Устройство и способ контроля для определения технического состояния устройства с гидро- или пневмоприводом Российский патент 2019 года по МПК F15B19/00 

Обзор известных технических решений

Изобретение относится к устройству контроля для определения технического состояния устройства с гидро- или пневмоприводом.

Кроме того, изобретение относится к способу для определения технического состояния устройства с гидро- или пневмоприводом (работающего с использованием рабочей среды под давлением).

Область техники, к которой относится изобретение, определяется более конкретно в преамбулах независимых пунктов формулы изобретения.

Гидравлические системы могут оборудоваться различными гидроустройствами, такими как гидроприводы, для того, чтобы вызывать необходимое движение, такое как вращательное и поступательное движение. Гидроустройства подвергаются износу во время их эксплуатации, и, в конечном счете, они могут выходить из строя. Кроме того, отказ компонента или конструкции устройства может вредить работе устройства, а также может вызывать повреждение других устройств, присоединенных к гидравлической системе. Поэтому различные системы и устройства контроля разработаны для определения и индикации технического состояния гидроустройств. В документе US-2009/0019938-A1 раскрывается роторная машина, оборудованная диагностической системой. Для определения технического состояния результаты контроля сравниваются с результатами практических стендовых испытаний. Однако известные решения показали, что содержат некоторые недостатки.

Сущность изобретения

Целью изобретения является предложить новые и улучшенные устройство контроля и способ для определения технического состояния устройства с гидро- или пневмоприводом.

Устройство контроля согласно изобретению отличается тем, что вводимые справочные данные вычисляются с использованием анализа прочности, выполняемого для расчетной модели устройства с гидро- или пневмоприводом.

Способ согласно изобретению характеризуется определением справочных данных с использованием анализа прочности, выполняемого для расчетной модели устройства с гидро- или пневмоприводом.

Идея относительно раскрываемого решения заключается в том, что оценка технического состояния определяется для одного или нескольких устройств с гидро- или пневмоприводом посредством устройства контроля. Параметры работы контролируемого устройства измеряются с помощью измерительного устройства, и данные измерений вводятся в устройство контроля для их дальнейшей обработки. Устройство контроля вырабатывает один или несколько параметров технического состояния на основе принимаемых данных измерений. Для определения текущего технического состояния контролируемого устройства устройство контроля сравнивает определяемый параметр технического состояния со справочными данными. Справочные данные основаны на расчетных данных или модели контролируемого устройства с гидро- или пневмоприводом и вырабатываются с использованием анализа прочности для расчетных данных.

Преимуществом является то, что раскрываемое решение обеспечивает улучшение контроля технического состояния устройства с гидро- или пневмоприводом. Справочные данные могут вырабатываться легко и быстро, так как они основаны на расчетных данных и анализе прочности. Справочные данные могут вырабатываться уже во время проектирования и не нуждаются в обширных отдельных действиях. Расчетные данные уже доступны и могут анализироваться, например, посредством подходящей компьютерной программы. Кроме того, изменения для расчетных данных могут быть легко приняты для рассмотрения. Благодаря раскрытому решению для определения справочных данных не обязательно требуется практическое физическое испытание устройства с гидро- или пневмоприводом.

Согласно одной форме осуществления изобретения устройство контроля снабжается по меньшей мере одним набором данных, включающим справочные данные, основанные на расчете для анализа усталости. Таким образом, устройство контроля сконфигурировано для сравнения обработанного параметра текущего технического состояния со справочными данными расчета для анализа усталости.

Согласно другой форме осуществления изобретения устройство контроля содержит по меньшей мере один процессор для выполнения в нем по меньшей мере одной программы контроля. Процессор может тогда обрабатывать принимаемые данные измерений и выполнять сравнение с вводимыми справочными данными.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения устройство контроля содержит средство для фильтрации принимаемых данных измерений, чтобы распознавать измеряем параметры, которые являются существенными в отношении нагрузок и технического состояния, а с другой стороны, обнаруживать результаты измерений, которые имеют меньшее значение для технического состояния. Устройство контроля может содержать блок управления, снабженный по меньшей мере одной программой фильтрации, выполнение которой сконфигурировано для анализа данных измерений. Программа фильтрации может быть устроена для классификации принимаемых значений и результатов измерения. Таким образом, этап фильтрации может давать два или более классов данных измерений, имеющих различное влияние и значение для технического состояния. Согласно еще одной форме осуществления изобретения устройство контроля содержит средство фильтрации для фильтрации принимаемых данных измерений согласно заранее заданным принципам. Таким образом, устройство контроля может быть сконфигурировано для сбора только релевантных данных измерений и их обработки. Отфильтрованные данные могут содержать данные существенных импульсов давления, направленных на контролируемое устройство, и историю изменения прочности контролируемого устройства, посредством чего отфильтрованные данные могут содержать только те данные, которые является существенными в отношении усталости. Принципы фильтрации могут определять контролируемые параметры и предельные значения, а также диапазоны для них.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения справочные данные определяются с помощью анализа методом конечных элементов, известного как FE-analysis (Finite Element Analysis).

Согласно еще одной форме осуществления изобретения справочных данные, вводимые в устройство контроля, включают заданный параметр или набор заданных параметров. Заданный параметр может таким образом включать одно или несколько числовых значений. Заданный параметр может определять максимально допустимое числовое значение для определяемого физического параметра.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения заданный параметр может включать максимальное количество событий, когда давление, действующее в камере сжатия устройства с гидро- или пневмоприводом превышает заранее заданный предел давления. Такие ситуации высокого давления могут оказывать существенное влияние на износ и механическую нагрузку устройства с гидро- или пневмоприводом.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения вводимый заданный параметр может включать максимальное общее количество рабочих циклов, определенных для соответствующего устройства с гидро- или пневмоприводом или критичного отдельного компонента устройства. Альтернативно, заданный параметр может включать максимальное число существенных рабочих циклов, включающих нагрузки, которые превышают заранее заданную нагрузку и как полагают, являются вредными для конструкции устройства или могут вызывать существенный износ. При подсчете рабочих циклов контролируемого устройства для результатов измерения может выполняться фильтрация, чтобы распознавать существенные рабочие циклы. Таким образом, посредством фильтрации рабочие циклы, имеющие нормальное или незначительное воздействие на техническое состояние, могут игнорироваться.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения заданный параметр может включать максимальное значение механической нагрузки. Альтернативно, заданный параметр может включать максимальное накопленное значение для механической нагрузки. Значения механической нагрузки могут определяться для желательного компонента или конструктивной части устройства с гидро- или пневмоприводом. Например, система может контролировать состояние критического компонента. Согласно еще одной форме осуществления изобретения заданный параметр может включать максимальную величину перемещения устройства с гидро- или пневмоприводом. Таким образом, может быть определен допустимый полный ход подвижного органа устройства. Расчетные данные могут включать информацию относительно герметичных элементов машины и их уплотнений, посредством чего анализ прочности может определять, например, максимальный полный ход для уплотнений.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения справочные данные, вводимые в устройство контроля, включает эталонную модель, которая может быть математической моделью, касающейся определения усталости. Эталонная модель может включать алгоритм или программное изделие для компьютера, и она может выполняться в процессоре устройства контроля. Эталонная модель также может быть адаптивной, посредством чего она может учитывать изменяющиеся режим работы и использования. Эталонная модель может быть выведена из модели, выработанной посредством инструментального средства или программы для анализа прочности.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения устройство сконфигурировано для определения технического состояния контролируемого устройства с гидро- или пневмоприводом с помощью контроля срока службы его одного отдельного критического компонента. Выбранный критический компонент может быть определен заранее на основе конструкторской работы и анализа прочности. Таким образом, справочные данные, вводимые в устройство контроля, могут быть определены анализом усталости и могут включать, например, предел выносливости для критического компонента. Благодаря этой форме осуществления изобретения контроль может быть сосредоточен на компонентах, которые могут быть критическими в отношении безопасности или эксплуатации контролируемого устройства с гидро- или пневмоприводом. Выбранный контролируемый объект также может быть компонентом, известным как уязвимый.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения контролируемым устройством является гидроцилиндр, предназначенный для создания поступательного движения.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения, контролируемым устройством является гидромотор, предназначенный для создания вращательного движения.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения контролируемым устройством является гидронасос, предназначенный для генерации гидроэнергии для гидравлической системы.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения контролируемым устройством является гидроаккумулятор, предназначенный для аккумулирования и возврата энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения контролируемым устройством с гидро- или пневмоприводом является пневматическое устройство, такое как пневмоцилиндр, мотор, насос или пневмоаккумулятор. Таким образом, решение, раскрываемое в данной заявке на патент, может использоваться также для контроля устройств, которые приводятся в действие посредством сжатого газа или любой другой рабочей средой под давлением.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения устройство контроля располагается на контролируемом устройстве с гидро- или пневмоприводом. Таким образом, устройство контроля может быть интегрировано, чтобы быть частью конструкции устройства с гидро- или пневмоприводом. Альтернативно, устройство контроля может содержать корпус и элементы крепления, позволяющие монтаж устройства контроля на контролируемом гидравлическом или пневматическом устройстве и его демонтаж. Далее, устройство контроля может быть модулем, содержащим по меньшей мере блок управления, по меньшей мере одно измерительное устройство и блок передачи данных, объединенные в один блок. Устройство контроля может снабжаться также средствами быстрого соединения, посредством чего устройство контроля, имеющее конфигурацию модуля, может закрепляться на гидравлическом или пневматическом устройстве в один блок и соответственно демонтироваться оттуда. Блок передачи данных может включать проводной или беспроводное средство передачи данных, позволяющее передачу данных между контрольным устройством и по меньшей мере одним удаленным внешним компьютером, сервером или электронным оконечным устройством.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения устройство контроля расположено как внешнее по отношению к контролируемому устройству с гидро- или пневмоприводом. Тогда данные измерений могут передаваться от одного или нескольких измерительных устройств на устройство контроля с помощью беспроводных или проводных средств передачи данных. Данные измерений могут передаваться на устройство контроля периодически, непрерывно или согласно запросу. Устройство контроля может быть мобильным электронным оконечным устройством, таким как портативный компьютер, планшетный компьютер, блокнотный компьютер, смартфон или специальный мобильный компьютер, предназначенный для обслуживающего персонала. Альтернативно, устройство контроля может быть персональным компьютером, сервером, набором нескольких серверов или компьютеров, или сетью из нескольких компьютеров, такой как облачная служба. Устройство контроля может содержать дисплей или устройство индикации для представления информации пользователю.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения справочные данные, определяемые на основе расчетной модели, проверяются перед их вводом в устройство контроля. При этом вычисленные справочные данные сравниваются с результатами экспериментальных лабораторных испытаний, выполненных на испытательном стенде. Благодаря этой форме осуществления изобретения точность справочных данных может быть дополнительно улучшена, так как можно корректировать справочные данные на основе результатов сравнения.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения устройство контроля содержит по меньшей мере одно устройство индикации технического состояния. Таким образом, устройство контроля может содержать одно или несколько устройств индикации, визуальные индикаторы или любые другие подходящие устройства индикации для того, чтобы сообщать определяемое техническое состояние оператору или обслуживающему персоналу.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения устройство контроля содержит по меньшей мере одну базу данных о техническом состоянии или запоминающее устройство, позволяющее хранение данных, связанных с определяемым техническим состоянием, параметры технического состояния и результаты измерений. Хранящиеся данные могут анализироваться всякий раз, когда необходимо, и могут подготавливаться необходимые сообщения и документы.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения устройство контроля сконфигурировано так, чтобы распознавать стиль деятельности оператора машины, содержащей контролируемое устройство с гидро- или пневмоприводом. Устройство контроля сконфигурировано так, чтобы анализировать данные измерений и на основании их принимать решение о стиле деятельности оператора. Устройство контроля может содержать предопределенные характерные признаки различных стилей деятельности операторов, чтобы классифицировать контролируемую ситуацию эксплуатации. Благодаря этой форме осуществления изобретения при определении технического состояния могут быть приняты во внимание различия в характере эксплуатации, связанные с оператором.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения устройство контроля сконфигурировано для распознавания стиля деятельности оператора. Устройство контроля может определять вероятность отказа на основе распознанного стиля деятельности. Устройство контроля может также оценивать момент времени, когда контролируемое устройство с гидро- или пневмоприводом откажет, если тот же самый характер эксплуатации будет продолжаться. Оценка может быть основана на расчете вероятности. Когда устройство контроля определяет индивидуальный стиль деятельности оператора, устройство может подавать предупредительный сигнал или сообщение для оператора, чтобы сообщить ему, что в настоящее время используемый стиль деятельности является вредным и будет вести к отказу после предполагаемого периода времени. Благодаря этой форме осуществления изобретения оператор обеспечивается обратной связью, которая мотивирует оператора изменить текущий стиль деятельности. Эта форма осуществления изобретения может использоваться также при обучении операторов.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения устройство контроля снабжается заданным или расчетным сроком службы, определяемым для контролируемого устройства с гидро- или пневмоприводом. Установление срока службы может быть основано на расчете и анализе, причем контролируемое устройство используется согласно заданному диапазону параметров режима работы. Таким образом, чтобы достигнуть необходимого или оптимального срока службы, устройство с гидро- или пневмоприводом должно эксплуатироваться так, чтобы избегать ситуаций, вызывающих дополнительные нагрузки и усталость. Установленный срок службы может быть своего рода идеальным сроком службы и может быть определен посредством анализа прочности. Однако стили деятельности операторов изменяются, при этом контролируемое устройство может подвергаться нагрузкам, вызванным нежелательным или неожиданным способом использования. Устройство контроля может делать запись ситуаций, вызывающих дополнительные нагрузки и усталость, может сообщать оператору об обнаруженном вредном способе использования, и может определять ожидаемый срок службы. Устройство контроля может указывать на основании собранных данных ожидаемый срок службы относительно установленного необходимого срока службы, который основан на оптимальном способе эксплуатации контролируемого устройства. Благодаря этой форме осуществления изобретения оператор обеспечивается обратной связью, которая мотивирует его изменять текущий стиль деятельности, избегать ситуаций, вызывающих дополнительные нагрузки, а также использовать определенные параметры режима работы.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения устройство контроля снабжается заданным или расчетным сроком службы, определяемым для контролируемого устройства с гидро- или пневмоприводом. Устройство контроля может размещаться так, чтобы контролировать устройство с гидро- или пневмоприводом в течение ограниченного периода времени, и может согласно собранным данным контроля оценивать, что будет ожидаемым сроком службы контролируемого устройства. Раскрытое решение может быть реализовано в ситуациях, где компонуется новое устройство, и не имеется никакой предыдущей истории нагружения устройства с гидро- или пневмоприводом. Далее, когда установка, оборудованная устройством с гидро- или пневмоприводом, используется в новом другом режиме или применении, краткосрочный период испытания в предусмотренном положении использования или применении может использоваться для выработки оценки ожидаемого срока службы. Краткосрочный период контроля или испытания может быть достаточным для указания пригодности контролируемого устройства для предусмотренного режима и применения. Возможно, никакое дальнейшее измерение и контроль в течение срока службы не потребуются. Благодаря этой форме осуществления изобретения пригодность устройства с гидро- или пневмоприводом для предусмотренной цели может быть проверена на ранней стадии эксплуатации. Когда замечают, что контролируемое устройство не достигает установленного заданного значения, оно может быть заменено другим устройством.

Раскрытые выше формы осуществления изобретения могут быть скомбинированы, чтобы формировать подходящие решения, обеспечиваемые необходимыми раскрытыми особенностями.

Краткое описание чертежей

Некоторые формы осуществления изобретения описаны более подробно вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:

На фиг. 1 показана блок-схема системы контроля.

На фиг. 2 показана блок-схема обработки данных измерений.

На фиг. 3 показан схематический вид сбоку гидроустройства, снабженного устройством контроля.

На фиг. 4 показан схематический вид сбоку другой системы контроля, в которой гидроустройство снабжено измерительными устройствами и контролируется посредством внешнего устройства контроля.

Для ясности, на фигурах некоторые формы осуществления раскрытого решения показаны в упрощенном виде. На фигурах аналогичные позиции обозначают аналогичные элементы.

Подробное описание некоторых форм осуществления изобретения На фиг. 1 показан система для контроля технического состояния гидроустройства 1, который может быть гидроприводом, таким как гидроцилиндр или гидромотор. Кроме того, гидроустройство может быть, например, гидравлическим насосом или гидравлическим аккумулятором. Гидроустройство 1 снабжается одним или несколькими измерительными устройствами 2 для измерения одного или нескольких физических параметров во время использования гидроустройства 1. Собранные и выработанные данные 3 измерений вводятся в устройство 4 контроля посредством средства 5 ввода. Устройство 4 контроля может быть расположено вместе с контролируемым гидроустройством 1 или оно может быть расположено внешне по отношению к гидроустройству 1. Устройство 4 контроля может содержать один или несколько процессоров 6 для выполнения одной или нескольких программ 7 контроля. Устройство 4 контроля может содержать также программу фильтрации или другой вид средства 8 фильтрации, чтобы определять важность вводимых данных 3 измерений. Альтернативно, измерительное устройство 2 может снабжаться подходящим средством фильтрации, посредством которого данные 3 измерений, вводимые в устройство 4 контроля, предварительно фильтруются и классифицируются, чтобы быть релевантными.

Кроме того, по меньшей мере одни справочные данные 9 также вводятся в устройство 2 контроля посредством средства 5 ввода. Справочные данные 9 могут включать одно или несколько заданных параметров 9а или набор нескольких числовых значений, или альтернативно, или в дополнение к одной или нескольким эталонным моделям 9b, которые могут быть математическими моделями или алгоритмами. Справочные данные 9 могут быть определены уже во время процесса конструирования контролируемого гидроустройства 1. Чтобы определять справочные данные 9, необходимы только расчетные данные или модель 10 гидроустройства 1. Справочные данные 9 могут создаваться выполнением анализа 11 прочности для расчетных данных. Обычно используются программа анализа прочности и компьютер.

Устройство 4 контроля может анализировать вводимые данные 3 измерений и может обрабатывать параметр 12 технического состояния, который указывает текущее состояние гидроустройства 1. Параметр 12 технического состояния может указывать, например, накопленную нагрузку, износ или рабочие циклы. Чтобы определять техническое состояние гидроустройства 1, устройство 2 контроля сравнивает 13 определяемый параметр 12 текущего технического состояния со справочными данными 9, и указывает текущее техническое состояние 14 гидроустройства 1. Вырабатываемое техническое состояние 14 может указывать, например, остающиеся рабочие циклы или механические нагрузки, или оно может указывать степень износа. Устройство 4 контроля может содержать также дисплей 15 или другое средство для индикации технического состояния 14 обслуживающему персоналу. Альтернативно, или в дополнение к дисплею 15 устройство 4 контроля может содержать устройство 16 передачи данных, чтобы позволить передачу данных между устройством 4 контроля и по меньшей мере одним внешним устройством. Таким образом, техническое состояние 14 может указываться визуально, или оно может передаваться, например, на мобильное оконечное устройство.

Фиг. 2 иллюстрирует, что данные измерений могут фильтроваться так, чтобы при определении технического состояния гидроустройства учитывались только существенные результаты измерений.

Как показано на фиг. 3, гидроустройство 1 может быть гидроцилиндром. Гидроцилиндр содержит корпус 17, внутри которого имеется по меньшей мере одна камера 18а, 18b сжатия, соединенная с помощью средства подачи с гидравлической системой 19. Кроме того, гидроцилиндр содержит поршень 20, который расположен внутри цилиндрической камеры корпуса 17 и герметизирован посредством уплотнений 21 относительно внутренней поверхности цилиндрической камеры. Поршень 20 устроен так, чтобы двигаться возвратно-поступательно согласно разности давлений между камерами 18а, 18b сжатия. Создаваемое возвратно-поступательное движение может передаваться посредством поршневого штока 22 для желаемого использования.

Гидроцилиндр может быть снабжен одним или несколькими измерительными устройствами. Датчики 2а или измерительные преобразователи давления могут размещаться вместе с напорными трубопроводами, ведущими к камерам 18а, 18b сжатия, или устройства замера давления могут размещаться для измерения давления непосредственно из камер 18а, 18b сжатия. Данные измерений датчиков 2а давления могут использоваться, чтобы определять давления в камерах сжатия и вызываемые механические нагрузки для конструкции. Гидроцилиндр может содержать также одно или несколько устройств 2b измерения положения, посредством которых может определяться число рабочих циклов гидроцилиндра, а также количество перемещений поршня 20 и уплотнений 21. Рабочие циклы могут распознаваться также путем анализа данных давления и изменений давления. Механическая нагрузка гидроцилиндра также может измеряться с помощью одного или нескольких датчиков 2 с нагрузки, таких как тензодатчики, пьезоэлектрические датчики или датчики любого другого типа, позволяющего измерения механических нагрузок. В дополнение к упомянутым датчикам 2а-2с для измерения физических параметров гидроцилиндра могут использоваться измерительные устройства другого типа. Данные измерений могут передаваться от датчиков 2а-2с на устройство 4 контроля, установленное на гидравлическом цилиндре. Альтернативно, один или несколько датчиков могут интегрироваться в устройство 4 контроля, посредством чего они могут формировать модуль.

Устройство 4 контроля может содержать средство 23 монтажа для крепления устройства 4 контроля на внешней поверхности корпуса 17 гидроцилиндра. Средство 23 монтажа может содержать средство быстрого соединения, позволяющее легкий монтаж и демонтаж устройства 4 контроля. Устройство контроля может содержать корпус, состоящий из двух половин или нескольких частей корпуса, которые могут быть помещены на внешней поверхности гидроцилиндра и эти половины или части корпуса могут соединяться друг с другом средствами крепления, такими как винты. Альтернативно, средство 23 монтажа может быть выполнено в виде крепежного хомута, который может быть помещен вокруг корпуса 17 гидроцилиндра. Средство 23 монтажа может быть сконструировано так, чтобы монтаж на существующие гидроустройства был легким и не требовал никаких изменений их основной конструкции. Устройство 4 контроля может располагаться так, чтобы было видимо отсчетное устройство 15. Устройство 4 контроля может передавать данные и результаты контроля посредством блока 16 передачи данных на электронное оконечное устройство 24 или в сеть передачи данных, содержащую один или несколько серверов или компьютеров.

На фиг. 3 данные измерений могут передаваться от измерительных устройств 2а-2с на устройство 4 контроля с помощью проводной или беспроводной передачи данных. Кроме того, передача данных между устройством 4 контроля и внешним устройством 24 также может быть проводной или беспроводной. Средство беспроводной передачи данных может использовать, например, технологию Bluetooth, радиосигналы, технологию на основе стандарта WiFi (Wireless Fidelity, "беспроводная точность") или технологию радиочастотной идентификации (Radio Frequency Identification, RFID).

На фиг. 4 показано другое устройство 4 контроля, которое расположено внешне по отношению к контролируемому гидроустройству 1. Гидроустройство 1 может соответствовать гидроцилиндру, показанному на фиг. 3, и может снабжаться одним или несколькими измерительными устройствами 2а-2с. Данные измерений измерительных устройств 2а-2с могут передаваться на устройство 16 передачи данных, которое может передавать данные на внешнее устройство 4 контроля. Альтернативно, измерительные устройства 2а-2с могут снабжаться собственными средствами передачи данных, посредством которых данные измерений могут передаваться прямо от измерительных устройств 2а-2с на устройство 4 контроля. Передача данных может быть проводной или беспроводной. Средство беспроводной передачи данных может использовать, например, технологию Bluetooth, радиосигналы, технологию на основе стандарта WiFi или технологию RFID. Передача данных измерений может выполняться периодически, непрерывно или по отдельному запросу.

На фиг. 4 устройство 4 контроля может быть мобильным электронным оконечным устройством, таким, как например, портативный компьютер, планшетный компьютер, смартфон. Альтернативно, устройство контроля является сервером или комплектом из нескольких серверов или компьютеров. Устройство контроля также может быть выполнено на основе облачной службы. Устройство 4 контроля может передавать данные и результаты контроля на электронное оконечное устройство 24 или в сеть передачи данных, содержащую один или несколько серверов или компьютеров.

Альтернативно, раскрытое выше контролируемое устройство может быть устройством, действующим посредством сжатого газа или другой подходящей рабочей среды.

Описанный контроль и определяемое техническое состояние могут использоваться по меньшей мере следующим образом:

a) делать запись истории нагружения контролируемого устройства,

b) определять или оценивать число циклов нагрузки до отказа контролируемого компонента,

c) определять график планово-профилактического технического обслуживания для контролируемого устройства,

d) предоставлять оценку остающегося срока службы гидро- или пневмопривода, или определенного контролируемого компонента, то есть оценивать срок эксплуатации,

e) указывать превышение заранее заданного предела выносливости,

f) идентифицировать ухудшение определенного компонента, и

g) предсказывать время для обслуживания и объем необходимого обслуживания.

Чертежи и связанное с ними описание предназначены лишь для иллюстрации идеи изобретения. Детали изобретения можно изменять в пределах объема формулы изобретения.

Данное изобретение касается устройства контроля и способа определения технического состояния устройства с гидро- или пневмоприводом. Устройство (4) контроля содержит средство для обработки вводимых данных (3) измерений, касающихся работы устройства (1) с гидро- или пневмоприводом. Параметр (12) технического состояния определяется в устройстве контроля, где затем параметр технического состояния сравнивается (13) с вводимыми справочными данными (9), чтобы определять текущее техническое состояние (14). Справочные данные определяют с использованием анализа (11) прочности, который выполняется для расчетной модели (10) соответствующего устройства с гидро- или пневмоприводом. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство контроля для определения технического состояния устройства (1) с гидро- или пневмоприводом, содержащее:

средство (5) ввода для приема данных (3) измерений по меньшей мере одного из измерительных устройств (2), причем эти данные (3) измерений касаются по меньшей мере одного физического параметра устройства (1) с гидро- или пневмоприводом, во время работы контролируемого устройства (1) с гидро- или пневмоприводом; и

по меньшей мере один вход для ввода справочных данных (9) в устройство (4) контроля;

причем устройство (4) контроля сконфигурировано для обработки принимаемых данных (3) измерений, чтобы определять по меньшей мере один параметр (12) технического состояния в текущей ситуации, где параметр технического состояния содержит накопленную нагрузку, износ или рабочие циклы контролируемого устройства (1) с гидро- или пневмоприводом; и

устройство (4) контроля сконфигурировано для сравнения (13) выработанного параметра (12) технического состояния по меньшей мере с одними вводимыми справочными данными (9), чтобы определять техническое состояние (14) устройства (1) с гидро- или пневмоприводом;

отличающееся тем, что

устройство (4) контроля содержит справочные данные (9), вычисленные с использованием анализа (11) прочности, выполненного для расчетной модели (10) устройства (1) с гидро- или пневмоприводом; и

устройство (4) контроля также содержит средство фильтрации для того, чтобы фильтровать вводимые данные (3) измерений согласно заранее заданной стратегии управления, задающей предельные значения и диапазоны для контролируемых параметров, и сконфигурировано для классификации вводимых данных (3) измерений по меньшей мере на две категории, имеющие различную важность для технического состояния (14);

при этом устройство (4) контроля сконфигурировано для принятия во внимание только существенных данных измерений при определении параметра (12) технического состояния.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что

устройство (4) контроля снабжено по меньшей мере одним набором данных, содержащим справочные данные (9), основанные на расчете анализа усталости; и

устройство (4) контроля сконфигурировано для сравнения (13) обрабатываемого параметра (12) текущего технического состояния со справочными данными (9) расчета анализа усталости.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что

устройство (4) контроля содержит по меньшей мере один процессор (6) для выполнения в нем по меньшей мере одной программы (7) контроля и сконфигурировано для обработки принимаемых данных (3) измерений и выполнения их сравнения (13) с вводимыми справочными данными (9).

4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что справочные данные (9) определяются посредством анализа методом конечных элементов.

5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что

устройство (4) контроля сконфигурировано для определения технического состояния (14) контролируемого устройства (1) с гидро- или пневмоприводом с помощью контроля срока службы одного критического компонента контролируемого устройства (1).

6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что

вводимые справочные данные (9) определяются анализом усталости и включают по меньшей мере один предел усталости.

7. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что

вводимые справочные данные (9) включают максимальное общее количество рабочих циклов, заданное для соответствующего устройства (1) с гидро- или пневмоприводом или критического одного компонента устройства (1).

8. Устройство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что контролируемое устройство (1) с гидро- или пневмоприводом является

гидроцилиндром.

9. Устройство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что

устройство (4) контроля расположено на контролируемом устройстве (1) с гидро- или пневмоприводом.

10. Устройство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что

устройство (4) контроля расположено внешне по отношению к контролируемому устройству (1) с гидро- или пневмоприводом.

11. Способ определения технического состояния устройства с гидро- или пневмоприводом, включающий:

измерение, посредством по меньшей мере одного измерительного устройства (2), по меньшей мере одного физического параметра устройства (1) с гидро- или пневмоприводом во время его эксплуатации;

ввод данных (3) измерений по меньшей мере в одно устройство (4) контроля;

определение в устройстве (4) контроля по меньшей мере одного параметра (12) технического состояния на основе принимаемых данных (3) измерений, где определение параметра технического состояния содержит определение накопленной нагрузки, износа или рабочих циклов;

ввод справочных данных (9) в устройство (4) контроля и

сравнение (13) в устройстве (4) контроля выработанного параметра (12) технического состояния с введенными справочными данными (9), чтобы определять техническое состояние (14) устройства (1) с гидро- или пневмоприводом;

отличающийся тем, что

вводимые справочные данные (9) определяют с использованием анализа (11) усталости, выполняемого для расчетной модели (10) устройства (1) с гидро- или пневмоприводом; и

фильтруют вводимые данные (3) измерений в устройстве (4) контроля для классификации данных (3) измерений по меньшей мере на две категории, имеющие различную важность для технического состояния (14).

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что

перед вводом в устройство (4) контроля осуществляют сравнение справочных данных (9), вычисленных на основе расчетной модели (10), с результатами экспериментальных лабораторных испытаний, выполненных на испытательном стенде; и

на основании сравнения выполняют коррекцию справочных данных (9).