1 電液伺服系統(tǒng)是用于重型載荷和精確控制的常用控制系統(tǒng)之一 ,使用中要求具有很高的可靠性 ,從而使得電液伺服系統(tǒng)故障研究越來越受到人們的關(guān)注,已有的一些文獻(xiàn)介紹了某些電液伺服系統(tǒng)故障產(chǎn)生原因及其排除方法 ,但真正形成深人的理論分析和研究還有大量的工作要做。目前 ,由于電液伺服系統(tǒng)的造價(jià)昂貴 ,多數(shù)研究工作者都會(huì)遇到一個(gè)實(shí)際困難,即開展電液伺服系統(tǒng)故障研究時(shí)需要人為地模擬一些故障現(xiàn)象,這在經(jīng)濟(jì)上是難以承受的,這樣 ,如何模擬故障而不損壞元件 ,就成為研究者必須解決的一個(gè)棘手問題,本文正是基于這一前提進(jìn)行了有益的探討和嘗試。     一般來說 ,解決上述矛盾可以從兩個(gè)方面考慮：一是建立電液伺服系統(tǒng)的故障模型 ,然后如同系統(tǒng)仿真那樣 , 對(duì)電液伺服系統(tǒng)的故障進(jìn)行仿真,然而,即使獲取了系統(tǒng)故障仿真的結(jié)果 ,最終也還需要將仿真結(jié)果與實(shí)際情況做對(duì) 比,本文旨在尋求一種途徑,即采用一些巧妙的方法來實(shí)現(xiàn)硬件模擬。這里,針對(duì)一種典型的電液伺服系統(tǒng) ,用外接元件法,對(duì)電液伺服系統(tǒng)中執(zhí)行元件泄漏與爬行以及電液伺服閥中的電路故障進(jìn)行了無損模擬。

     2 電液伺服系統(tǒng)故障     典型的電液伺服系統(tǒng)滾壓缸,指令信號(hào)與位外負(fù)載電液伺服閱反飯信號(hào),油源指令信號(hào)比較放大奮電液伺服系統(tǒng)置傳感器的反饋信號(hào)進(jìn)行 比較 ,其差值經(jīng)過放大器放大后傳遞給電液伺服閥,電液伺服閥的輸出流量與其輸入電流成正比,該輸出流量推動(dòng)液壓缸完成指令工作,當(dāng)工作位置與指令位置一致時(shí),電液伺服閥的輸入電流為零,閥口關(guān)閉,不再提供流量,液壓缸停止運(yùn)動(dòng)。     （1） 液壓缸的常見故障：

     液壓缸的泄漏液壓缸的泄漏分為內(nèi)泄漏和外泄漏,內(nèi)泄漏的原因通常由于間隙變大或密封失效產(chǎn)生的,外泄漏則多數(shù)因密封損壞而引起的。

     運(yùn)動(dòng)部件爬行當(dāng)液壓缸處于低速運(yùn)動(dòng)時(shí),往往會(huì)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象,其原因多為運(yùn)動(dòng)部件導(dǎo)軌出現(xiàn)干摩擦或者供油流量低于最小穩(wěn)定流量而出現(xiàn)故障,另外,外負(fù)載的異常變化也可能導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生爬行。

    （2）液服故障     電液伺服閥的故障形式很多 ,比較常見的有：     閥不動(dòng)作,導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)部件不動(dòng)作；經(jīng)常出現(xiàn)零點(diǎn)漂移；伺服閥的輸出流量過小；伺服閥的性能指標(biāo)變差。這些故障產(chǎn)生的原因一般是；系統(tǒng)內(nèi)油液不清潔而導(dǎo)致各種阻塞和卡死；電磁力矩馬達(dá)接線存在錯(cuò)誤；供油壓力不穩(wěn)定或壓力過低；環(huán)境影響,如系統(tǒng)溫升過高等。

     3  故障模擬      采用人為制造故障的方法是進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)故障研究的必要手段,但是對(duì)電液伺服閥進(jìn)行人為制造故障必將帶來大量經(jīng)濟(jì)損失,而且每出現(xiàn)一次故障,都要到生產(chǎn)廠家或其指定地點(diǎn)去維修,這就決定了這種元件故障模擬的難度,本文設(shè)計(jì)的故障間接模擬法既可達(dá)到故障模擬的目的,又不損傷元件。

    （1） 液壓缸故障模擬機(jī)理

    在液壓缸兩腔并聯(lián)一支路 ,其中節(jié)流閥規(guī)格的選取滿足泄漏量要求即可 ,調(diào)節(jié)節(jié)流閥流量就可以模擬液壓缸泄漏故障,流量計(jì)用來測量泄漏流量的大小。當(dāng)三位四通電磁換向閥處于中位時(shí),沒有流量通過節(jié)流閥,此時(shí)為模擬液壓缸無泄漏情況當(dāng)電磁鐵帶電時(shí),換向閥上位工作 ,此時(shí),高壓腔的油液可以通過節(jié)流閥經(jīng)換向閥流往低壓腔,構(gòu)成內(nèi)泄漏模擬,泄漏流量由節(jié)流閥調(diào)節(jié),當(dāng)價(jià)帶電時(shí),換向閥下位工作 ,有桿腔的油可以通過節(jié)流閥經(jīng)換向閥下位流向量杯。此時(shí)為外泄漏模擬 ,泄漏流量由節(jié)流閥調(diào)節(jié) ,通過流量計(jì)或量杯測量。眾所周知,節(jié)流閥均有其最小穩(wěn)定流量指標(biāo) ,當(dāng)流量調(diào)節(jié)到最小穩(wěn)定流量以下時(shí),就會(huì)出現(xiàn)流量阻塞現(xiàn)象 ,從而使執(zhí)行元件產(chǎn)生爬行。

     為了模擬液壓缸爬行故障效果 ,還可以借助于節(jié)流閥產(chǎn)生流量阻塞現(xiàn)象,這樣就可以完成液壓缸爬行故障的模擬。

     （2）電液伺服閥故障模擬機(jī)理目前,電液伺服閥的無損傷故障模擬問題仍是一個(gè)重要的研究課題。本文提出的電液伺服閥故障只是一種探索。     零偏模擬,零偏模擬可以采用油溫調(diào)節(jié)法,使系統(tǒng)的溫度產(chǎn)生大范圍的變化 ,從而使電液伺服閥產(chǎn)生零偏。這種方法需要溫度調(diào)節(jié)控制裝置,控制電液伺服系統(tǒng)的油溫。另一種較為簡單的方法是采用壓力調(diào)節(jié)方法。取消主油路中的蓄能器,通過調(diào)節(jié)溢流閥竹的壓力,實(shí)現(xiàn)零偏模擬。還有一種設(shè)想,在電磁力矩馬達(dá)外部施加強(qiáng)磁場干擾,通過磁場感應(yīng)的變化使電磁力矩馬達(dá)的幾個(gè)氣隙失去平衡,這樣產(chǎn)生零偏。并且 當(dāng)磁場干擾消除后,氣隙還可恢復(fù)平衡。

      由于干擾磁場的設(shè)計(jì)比較困難 ,本文沒有進(jìn)行嘗試。線路故障模擬。電液伺服閥的線路故障有短路、斷路和虛接等幾種 ,通?？梢詰?yīng)用外接法模擬,在接線端外設(shè)計(jì)一電路與接線端對(duì)應(yīng)為三個(gè)刀型開關(guān) ,模擬情況如表所示,其表示接通 ,表示斷開。      結(jié)束語      本文對(duì)于電液伺服系統(tǒng)的故障模擬方法進(jìn)行了探索和嘗試,其目的試圖為電液伺服系統(tǒng)的故障診斷研究開辟出一條經(jīng)濟(jì)可行的途徑。當(dāng)然 ,電液伺服閥的故障模擬遠(yuǎn)非如此簡單,本文也只是拋磚引玉提供一種故障無損模擬的概念,供有興趣的讀者參考。