УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ГИДРОПРИВОДОВ И ГИДРОПЕРЕДАЧ Российский патент 2013 года по МПК F15B19/00 

Изобретение относится к технике контроля и испытаний систем и оборудования, содержащих объемный гидропривод, и может быть использовано при техническом диагностировании гидроприводов и гидропередач транспортных средств, строительных и дорожных машин как в условиях производства и ремонта, так и в условиях эксплуатации.

Известны устройства для определения технического состояния гидравлических систем и агрегатов, содержащие комплект диагностических датчиков, связанных с блоком обработки данных (См. в кн. Техническая диагностика гидравлических приводов. Под ред. Т.М.Башты. М., М-е. 1989 г., с.66, рис.2,1).

Известно также устройство для диагностирования гидропривода, содержащее датчики давления и температуры, нагрузочный элемент и расходомер, подключенные к гидравлическому приводу, а также предохранительный клапан, подключенный к входу в нагрузочный элемент, запорное устройство и байпасный трубопровод с дросселем, подключенный к выходу расходомера (см. АС №1481514, МКИ ⁵ F15B 19/00, 1987 г.).

Кроме того, известно устройство для диагностирования гидропривода, содержащее датчик давления, датчик температуры, расходомер, нагрузочный дроссель и обратный клапан, образующие гидравлический тестер, подключенный к диагностируемому гидроприводу и снабженный также трехпозиционным гидрораспределителем и байпасирующим его трубопроводом с запорным элементом (см. АС №1779813, МКИ ⁵ F15B 19/00, 1990 г.).

Недостатками данных устройств являются их ограниченные функциональные возможности при диагностировании параметров реверсивного потока и отсутствие информации об изменении физических параметров рабочей жидкости, сигнализирующей о характере износа трущихся пар гидропривода и позволяющей произвести интегральную оценку работоспособности привода.

Этих недостатков лишено устройство для диагностирования гидропривода, имеющее датчики давления, температуры и расхода и нагрузочный элемент, образующие в совокупности гидравлический тестер, связанный с гидроприводом через блок подключения, выполненный в виде образованного обратными клапанами гидравлического мостика (см. журнал «Строительные и дорожные машины» №5, 1990 г., с.4-6). В этом устройстве диагональ питания гидравлического мостика подключена в разрыв магистрали гидропривода, а диагональ нагрузки, в которой обеспечивается постоянное направление потока жидкости, связана с входом и выходом гидротестера.

Недостатком данного устройства является отсутствие в его составе технических средств, обеспечивающих получение данных о физических свойствах и загрязнении рабочей жидкости продуктами износа, а также обеспечивающих получение базовой информации о высокочастотных компонентах процесса с использованием акустического канала.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является устройство для диагностирования гидропривода, содержащее канал диагностирования, включающий в себя первое одноканальное быстроразъемное соединение для полнопоточного отбора жидкости из магистрали гидропривода, гидротестер, в котором последовательно соединены датчики давления, температуры и расхода, нагрузочный элемент и датчик загрязнения жидкости; второе одноканальное быстроразъемное соединение для подключения выхода гидротестера к сливной линии гидропривода, и блок обработки данных, связанный с датчиками гидротестера и с установленными на гидроприводе датчиком оборотов и контактным датчиком пульсации потока жидкости (см. описание изобретения к патенту РФ №2 187 723, МПК ⁷ F15B 19/00, 2002 г.). При этом первое и второе быстроразъемные соединения образуют блок подключения; датчик оборотов при помощи специального приспособления связан механически с валом насоса гидропривода, а датчик пульсации потока жидкости выполнен в виде пьезокерамического щупа с калиброванным контактным усилием. Данное устройство выбрано нами за прототип.

Недостатком прототипа является его непригодность для диагностирования функционально связанных реверсивных и нереверсивных механизмов и агрегатов: реверсивных гидропередач, сдвоенных насосов, гидромоторов ходовой части машин, параллельно работающих гидроцилиндров, комбинированных приводов на базе гидромоторов в лебедках мощных подъемных кранов, групповых и тандемных гидроприводов систем механизации крыла современных летательных аппаратов и во многих иных случаях, когда в процессе диагностирования целесообразно вести наблюдение за работой нескольких гидромашин одновременно. Одним из недостатков прототипа является также контактное размещение датчика пульсации потока жидкости на трубопроводах или корпусах агрегатов; это во многих случаях технологически затруднено, так как поверхности, являющиеся вторичным источником пульсаций, могут быть труднодоступны и загрязнены. Кроме того, решающим недостатком всех вышеприведенных устройств является отсутствие в их составе средств для получения комплексной информации об изменении физических параметров рабочей жидкости - ее плотности, вязкости, градиенте температуры при реализации заданной мощности, и наконец, о структуре и количестве механических частиц в потоке жидкости на входе и выходе агрегата и в других точках гидропривода, сигнализирующих о характере износа трущихся пар.

Задачей данного изобретения является создание высокоэффективного оборудования для диагностирования функционально связанных реверсивных и нереверсивных агрегатов гидропривода, реверсивных гидропередач, введение в состав диагностируемых параметров данных о физических свойствах рабочей жидкости и получение базовой информации о высокочастотных компонентах процесса при помощи акустических датчиков.

Указанная задача решается таким образом, что устройство для диагностирования гидроприводов и гидропередач, содержащее первый канал диагностирования, включающий в себя первый блок подключения и связанный с ним первый гидравлический тестер, блок контроля состояния жидкости и блок обработки данных, имеет дополнительно второй канал диагностирования со вторым блоком подключения и вторым гидравлическим тестером, при этом блоки подключения выполнены каждый в виде гидравлического мостика обратных клапанов, каждый из гидравлических тестеров содержит помещенные между его входом и выходом датчики давления, датчики температуры, расходомер, гидрораспределитель с нагрузочным дросселем и байпасирующий его трубопровод с запорным элементом; блок контроля состояния жидкости соединен линиями с запорными элементами первого и второго гидравлических тестеров и выполнен в виде двух параллельных гидравлических линий, в каждой из которых помещены последовательно дроссель, индикатор состояния жидкости и расходомер, связанные с дренажом, и снабжен дополнительно гидравлической линией калибровки, содержащей связанный с линией дренажа насос-дозатор, линия нагнетания которого через предохранительный и обратный клапаны соединена с входом блока контроля состояния жидкости; индикаторы состояния жидкости представляют собой счетчик механических частиц в потоке жидкости и плотномер-вискозиметр; блок обработки данных содержит в виде совокупности включенные параллельно классификатор чистоты жидкости, подключенный к счетчику механических частиц, многоканальный измеритель расхода, связанный с датчиками расхода и с расходомерами, электронный блок, соединенный с плотномером-вискозиметром и датчиками температуры и своим информационным выходом связанный с многоканальным измерителем расхода, и анализатор спектра шумов и вибраций, к которому подключены датчики давления и акустический канал, при этом гидрораспределитель имеет два дополнительных выхода, соединенных с выходом гидравлического тестера через предохранительный клапан и напрямую.

Патентный поиск показал, что отдельно взятые элементы устройства известны в испытательной технике и диагностике (см. кн. Испытательная техника. Справочник в 2х томах. Под редакцией В.В.Клюева, М., 1982 г. и кн. Техническая диагностика гидравлических приводов. Под редакцией Т.М.Башты. М., 1989 г.). Однако указанная выше совокупность взаимосвязанных отличительных признаков не обнаружена и явным образом не следует из уровня развития техники. В связи с изложенным заявленное техническое решение может считаться соответствующим критериям патентоспособности «существенные отличия» и «новизна».

Суть предлагаемого технического решения отражена на прилагаемых чертежах фиг.1-8, где сплошными жирными линиями показаны гидравлические связи, тонкими пунктирными линиями и двойными тонкими линиями - информационные связи. На чертежах показаны:

Фиг.1 - блок схема устройства,

Фиг.2 - принципиальная схема устройства,

Фиг.3-8 - примеры использования устройства при диагностировании гидропривода и его отдельных элементов, в т.ч.:

Фиг.3 - диагностирование сдвоенных насосов,

Фиг.4 - диагностирование реверсивных объемных приводов,

Фиг.5 - диагностирование гидрораспределителей и распределительных коробок,

Фиг.6 - диагностирование гидроцилиндров,

Фиг.7 - диагностирование универсальных регуляторов скорости,

Фиг.8 - диагностирование предохранительных клапанов.

Устройство содержит два независимых канала А и Б диагностирования (фиг.1). В канале А установлен блок 1 подключения устройства к гидроприводу, а в канале Б - блок 2 подключения. Блок подключения 1 связан гидравлическими линиями 3 и 4 с первым гидравлическим тестером 5, а блок подключения 2 - гидравлическими линиями 6 и 7 со вторым гидравлическим тестером 8. Каждый гидравлический тестер линиями 9 и 10, объединенными в линию 11, связан с блоком 12 контроля состояния жидкости. Информационные каналы 13, 14 и 15 связывают гидротестеры 5 и 8 и блок 12 контроля состояния жидкости с блоком 16 обработки данных. Связь с диагностируемым приводом осуществляется по гидравлическим линиям 17, 18, 19 и 20, соединенными попарно с блоками 1 и 2 подключения. На блок-схеме показан также информационный канал 21 для связи с внешней ЭВМ.

Первый блок 1 подключения представляет собой (см. фиг.2) образованный обратными клапанами 22, 23, 24 и 25 гидравлический мостик. Второй блок 2 подключения выполнен в виде соединенных аналогичным образом обратных клапанов 26, 27, 28 и 29.

В первом 5 и втором 8 гидравлических тестерах между входом 3 (6) и выходом 4 (7) (далее в скобках указано обозначение элементов второго тестера) соединены последовательно датчик 30 (40) давления, датчик 31(41) температуры, расходомер 32 (42) и трехходовой гидрораспределитель 33 (43), выходы которого связаны гидравлически с линией 4 (7) выхода гидротестера: первый - через нагрузочный дроссель 38 (48), второй - через предохранительный клапан 37 (47), и третий - напрямую. Между расходомером 32 (42) и входом гидрораспределителя 33 (43) подключен байпасирующий трубопровод 9 (10) с запорным элементом 39 (49).

Блок 12 контроля состояния жидкости установлен в линии 11, объединяющей байпасирующие трубопроводы 9 и 10, и выполнен в виде двух параллельных гидравлических линий 50 и 51. В каждой из этих линий последовательно установлены дроссели 52 (53), индикаторы состояния жидкости 54 (55) и датчики 56 (57) расхода. Линии 50 и 51 после датчиков 56 и 57 объединены в общую линию 58 дренажа. В качестве индикаторов состояния жидкости используются плотномер-вискозиметр 54 и счетчик 55 механических частиц в потоке жидкости. В блоке 12 контроля состояния жидкости размещена также гидравлическая линия 59 калибровки, содержащая насос-дозатор 60, линия нагнетания которого через предохранительный клапан 61 и обратный клапан 62 связана с входным трубопроводом 11 блока 12 контроля состояния жидкости.

Блок 16 обработки данных содержит классификатор 63 чистоты жидкости, электронный блок 64 плотномера-вискозиметра, электронный многоканальный измеритель 65 расхода и анализатор 66 спектра шумов и вибраций. Классификатор 63 соединен информационной линией со счетчиком 55 механических частиц в потоке жидкости. Измеритель 65 связан с расходомерами 32 и 42 и датчиками расхода 56 и 57 и своим дополнительным входом - с выходом электронного блока 64, который в свою очередь входами связан с датчиками 31 (41) температуры и плотномером-вискозиметром 54. Анализатор 66 спектра шумов и вибраций своими входами соединен с датчиками 30 (40) давления и акустическим датчиком 67.

Управление элементами устройства, а также инициация процессов измерения и обработки данных осуществляется через блок 16 обработки данных с помощью программируемого логического контроллера типа ПЛК, на чертежах не показанного. Режимы работы устройства формируются в данном ПЛК или в ЭВМ верхнего уровня по каналу 21.

На фиг.3 показана схема подключения устройства при диагностировании блока 68 сдвоенных насосов, содержащего два параллельно работающих насоса 69 и 70, имеющих общий привод 71. На схеме обозначены магистрали 72 и 73 нагнетания насосов и установленные в общей магистрали 74 манометр 75 и предохранительный клапан 76. Устройство для диагностирования соединено с системой гидропривода гидравлическими линиями 17 и 18 в разрыв магистрали нагнетания 72 насоса 69 и гидравлическими линиями 19 и 20 соответственно в разрыв магистрали 73 насоса 70. Система имеет общий бак 77.

На фиг.4 представлена схема подключения устройства при диагностировании реверсивных объемных приводов. Два гидромотора 78 и 79 соединены с насосной станцией 80 через устройство управления 81 магистралями 82, 83, 84 и 85. Устройство для диагностирования связано со схемой гидропривода гидравлическими линиями 17 и 18 в разрыв магистрали 83 и гидравлическими линиями 19 и 20 соответственно с магистралью 85 второго гидромотора.

На фиг.5 приведена схема подключения устройства при диагностировании двухзолотникового распределительного блока 86, содержащего распределители 87 и 88. Подвод рабочей жидкости осуществляется от насоса 89 по магистралям 90 и 91. Система имеет общую сливную магистраль 92 и общий бак 93. Устройство для диагностирования в этом случае подключено к выходам каждого из распределителей гидравлическими линиями 17 и 18 и соответственно 19 и 20.

На фиг.6 изображена схема подключения устройства при диагностировании двух параллельно работающих гидроцилиндров 94 и 95. Магистраль нагнетания 96 от насосной станции 97 подключена к устройству для диагностирования гидравлическими линиями 17 и 18. Гидроцилиндры связаны с устройством линиями 19 и 20, при этом вторые полости цилиндров объединены в общую сливную магистраль 98.

На фиг.7 проиллюстрировано подключение устройства при диагностировании гидромашин универсального регулятора скорости 99, содержащего реверсивные насос 100 и мотор 101, объединенные магистралями 102 и 103 и снабженные пополнительным бачком 104.

При комбинированном диагностировании насоса и предохранительного клапана гидропривода (фиг.8) от насоса 105 магистраль нагнетания 106 подключается параллельно к входу 18 устройства. Предохранительный клапан 107 связан с входом 19 устройства, при этом магистраль 108 слива из клапана через выход 20 устройства связана с баком 109. Гидравлическая линия 17 от устройства также связана с баком 109.

При конкретной реализации устройства использованы:

30 (40) - датчики давления «Сапфир»,

31 (41) - датчики температуры П-109,

32 (42) - турбинные преобразователи расхода ТПР-14; 24-240 л/мин,

33(43) - распределители 1РЕ10,

38, 48, 50 и 51 - дроссели с пропорциональным управлением,

37 (47) - предохранительный клапан МКПВ,

39 (49) - электрогидравлический кран ГА-165Б,

54 - датчик плотности и вязкости ДПВ-25,

56 - турбинный преобразователь расхода ТПР-7, 1,8-9,6 л/мин,

57 - преобразователь расхода РТ-273,

55 - прибор для контроля чистоты жидкости ПКЖ-904А,

60 - насос-дозатор Р061-162,

61 - предохранительный клапан ГА186,

62 - обратный клапан ОК-10,

65 - вычислитель расхода электронный ЭВР-2,

64 - плотномер-вискозиметр-термометр стендовый ПВТС-26,

66 - спектроанализатор-коррелятор ПР-95,

67 - микрофон или пьезодатчик типа АП.

Устройство для диагностирования гидроприводов и гидропередач работает следующим образом:

Гидравлические тестеры 5 и 8 (фиг.1 и 2) с помощью блоков 1 и 2 подключения присоединяются к магистралям гидропривода линиями 17, 18, 19 и 20 соответственно. Направление потока жидкости в магистралях гидропривода при этом не имеет значения, т.к. оно может изменяться в процессе диагностирования, но на выходе блоков 1 и 2 подключения в магистралях 3,4 и 6,7 поток уже имеет однонаправленный характер. В блоке 1 подключения при подаче жидкости, например, по линии 17 поток движется через обратный клапан 22 в гидротестер 5 по линии 3 и возвращается из гидротестера по линии 4 через обратный клапан 25 и трубопровод 18. При реверсе подачи масла уже по трубопроводу 18 поток поступает через обратный клапан 23 и трубопровод 3 в гидротестер 5, а возвращается по линии 4 через обратный клапан 25 в гидропривод по линии 18. Блок 2 подключения работает аналогичным образом.

Комплекс контрольных приборов каждого гидротестера позволяет вести диагностирование элементов гидропривода по полному коэффициенту полезного действия - параметру, определяющему эффективность преобразования механической энергии в энергию потока жидкости в гидроприводе. Для этого поток масла проходит через каждый гидротестер в определенном направлении: по трубопроводу 3 (6) с подключенными к нему датчиками давления 30 (40) и температуры 31 (41), через датчик расхода 32 (42) и распределитель 33 (43), направляющий поток масла через один из компонентов, определяющих нагрузку на диагностируемый элемент гидропривода. В каждом гидротестере таковых предусмотрено три: управляемый нагрузочный дроссель 38 (48) в трубопроводе 35 (45), нагрузочный предохранительный клапан 37 (47) в трубопроводе 34 (44) и обладающий минимальным гидравлическим сопротивлением гладкий трубопровод 36 (46). В зависимости от выбранного режима диагностирования распределитель 33 (43) устанавливается в одно из трех положений, обеспечивая необходимый характер нагружения гидропривода. Вся информация с датчиков, размещенных в гидротестере, поступает в блок 16 обработки данных.

Для отвода части жидкости в блок 12 контроля ее состояния открывается запорный элемент 39 в гидротестере 5 или запорный элемент 49 в гидротестере 8. Таким образом осуществляется отбор пробы масла из магистралей привода, к которым в данный момент подключен гидротестер. Жидкость, пройдя по трубопроводу 9 (10) и трубопроводу 11, поступает на вход блока 12, где разделяется на два функциональных направления 50 и 51. В каждом из них с помощью дросселей 52 (53) настраивается величина расхода, необходимая для работы плотномера-вискозиметра 54 и счетчика 55 механических частиц в потоке жидкости. Контроль расхода в каждой из линий блока 12 ведется соответственно по датчикам 56 (57) расхода. Информация с этих приборов поступает в блок 16 обработки данных. При выбранных в устройстве плотномере-вискозиметре 54 и счетчике частиц 55 расход через них должен быть настроен в пределах 0,05-0,25 л/мин для линии 51 и не более 18 л/мин для линии 54. Измерение плотности, вязкости и чистоты масла может вестись как одновременно, так и раздельно во времени для каждого из параметров. Слив из линий 50 и 51 объединен в общий канал дренажа 58. Блок 12 контроля состояния жидкости снабжен гидравлической линией калибровки показаний приборов 54 и 55. Для калибровки система дренажа временно заполняется маслом с известными физическими параметрами, и масло с помощью насоса-дозатора прокачивается через счетчик 55 механических частиц или через плотномер-вискозиметр 54. Показания этих приборов сравниваются с известными параметрами эталонной жидкости в системе дренажа 58, что служит метрологической основой объективности контроля вязкости, плотности и чистоты масла при диагностировании гидроприводов. Наблюдение за состоянием рабочей жидкости в гидроприводе, контроль ее вязкости, плотности и чистоты позволяет предупредить развитие деструктивных процессов, связанных с перегревом рабочей жидкости и повышенным износом трущихся пар агрегатов. Плотность измеряется в диапазоне 0,7-0,9 г/см куб., а вязкость - в диапазоне 0,4-50 сСт. Изменение этих параметров относительно нормативных приводит к снижению смазывающих свойств, изменению модуля упругости и других важных эксплуатационных показателей масла. Такая ситуация является сигналом для долива или полной замены рабочей жидкости в системе. Оперативно плотность и вязкость контролируются по линии датчик 54 - преобразователь 64.

При контроле чистоты масла в гидроприводе часть жидкости направляется через фотоэлектрический счетчик 55, который фиксирует прошедшие за единицу времени частицы и отсылает информацию об их количестве и размерах в классификатор 63. На табло классификатора высвечиваются в цифровой форме данные о количестве частиц в шести размерных диапазонах: 5-10, 10-25, 25-50, 50-100, 100-200 и свыше 200 мкм. При необходимости эти данные в электронном виде сравниваются с таблицей соответствия числа частиц в каждом размерном диапазоне и класса чистоты жидкости по ГОСТ 17216-01, после чего на двухразрядном табло высвечивается класс чистоты, соответствующий показаниям размерных диапазонов. Для большинства промышленных гидроприводов достаточным является контроль чистоты в пределах 06-14 классов по ГОСТ 17216-01. Тенденция приближения класса чистоты или показаний одного из размерных диапазонов к границе допустимого свидетельствует о том, что следует промыть или заменить фильтр тонкой очистки гидропривода или заменить полностью рабочую жидкость в системе.

Определение объемного коэффициента полезного действия ОКПД гидронасоса осуществляется путем измерения фактической подачи гидронасоса и частоты вращения его вала на холостом ходу и под нагрузкой. При этом весь поток масла должен проходить через расходомер 32 (42) устройства. Ниже приведена примерная последовательность определения технического состояния качающего узла насоса гидропривода по величине объемного кпд. Описание процесса иллюстрируется применительно к одной из секций сдвоенного насоса 68, показанного на фиг.3. Работа гидротестера описывается в обозначениях, приведенных на фиг.2.

Устройство для диагностирования линиями 17 и 18 подключается в разрыв магистрали 72 насоса 69. На первом этапе при проверке работы насоса на холостом ходу поток масла направляется по трубопроводу 18 через обратный клапан 23 блока подключения в трубопровод 3 и далее через расходомер 32 к гидрораспределителю 33. Распределитель 33 устанавливается в положение, направляющее поток масла по линии минимального гидравлического сопротивления - по трубопроводам 36 и 4 через обратный клапан 24 и линию 17 в систему гидропривода. Электродвигателем 71 устанавливается номинальная частота вращения насоса n1. Контроль частоты вращения осуществляется бесконтактным способом с помощью акустического канала 67. Эта информация выводится на анализатор спектра шумов и вибраций. На установившейся частоте вращения по расходомеру 32 производится контроль расхода Q1 насоса 69 на холостом ходу.

После этого на втором этапе диагностирования гидрораспределитель 33 переводят в положение подачи масла по трубопроводу 35 и далее через управляемый нагрузочный дроссель 38, трубопровод 4, обратный клапан 24 и трубопровод 17 в систему гидропривода. С помощью управляемого дросселя 38 создают нагрузку на насос путем подъема давления нагнетания насоса до его номинального значения. Фиксируются значения расхода насоса Q2 и частота вращения n2 под нагрузкой. Величина объемного кпд определяется по формуле

ОКПД=Q2 n1/Q1 n2.

Контрольная величина объемного кпд может быть приведена в технической документации на гидропривод или установлена опытным путем. Для некоторых типов аксиально-поршневых насосов объемный кпд в начале эксплуатации равен 0,92-0,96, и в процессе эксплуатации допускается его снижение до 0,8. Следует отметить, что необходимым условием качественного диагностирования по объемному кпд является обеспечение постоянства температуры рабочей жидкости. Показания с датчика 31 температуры выводятся на электронный блок 64, а собственно стабилизация температуры масла в процессе диагностирования осуществляется штатными или стендовыми устройствами.

При диагностировании насосных агрегатов, содержащих сдвоенные насосы, устройство (см. фиг.3) подключается линией 18 к трубопроводу 72 нагнетания первой секции 69 сдвоенного насоса 68, а линия 17 совместно с линией 19 через трубопровод 74 соединяются с баком 77. При этом линия 20 устройства соединена с линией 73 нагнетания второй секции сдвоенного насоса 70. Работа гидравлических тестеров 5 и 8 и блока контроля состояния жидкости 12 обеспечивает режим синхронного дросселирования нагрузки обеих секций насосного агрегата и функционирование суммарного регулятора мощности гидропривода во всем диапазоне регулирования (на схеме регулятор мощности не показан). При максимальном давлении нагружения, создаваемом для каждой из секций насосного агрегата с помощью управляемых дросселей 38 (48) и контролируемом по датчикам 30 (40) давления, измеряют по расходомерам 32 (42) подачу каждой из секций сдвоенного насоса 68 и определяют коэффициент подачи (ОКПД).

Устройство специально используется при диагностировании сдвоенных насосов типа 223.20 и 223.25, устанавливаемых на экскаваторах ЭО-4121, ЭО-3322, ЭО-4321 и др. В практике их эксплуатации наблюдается неравномерный износ секций насосов, что дает различие в оценке их технического состояния по объемному кпд на 35-40%. Эти различия не могут быть достоверно выявлены при раздельном последовательном диагностировании секций. Именно совокупность элементов в заявляемом устройстве позволяет исключить взаимовлияние секций при их синхронном диагностировании.

При диагностировании реверсивных объемных гидромашин-гидромоторов, показанных на фиг.4, соединение с системой гидропривода осуществляется гидравлическими линиями 17 и 18, включенными в разрыв магистрали 83 первой гидромашины 78, и линиями 19 и 20, включенными в разрыв магистрали 85 второй гидромашины. С помощью гидротестеров 5 и 8 устройства задаются и контролируются параметры диагностирования. Запорными устройствами 39 и 49 обеспечивается подключение блока 12 контроля состояния жидкости к выходу одного из тестеров. Например, для приводов гусеничного хода экскаваторов моделей ЭО-6123 и ЭО-6123-1, которые содержит два гидромотора - левого и правого хода, именно совместное диагностирование обеих гидромашин позволяет выявить характер их износа на ранних стадиях эксплуатации.

Диагностирование блока 86 распределителей 87 и 88 (см. фиг.5) производится путем подключения устройства попарно линиями 17, 18 и 19, 20 к выходным линиям гидрораспределителей. При этом в каждом из гидротестеров 5 и 8 создается требуемая нагрузка и контролируется пропускная способность по датчикам 32 и 42 расхода или по датчикам 56 и 57 малых расходов (утечек), размещенных в блоке 12 контроля состояния жидкости (фиг.2). По этой схеме производится диагностирование золотников гидрораспределителей привода главной и вспомогательной лебедок строительных кранов грузоподъемностью 160-250 тонн с повышенными полифункциональными свойствами.

Диагностирование двух параллельно работающих на разные нагрузки гидроцилиндров 94 и 95 (фиг.6) осуществляется путем подключения устройства линиями 17, 18 и 19, 20 в разрывы магистралей 96 и 98 соответственно. Насосная станция 97 обеспечивает требуемые исходные параметры потоков жидкости, а в гидротестерах 5 и 8 устройства для диагностирования создаются режимы нагружения и обеспечивается контроль параметров потока. Подобным образом производится диагностирование гидроцилиндров ковша и стрелы на гидравлическом экскаваторе ЭО-2621В-2, что позволяет сократить время диагностирования с одновременным учетом взаимовлияния приводов.

При диагностировании универсальных регуляторов скорости (фиг.7) характерным признаком является наличие замкнутой гидравлической системы. Устройство в этом случае подключается своими линиями 17, 18 и 19, 20 в разрывы трубопроводов 103 и 102 соответственно. Дренаж устройства 58 соединяется с пополнительным бачком 104. Подобное подключение позволяет диагностировать два функционально связанных реверсивных агрегата - насос 100 и гидродвигатель 101. Режимы диагностирования устанавливаются для каждой из гидромашин и вводятся по каналу 21(фиг.1) По схеме, приведенной на фиг.7, ведется диагностирование универсальных регуляторов скорости УРС-1 с регулируемым по нагрузке насосом. Эти регуляторы скорости широко используются в моделирующих стендах, в гидравлических приводах мощных колесных и гусеничных машин и в других транспортных средствах.

На фиг.8 показано включение устройства в гидросистему для одновременного диагностирования гидронасоса 105 и предохранительного клапана 107. По линиям 17 и 18 осуществляется формирование режимов диагностирования с помощью гидротестера 5 в последовательности, характерной для стандартного диагностирования насосов, а по линиям 19 и 20 ведется нагружение предохранительного клапана 107 до давления его срабатывания. Таково взаимосвязанное диагностирование, например, фрагмента гидросистемы вертикально-протяжного полуавтомата модели 1В65, в котором аксиально-поршневой насос 2Г13-36А работает совместно с гидроклапаном давления и реализует сравнительно высокие мощности для главного движения станка, а также для ускоренного подвода и отвода протяжки.

Преимущества заявляемого изобретения:

1. Наличие в устройстве для диагностирования гидроприводов и гидропередач двух независимых каналов диагностирования, каждый из которых содержит блок подключения и гидравлический тестер, позволяет вести синхронную проверку функционально связанных реверсивных и нереверсивных агрегатов привода и реверсивных гидропередач.

2. Выполнение блока обработки данных в виде совокупности классификатора показаний счетчика механических частиц, электронного блока, связанного с плотномером-вискозиметром и датчиками температуры, многоканального измерителя расхода и анализатора спектра шумов и вибраций обеспечивает получение эффективной информации в процессе диагностирования.

3. Включение в состав блока контроля состояния жидкости счетчика механических частиц и плотномера-вискозиметра создает условия для объективной оценки качества масла в процессе диагностирования.

4. Наличие гидравлической линии калибровки приборов в блоке контроля состояния жидкости обеспечивает метрологическую составляющую этого канала диагностирования.

5. Информация о вибрационном шуме, вызванном работой насоса, поступает по акустическому каналу на вход анализатора спектра шумов и вибраций и отображается на его дисплее в графическом и алфавитно-цифровом виде; во время диагностирования насоса первая (основная) роторная гармоника в спектре вибрации соответствует частоте вращения насоса.

6. Введение в комплекс параметров данных о свойствах рабочей жидкости и создание базовой информации о состоянии агрегатов гидропривода виброакустическими методами повышает эффективность диагностирования.

Источники информации

1. Техническая диагностика гидравлических приводов. Под редакцией Т.М.Башты. М., 1989 г.

2. Машиностроительный гидропривод. Под редакцией В.Н.Прокофьева. М., 1978 г.

3. Р.Н.Сулейманов. Виброакустическая диагностика насосных агрегатов. Уфа, 2002 г.

4. Авт. свид. СССР №1481514. кл. F15B 19/00. 1987 г.

5. Авт. свид. СССР №1779813. кл. F15B 19/00. 1990 г.

6. Патент РФ №2187723, МПК ⁷ кл. F15B, 19/00, 2002 г.

7. ГОСТ 17216-01. Чистота промышленная. Классы чистоты жидкостей.

8. Гидротестер ГТ-600 М. Информация Компании «ГидроСпецПрибор».

(57) Устройство предназначено для диагностирования гидроприводов и гидропередач транспортных средств, строительных и дорожных машин и других технических средств, содержащих гидропривод, как в стационарных условиях, так и в условиях эксплуатации. Устройство содержит два независимых канала диагностирования, каждый из которых включает в себя блок подключения и гидравлический тестер, и снабжено блоком контроля состояния жидкости, акустическим каналом и блоком обработки данных. Блок контроля состояния жидкости помещен в байпасирующем трубопроводе после запорного элемента и выполнен в виде двух параллельных линий, в каждой из которых размещены соответственно счетчик механических частиц в потоке жидкости и плотномер-вискозиметр, и содержит дополнительно гидравлическую линию калибровки. Блок обработки данных выполнен в виде совокупности классификатора чистоты жидкости, электронного трехканального измерителя расхода, электронного блока плотномера-вискозиметра и анализатора спектра шумов и вибраций. Наличие в устройстве двух независимых каналов диагностирования, каждый из которых содержит блок подключения и гидравлический тестер, позволяет вести синхронную проверку функционально связанных реверсивных и нереверсивных агрегатов привода и реверсивных гидропередач. 8 ил.

Устройство для диагностирования гидроприводов и гидропередач, содержащее первый канал диагностирования, включающий в себя первый блок подключения и связанный с ним первый гидравлический тестер, а также содержащее блок контроля состояния жидкости и блок обработки данных, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно второй канал диагностирования со вторым блоком подключения и вторым гидравлическим тестером, при этом блоки подключения выполнены в виде гидравлических мостиков, образованных обратными клапанами, первый и второй гидравлические тестеры содержат помещенные между входом и выходом датчики давления, температуры, расходомер, гидрораспределитель с нагрузочным дросселем и байпасирующий его трубопровод с запорным элементом, при этом в каждом из гидротестеров гидрораспределитель имеет два дополнительных выхода, соединенных с выходом гидравлического тестера через предохранительный клапан и напрямую; блок контроля состояния жидкости соединен своим входом гидравлическими линиями с запорными элементами первого и второго гидравлических тестеров, выполнен в виде связанных с дренажом двух параллельных гидравлических линий, в каждой из которых помещены последовательно дроссель, индикатор состояния жидкости и расходомер, и снабжен также дополнительно гидравлической линией калибровки индикаторов состояния жидкости, которая содержит связанный с линией дренажа своим входом насос-дозатор, линия нагнетания которого через предохранительный клапан и обратный клапан соединена с входом блока контроля состояния жидкости, при этом индикаторы состояния жидкости представляют собой счетчик механических частиц в потоке жидкости и плотномер-вискозиметр, а блок обработки данных содержит в виде совокупности включенные параллельно классификатор чистоты жидкости, подключенный к счетчику механических частиц, многоканальный измеритель расхода, связанный с датчиками расхода и с расходомерами, электронный блок, соединенный с плотномером-вискозиметром и датчиками температуры и своим информационным выходом связанный с многоканальным измерителем расхода, и анализатор спектра шумов и вибраций, к которому подключены датчики давления и акустический канал.