JP6340121B1 - 故障診断装置、それを備えるポンプユニット、及び故障診断方法 - Google Patents
故障診断装置、それを備えるポンプユニット、及び故障診断方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6340121B1 JP6340121B1 JP2017146994A JP2017146994A JP6340121B1 JP 6340121 B1 JP6340121 B1 JP 6340121B1 JP 2017146994 A JP2017146994 A JP 2017146994A JP 2017146994 A JP2017146994 A JP 2017146994A JP 6340121 B1 JP6340121 B1 JP 6340121B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- swash plate
- piston
- actual
- failure diagnosis
- suction pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 title claims abstract description 89
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 36
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 45
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 33
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 11
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 19
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 16
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
<ポンプユニット>
図1に示すポンプユニット1は、例えば舶用機械及び建設機械等の産業用機械において用いられ、液圧シリンダや液圧モータ等の液圧機器に作動液を供給して駆動するようになっている。更に具体的に説明すると、ポンプユニット1は、斜板ポンプ2を備えており、斜板ポンプ2は、タンク等から低圧の作動液を吸入及び加圧して、高圧の作動液を吐出する。吐出された作動液は、配管等を介して液圧機器に供給され、液圧機器は、供給される作動液によって駆動される。このような機能を有するポンプユニット1は、更に故障診断装置3及び報知装置4を備えており、故障診断装置3によって斜板ポンプ2の故障の有無を診断できる、より具体的には後述するピストン14とシュー15との間に発生するガタ(以下、「ピストン14のガタ」又は単に「ガタ」という)の発生を検出できるようになっている。また、故障診断装置3は、診断結果を報知装置4に出力し、診断結果に基づく情報を報知装置4によって報知させるようになっている。なお、報知装置4は、モニタ等の表示装置、警報機、及び音声出力装置であって、視覚及び聴覚的に報知できるようになっている。このように構成されるポンプユニット1において、以下ではまず診断対象である斜板ポンプ2について説明する。
斜板ポンプ2は、例えば可変容量型の斜板ポンプであり、後で詳述する斜板16の傾転角を変えることによって吐出流量(即ち、吸入流量)を変更できるようになっている。更に詳細に説明すると、斜板ポンプ2は、ケーシング11、回転軸12と、シリンダブロック13と、複数のピストン14と、複数のシュー15と、斜板16と、バルブプレート17とを備えている。ケーシング11は、回転軸12と、シリンダブロック13と、複数のピストン14と、複数のシュー15と、斜板16と、バルブプレート17を収容するように構成されている。また、回転軸12は、その一端部をケーシング11から突出させており、その一端部がエンジン及びモータ等の原動機に連結されている。また、回転軸12の一端部側の部分及び他端部には、ベアリング18,19が設けられており、回転軸12は、ベアリング18,19を介してケーシング11に回転可能に支持されている。更に、回転軸12には、2つのベアリング18,19の間であってその他端部側の部分にシリンダブロック13が挿通されている。
故障診断装置3は、所定の期間、例えばシリンダブロック13が一回転する間に斜板ポンプ2に吸入される作動液の液圧、即ち吸入圧力の履歴に基づいて斜板ポンプ2の故障、即ちガタの発生を検出するようになっている。なお、履歴には、時刻歴及び時刻歴波形データが含まれ、吸入圧力の時刻歴は吸入圧力の経時変化を示す履歴情報であり、時刻歴波形データは、吸入圧力の経時変化を示す波形データである。また、故障診断装置3は、センサ装置5と協働してガタの発生を検出すべく吸入圧力を検出するようになっており、故障診断装置3は、吸入圧力を検出すべくセンサ装置5と接続されている。センサ装置5は、いわゆる圧力センサであり、吸入ポート17aとタンク等とを繋ぐ配管30に設けられている。センサ装置5で検出される信号は、故障診断装置3に入力される。
斜板ポンプ2では、前述の通り駆動源によって回転軸12が駆動されると、ピストン14がシリンダ室20を往復運動する(図3参照)。即ち、ピストン14は、上死点から下死点へと回転することによってシリンダ室20を後退し、吸入ポート17aを介してシリンダ室20に作動液を吸入する(図3の吸入行程)。ピストン14は、やがて下死点に到達すると、次に上死点に向かって回転する。これにより、ピストン14は、その動作を後退から前進へと切り替わり、前進するピストン14によってシリンダ室20の作動液が吐出ポート17bから吐出される(図3の吐出行程)。他方、ピストン14は、シリンダ室20を往復運動しつつ、シュー15を介して斜板16上を軸線L1周りに回転している。それ故、図3に示すように、ピストン14とシュー15とが互いに摺動し合い、凸球部14bの外表面及び収容部15aの内面が摩耗し、球継手部21においてピストン14とシュー15との間にガタが発生する。
ポンプユニット1では、原動機によって回転軸が回転駆動され且つ故障診断装置3に電力が供給されると故障診断処理が実行され、ステップS1に移行する。診断実行判定工程であるステップS1では、故障診断を実行するか否かを判定する。ポンプユニット1では、例えば所定の診断間隔で故障診断を実行するようになっており、前の故障診断が終了してから経過した時間に応じて故障診断を実行するか否かを判定する。なお、必ずしも診断間隔で故障診断を実行する必要はなく、操作パネルやスイッチ等の操作装置によって故障診断の実行の有無を指令するようにしてもよい。その場合には、操作装置からの指令の有無に応じて故障診断を実行するか否かを判定する。故障診断を実行しないと判定した場合には、経過した時間が条件を満たすまで判定を繰り返す。他方、故障診断を実行すると判定されると、ステップS2に移行する。
図1に示すようにポンプユニット1Aは、斜板ポンプ2、故障診断装置3A、報知装置4、及びセンサ装置5を有している。故障診断装置3Aは、圧力演算部31と、記憶部32と、履歴取得部33と、故障検出部34Aと、を備えている。故障検出部34Aは、履歴取得部33にて取得される実履歴データに含まれる実波形データをFFT(高速フーリエ変換)等によって周波数分析する。斜板ポンプ2の全てのピストン14に関してガタがない場合、吸入圧力の時刻歴波形データには、前述の通り、同一形状の山部分が周期T/αで現れる。即ち、この場合の周波数スペクトルでは、主に周波数α/Tの成分が検出される(図13(b)参照)。これに対して、斜板ポンプ2において1つのピストン14に関してガタがある場合、図13(a)に示すように他と異なる形状の山部分が周波数1/T毎に現れる。それ故、実波形データの周波数スペクトルには、周波数α/Tの成分以外に周波数1/Tの成分及びその倍数の成分も検出されることになる。それ故、故障検出部34Aは、実波形データを周波数分析して周波数スペクトルを算出し、その実波形データの周波数スペクトルに基づいてピストン14のガタを検出することができる。即ち、故障検出部34Aは実波形データだけでもガタの有無を検出することができる。
第1実施形態の故障診断装置3では、基準波形データと実波形データとを作成し、それら2つの波形データを比較してガタの発生を検出しているが、必ずしも2つの波形データ同士を比較する必要はない。例えば、実履歴データに含まれる実時刻歴と基準履歴データに含まれる基準時刻歴とを比較してガタの発生を検出してもよい。また、前述の通り、ガタがある場合、実波形データは、基準波形データに対してその波形データが明らかに乱れている。それ故、比較するまでもなく、故障検出部34は実波形データの形状に基づいてガタの有無を判断してもよい。更に、第1実施形態の故障診断装置3では、山部分同士の差分の積分値に基づいて山部分の相違を判断しているが、必ずしもこの方法に限定されない。例えば、波形データ同士を重ね合わせて相違を判断してもよく、また人工知能(AI)を用いて相違を判断するようにしてもよい。また、履歴に含まれるものの時刻歴及び時刻歴波形データに限定されない。例えば、吸入圧力を回転軸12の回転角と対応付けて記憶した回転角歴及び回転角歴波形データを履歴としてもよく、吸入圧力に対応付けるものは時刻に限定されない。
2 斜板ポンプ
3,3A,3B 故障診断装置
12 回転軸
13 シリンダブロック
14 ピストン
15 シュー
16 斜板
21 球継手部
31,31A 圧力演算部
32 記憶部
33 履歴取得部
34,34A,34B 故障検出部
Claims (8)
- 予め定められた軸線回りに回転するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに進退可能に夫々挿入されている複数のピストンと、前記複数のピストンの各々に揺動可能に設けられているシューと、前記シューがその上を摺動回転する斜板とを備え、前記シリンダブロックが回転することによって前記複数のピストンが前記シリンダブロック内を進退し、それに伴って作動液を吸入及び吐出する斜板ポンプの故障診断装置であって、
所定の期間における吸入圧力の経時変化を示す実履歴データを取得する履歴取得部と、
前記履歴取得部によって取得される実履歴データに基づいて前記ピストンと前記シューとの間におけるガタの発生を検出する故障検出部とを備える、故障診断装置。 - 前記ガタの発生を検出する際の判断基準であって所定の期間における吸入圧力の経時変化を示す基準履歴データを予め記憶する記憶部を更に備え、
前記故障検出部は、前記実履歴データと前記基準履歴データとを比較して、前記ガタの発生を検出する、請求項1に記載の故障診断装置。 - 前記故障検出部は、前記実履歴データ及び前記基準履歴データの各々を所定の数の区間に分割し、互いに対応する各区間における実履歴データと基準履歴データとに基づいて前記ガタの発生を検出する、請求項2に記載の故障診断装置。
- 前記履歴取得部は、所定の期間における吸入圧力の経時変化を表す波形データを含む実履歴データを取得し、
前記故障検出部は、前記波形データに基づいて前記ガタの発生を検出する、請求項1乃至3の何れか1つに記載の故障診断装置。 - 前記履歴取得部は、所定の期間における吸入圧力の経時変化を表す実波形データを含む実履歴データを取得し、
前記記憶部は、所定の期間における吸入圧力の経時変化を表す基準波形データを含む基準履歴データを記憶し、
前記故障検出部は、前記実波形データと前記基準波形データとを比較して、前記ガタの発生を検出する、請求項2又は3に記載の故障診断装置。 - 前記故障検出部は、前記実履歴データに対して周波数分析を行い、周波数分析の結果に基づいて前記ガタの発生を検出する、請求項1に記載の故障診断装置。
- 請求項1乃至6の何れか1つに記載の前記故障診断装置と、
前記斜板ポンプと、
前記斜板ポンプに吸入される作動液の吸入圧力に応じた信号を出力するセンサ装置と、を備え、
前記故障診断装置は、前記センサ装置からの信号に応じて吸入圧力を演算する圧力演算部を備えている、ポンプユニット。 - 予め定められた軸線回りに回転するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに進退可能に夫々挿入されている複数のピストンと、前記複数のピストンの各々に揺動可能に設けられているシューと、前記シューがその上を摺動回転する斜板とを備え、前記シリンダブロックが回転することによって前記複数のピストンが前記シリンダブロック内を進退し、それに伴って作動液を吸入及び吐出する斜板ポンプの故障診断方法であって、
前記斜板ポンプに吸入される作動液の吸入圧力を検出する圧力検出工程と、
所定の期間における吸入圧力の経時変化を示す実履歴データを取得する履歴取得工程と、
前記履歴取得工程によって取得される実履歴データに基づいて前記ピストンと前記シューとの間のガタの発生を検出する故障検出工程とを備える、故障診断方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017146994A JP6340121B1 (ja) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | 故障診断装置、それを備えるポンプユニット、及び故障診断方法 |
US16/630,913 US11365727B2 (en) | 2017-07-28 | 2018-07-27 | Failure diagnosing device, pump unit including same, and failure diagnosing method |
KR1020207001564A KR102186492B1 (ko) | 2017-07-28 | 2018-07-27 | 고장 진단 장치, 그것을 구비하는 펌프 유닛 및 고장 진단 방법 |
PCT/JP2018/028345 WO2019022252A1 (ja) | 2017-07-28 | 2018-07-27 | 故障診断装置、それを備えるポンプユニット、及び故障診断方法 |
GB2002757.9A GB2579935B (en) | 2017-07-28 | 2018-07-27 | Failure diagnosing device, pump unit including same, and failure diagnosing method |
CN201880040802.1A CN110753792B (zh) | 2017-07-28 | 2018-07-27 | 故障诊断装置、具备该装置的泵单元以及故障诊断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017146994A JP6340121B1 (ja) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | 故障診断装置、それを備えるポンプユニット、及び故障診断方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6340121B1 true JP6340121B1 (ja) | 2018-06-06 |
JP2019027354A JP2019027354A (ja) | 2019-02-21 |
Family
ID=62487390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017146994A Active JP6340121B1 (ja) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | 故障診断装置、それを備えるポンプユニット、及び故障診断方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6340121B1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114320870A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-04-12 | 中国航发控制系统研究所 | 一种具备旋转运动传递的振动夹具 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09145404A (ja) * | 1995-11-22 | 1997-06-06 | Mitsubishi Chem Corp | 設備劣化診断システムにおける情報検出方法 |
JPH1054370A (ja) * | 1996-08-12 | 1998-02-24 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 作業機械の油圧ポンプ故障診断装置 |
JP2016053308A (ja) * | 2014-09-02 | 2016-04-14 | 株式会社神戸製鋼所 | 液圧ポンプの故障診断装置 |
-
2017
- 2017-07-28 JP JP2017146994A patent/JP6340121B1/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09145404A (ja) * | 1995-11-22 | 1997-06-06 | Mitsubishi Chem Corp | 設備劣化診断システムにおける情報検出方法 |
JPH1054370A (ja) * | 1996-08-12 | 1998-02-24 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 作業機械の油圧ポンプ故障診断装置 |
JP2016053308A (ja) * | 2014-09-02 | 2016-04-14 | 株式会社神戸製鋼所 | 液圧ポンプの故障診断装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114320870A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-04-12 | 中国航发控制系统研究所 | 一种具备旋转运动传递的振动夹具 |
CN114320870B (zh) * | 2021-12-07 | 2023-07-14 | 中国航发控制系统研究所 | 一种具备旋转运动传递的振动夹具 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019027354A (ja) | 2019-02-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6273396B1 (ja) | 故障診断装置、それを備えるポンプユニット、及び故障診断方法 | |
US7860683B2 (en) | Device and method for state monitoring in hydrostatic displacement units | |
US10995594B2 (en) | Critical valve performance monitoring system | |
US7069183B2 (en) | Early fault detection in pump valves | |
CN101583798A (zh) | 泵完好性监测 | |
JP6340121B1 (ja) | 故障診断装置、それを備えるポンプユニット、及び故障診断方法 | |
JP2015124848A5 (ja) | ||
JP2000274378A (ja) | 液圧回転機の作動状態診断装置 | |
EP3640478B1 (en) | Hydraulic pump health monitoring | |
KR102186492B1 (ko) | 고장 진단 장치, 그것을 구비하는 펌프 유닛 및 고장 진단 방법 | |
JP2007077804A (ja) | 油圧ポンプの診断装置及び油圧ポンプの診断方法 | |
JP2013170509A (ja) | 液圧ポンプの異常検出装置および油圧作業機械 | |
JP6449102B2 (ja) | 油圧機械の診断方法及び診断装置、並びに再生エネルギー型発電装置及びその診断方法 | |
EP3211275B1 (en) | Method and system for diagnosing hydraulic machine, hydraulic machine, and renewable-energy type power generating apparatus | |
JP2017150440A5 (ja) | ||
JP4131931B2 (ja) | 往復動型圧縮機 | |
JP2013160157A (ja) | 油圧ポンプの故障診断装置 | |
CN101846051A (zh) | 变排量旋转斜盘压缩机 | |
JP2018105161A (ja) | 液圧回転機の異常検出装置 | |
KR20240033048A (ko) | 펌프의 진단 장치 및 건설 기계 | |
JP6968942B2 (ja) | 建設機械の油圧装置の回転速度測定方法 | |
WO2021024383A1 (ja) | 診断システム | |
EP3211232A1 (en) | System and method for diagnosing hydraulic machine, hydraulic machine, hydraulic transmission, and renewable-energy type power generating apparatus | |
JP2008297976A (ja) | 可変容量式液圧回転機 | |
JP2019199897A (ja) | 流体漏れ検出システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20180313 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180320 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180417 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180511 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6340121 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |