CN111473022B - 用于伺服液压系统故障振动分析诊断的方法 - Google Patents

用于伺服液压系统故障振动分析诊断的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种用于伺服液压系统故障振动分析诊断的方法，属于冶金行业热轧带钢生产领域。为解决目前伺服液压系统在故障诊断时存在缺陷的问题，本发明包括：建立伺服液压系统故障模型；选择振动检测设备、检测点及检测时间，所述振动检测设备至少包括振动检测元件；在监测点布置振动检测设备，并在检测时间采集振动数据后传入所述伺服液压系统故障模型；所述伺服液压系统故障模型根据所述振动数据判定电控或伺服液压控制故障；结合IBA分析工具反推故障振源的故障机理；分析电控及伺服液压控制故障产生原因及处理措施。本发明通过伺服液压系统振动加速度检测反推伺服液压系统运行状态，能够实现故障分析自动化。

Description

用于伺服液压系统故障振动分析诊断的方法
技术领域
本发明涉及冶金行业热轧带钢生产领域，特别涉及一种用于伺服液压系统故障振动分析诊断的方法。
背景技术
热轧板厂主要生产线机组关键工艺环节均设置了液压伺服控制系统，如产品宽度自动控制AWC及短行程SCC控制系统，产品板厚AGC伺服控制系统，产品卷形控制伺服系统等多套伺服液压设备组成。因工艺需求，伺服控制要求有较高的控制压力，快速的响应频率，以及精确的位移控制等。伺服液压系统故障诊断长期以来均是设备维修难点，通常是通过设置在伺服油缸中的位移传感器及压力传感器检测，通过PDA进行压力及位移数据采集分析，IBA进行分析设备运行信息，用以设备状态监测及故障诊断。
现有技术下，伺服液压故障诊断存在的缺陷：
1、完全依赖PDA数据采集器，数据采集后，大量数据并没有融合液压设备参数编辑报警及控制程序功能，液压故障状态监测效果不好。
2、伺服液压系统设备点检多为精密点检范畴，现有分析诊断方法没有结合振动监测数据，不能完全控制系统真实运行状态，而系统精度状态直接反馈在产品质量上，稍有异常将直接造成产品质量缺陷，产生巨大经济损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于伺服液压系统故障振动分析诊断的方法，通过伺服液压系统振动加速度检测反推伺服液压系统运行状态，能够实现故障分析自动化。
本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：用于伺服液压系统故障振动分析诊断的方法，包括如下步骤：
步骤1、建立伺服液压系统故障模型；
步骤2、选择振动检测设备、检测点及检测时间，所述振动检测设备至少包括振动检测元件；
步骤3、在监测点布置振动检测设备，并在检测时间采集振动数据后传入所述伺服液压系统故障模型；
步骤4、所述伺服液压系统故障模型根据所述振动数据判定电控或伺服液压控制故障；
步骤5、结合IBA分析工具反推故障振源的故障机理；
步骤6、分析电控及伺服液压控制故障产生原因及处理措施。
进一步，步骤2中，所述振动检测设备为HY-860C点检仪。
进一步，所述HY-860C点检仪的量程中，加速度的峰值范围为0.1m/s2～200.0m/s2，速度的有效值范围为0.1mm/s～200.0mm/s，位移的峰峰值范围为1μm～2000um，频率范围为加速度10Hz～5kHz。
进一步，步骤2中，所述振动检测元件为压电式加速度传感器。
进一步，步骤2中，所述检测点为伺服液压系统中的液压缸缸体外壳。
进一步，步骤2中，所述检测时间为伺服液压系统中液压缸推出及拉回动作过程稳定运行阶段。
进一步，步骤3中，在监测点布置振动检测设备，并在检测时间采集振动数据的具体步骤如下：
步骤301、将液压缸缸体外壳选择固定检测点后接入压电式加速度传感器，并选择加速度测量项；
步骤302、在液压缸动作推出及拉回时，观察加速度幅值稳定并即时选择。
进一步，步骤3或4中，通过比较加速度幅值标准故障频率及频谱分析判定电控或伺服液压控制故障。
本发明的有益效果是，通过上述用于伺服液压系统故障振动分析诊断的方法，通过增加振动测量技术与IBA分析工具反推故障故障机理，综合伺服液压故障模型快速判定故障成，将采集振动数据融合伺服液压设备及工艺参数，排查故障具体原因；并且，伺服液压系统各层级全新融合振动原始数据，发现故障源，不再完全依赖PDA采集数据，融合液压设备参数编辑报警及控制程序功能，实现状态监测及故障诊断；另外，本发明投入小，不需要改变机械、液压设备硬件结构，仅应用状态监测技术振动测量结合IBA分析工具，进行数据处理，无设备损伤安全可靠，并且，通过数据量化融合，修改软件控制程序即可实现，投用效果良好。
附图说明
图1为本发明用于伺服液压系统故障振动分析诊断的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，详细描述本发明的技术方案。
本发明提出一种用于伺服液压系统故障振动分析诊断的方法，其流程图见图1,其中，该方法包括如下步骤：
步骤1、建立伺服液压系统故障模型。
步骤2、选择振动检测设备、检测点及检测时间，所述振动检测设备至少包括振动检测元件。
其中，为了能够实现振动检测，并且降低投入成本，所述振动检测设备优选为HY-860C点检仪。
并且，所述HY-860C点检仪的量程中，加速度的峰值范围为0.1m/s2～200.0m/s2，速度的有效值范围为0.1mm/s～200.0mm/s，位移的峰峰值范围为1μm～2000um，频率范围为加速度10Hz～5kHz。
另外，为了能够利用压电晶体质量块的惯性作用，采集到因振动产生的极化现象即加速度信号，所述振动检测元件优选为压电式加速度传感器。为了更好地采集到振动信号，检测点优选为伺服液压系统中的液压缸缸体外壳。为了能够采集到稳定的振动信号，所述检测时间优选为伺服液压系统中液压缸推出及拉回动作过程稳定运行阶段。
步骤3、在监测点布置振动检测设备，并在检测时间采集振动数据后传入所述伺服液压系统故障模型。
其中，在监测点布置振动检测设备，并在检测时间采集振动数据的具体步骤如下：
步骤301、将液压缸缸体外壳选择固定检测点后接入压电式加速度传感器，并选择加速度测量项；
步骤302、在液压缸动作推出及拉回时，观察加速度幅值稳定并即时选择。
步骤4、所述伺服液压系统故障模型根据所述振动数据判定电控或伺服液压控制故障。
步骤3或4中，通过比较加速度幅值标准故障频率及频谱分析判定电控或伺服液压控制故障。
步骤5、结合IBA分析工具反推故障振源的故障机理。
步骤6、分析电控及伺服液压控制故障产生原因及处理措施。
实施例
本发明实施例的用于伺服液压系统故障振动分析诊断的方法，在具体应用过程中：
首先，通过观察液压流体在流场中的自激振动，在封闭的高压容器管道中，容器压力内泄漏后，再次供油动作时在高压大流速情形下，流体产生极端冲击“水锤”现象，即流体产生流速失稳形成哥氏力发出振动信号，而压电式加速度传感器正是利用压电晶体质量块的惯性作用，采集到因振动产生的极化现象即加速度信号，定期采集加速度幅值趋势比较，用以判别振动故障。
由于压电式加速度传感器直接接触位置为伺服液压执行元件，振动灵敏度高无传递衰减，故障信号充分，伺服液压系统回路振动分析具有压力及流量故障特征针对性，可以分层分析伺服液压系统存在泄漏及设定参数的不合理问题。
其次，通过伺服液压系统故障模型，逐一诊断基础条件是否故障状态，结合振动及系统技术参数数据分析故障产生原因。
然后，通过基础自动化PDA数据采集，综合分析伺服液压回路及执行元件压力位移、轧制工艺参数及轧制状态、以及伺服阀芯实际开度及反馈位置、通过查询和对比IBA分析曲线，查明造成振动故障特征的原因为压力类故障，将采集数据融合伺服液压设备技术参数，排查出压力故障具体原因，根据典型故障特征，合理编辑伺服液压系统超标报警及控制程序，可快速查明电控及液压故障成因。
然后，通过伺服控制模块及旁通阀组维修，查明伺服阀无异常，振动振幅源自液压锁阀芯磨损严重泄漏，造成伺服液压缸轧制状态回路内泄，在伺服缸动作调整期间每个道次高压大流量流体剧烈冲击振动，造成振动故障特征，并在解体检查伺服液压元件是验证故障分析效果明显。
最后，进行故障处理验证，根据伺服液压系统技术参数，结合振动及IBA数据分析成因，对系统存在缺陷进行逐一消除，验证故障分析效果。

Claims (5)

1.用于伺服液压系统故障振动分析诊断的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、建立伺服液压系统故障模型；
步骤2、选择振动检测设备、检测点及检测时间，所述振动检测设备至少包括振动检测元件，所述检测点为伺服液压系统中的液压缸缸体外壳，所述检测时间为伺服液压系统中液压缸推出及拉回动作过程稳定运行阶段；
步骤3、在监测点布置振动检测设备，并在检测时间采集振动数据后传入所述伺服液压系统故障模型；具体为：
步骤301、将液压缸缸体外壳选择固定检测点后接入压电式加速度传感器，并选择加速度测量项；
步骤302、在液压缸动作推出及拉回时，观察加速度幅值稳定并即时选择；
步骤4、所述伺服液压系统故障模型根据所述振动数据判定电控或伺服液压控制故障；
步骤5、结合IBA分析工具反推故障振源的故障机理；
步骤6、分析电控及伺服液压控制故障产生原因及处理措施。
2.根据权利要求1所述的用于伺服液压系统故障振动分析诊断的方法，其特征在于，步骤2中，所述振动检测设备为HY-860C点检仪。
3.根据权利要求2所述的用于伺服液压系统故障振动分析诊断的方法，其特征在于，所述HY-860C点检仪的量程中，加速度的峰值范围为0.1 m/s²～ 200.0 m/s²，速度的有效值范围为0.1mm/s～200.0 mm/s ，位移的峰峰值范围为1μm～2000um，频率范围为加速度10Hz～5kHz。
4.根据权利要求1所述的用于伺服液压系统故障振动分析诊断的方法，其特征在于，步骤2中，所述振动检测元件为压电式加速度传感器。
5.根据权利要求1所述的用于伺服液压系统故障振动分析诊断的方法，其特征在于，步骤3或4中，通过比较加速度幅值标准故障频率及频谱分析判定电控或伺服液压控制故障。
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