CN104533883A - 一种模拟液压系统故障的液压诊断装置 - Google Patents

一种模拟液压系统故障的液压诊断装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种模拟液压系统故障的液压诊断装置。包括油缸、换向阀、油箱、设有第一堵塞控制阀的第一堵塞诊断油路、设有第二堵塞控制阀的第二堵塞诊断油路、回油管路、进油管路、气穴检测支路和液压泵，第一堵塞诊断油路和第二堵塞诊断油路一端分别与油缸连通，另一端分别与换向阀的对应端连接，进油管路和回油管路的一端分别与换向阀对应端连接，另一端与油箱相连通，液压泵连接在进油管路上，气穴检测支路一端与进油管路相连，一端与空气连通。本发明结构简洁、功能多样，高度集成了液压系统常见的典型故障，既可以进行液压系统单一故障测量，也可以进行液压系统两种或三种复合故障的测量。

Description

一种模拟液压系统故障的液压诊断装置
技术领域：
本发明涉及一种模拟液压系统故障的液压诊断装置。
背景技术：
液压系统是目前各种机械装备中必不可少的关键组成系统，也是各种机械装备故障常发和多发系统，液压系统故障不仅影响其自身的工作，而且往往决定着整台机械装备的运行状态。
液压系统元件和管路堵塞、气穴、泄漏和冲击等是液压系统工作中最常见的典型故障形式。由于液压系统故障发生具有偶然性和突发性，实际中往往只能测量到液压系统正常工作时的信号，而难以获取液压系统各种典型故障信息，故障信号的获取已成为目前机械装备、液压系统故障诊断开发、研究和应用的瓶颈。
发明内容：
本发明的目的在于模拟液压系统中泄漏、堵塞、气穴、冲击等多种故障信号而提供的一种模拟液压系统故障的液压诊断装置，为液压系统提供各种典型故障信号，以便对液压系统故障诊断的研究和开发。
为实现上述目的，本发明采用了这样的液压装置，主要由油缸、换向阀、油箱、第一堵塞诊断油路、第二堵塞诊断油路、回油管路、进油管路、气穴检测支路和液压泵，所述第一堵塞诊断油路和第二堵塞诊断油路一端分别与油缸连通，另一端分别与换向阀的对应端连接，所述进油管路和回油管路的一端分别与换向阀对应端连接，另一端与油箱相连通，所述液压泵与进油管路相连；为模拟连接在油缸上油路的堵塞，在所述第一堵塞诊断油路和第二堵塞诊断油路上分别设有第一堵塞控制阀和第二堵塞控制阀；为模拟油路上可能出现的气泡，设置所述气穴检测支路，该气穴检测支路一端与进油管路相连，一端与空气连通。
为模拟泄露故障，在第二堵塞诊断油路上并联有由泄露油管和泄露控制阀串联形成的泄露检测支路。
进一步地，所述气穴检测支路上设有气穴控制阀。
进一步地，为模拟进油管路的堵塞，所述进油管路上且位于液压泵下方设有第三堵塞控制阀和吸滤器，所述气穴检测支路位于吸滤器和液压泵之间。
为模拟油缸活塞运动受阻，在油缸的活塞杆上设置有卡紧套。
进一步地，所述第二堵塞诊断油路上且位于第二堵塞控制阀右侧设有流量计和单项控制阀。
进一步地，所述进油管路和回油管路之间并联有安全溢出油路，所述安全溢出油路上设有压力表和电气阀。
进一步地，所述换向阀为三位四通手动换向阀。
本发明具有如下有益效果：
（1）本发明结构简洁、功能多样，高度集成了液压系统常见的典型故障，既可以进行液压系统单一故障测量，也可以进行液压系统两种或三种复合故障的测量。
（2）本发明利用控制泄露控制阀的阀口开度，实现液压系统中泄漏故障及泄漏严重程度的测量。
（3）本发明利用控制气穴控制阀调节吸入的空气量，实现液压泵气穴故障及气穴故障严重程度的测量。
（4）本发明利用三个堵塞控制阀及控制其阀开口大小，分别实现吸滤器堵塞故障、工作进油路和排油路的三个堵塞故障的测量。
（5）利用在液压缸上升行程的卡紧套，实现液压机械卡紧进行液压系统冲击故障测量。
附图说明：
图 1 为本发明结构图。
其中
1、油缸；2、换向阀；3、油箱；4、第一堵塞诊断油路；5、第二堵塞诊断油路；6、进油管路；7、回油管路；8、泄露油管；9、气穴检测支路；10、安全溢出油路；11、卡紧套；41、第一堵塞控制阀；51、第二堵塞控制阀；52、流量计；53、单向控制阀；61、第三堵塞控制阀；62、液压泵；63、吸滤器；81、泄露控制阀；91、气穴控制阀； 101、压力表；102、电气阀。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
请参照图1，本发明一种模拟液压系统故障的液压诊断装置，具有油缸1、换向阀2、油箱3、第一堵塞诊断油路4、第二堵塞诊断油路5、进油管路6和回油管路7。第一堵塞诊断油路4和第二堵塞诊断油路5的一端分别与油缸上的进油口相连通，另一端分别与换向阀2对应连接；进油管路6和回油管路7的一端分别与换向阀2对应连接，另一端与油箱3相连通，并伸入油箱3的底端。在进油管路6上串联有吸滤器63和液压泵62。本发明中换向阀2采用三位四通手动换向阀。
本发明为了检测液压系统中泄漏故障，在第二堵塞诊断油路5上并联有由泄露油管8和泄露控制阀81串联形成的泄露检测支路。该泄露检测支路由液压泵62经换向阀2到泄漏控制阀81至油箱3，模拟液压系统回路中的泄漏故障。
该泄露检测支路可模拟泄漏故障的检测过程：关闭泄露控制阀81，液压系统可以正常工作，用于测量系统正常工作时的信号。当泄露控制阀81打开时，由于从液压泵62来的油液经泄露控制阀81流失，进入油缸1的油液减少，导致油缸1工作无力，反映出泄漏故障导致整个液压系统的故障特征，从而检测出液压系统的泄漏故障信号。增大泄露控制阀81的开口，经泄露控制阀81流失的油液就越多，当泄漏的油液增加到一定程度，油缸1根本无法工作，因此，调节泄露控制阀81的开口大小，就可以测量液压系统泄漏故障的严重程度。
本发明为了检测液压系统中泵气穴故障，在进油管路6上并联有气穴检测支路9，该述气穴管9与空气连通。气穴检测支路9上设有气穴控制阀91，气穴检测支路9位于液压泵62和吸滤器63之间，气穴检测支路9使空气由外经气穴控制阀91进入液压泵62的进油腔，在气穴检测支路9中与油液混合产生气穴。
气穴检测支路9可模拟泵气穴故障检测过程：关闭气穴控制阀91液压系统可以正常工作；打开气穴控制阀91使液压泵62吸入一定量的空气，空气与油液在气穴检测支路9和泵中混合，当进入高压区时，气泡被压碎破裂导致液压泵62引起气穴现象，可以测量液压泵气穴故障信号；气穴故障的严重程度由吸入的空气量决定，调节气穴控制阀91吸入的空气量可以测量气穴故障发生的严重程度。
本发明为了检测液压系统中堵塞故障，在第一堵塞诊断油路4、第二堵塞诊断油路5和进油管路6上分别设有第一堵塞控制阀41、第二堵塞控制阀51和第三堵塞控制阀61。在进油管路6上串联一个第三堵塞控制阀61实现检测进油滤网堵塞故障。第三堵塞控制阀61位于液压泵62和吸滤器63之间，且位于气穴检测支路9下方。
第三堵塞控制阀61可模拟吸滤器63堵塞故障检测过程：第三堵塞控制阀61处于全开状态时，不影响液压系统正常工作，可以测量液压系统系统正常工作信号；关小第三堵塞控制阀61，进油管路6通道变小，产生与吸滤器63堵塞故障相同的阻力增加，可以测量进油管路堵塞故障信号；调节第三堵塞控制阀61阀口开度可以测量进油管路堵塞故障的严重程度。
在第一堵塞诊断油路4和第二堵塞诊断油路5上分别设有第一堵塞控制阀41和第二堵塞控制阀51，实现双向工作进排油堵塞故障信号的测量。
第一堵塞控制阀41和第二堵塞控制阀5可模拟第一堵塞诊断油路4和第二堵塞诊断油路5堵塞故障过程：第一堵塞诊断油路4和第二堵塞诊断油路5堵塞故障过程：当第一堵塞控制阀41和第二堵塞控制阀51均处于全开状态，液压系统可以正常工作，可以测量液压系统系统正常工作信号。在换向阀2处于左位时，调节第一堵塞控制阀41，第二堵塞控制阀51处于全开状态，可以测量油缸1上升工作行程堵塞故障及堵塞严重程度信号；第一堵塞控制阀41处于全开状态，调节第二堵塞控制阀51，可以测量油缸1上升工作过程中进油管路6堵塞故障和堵塞严重程度信号；当同时调节第一堵塞控制阀41和第二堵塞控制阀51时，可以测量油缸1上升过程中第一堵塞诊断油路4、第二堵塞诊断油路5和进油管路6同时堵塞故障和堵塞严重程度信号。当换向阀2处于右位时，调节器第二堵塞控制阀51，第一堵塞控制阀41处于全开状态，可以测量油缸1下降工作行程堵塞故障和堵塞严重程度信号；第二堵塞控制阀51处于全开状态，调节第一堵塞控制阀41，可以测量油缸1下降工作过程中进油管路6堵塞故障和堵塞严重程度信号；当同时调节第一堵塞控制阀41和第二堵塞控制阀51时，可以测量油缸1下降过程中第一堵塞诊断油路4、第二堵塞诊断油路5和进油管路6同时堵塞故障和堵塞严重程度信号。
本发明为了为检测液压系统中油缸活塞运动受阻故障，在油缸1活塞杆的上升行程中设置一卡紧套11可模拟油缸1活塞杆运动受阻的过程，当油缸1上升行程过程中，由于卡紧套11迫使油缸1突然停止，导致液压系统中液压油压力瞬时升高，引起整个液压系统内部液压冲击故障。除去卡紧套11，可以保持液压系统正常工作，用于测量液压系统系统正常工作信号；加入卡紧套11，当上升到卡紧套11接触油缸1顶部，迫使液压油路突然中断，导致液压系统内部压力突然异常升高、可以测量液压系统内部液压冲击故障信号。
本发明为了防止液压系统中双向工作进排油路（即本发明中第一堵塞诊断油路4和第二堵塞诊断油路5）中油压突然升高而使得进入油缸1内的油液增多，油压升高造成油缸1损害，在第二堵塞诊断油路5上且位于第二堵塞控制阀51右侧设有流量计52和单项控制阀53。
本发明为了进油管路6中油压突然增大，对液压系统造成损害，在进油管路6和回油管路7之间并联有安全溢出油路10，该安全溢出油路10上设有压力表101和电气阀102。压力表101用于测量进油管路6的油压，在进油管路6中的油压突然增大或者超出液压系统所能承受的压力范围外，电气阀102打开，此时安全溢出油路10与回油管路7连通，从而形成回流。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种模拟液压系统故障的液压诊断装置，其特征在于:包括油缸（1）、换向阀（2）、油箱（3）、设有第一堵塞控制阀（41）的第一堵塞诊断油路（4）、设有第二堵塞控制阀（51）的第二堵塞诊断油路（5）、回油管路（7）、进油管路（6）、气穴检测支路（9）和液压泵（62），所述第一堵塞诊断油路（4）和第二堵塞诊断油路（5）一端分别与油缸（1）连通，另一端分别与换向阀（2）的对应端连接，所述进油管路（6）和回油管路（7）的一端分别与换向阀（2）对应端连接，另一端与油箱（3）相连通，所述液压泵（62）连接在进油管路（6）上，所述气穴检测支路（9）一端与进油管路（6）相连，一端与空气连通。
2.如权利要求1所述的模拟液压系统故障的液压诊断装置，其特征在于:所述第二堵塞诊断油路（5）上并联有由泄露油管（8）和泄露控制阀（81）串联形成的泄露检测支路。
3.如权利要求1所述的模拟液压系统故障的液压诊断装置，其特征在于:所述气穴检测支路（9）上设有气穴控制阀（91）。
4.如权利要求1所述的模拟液压系统故障的液压诊断装置，其特征在于: 所述进油管路（6）上且位于液压泵（62）下方设有第三堵塞控制阀（61）和吸滤器（63），所述气穴检测支路（9）位于吸滤器（63）和液压泵（62）之间。
5.如权利要求1所述的模拟液压系统故障的液压诊断装置，其特征在于:所述在油缸（1）的活塞杆上设置有卡紧套（11）。
6.如权利要求1所述的模拟液压系统故障的液压诊断装置，其特征在于: 所述第二堵塞诊断油路（5）上且位于第二堵塞控制阀（51）右侧设有流量计（52）和单项控制阀（53）。
7.如权利要求1所述的模拟液压系统故障的液压诊断装置，其特征在于: 所述进油管路（6）和回油管路（7）之间并联有安全溢出油路（10），所述安全溢出油路（10）上设有压力表（101）和电气阀（102）。
8.如权利要求1所述的模拟液压系统故障的液压诊断装置，其特征在于:所述换向阀（2）为三位四通手动换向阀。
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