翻车机液压系统在线故障诊断专家系统的研究( 三 )

2.3.2 仿真参数设置
根据翻车机液压系统实际工作原理及实际系统参数，设置每个液压元件的模型参数，并施加载荷曲线，通过origin 软件对翻车机的负载进行曲线拟合，如图14 所示。

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1. 拟合前 2. 拟合后
图14 载荷曲线
2.3.3 仿真结果
参数设置完成后，进行整个闭端压车系统的仿真，验证仿真系统的正确性。仿真模型运行分三个阶段：第一阶段是0 ～ 9.296 s 压车缸的关闭阶段，在这个阶段补偿缸不起作用；第二个阶段是9.296 ～ 44.8 s 翻车机0 ～ 160°～ 0 翻转的过程，这个过程压车缸有个回退的过程，同时补偿缸需要给压车缸补偿回退过程所需的流量；第三个阶段是44.8 ～ 49.84 s 翻车机压车缸抬起的过程。整个过程的位移曲线如图15 所示，基本符合翻车机压车缸的实际位移曲线，压车缸的有杆腔的压力曲线如图16 所示，与实际翻车机运行时收集的压力曲线基本符合，所以整个系统模型搭建是正确的。其余仿真结果不再赘述。

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图15 压车缸及补偿缸位移曲线

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1. 仿真曲线 2. 实际曲线
图16 闭端压车缸有杆腔压力对比
采用变参数的方法，得到液压元件常见故障模型，并在液压元件正常与故障状况下进行系统仿真，观察观测点处压力曲线变化趋势。将故障曲线与正常曲线进行对比，确定出能够准确反映该故障的压力监测点。通过该方法，最终确定出液压系统压力监测点的布置方案。由于仿真数据较多，在此只列举靠车缸280.1 内泄漏故障仿真一项仿真结果，其余不再赘述。液压缸内泄是由于翻车机工作时间过长、液压缸密封圈老化、以及靠车缸偏载使缸筒内壁和活塞磨损严重等原因造成的。由于液压缸内泄漏发生在液压缸内部，当内泄漏流量较小时很难被发觉，只有在内泄过于严重而影响活塞运动速度时才会被发现。本文中靠车缸内泄故障仿真是通过设置HY 库中的液压缸内泄系数实现的。在AMESim 软件中按式(1) 计算内泄漏流量[2] 。

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式中：q leak 为泄漏流量；p 1 为无杆腔压力；p 2 为有
杆腔压力；leak 为泄漏系数， L/（min·MPa），在正常
情况下leak ＝ 0 。
液压缸内泄漏流量理论计算

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式中：d 1 为液压缸活塞直径；δ 0 为活塞与缸筒同心时的缝隙高度；μ 为油液动力粘度；l 为活塞密封长度；ε 为相对偏心距， ε ＝e /δ 0 ， e 为偏心距。比较式(1) 和式(2) 可得出内泄漏系统计算式

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经计算内泄漏系数为52 L/（min·MPa）。在保压阶段，正常情况下是由4 个靠车缸共同承担货物和车皮重力。当一个液压缸发生内泄时无杆腔的压力难以建立，原来由4 个靠车缸承受的负载变为3 个缸承受，使这3 个缸压力增大。对靠车缸的内泄漏故障的注入，通过AMESim 软件的批处理功能设置靠车缸280.1 的leakage coefficient 参数的值为0、5、10 ，分别代表缸的三种状态，仿真结果如图17 所示[2] 。