JP5499334B2 - Wear detection device for hydraulic rotating machine - Google Patents
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Description
本発明は液圧回転機の摩耗検出装置に関する。 The present invention relates to a wear detector for a hydraulic rotating machine.
液圧回転機である出口ラインを有するポンプの摩耗の程度を表示するために、基準温度信号を発生する第1温度センサと、出口ラインに接続され出口温度信号を発生する第2温度センサと、該基準温度信号と出口ライン温度信号からポンプの摩耗の程度を求め、このポンプの摩耗の程度に応じて故障を表示するプロセッサとを備えた装置がある(例えば、特許文献1参照)。 A first temperature sensor that generates a reference temperature signal and a second temperature sensor that is connected to the outlet line and generates an outlet temperature signal to indicate the degree of wear of the pump having the outlet line that is a hydraulic rotating machine; There is an apparatus including a processor that obtains the degree of wear of the pump from the reference temperature signal and the outlet line temperature signal and displays a failure according to the degree of wear of the pump (see, for example, Patent Document 1).
大型油圧ショベル等の建設機械において、作業機械の駆動力を増加させるために、例えば2台の油圧ポンプから吐出された昇圧された作動油を合流させて作業機械のアクチュエータに供給する形式(2ポンプ合流形式)のものがある。このような2ポンプ合流形式の油圧ポンプを備えた建設機械においては、作動油供給源となる2台の油圧ポンプの故障や部品の摩耗等をそれぞれ的確に検出することが重要になる。 In a construction machine such as a large hydraulic excavator, in order to increase the driving force of the work machine, for example, the pressurized hydraulic oil discharged from two hydraulic pumps is joined and supplied to the actuator of the work machine (two pumps) (Merging format). In a construction machine equipped with such a two-pump merging type hydraulic pump, it is important to accurately detect failure of two hydraulic pumps serving as hydraulic oil supply sources, wear of parts, and the like.
上述した従来技術の基準温度と出口ライン温度から摩耗の進行を検知する方法は、基準温度と出口ライン温度の温度差や温度差の変化率を予め定めた定数と比較することで摩耗の進行を検知している。しかし、これらの定数は、経験に基づいて設定されるものであり、かつ使用条件や使用環境などの影響を考慮して設定する必要があるので、これらの定数を的確に定めることは困難であり、このことにより、故障検出精度を上げるのが難しい場合があった。また、上述した従来技術では、1つの油圧ポンプに対して2つ以上のセンサを設ける必要があり、装置の部品点数が増大するという課題があった。 The above-described method of detecting the progress of wear from the reference temperature and the outlet line temperature is based on comparing the temperature difference between the reference temperature and the outlet line temperature and the rate of change of the temperature difference with a predetermined constant. Detected. However, these constants are set based on experience and need to be set in consideration of the influence of usage conditions and usage environment, so it is difficult to accurately determine these constants. For this reason, it may be difficult to increase the accuracy of failure detection. Further, in the above-described conventional technology, it is necessary to provide two or more sensors for one hydraulic pump, and there is a problem that the number of parts of the apparatus increases.
このため、上述した2ポンプ合流形式の油圧ポンプを備えた建設機械において、いずれか一方の油圧ポンプの故障あるいは摩耗を少ない部品点数で確実に検出できる摩耗検出装置が要望されていた。また、昇圧された作動油によって駆動される少なくとも2つの油圧モータの場合にも、同様な摩耗検出装置が要望されていた。 For this reason, there has been a demand for a wear detection device capable of reliably detecting a failure or wear of either one of the hydraulic pumps with a small number of parts in the construction machine including the above-described two-pump merging type hydraulic pump. A similar wear detection device has also been demanded in the case of at least two hydraulic motors driven by pressurized hydraulic oil.
本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、液圧回転機として少なくとも2つ以上の油圧ポンプ又は油圧モータを用いる場合における液圧回転機の故障あるいは摩耗を少ない部品点数で確実に検出することができる液圧回転機の摩耗検出装置を提供するものである。 The present invention has been made on the basis of the above-mentioned matters, and its object is to reduce the number of parts that cause a failure or wear of the hydraulic rotating machine when at least two or more hydraulic pumps or hydraulic motors are used as the hydraulic rotating machine. It is an object of the present invention to provide a wear detecting device for a hydraulic rotating machine that can be reliably detected.
上記の目的を達成するために、第1の発明は、作動油を昇圧させる少なくとも2つ以上の液圧回転機を有する液圧回転機の摩耗検出装置であって、前記複数の液圧回転機の各流出ポートからの昇圧された作動油を合流する合流回路と、前記複数の液圧回転機の各流入ポートに前記作動油をそれぞれ分流供給する分流回路と、前記複数の液圧回転機の同等箇所に設けたそれぞれの温度検出部と、前記各温度検出部の温度をそれぞれ測定する温度計測手段と、前記各温度計測手段が測定した前記各温度検出部からの温度信号を取込み、比較演算して、前記複数の液圧回転機の摩耗を検出する演算手段とを備えたものとする。 In order to achieve the above object, a first invention is a wear detecting device for a hydraulic rotating machine having at least two or more hydraulic rotating machines for increasing the pressure of hydraulic oil, the plurality of hydraulic rotating machines A merging circuit that joins the pressurized hydraulic oil from each of the outflow ports, a diversion circuit that supplies the hydraulic oil to each inflow port of the plurality of hydraulic rotary machines, and a plurality of hydraulic rotary machines Each temperature detection unit provided in an equivalent location, a temperature measurement unit for measuring the temperature of each temperature detection unit, and a temperature signal from each temperature detection unit measured by each temperature measurement unit, and a comparison calculation And a computing means for detecting wear of the plurality of hydraulic rotating machines.
また、第2の発明は、昇圧された作動油により駆動される少なくとも2つ以上の液圧回転機を有する液圧回転機の摩耗検出装置であって、前記複数の液圧回転機の各流出ポートからの作動油を合流する合流回路と、前記複数の液圧回転機の各流入ポートに前記昇圧された作動油をそれぞれ分流供給する分流回路と、前記複数の液圧回転機の同等箇所に設けたそれぞれの温度検出部と、前記各温度検出部の温度をそれぞれ測定する温度計測手段と、前記各温度計測手段が測定した前記各温度検出部からの温度信号を取込み、比較演算して、前記複数の液圧回転機の摩耗を検出する演算手段とを備えたものとする。 The second invention is a wear detecting device for a hydraulic rotating machine having at least two or more hydraulic rotating machines driven by pressurized hydraulic oil, each outflow of the plurality of hydraulic rotating machines. A merging circuit for merging the hydraulic oil from the port, a diversion circuit for diverting the pressurized hydraulic oil to each inflow port of the plurality of hydraulic rotating machines, and an equivalent portion of the plural hydraulic rotating machines Each temperature detection unit provided, temperature measurement means for measuring the temperature of each temperature detection unit, and the temperature signal from each temperature detection unit measured by each temperature measurement unit, to perform a comparison operation, And an arithmetic means for detecting wear of the plurality of hydraulic rotating machines.
更に、第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記複数の液圧回転機はドレンポートからの作動油を排出するドレン回路を有し、前記温度検出部を前記ドレン回路に設けたことを特徴とする。 Further, according to a third invention, in the first or second invention, the plurality of hydraulic rotary machines have a drain circuit for discharging hydraulic oil from a drain port, and the temperature detection unit is provided in the drain circuit. It is characterized by that.
また、第4の発明は、第1又は第2の発明において、前記複数の液圧回転機は内部構成部品を収容するケースを有し、前記温度検出部を前記ケース外表面に設けたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the plurality of hydraulic rotating machines have a case for accommodating an internal component, and the temperature detector is provided on the outer surface of the case. Features.
更に、第5の発明は、第1の発明において、前記複数の液圧回転機は油圧ポンプであることを特徴とする。 Furthermore, a fifth invention is characterized in that, in the first invention, the plurality of hydraulic rotary machines are hydraulic pumps.
また、第6の発明は、第2の発明において、前記複数の液圧回転機は油圧モータであることを特徴とする。 The sixth invention is characterized in that, in the second invention, the plurality of hydraulic rotary machines are hydraulic motors.
本発明によれば、建設機械に備えた少なくとも2つ以上の液圧回転機である油圧ポンプ又は油圧モータのいずれか一方の液圧回転機の故障あるいは摩耗を少ない部品点数で確実に検出することができる。このことにより、部品の修理交換等の対策を事前に実行できるので、修理等に伴うダウンタイムを短縮することができる。この結果、建設機械の生産効率が向上する。 According to the present invention, it is possible to reliably detect failure or wear of one of the hydraulic pumps or hydraulic motors, which are at least two or more hydraulic rotary machines provided in a construction machine, with a small number of parts. Can do. As a result, countermeasures such as repair and replacement of parts can be executed in advance, so that downtime associated with repair or the like can be reduced. As a result, the production efficiency of construction machinery is improved.
以下に、本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の実施の形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of a wear detecting apparatus for a hydraulic rotating machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第1の実施の形態を備えた大型油圧ショベルの側面図、図2は本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第1の実施の形態が適用される油圧ポンプの側部断面図、図3は本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第1の実施の形態の油圧回路を示す油圧回路図、図4は本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第1の実施の形態の処理内容を示すフローチャート図である。 FIG. 1 is a side view of a large-sized hydraulic excavator equipped with a first embodiment of a wear detecting device for a hydraulic rotating machine according to the present invention, and FIG. 2 is a first embodiment of a wear detecting device for a hydraulic rotating machine according to the present invention. FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram showing a hydraulic circuit of a first embodiment of a wear detecting device for a hydraulic rotating machine according to the present invention, and FIG. It is a flowchart figure which shows the processing content of 1st Embodiment of the abrasion detection apparatus of a hydraulic rotary machine.
図1において、101は建設機械としての大型油圧ショベルを示している。102はその走行フレーム、103は走行フレームの左右両側に装設した無限軌道式走行装置、104は走行フレーム102の上部に旋回可能に搭載された旋回フレーム、105はこの旋回フレーム104上の前方部に上下方向に回動可能に(俯仰動可能に)取り付けられた多関節型のフロント装置、106は旋回フレーム104上の左側前方部に配設された運転室、107は旋回フレーム104上に配設されエンジン等各種機器を収納する機械室、108は旋回フレーム104上の後方部に取り付けられたカウンタウエイトである。
In FIG. 1,
上述したフロント装置105は、基端部が旋回フレーム104に回動可能に接続されたブーム111と、このブーム111の先端部に回動可能に接続されたアーム112と、このアーム112の先端に回動可能に接続されたバケット113とを備えており、ブーム111、アーム112、及びバケット113は、それぞれブーム用油圧シリンダ114、アーム用油圧シリンダ115、及びバケット用油圧シリンダ116により動作する。本実施の形態の大型油圧ショベルにおいては、作業機械の駆動力を増加させるために、液圧回転機として2ポンプ合流形式の油圧ポンプを備えている。
The
本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第1の実施の形態が適用される油圧ポンプ1は、図2に示すように、ケース2と、カバー3と、軸受4a、4bと、回転軸5と、シリンダブロック6と、ピストン8と、シュー9と、斜板10と、弁部材11とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 2, the hydraulic pump 1 to which the first embodiment of the wear detecting device for a hydraulic rotating machine of the present invention is applied includes a
ケース2は、内部にその他の部品を収容し、作動油が流入する流入ポート12と、作動油が流出する流出ポート13と、ケース内部の作動油を排出するためのドレンポート15とを備え、カバー3により閉塞されている。
回転軸5は、ケース2に固定された軸受4aとカバー3に固定された軸受4bにより回転可能に支持されている。シリンダブロック6は、複数のシリンダ7を備え回転軸5と一体に回転可能に設けられている。ピストン8は、シリンダブロック6の各シリンダ7に挿入され、往復運動可能に設けられ、突出側の端部には斜板10と摺接するシュー9を備えている。斜板10は、ケース2に傾転可能に支持され、シュー9の端面が円軌道を描いて摺接するように設けられている。弁部材11は、シリンダブロック6の端面と摺接し、流入ポート12および流出ポート13とシリンダ7との連通/遮断を切り替える連通ポート14を備え、ケース2に固定されている。
The
The rotating
本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第1の実施の形態の油圧回路を図3に示す。図3において、液圧回転機を第1油圧ポンプ1aと第2油圧ポンプ1bの2ポンプ合流形式の油圧ポンプとして構成した場合について説明する。第1油圧ポンプの流入ポート12aとドレンポート15aは、それぞれ流入配管16a及び第1流入配管16bと第1ドレン配管17aとを介してタンク20に接続されている。同様に、第2油圧ポンプの流入ポート12bとドレンポート15bは、それぞれ流入配管16a及び第2流入分岐配管16cと第2ドレン配管17bとを介してタンク20に接続されている。第1及び第2油圧ポンプ1a,1bの流出ポート13a,13bは、流出配管18a,18bのそれぞれ一端側に接続され、第1及び第2流出配管18a,18bのそれぞれ他端側を合流配管19の一端側で接続することで合流させている。合流配管19の他端側は、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bから流出した作動油をブームシリンダ114,アームシリンダ115,バケットシリンダ116等の各アクチュエータに分配する制御弁21に接続されている。
FIG. 3 shows a hydraulic circuit of the first embodiment of the wear detecting device for a hydraulic rotating machine of the present invention. In FIG. 3, a case where the hydraulic rotating machine is configured as a hydraulic pump of a two-pump merging type of the first hydraulic pump 1a and the second
油圧ポンプとして用いられた液圧回転機の摩耗を検出するためには、複数の液圧回転機の温度条件と複数の液圧回転機の負荷条件を合わせる必要がある。具体的には、作動油の温度と圧力の条件を設定しておく必要があり、温度条件としては、各液圧回転機の流入側で作動油の温度を同一にすること、圧力条件としては、各液圧回転機の吐出側を同圧とすることが必要である。より厳密に言えば、流出側と流入側との差圧を合わせる必要がある。 In order to detect wear of a hydraulic rotating machine used as a hydraulic pump, it is necessary to match the temperature conditions of the plurality of hydraulic rotating machines with the load conditions of the plurality of hydraulic rotating machines. Specifically, it is necessary to set the conditions of the temperature and pressure of the hydraulic oil. As the temperature condition, the temperature of the hydraulic oil should be the same on the inflow side of each hydraulic rotating machine, It is necessary to make the discharge side of each hydraulic rotary machine the same pressure. More precisely, it is necessary to match the differential pressure between the outflow side and the inflow side.
温度条件のための構成として、本実施の形態においては、タンク20から流入配管16aを経て第1流入配管16bと第2流入分岐配管16cとで分岐して分流させている。また、圧力条件のための構成として、本実施の形態においては、タンク圧は共通なので流出側を合流させている。
As a configuration for the temperature condition, in the present embodiment, the first branch pipe 16b and the second
第1ドレン配管17aには、第1油圧ポンプ1aのドレンポート15aから流出した作動油の温度を計測するための温度センサ22aが設けられていて、第1温度計測手段を構成している。第2ドレン配管17bには、第2油圧ポンプ1bのドレンポート15bから流出した作動油の温度を計測するための温度センサ22bが設けられていて、第2温度計測手段を構成している。さらに温度センサ22a,22bの出力信号は信号処理装置24に入力されている。信号処理装置24は、これらの入力信号を基に、後述する演算処理を実行して、摩耗状態を判定する。また、信号処理装置24からは、運転室のモニタ等の報知装置40へ診断内容を表す信号が出力されている。
The
なお、ここで第1及び第2油圧ポンプ1a,1bは、大略等しい押しのけ容積を備え、例えば駆動軸を機械的に接続することで略等しい回転数で駆動されることが望ましい。また、温度センサ22a,22bのそれぞれのドレン配管17a,17bへの取付位置は、例えば、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bのドレンポート15a,15bから略等しい距離とする等、大略等しい同等箇所とすることが望ましい。
Here, it is desirable that the first and second
次に、本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第1の実施の形態の動作を図1乃至図4を用いて説明する。
まず、油圧ポンプにおける作動油の温度の概要について説明する。一般に、油圧ポンプ内での例えば摺動部材の摩耗や破損等が生じることは、発熱の要因となる。このことにより、油圧ポンプ内で漏れた圧油の圧力エネルギが熱エネルギに変換され、油圧ポンプから流出される作動油の温度を上昇させる。また、運転状況の変化により、油圧ポンプの流量や圧力が上昇すると、昇圧された作動油の漏れ量が増加するため、作動油の温度の上昇速度も増加することになる。すなわち、油圧ポンプ内で例えば摺動部材の摩耗や破損等が生じた場合であっても、油圧ポンプの使用条件によっては、作動油の温度変化は大きく異なる。
Next, the operation of the first embodiment of the wear detecting device for a hydraulic rotating machine according to the present invention will be described with reference to FIGS.
First, an outline of the temperature of hydraulic oil in the hydraulic pump will be described. In general, for example, wear or damage of a sliding member in a hydraulic pump causes heat generation. As a result, the pressure energy of the hydraulic oil leaking in the hydraulic pump is converted into thermal energy, and the temperature of the hydraulic oil flowing out from the hydraulic pump is raised. Further, when the flow rate or pressure of the hydraulic pump increases due to changes in the operating conditions, the amount of hydraulic fluid that has been increased in pressure increases, so the rate of increase in the temperature of the hydraulic fluid also increases. That is, even when the sliding member is worn or damaged in the hydraulic pump, the temperature change of the hydraulic oil varies greatly depending on the usage conditions of the hydraulic pump.
一方、油圧ポンプから流出した作動油は、油圧配管、オイルクーラ、タンク等を流れる際に放熱して冷却されるが、周囲環境温度が高いと放熱量が減少するため、作動油の温度は下がりにくくなる。このように、タンク等に還流され、再び油圧ポンプに流入する作動油の温度は使用環境によって変化する。油圧ポンプに流入する作動油の温度の変化は、当然、油圧ポンプから流出する作動油の温度にも影響を与える。このように油圧ポンプの使用条件や使用環境により油圧ポンプから流出する作動油の温度は様々に変化する。 On the other hand, hydraulic fluid that has flowed out of the hydraulic pump dissipates heat and cools down when it flows through hydraulic pipes, oil coolers, tanks, etc., but if the ambient temperature is high, the amount of heat dissipation decreases, so the temperature of the hydraulic fluid decreases. It becomes difficult. In this way, the temperature of the hydraulic oil that is returned to the tank or the like and flows into the hydraulic pump again varies depending on the use environment. The change in the temperature of the hydraulic oil flowing into the hydraulic pump naturally affects the temperature of the hydraulic oil flowing out from the hydraulic pump. As described above, the temperature of the hydraulic oil flowing out of the hydraulic pump varies variously depending on the usage condition and usage environment of the hydraulic pump.
次に、動作の概要について説明する。図3において、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bが駆動されると、同一のタンク20の作動油が流入配管16a,第1流入配管16b及び第2流入分岐配管16cを経由してそれぞれの流入ポート12a,12bに流入する。流入ポート12a,12bから流入した作動油は流出ポート13a,13bからそれぞれ流出し、流出した作動油は第1及び第2流出配管18a,18bを経由して合流配管19にて合流し、その後、制御弁20に流入する。
Next, an outline of the operation will be described. In FIG. 3, when the first and second
ここで、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bの流出ポート13a,13bから流出した作動油は、合流配管において合流するため、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bの流出ポート13a,13bにおける圧力は略等しい値となる。また、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bの使用条件が略等しくなるため、これら油圧ポンプ1a,1bが正常な状態であれば、作動油による発熱量も略等しくなる。
Here, since the hydraulic oil that has flowed out from the
一方、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bに流入する作動油は同一のタンク20からそれぞれ供給されるため、これら油圧ポンプ1a,1bに流入する作動油の温度は略等しくなる。このため、温度センサ22a,22bにより検出される油圧ポンプ1a,1bのドレンポート15a,15bから流出した作動油の温度も大略等しい値となる。
On the other hand, since the hydraulic oil flowing into the first and second
第1油圧ポンプ1aにおいて、内部構成部材の異常摩耗が発生したとすると、摩擦により摺動部材の温度が上昇する。このことにより、第1油圧ポンプ1aのケース2内の作動油の温度も上昇する。このため、正常な第2油圧ポンプ1bの第2ドレン配管17bに設けた温度センサ22bで検出した作動油の温度より、異常摩耗が発生した第1油圧ポンプ1aの第1ドレン配管17aに設けた温度センサ22aにて検出した作動油の温度の方が高くなる。このことを利用して異常摩耗を検出できる。
In the first hydraulic pump 1a, if abnormal wear of internal components occurs, the temperature of the sliding member rises due to friction. As a result, the temperature of the hydraulic oil in the
本実施の形態において、液圧回転機の摩耗検出装置は、温度センサ22a及び22bによって計測した第1及び第2油圧ポンプ1a,1bのドレンポート15a,15bから流出した作動油の温度に基づき、信号処理装置24で演算処理を行うことで、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bの異常摩耗を検出する。
In the present embodiment, the wear detecting device of the hydraulic rotating machine is based on the temperature of the hydraulic oil flowing out from the
次に、信号処理装置24の処理内容等について図4を用いて説明する。
まず、図4のステップ(S100)では、基準温度差Bを設定する。具体的には、例えば、信号処理装置24の記憶部等に設定値を記憶させることで設定させる。この基準温度差Bは、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bの仕様や油圧回路の構成によって異なるものであって、例えば、経験的に定められるものである。本実施の形態においては、第1油圧ポンプ1aと第2油圧ポンプ1bの2ポンプ合流形式の油圧ポンプとして構成しているので、基準温度差Bは、これら油圧ポンプ1a,1bの使用条件や使用環境の影響を受けるものではない。
Next, processing contents and the like of the
First, in step (S100) of FIG. 4, a reference temperature difference B is set. Specifically, for example, the setting value is stored by storing the setting value in the storage unit or the like of the
ステップ(S101)では、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bのドレンポート15a,15bから流出した作動油の温度をそれぞれ測定する。具体的には、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bの第1及び第2ドレン配管17a,17bに設けた温度センサ22a,22bによって計測した各油圧ポンプ1a,1bのドレン油温度Ta,Tbの出力信号を信号処理装置24に入力している。
In step (S101), the temperature of the hydraulic oil flowing out from the
ステップ(S102)では、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bのドレン油温度差を算出する。具体的には、信号処理装置24において、第1油圧ポンプ1aのドレン油温度Taの値から第2油圧ポンプ1bのドレン油温度Tbの値を減算してドレン油温度差Dを算出している。
In step (S102), a drain oil temperature difference between the first and second
ステップ(S103)では、ステップ(S102)で算出したドレン油温度差Dがステップ(S100)で設定した基準温度差Bより大きいか否かの判断を行う。具体的には、信号処理装置24において、ステップ(S102)で算出したドレン油温度差Dの絶対値とステップ(S100)で設定した基準温度差Bとの大小比較を演算する。
In step (S103), it is determined whether or not the drain oil temperature difference D calculated in step (S102) is larger than the reference temperature difference B set in step (S100). Specifically, the
ステップ(S103)で、ドレン油温度差Dの絶対値が基準温度差Bより大きい場合、YESと判断されてステップ(S105)に進み、基準温度差Bと等しいか小さい場合、NOと判断されてステップ(S104)へ進む。 If the absolute value of the drain oil temperature difference D is greater than the reference temperature difference B in step (S103), it is determined YES and the process proceeds to step (S105). If it is equal to or smaller than the reference temperature difference B, NO is determined. Proceed to step (S104).
ステップ(S104)は、基準温度差Bよりドレン油温度差Dの絶対値が等しいか小さい場合である。この場合、信号処理装置24は、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bのいずれも正常であると判断し、報知装置40へこれらの油圧ポンプ1a,1bの摩耗状態正常を出力する。報知装置40は摩耗状態が正常であることを報知する。
Step (S104) is a case where the absolute value of the drain oil temperature difference D is equal to or smaller than the reference temperature difference B. In this case, the
ステップ(S105)では、ステップ(S102)で算出したドレン油温度差Dが0より大きいか否かの判断を行う。具体的には、信号処理装置24において、ステップ(S102)で算出したドレン油温度差Dと0との大小比較を演算する。
In step (S105), it is determined whether or not the drain oil temperature difference D calculated in step (S102) is greater than zero. Specifically, the
ステップ(S105)で、ドレン油温度差Dが0より大きい場合、YESと判断されステップ(S107)に進み、0と等しいか小さい場合、NOと判断されてステップ(S106)へ進む。 In step (S105), if the drain oil temperature difference D is greater than 0, it is determined as YES and the process proceeds to step (S107). If it is equal to or smaller than 0, it is determined as NO and the process proceeds to step (S106).
ステップ(S106)は、ドレン油温度差Dが0と等しいか小さい場合である。この場合、信号処理装置24は、第2油圧ポンプ1bに異常摩耗が発生していると判断し、報知装置40へ第2油圧ポンプ1bの摩耗状態異常を出力する。報知装置40は第2油圧ポンプ1bに異常摩耗が発生していることを報知する。
Step (S106) is when the drain oil temperature difference D is equal to or smaller than zero. In this case, the
ステップ(S107)は、ドレン油温度差Dが0より大きい場合である。この場合、信号処理装置24は、第1油圧ポンプ1aに異常摩耗が発生していると判断し、報知装置40へ第1油圧ポンプ1aの摩耗状態異常を出力する。報知装置40は第1油圧ポンプ1aに異常摩耗が発生していることを報知する。
Step (S107) is when the drain oil temperature difference D is greater than zero. In this case, the
上述した本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第1の実施の形態によれば、建設機械に備えた少なくとも2つ以上の液圧回転機である第1及び第2油圧ポンプ油圧ポンプ1a,1bのいずれか一方の油圧ポンプ1a,1bの故障あるいは摩耗を少ない部品点数で確実に検出することができる。このことにより、部品の修理交換等の対策を事前に実行できるので、修理等に伴うダウンタイムを短縮することができる。この結果、建設機械の生産効率が向上する。
According to the first embodiment of the wear detecting device of the hydraulic rotating machine of the present invention described above, the first and second hydraulic pump hydraulic pumps 1a which are at least two hydraulic rotating machines provided in the construction machine. , 1b, the failure or wear of the
また、上述した本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第1の実施の形態によれば、液圧回転機である第1及び第2油圧ポンプ1a,1bの使用環境および使用条件の影響を受けることなく、確実に油圧ポンプ1a,1bの摩耗を検出することができる。このことにより、建設機械の生産効率が向上する。
Further, according to the first embodiment of the wear detecting device of the hydraulic rotating machine of the present invention described above, the influence of the usage environment and the usage conditions of the first and second
さらに、上述した本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第1の実施の形態によれば、液圧回転機である第1及び第2油圧ポンプ1a,1bのそれぞれ1台に対して温度センサ1台で油圧ポンプ1a,1bの摩耗を検出することができる。このことにより、少ない部品点数でしかも確実な検出が可能な信頼性の高い摩耗検出装置を提供することができる。
Furthermore, according to the first embodiment of the wear detecting device of the hydraulic rotating machine of the present invention described above, the temperature of each of the first and second
なお、本実施の形態においては、複数の液圧回転機の圧力条件を合わせるために、複数の液圧回転機の流出側ポートからの昇圧された作動油を合流回路で合流させ、また、複数の液圧回転機の温度条件を合わせるために、タンク20からの作動油を流入配管16aを経て第1流入配管16bと第2流入分岐配管16cとで分岐して分流させたが、同一のタンクの作動油を用いる場合には、作動油の温度は同一であるので、例えば、同一のタンクから複数の別管路を複数の液圧回転機の流入ポートにそれぞれ接続してもよい。
In the present embodiment, in order to match the pressure conditions of a plurality of hydraulic rotating machines, the pressurized hydraulic oil from the outflow side ports of the plurality of hydraulic rotating machines are merged by a merging circuit, In order to match the temperature conditions of the hydraulic rotating machine, the hydraulic oil from the
以下、本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第2の実施の形態を図面を用いて説明する。図5は本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第2の実施の形態の油圧回路を示す油圧回路図である。図5において、図1乃至図4に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
本実施の形態においては、少なくとも2つ以上の液圧回転機として、昇圧された作動油によって駆動される第1油圧モータ25aと第2油圧モータ25bを用いて構成した点が、上述した第1の実施の形態と異なる。
The second embodiment of the wear detecting device for a hydraulic rotating machine of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram showing a hydraulic circuit of a second embodiment of the wear detecting device for a hydraulic rotating machine according to the present invention. In FIG. 5, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 4 are the same parts, and detailed description thereof is omitted.
In the present embodiment, the first
図5において、2方向回転形の第1及び第2油圧モータ25a,25bは、一方の流出入ポート33a,33bと他方の流出入ポート32a,32bを切り替えることで、回転方向を変えることができる。第1及び第2油圧モータ25a,25bの一方の流出入ポート33a,33bは、一方の流出入配管26a,26bのそれぞれ一端側に接続されている。一方の流出入配管26a,26bのそれぞれ他端側は、一方の給排配管28の一端側に接続されている。第1及び第2油圧モータ25a,25bの他方の流出入ポート32a,32bは、他方の流出入配管27a,27bのそれぞれ一端側に接続されている。他方の流出入配管27a,27bのそれぞれ他端側は、他方の給排配管29の一端側に接続されている。一方及び他方の給排配管28,29の他端側は、制御弁21を介して作動油の供給源となる油圧ポンプ1又はタンク20に接続されている。
In FIG. 5, the first and second
第1及び第2油圧モータ25a,25bのドレンポート35a,35bは、それぞれ第1及び第2ドレン配管37a,37bとを介してタンク20に接続されている。
The
油圧モータとして用いられた液圧回転機の摩耗を検出するためには、複数の液圧回転機の温度条件と複数の液圧回転機の負荷条件を合わせる必要がある。具体的には、作動油の温度と圧力の条件を設定しておく必要があり、温度条件としては、各液圧回転機の流入側で作動油の温度を同一にすること、圧力条件としては、各液圧回転機の供給側(流入側)を同圧とすることが必要である。より厳密に言えば、流出側と流入側との差圧を合わせる必要がある。 In order to detect wear of a hydraulic rotating machine used as a hydraulic motor, it is necessary to match the temperature conditions of the plurality of hydraulic rotating machines with the load conditions of the plurality of hydraulic rotating machines. Specifically, it is necessary to set the conditions of the temperature and pressure of the hydraulic oil. As the temperature condition, the temperature of the hydraulic oil should be the same on the inflow side of each hydraulic rotating machine, The supply side (inflow side) of each hydraulic rotating machine needs to have the same pressure. More precisely, it is necessary to match the differential pressure between the outflow side and the inflow side.
温度条件のための構成として、本実施の形態においては、油圧ポンプ1から制御弁21を介して供給される昇圧された作動油が、一方又は他方の給排配管28,29から一方又は他方の流出入配管26a,26b,27a,27bで分岐して分流されている。また、圧力条件のための構成として、一方又は他方の給排配管28,29と、一方又は他方の流出入配管26a,26b,27a,27bとから構成される流入側と流出側において、流出側を合流させ、流入側を分流させている。
As a configuration for the temperature condition, in the present embodiment, the pressurized hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 1 via the
第1ドレン配管37aには、第1油圧モータ25aのドレンポート35aから流出した作動油の温度を計測するための温度センサ30aが設けられていて、第1温度計測手段を構成している。第2ドレン配管37bには、第2油圧モータ25bのドレンポート35bから流出した作動油の温度を計測するための温度センサ30bが設けられていて、第2温度計測手段を構成している。さらに温度センサ30a,30bの出力信号は信号処理装置24に入力されている。信号処理装置24は、これらの入力信号を基に、後述する演算処理を実行して、摩耗状態を判定する。また、信号処理装置24からは、運転室のモニタ等の報知装置40へ診断内容を表す信号が出力されている。
The
なお、ここで第1及び第2油圧モータ25a,25bは、大略等しい押しのけ容積を備え、例えば駆動軸を機械的に接続することで略等しい回転数で駆動されることが望ましい。また、温度センサ30a,30bのそれぞれのドレン配管37a,37bへの取付位置は、例えば、第1及び第2油圧モータ25a,25bのドレンポート35a,35bから略等しい距離とする等、大略等しい同等箇所とすることが望ましい。
Here, it is desirable that the first and second
次に、本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第2の実施の形態の動作を図5を用いて説明する。
図5において、作動油供給源となる油圧ポンプ1から供給される作動油(昇圧された作動油)は、制御弁21によって一方の給排配管28に分配される。一方の給排配管28に供給された昇圧された作動油は、一方の流出入配管26a,26bにそれぞれ分岐され、第1及び第2油圧モータ25a,25bの一方の流出入ポート32a,32bに導かれる。
Next, the operation of the second embodiment of the wear detecting apparatus for a hydraulic rotating machine according to the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 5, the hydraulic fluid (pressure-rised hydraulic fluid) supplied from the hydraulic pump 1 serving as the hydraulic fluid supply source is distributed to one supply /
ここで、第1及び第2油圧モータ25a,25bの一方の流出入ポート33a,33bに導かれた昇圧された作動油は、一方の給排配管28からそれぞれ分岐されるため、第1及び第2油圧モータ25a,25bの一方の流出入ポート33a,33bにおける圧力は略等しい値となる。また、第1及び第2油圧モータ25a,25bの使用圧力条件が略等しくなるため、これらの油圧モータ25a,25bが正常な状態であれば、作動油による発熱量も略等しくなる。
Here, since the pressurized hydraulic fluid led to one of the inflow /
第1油圧モータ25aにおいて、内部構成部材の異常摩耗が発生したとすると、摩擦により摺動部材の温度が上昇する。このことにより、第1油圧モータ25aのケース2内の作動油の温度も上昇する。このため、正常な第2油圧モータ25bの第2ドレン配管37bに設けた温度センサ30bで検出した作動油の温度より、異常摩耗が発生した第1油圧モータ25aの第1ドレン配管37aに設けた温度センサ30aにて検出した作動油の温度の方が高くなる。このことを利用して異常摩耗を検出できる。
In the first
本実施の形態において、液圧回転機の摩耗検出装置は、温度センサ30a及び30bによって計測した第1及び第2油圧モータ25a,25bのドレンポート35a,35bから流出した作動油の温度に基づき、信号処理装置24で演算処理を行うことで、第1及び第2油圧モータ25a,25bの異常摩耗を検出する。
In the present embodiment, the wear detecting device of the hydraulic rotating machine is based on the temperature of the hydraulic oil flowing out from the
上述した本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第2の実施の形態によれば、建設機械に備えた少なくとも2つ以上の液圧回転機である第1及び第2油圧モータ25a,25bのいずれか一方の油圧モータ25a,25bの故障あるいは摩耗を少ない部品点数で確実に検出することができる。
According to the second embodiment of the wear detecting device of the hydraulic rotating machine of the present invention described above, the first and second
また、上述した本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第2の実施の形態によれば、液圧回転機である流入ポートと流出ポートが切り替わる2方向回転形の油圧モータ25a,25bにおいて、油圧モータ25a,25bの1台に対して温度センサ1台で油圧モータ25a,25bの摩耗を検出することができる。このことにより、少ない部品点数でしかも確実な検出が可能な信頼性の高い摩耗検出装置を提供することができる。
Further, according to the second embodiment of the wear detecting device of the hydraulic rotating machine of the present invention described above, in the two-way rotating
なお、本実施の形態においては、複数の液圧回転機の圧力条件を合わせるために、一方又は他方の給排配管28,29と、一方又は他方の流出入配管26a,26b,27a,27bとから構成される流入側と流出側において、流出側を合流させ、流入側を分流させているが、これに限らない。例えば、流出側が共通のタンク圧である場合には、複数の液圧回転機の各流出ポート側を合流させることなく、複数の液圧回転機の各流出ポートにそれぞれ接続した複数の別管路を直接タンクに接続してもよい。
In the present embodiment, in order to match the pressure conditions of a plurality of hydraulic rotating machines, one or the other supply /
以下、本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第3の実施の形態を図面を用いて説明する。図6は本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第3の実施の形態が適用される油圧ポンプの側部断面図である。図6において、図1乃至図5に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
本実施の形態においては、温度センサ22a,22bを液圧回転機である第1及び第2油圧ポンプ1a,1bの外表面に取り付けて構成した点が、上述した第1の実施の形態と異なる。
Hereinafter, a third embodiment of the wear detecting device for a hydraulic rotating machine according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a side sectional view of a hydraulic pump to which a third embodiment of the wear detecting device for a hydraulic rotating machine according to the present invention is applied. In FIG. 6, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 5 are the same parts, and detailed description thereof is omitted.
The present embodiment is different from the first embodiment described above in that the temperature sensors 22a and 22b are attached to the outer surfaces of the first and second
図5において、温度センサ22は、油圧ポンプ1のケース2において弁部材11が取り付けられている側の外表面に設けている。第1及び第2油圧ポンプ1a,1bの使用条件および使用環境が略等しくなるため、正常な場合であれば、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bのケース2a,2bの外表面の温度も略等しい値となる。
In FIG. 5, the
第1油圧ポンプ1aにおいて、シリンダブロック6と弁部材11との摺動部において異常摩耗が発生すると、摩擦によりシリンダブロック6および弁部材11が発熱する。弁部材11の熱はケース2aを経由してケース2aの外表面へと伝わり、ケース2aの外表面の温度を上昇させる。このため、正常な第2油圧ポンプ1bのケース2bの外表面に設けた温度センサ22bで検出した温度より、異常摩耗が発生した第1油圧ポンプ1aのケース2aの外表面に設けた温度センサ22aにて検出した温度の方が高くなる。このことを利用して異常摩耗を検出できる。
In the first hydraulic pump 1a, when abnormal wear occurs in the sliding portion between the cylinder block 6 and the
本実施の形態において、液圧回転機の摩耗検出装置は、温度センサ22a及び22bによって計測した第1及び第2油圧ポンプ1a,1bのケース2a,2bの外表面の温度に基づき、信号処理装置24で演算処理を行うことで、第1及び第2油圧ポンプ1a,1bの異常摩耗を検出する。
In the present embodiment, the wear detecting device for the hydraulic rotating machine is a signal processing device based on the temperatures of the outer surfaces of the cases 2a and 2b of the first and second
上述した本発明の液圧回転機の摩耗検出装置の第3の実施の形態によれば、上述した第1の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
また、本実施の形態によれば、液圧回転機である油圧ポンプ1a,1bの異常摩耗による発熱を金属間での熱伝導で直接的に検出するため、異常摩耗を確実に検出することができる。この結果、少ない部品点数でしかも確実な検出が可能な信頼性の高い摩耗検出装置を提供することができる。
According to the third embodiment of the wear detecting device for a hydraulic rotating machine of the present invention described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.
Further, according to the present embodiment, since the heat generated by the abnormal wear of the
さらに、本実施の形態によれば、温度センサ22a,22bを油圧配管中に設けず、各油圧ポンプ1a,1bのケース2a,1bの外表面に配設するので、施工が容易である。この結果、生産性が向上すると共に信頼性の高い摩耗検出装置を提供することができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the temperature sensors 22a and 22b are not provided in the hydraulic piping, but are disposed on the outer surfaces of the
なお、本発明の実施の形態において、複数の液圧回転機のいずれかの摩耗を複数の温度センサ信号を基に検出することについて説明したが、例えば、複数の液圧回転機の全てが摩耗した場合は、例えばドレン油温度の上限設定値との比較から故障を報知する等の従来技術と併用することで解決することができる。 In the embodiment of the present invention, it has been described that the wear of any of the plurality of hydraulic rotating machines is detected based on the plurality of temperature sensor signals. For example, all of the plurality of hydraulic rotating machines are worn. In such a case, the problem can be solved by using it together with a conventional technique such as notifying a failure from a comparison with the upper limit set value of the drain oil temperature.
1 油圧ポンプ
1a 第1油圧ポンプ
1b 第2油圧ポンプ
2 ケース
3 カバー
4 軸受
5 回転軸
6 シリンダブロック
8 ピストン
9 シュー
10 斜板
11 弁部材
12 流入ポート
13 流出ポート
15 ドレンポート
16a 流入配管
16b 第1流入配管
16c 第2流入分岐配管
17a 第1ドレン配管
17b 第2ドレン配管
18a 第1流出配管
18b 第2流出配管
19 合流配管
20 タンク
21 制御弁
22a 温度センサ
22b 温度センサ
24 信号処理装置
25a 第1油圧モータ
25b 第2油圧モータ
30a 温度センサ
30b 温度センサ
40 報知装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic pump 1a 1st
Claims (6)
前記複数の液圧回転機の各流出ポートからの昇圧された作動油を合流する合流回路と、
前記複数の液圧回転機の各流入ポートに前記作動油をそれぞれ分流供給する分流回路と、
前記複数の液圧回転機の同等箇所に設けたそれぞれの温度検出部と、
前記各温度検出部の温度をそれぞれ測定する温度計測手段と、
前記各温度計測手段が測定した前記各温度検出部からの温度信号を取込み、比較演算して、前記複数の液圧回転機の摩耗を検出する演算手段とを備えた
ことを特徴とする液圧回転機の摩耗検出装置。 A wear detecting device for a hydraulic rotating machine having at least two or more hydraulic rotating machines for boosting hydraulic oil,
A merging circuit for merging the pressurized hydraulic oil from each outflow port of the plurality of hydraulic rotating machines;
A shunt circuit for shunting the hydraulic oil to each inflow port of the plurality of hydraulic rotating machines;
Each temperature detector provided at an equivalent location of the plurality of hydraulic rotating machines,
Temperature measuring means for measuring the temperature of each of the temperature detectors;
Fluid pressure characterized by comprising: a calculation means for detecting the wear of the plurality of hydraulic rotary machines by taking a temperature signal from each temperature detection unit measured by each temperature measurement means and performing a comparison calculation. Wear detection device for rotating machines.
前記複数の液圧回転機の各流出ポートからの作動油を合流する合流回路と、
前記複数の液圧回転機の各流入ポートに前記昇圧された作動油をそれぞれ分流供給する分流回路と、
前記複数の液圧回転機の同等箇所に設けたそれぞれの温度検出部と、
前記各温度検出部の温度をそれぞれ測定する温度計測手段と、
前記各温度計測手段が測定した前記各温度検出部からの温度信号を取込み、比較演算して、前記複数の液圧回転機の摩耗を検出する演算手段とを備えた
ことを特徴とする液圧回転機の摩耗検出装置。 An apparatus for detecting wear of a hydraulic rotating machine having at least two or more hydraulic rotating machines driven by pressurized hydraulic oil,
A merging circuit for merging hydraulic oil from each outflow port of the plurality of hydraulic rotating machines;
A shunt circuit for shunting the pressurized hydraulic oil to each inflow port of the plurality of hydraulic rotating machines;
Each temperature detector provided at an equivalent location of the plurality of hydraulic rotating machines,
Temperature measuring means for measuring the temperature of each of the temperature detectors;
Fluid pressure characterized by comprising: a calculation means for detecting the wear of the plurality of hydraulic rotary machines by taking a temperature signal from each temperature detection unit measured by each temperature measurement means and performing a comparison calculation. Wear detection device for rotating machines.
前記複数の液圧回転機はドレンポートからの作動油を排出するドレン回路を有し、
前記温度検出部を前記ドレン回路に設けた
ことを特徴とする液圧回転機の摩耗検出装置。 In the wear detecting device of the hydraulic rotating machine according to claim 1 or 2,
The plurality of hydraulic rotating machines have a drain circuit for discharging hydraulic oil from a drain port,
The wear detecting device for a hydraulic rotating machine, wherein the temperature detecting unit is provided in the drain circuit.
前記複数の液圧回転機は内部構成部品を収容するケースを有し、
前記温度検出部を前記ケース外表面に設けた
ことを特徴とする液圧回転機の摩耗検出装置。 In the wear detecting device of the hydraulic rotating machine according to claim 1 or 2,
The plurality of hydraulic rotating machines have a case for accommodating internal components,
The wear detecting device for a hydraulic rotating machine, wherein the temperature detecting unit is provided on an outer surface of the case.
前記複数の液圧回転機は油圧ポンプである
ことを特徴とする液圧回転機の摩耗検出装置。 In the wear detecting device of the hydraulic rotating machine according to claim 1,
The apparatus for detecting wear of a hydraulic rotating machine, wherein the plurality of hydraulic rotating machines are hydraulic pumps.
前記複数の液圧回転機は油圧モータである
ことを特徴とする液圧回転機の摩耗検出装置。 In the wear detecting device of the hydraulic rotating machine according to claim 2,
The hydraulic pressure rotating machine wear detection device, wherein the plurality of hydraulic pressure rotating machines are hydraulic motors.
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