CN112160371B - 一种挖掘机回转故障诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挖掘机回转故障诊断方法，所述方法包括步骤：分别采集回转马达主油路油口压力信号、上车架回转角度与回转速度信号、上车架三个方向的振动强度信号和回转支撑上安装面和下安装面平面度；将采集的各个数值与对应预设的范围值进行判断，当采集的数值超出预设范围值，则该数值对应的位置为故障，反之则正常；本发明方法针对挖掘机回转故障诊断分析，仅需要一个压力传感器、一个角度传感器、一个三向加速度传感器、一套平面度测量装置，在仅需很少数量传感器的情况下即可解决挖掘机回转类所有故障，且对故障的判断效率高、识别准确，可极大的缩减故障诊断时间，减少人力物力财力的投入。

Description

一种挖掘机回转故障诊断方法

技术领域

本发明涉及一种挖掘机回转故障诊断方法，属于挖掘机技术领域。

背景技术

挖掘机回转产生故障时，常采用的方法有主观经验识别法、分别替换排除法、多种信号逐一分析法。主观经验识别法即依靠工作人员的经验人为主观判断故障原因；分别替换排除法即根据故障特性分别替换可能造成故障的零部件，直至故障消失；多种信号逐一分析法即在挖掘机上安装多类型信号传感器，进行逐一采集分析，判断故障原因。

挖掘机回转故障频繁，故障类型众多，很难寻找一种统一方法进行诊断分析。主观经验识别法对人的要求太高，且无法对每一类回转故障做到精准判断，存在很大误判风险；分别替换排除法需要花费大量人力物力财力和时间，投入资源较大；多种信号逐一分析法需要的传感器种类数量较多，且分析工作量大，一般公司很难负担。

发明内容

本发明的目的在于提供一种挖掘机回转故障诊断方法，以解决现有技术无法对每一类回转故障做到精准判断的缺陷。

一种挖掘机回转故障诊断方法，所述方法包括步骤：

分别采集回转马达主油路油口压力信号、上车架回转角度与回转速度信号、上车架三个方向的振动强度信号和回转支撑上安装面和下安装面平面度；

将采集的各个数值与对应预设的范围值进行判断，当采集的数值超出预设范围值，则该数值对应的位置为故障，反之则正常。

进一步地，所述回转马达判断方法包括步骤：

使挖掘匀速回转，若回转马达压力信号幅值及波动超出正常预定值，则可判断为回转马达液压系统故障；反之，继续分析回转角度、回转速度、振动强度、平面度信号。

进一步地，所述上车架判断方法包括：

采集回转速度信号，获取回转支撑齿轮齿数、回转减速机输出齿轮齿数及回转减速机内太阳轮齿数、行星轮齿数、行星架齿数，计算出太阳轮旋转频率、行星架旋转频率；

根据太阳轮旋转频率、行星架旋转频率识别出回转减速机行星轮齿轮啮合频率信号，若其振动强度幅值超出正常预定值，则判断为回转减速机故障。

进一步地，所述上车架判断方法还包括步骤：

通过回转速度计算出上车架回转频率；

根据上车架回转频率识别出回转支承齿轮啮合频率信号；

若齿轮啮合频率振动强度幅值超过预定值，则判断为回转支承与回转减速机齿轮啮合故障。

进一步地，根据回转角度信号进一步判断：

若故障在回转中固定角度出现，则判断为回转支撑齿轮故障，若故障未在回转中固定角度出现，则判断为回转减速机输出齿轮故障。

进一步地，根据上车架三向振动强度信号及回转支撑上、下安装面平面度信号进一步判断：

若故障信号时域上存在衰减振荡，且振动强度幅值超出预定值，则判断为回转支撑故障；

若回转支承上、下安装面平面度超出预定值，则判断为回转支承与上、下车架安装面故障，若平面度未超出预定值，可判断为回转支承滚珠和滚道故障。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明方法针对挖掘机回转故障诊断分析，仅需要一个压力传感器、一个角度传感器、一个三向加速度传感器、一套平面度测量装置，在仅需很少数量传感器的情况下即可解决挖掘机回转类所有故障，且对故障的判断效率高、识别准确，可极大的缩减故障诊断时间，减少人力物力财力的投入。

附图说明

图1是本发明流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

本发明公开了一种挖掘机回转故障诊断方法，利用一个压力传感器、一个角度传感器、一个三向加速度传感器、一套平面度测量装置及一套故障诊断方法可解决挖掘机回转类型故障。将压力传感器安装在回转马达主油路口，测试主油路口进油、回油压力信号，将角度传感器安装在上车架上，测试上车架回转角度与回转速度信号，将三向加速度传感器安装在上车架特定位置，测试挖掘机上车架三个方向的振动强度信号，将平面度传感器装置放置在下车架和上车架平面，测试回转支撑上安装面和下安装面平面度。

在测试回转故障车辆时，将挖掘机放置在平整地面上，工作装置内收，上车驾驶室门与履带平行放置，对挖掘机进行顺时针匀速回转3圈-逆时针匀速回转3圈操作，采集故障产生时的回转马达进油、回油压力信号、上车架回转角度信号、回转速度信号、上车架特定位置三向振动加速度信号、回转支撑上、下安装面平面度信号。

具体诊断方法如下：

匀速回转阶段，正常挖掘机回转马达主油路进油、回油压力曲线为设定值±1MPa范围内的一条直线，且进油、回油压力波峰到波谷波动范围在±0.1MPa 以内，若回转马达主油路进油、回油压力幅值超出设定值±1MPa或压力波峰到波谷波动范围超出±0.1MPa，则可判断为回转马达液压系统故障；反之，继续分析回转角度、回转速度、振动强度、平面度信号；

采集回转速度信号，获取回转支撑齿轮齿数、回转减速机输出齿轮齿数及回转减速机内太阳轮齿数、行星轮齿数、行星架齿数，计算出太阳轮旋转频率、行星架旋转频率，根据公式f_m＝(f_s-f_c)*Z_s，(f_m：行星轮啮合频率，f_s：太阳轮旋转频率，f_c：行星架旋转频率，Z_s：太阳轮齿数)，可识别出回转减速机行星轮齿轮啮合频率信号，若其振动强度幅值超出正常预定值，可判断为回转减速机故障；

根据回转速度可计算出上车架回转频率，根据公式f_d＝f_e*Z_t，(f_d：回转支撑齿轮啮合频率，f_e：上车架回转频率，Z_t：回转支承齿数)，可识别出回转支承齿轮啮合频率信号，若其振动强度幅值超过预定值，可判断为回转支承与回转减速机齿轮啮合故障。根据回转角度信号，若故障在回转中固定角度出现，可判断为回转支撑齿轮故障，若故障不是在回转中固定角度出现，可判断为回转减速机输出齿轮故障；

继续分析上车架三向振动强度信号及回转支撑上、下安装面平面度信号，若故障信号时域上存在衰减振荡，且振动强度幅值超出预定值，可判断为回转支撑故障。若回转支承上、下安装面平面度超出预定值，可判断为回转支承与上、下车架安装面故障，若平面度未超出预定值，可判断为回转支承滚珠、滚道故障；

若以上特征均未出现，可判断为非回转故障。

本发明方法针对挖掘机回转故障诊断分析，仅需要一个压力传感器、一个角度传感器、一个三向加速度传感器、一套平面度测量装置，在仅需很少数量传感器的情况下即可解决挖掘机回转类所有故障，且对故障的判断效率高、识别准确，可极大的缩减故障诊断时间，减少人力物力财力的投入。

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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种挖掘机回转故障诊断方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

分别采集回转马达主油路油口压力信号、上车架回转角度与回转速度信号、上车架三个方向的振动强度信号和回转支承上安装面和下安装面平面度；

将采集的各个数值与对应预设的范围值进行判断，当采集的数值超出预设范围值，则该数值对应的位置为故障，反之则正常；

所述回转马达判断方法包括步骤：

使挖掘机匀速回转，若回转马达压力信号幅值及波动超出正常预定值，则可判断为回转马达液压系统故障；反之，继续分析回转角度、回转速度、振动强度、平面度信号。

2.根据权利要求1所述的挖掘机回转故障诊断方法，其特征在于，所述上车架判断方法包括：

采集回转速度信号，获取回转支承齿轮齿数、回转减速机输出齿轮齿数及回转减速机内太阳轮齿数、行星轮齿数、行星架齿数，计算出太阳轮旋转频率、行星架旋转频率；

根据太阳轮旋转频率、行星架旋转频率识别出回转减速机行星轮齿轮啮合频率信号，若其振动强度幅值超出正常预定值，则判断为回转减速机故障。

3.根据权利要求1所述的挖掘机回转故障诊断方法，其特征在于，所述上车架判断方法还包括步骤：

通过回转速度计算出上车架回转频率；

根据上车架回转频率识别出回转支承齿轮啮合频率信号；

若齿轮啮合频率振动强度幅值超过预定值，则判断为回转支承与回转减速机齿轮啮合故障。

4.根据权利要求3所述的挖掘机回转故障诊断方法，其特征在于，根据回转角度信号进一步判断：

若故障在回转中固定角度出现，则判断为回转支承齿轮故障，若故障未在回转中固定角度出现，则判断为回转减速机输出齿轮故障。

5.根据权利要求1所述的挖掘机回转故障诊断方法，其特征在于，根据上车架三个方向的振动强度信号及回转支承上、下安装面平面度信号进一步判断：

若故障信号时域上存在衰减振荡，且振动强度幅值超出预定值，则判断为回转支承故障；

若回转支承上、下安装面平面度超出预定值，则判断为回转支承与上、下车架安装面故障，若平面度未超出预定值，可判断为回转支承滚珠和滚道故障。

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