型号液压缸工作状态样本X₁-X_n的理论相对可靠度的具体计算过程为：对于任意样本X_i(1≤i≤n)，建立方程组：

        （2）