趙旭，郭占斌

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院，大慶 163319）

基于C++環(huán)境下拖拉機(jī)液壓故障診斷軟件的開發(fā)

趙旭1，郭占斌1

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院，大慶 163319）

拖拉機(jī)的液壓故障的發(fā)生較為復(fù)雜，在使用過(guò)程中要簡(jiǎn)單和快捷的檢查出來(lái)是一個(gè)急需解決的難題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，本文采用C++語(yǔ)言設(shè)計(jì)了液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)。研究表明，該系統(tǒng)是由農(nóng)機(jī)故障現(xiàn)象、農(nóng)機(jī)故障原因、農(nóng)機(jī)故障解決方法和液壓元件故障解決方法四部分組成。該系統(tǒng)解決了在非專業(yè)液壓維修人員幫助下，也能完成液壓系統(tǒng)故障的排查、原因分析及對(duì)應(yīng)的解決策略，有效的縮減了拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)故障檢修和維修的時(shí)間，提升了液壓系統(tǒng)的檢修效率。

液壓系統(tǒng)；故障診斷；C++軟件

農(nóng)業(yè)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容之一，也是衡量農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，我國(guó)農(nóng)村勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式都在發(fā)生深刻變革，對(duì)農(nóng)機(jī)的需求日益迫切，對(duì)農(nóng)機(jī)的要求也越來(lái)越高，農(nóng)業(yè)機(jī)械化在建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的支撐作用也越來(lái)越重要[1]。

液壓技術(shù)是一門既古老又新興的技術(shù)，液壓傳動(dòng)具有能輸出功率大，能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單方便，動(dòng)作靈活，傳遞效率高等特點(diǎn)，能夠根據(jù)實(shí)際需要，與發(fā)動(dòng)機(jī)、傳感器、工作機(jī)構(gòu)等各部件一起使用，發(fā)揮出更強(qiáng)的作用[2]。液壓系統(tǒng)在拖拉機(jī)上的應(yīng)用越來(lái)越多，隨之而來(lái)，拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的故障也越來(lái)越復(fù)雜，因此，拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷顯得十分迫切。目前，在我國(guó)北方農(nóng)墾地區(qū)，拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷主要還是通過(guò)有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員進(jìn)行處理，工作量大，診斷效率低。采用C++語(yǔ)言編制了一款具有針對(duì)性的拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷軟件，可大大提升拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)故障檢修的工作效率，提升診斷準(zhǔn)確率，使拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷更為簡(jiǎn)單化。

1 故障診斷系統(tǒng)開發(fā)的意義

目前，拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷常規(guī)的處理方法主要為采用人工處理的方法，即專業(yè)液壓系統(tǒng)維護(hù)工程師現(xiàn)場(chǎng)檢修。為了縮短檢修時(shí)間，減輕維護(hù)費(fèi)用，亟需開發(fā)一款適合普通操作工人使用，能及時(shí)排查液壓系統(tǒng)故障、分析原因的故障診斷系統(tǒng)。

1.1 人工處理方法

首先列出拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)的故障種類，用邏輯診斷的方式進(jìn)行診斷、從而檢測(cè)出需要檢修的液壓元件，然后列舉出以不同部件作檢測(cè)對(duì)象的液壓系統(tǒng)，從而為液壓元件的維修提出解決方案。主要還是憑借專業(yè)人員的“查、聽、看”來(lái)進(jìn)行診斷和維修，而對(duì)非專業(yè)的人員來(lái)說(shuō)則是非常困難的問(wèn)題[3]。

1.2 該軟件處理方法

該軟件使用C++進(jìn)行程序的編寫，將拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)的故障原因及解決方案進(jìn)行了系統(tǒng)化的整理，并編寫成相應(yīng)軟件，使拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷簡(jiǎn)單化，減輕了相關(guān)技術(shù)人員的工作量，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確、高效的對(duì)拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行診斷，解決了拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)故障多樣化的問(wèn)題。

2 拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)故障分析

為了開發(fā)拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷軟件，首先要將液壓系統(tǒng)故障的類型、原因和解決方法進(jìn)行整理和歸類，然后利用C++語(yǔ)言編制故障診斷系統(tǒng)的各個(gè)分類模塊，最后形成完善的液壓系統(tǒng)故障分析系統(tǒng)。因此，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢修和維護(hù)情況，拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)故障主要包括農(nóng)具不能提升、農(nóng)具提升緩慢、拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向沉重和拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向太輕等，對(duì)應(yīng)不同的故障的原因和解決措施作如下分析：

2.1 農(nóng)具不能提升

故障原因：（1）操作失靈；（2）液壓油外漏；（3）液壓油內(nèi)漏；（4）殘留油膜黏住而卡在油缸處；（5）工作中突然失靈。

解決方案：（1）檢查操縱手柄和滑閥連接處的彈簧是否有彈力；（2）檢查油管和密封圈是否有損壞；（3）首先檢查各閥與閥孔、閥座是否密封緊密，同時(shí)檢查是否卡閥。如果卡閥，應(yīng)及時(shí)清洗干凈；（4）用酒精或汽油沖洗；（5）立即關(guān)閉液壓系統(tǒng)，檢查連接桿是否折斷、分配器或者油缸是否損壞[4]。

2.2 農(nóng)具提升緩慢

故障原因：（1）空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)；（2）系統(tǒng)中部分元件磨損堵塞，使系統(tǒng)發(fā)生內(nèi)部漏油；（3）進(jìn)油量減?。唬?）液壓油外漏；（5）液壓泵漏油；（6）分配器處漏油；（7）油缸處漏油。

解決方案：（1）檢測(cè)進(jìn)油路接頭，擰緊各接頭的螺絲，其次檢測(cè)齒輪泵的自鎖油封是否漏氣，若漏氣應(yīng)及時(shí)更換油封；（2）檢測(cè)液壓油是否足夠，及時(shí)添加液壓油；（3）檢測(cè)濾清器流動(dòng)是否通暢，主控制閥和調(diào)節(jié)杠桿之間的距離是否調(diào)節(jié)妥當(dāng)；（4）檢測(cè)管路中或連接處是否漏油；（5）檢測(cè)齒輪的配合間隙是否過(guò)大、軸與軸套之間是否存在磨損，導(dǎo)致液壓油從高壓腔往低壓腔泄漏；（6）檢測(cè)分配器主控制閥與閥套之間是否有嚴(yán)重磨損，導(dǎo)致高壓油往進(jìn)油道泄漏；（7）檢測(cè)回油閥是否關(guān)閉嚴(yán)緊，導(dǎo)致高壓油往回油道泄漏[4-5]。

2.3 拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向沉重

故障原因：（1）液壓系統(tǒng)使用得油不清潔，導(dǎo)致贓物將分流閥的閥芯卡住在“3”口敞開的位置；（2）分流閥的閥芯發(fā)生形變，使其在閥套內(nèi)活動(dòng)時(shí)發(fā)生卡滯現(xiàn)象；（3）分流閥的閥套與閥芯發(fā)產(chǎn)嚴(yán)重磨損，內(nèi)泄漏太大。

解決方案：（1）清潔分流閥并使用清洗液壓油，或更換新機(jī)油；（2）把單路穩(wěn)定分流閥進(jìn)行拆卸，使用細(xì)研磨膏對(duì)閥芯和閥套實(shí)施研磨；（3）更換單路穩(wěn)定分流閥總成[6]。

2.4 拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向太輕

故障原因：（1）有贓物把分流閥的閥芯卡住在封閉“B”口的位置上，使液壓泵排出的油液經(jīng)“A”口到達(dá)轉(zhuǎn)向器的流量加大；（2）閥芯中的節(jié)流片脫落，無(wú)法按照設(shè)計(jì)所要求的進(jìn)行節(jié)流，進(jìn)而提升了去液壓轉(zhuǎn)換器的流量。

解決方案：（1）清潔節(jié)流閥和油路；（2）維修并固定節(jié)流片。

3 拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷軟件的開發(fā)

使用C++進(jìn)行軟件程序的編寫，軟件流程圖，如圖1所示，使該軟件具有搜索、查詢、增加、刪除等功能，使拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷及解決方法一目了然，提高了液壓系統(tǒng)檢測(cè)工藝的先進(jìn)性，減輕技術(shù)人員維修勞動(dòng)工作量，進(jìn)而提高工效。

圖1 液壓系統(tǒng)故障診斷軟件流程圖界面Fig.1Fault diagnosis software flow chart interface of hydraulic system

3.1 軟件系統(tǒng)組成

液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)界面見圖2，該軟件主要由農(nóng)機(jī)故障現(xiàn)象、農(nóng)機(jī)故障原因、農(nóng)機(jī)故障解決方法和液壓元件故障解決方法四部分組成。使用時(shí)點(diǎn)擊選項(xiàng)進(jìn)入相應(yīng)界面，可以進(jìn)行農(nóng)機(jī)具故障的相應(yīng)索引和查詢。如進(jìn)入“農(nóng)機(jī)故障現(xiàn)象”界面，在“結(jié)果”中即可顯示出該故障所表現(xiàn)出的現(xiàn)象，還伴隨著一系列相關(guān)現(xiàn)象的發(fā)生，如圖3所示。

圖2 液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)界面Fig.2Fault diagnosis expert system’s interface of hydraulic system

3.2 液壓系統(tǒng)故障模糊查詢

液壓系統(tǒng)故障診斷模糊查詢界面見圖3所示。本模糊查詢功能能夠快速的索引出農(nóng)機(jī)具的液壓系統(tǒng)故障現(xiàn)象，找出故障原因并提出解決方案，該軟件采取了模糊查詢的方法。輸入關(guān)鍵字，即可從數(shù)據(jù)庫(kù)中索引出相對(duì)應(yīng)的相關(guān)內(nèi)容。

圖3 液壓系統(tǒng)故障診斷原因分析界面Fig.3Fault diagnosis cause analysis interface of hydraulic system

圖4 液壓系統(tǒng)故障診斷模糊查詢界面Fig.4Fault diagnosis fuzzy query interface of hydraulic system

3.3 液壓故障數(shù)據(jù)庫(kù)

操作Navicat for MySQL進(jìn)行故障數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建[6]，本數(shù)據(jù)庫(kù)具有良好的開放性，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況，針對(duì)新出現(xiàn)的故障問(wèn)題進(jìn)行添加，編輯，并對(duì)已經(jīng)完全解決的原有故障問(wèn)題進(jìn)行刪除，不斷完善、更新和優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容，如圖5所示。

圖5 液壓系統(tǒng)故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)界面Fig 5Fault diagnosis database interface of hydraulic system

4 結(jié)論

（1）采用C++程序設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)主要由農(nóng)機(jī)故障現(xiàn)象、農(nóng)機(jī)故障原因、農(nóng)機(jī)故障解決方法和液壓元件故障解決方法四部分組成，該系統(tǒng)有效的解決了傳統(tǒng)依靠有經(jīng)驗(yàn)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)液壓系統(tǒng)故障費(fèi)時(shí)費(fèi)力的現(xiàn)狀，通過(guò)在線查詢，可以迅速發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)可能發(fā)生的故障位置、具體原因和解決方法。

（2）設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)僅需要普通的液壓設(shè)備操作人員就能完成使用和排除故障，解決了在液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)只能依靠專業(yè)液壓系統(tǒng)維修人員維護(hù)的現(xiàn)狀，從而提高了拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)的檢修效率。

［1］楊樹果，劉麗，劉英會(huì).我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展演變歷程與問(wèn)題分析［J］.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，28（3）：148-153.

［2］陳四彬，何兆愛(ài).全液壓推土機(jī)特點(diǎn)及其發(fā)展［J］.工程機(jī)械與維修，2005（13）：70-71.

［3］安向東，喬雪濤，安宏偉.液壓故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)［J］.機(jī)床與液壓，2010，38（18）：96-97.

［4］鄒廣勇.拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)的故障及簡(jiǎn)易修理［J］.科技傳播，2013（8）：75-76.

［5］劉仁勇，唐文麗.拖拉機(jī)液壓懸掛系統(tǒng)的調(diào)整與故障排除［J］.河北農(nóng)機(jī)，2015（10）：32-34.

［5］遲媛.面向用戶的農(nóng)機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2002.

［6］畢好昌.基于加窗傅里葉級(jí)數(shù)算法的FIR帶通濾波器設(shè)計(jì)［J］.赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014（5上）：94-95.

Development of Fault Diagnosis Software of the Tractor Hydraulic System Based on C++Software

Zhao Xu1，Guo Zhanbin1
（College of Engineering，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319）

The tractor hydraulic failure was relatively complicated，simply and quickly detected is an urgent need to solve the problem in using the tractor hydraulic system.In order to solve this problem，fault diagnosis expert system of hydraulic system was designed using C++language.Research showed that the system was made up of agricultural machinery fault phenomena，agricultural machinery fault cause，solution of agricultural machinery fault and hydraulic parts fault.This system could accomplish the screening of hydraulic system failure，cause analysis，and the solution of the corresponding strategies under the help of non-professional hydraulic maintenance persons，effectively shorten the time of the tractor hydraulic maintenance，improve the maintenance efficiency of the hydraulic system.

hydraulic system；fault diagnosis；C++software

S232.8+5

A

1002-2090（2017）04-0102-03

10.3969/j.issn.1002-2090.2017.04.023

投稿日期：2016-05-11

現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)農(nóng)機(jī)裝備研究與示范（2014BAD0B00）。

趙旭（1992-），女，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院2014級(jí)碩士研究生。

郭占斌，男，教授，碩士研究生導(dǎo)師，E-mail：329984136@qq.com。