KR20230012720A - 유압펌프의 고장 진단 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 유압펌프의 고장 진단 장치에 관한 것으로, 펌프 바디와, 상기 펌프 바디 내부에 배치된 사판과, 상기 사판의 위치를 가변시는 피스톤, 그리고 상기 사판과 상기 피스톤 사이에 배치된 슈를 포함하는 유압펌프의 고장을 진단할 수 있는 유압펌프의 고장 진단 장치는 상기 사판에 설치된 레버와, 상기 사판의 진동을 검출하는 센서, 그리고 상기 레버로부터 상기 사판의 진동을 전달받아 상기 센서로 전달하는 샤프트 앵글을 포함한다.

Description

유압펌프의 고장 진단 장치{HYDRAULIC PUMP FAILURE DIAGNOSIS DEVICE}

본 발명의 실시예는 유압펌프의 고장 진단 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사판의 진동을 검출하여 슈와 피스톤 사이의 마모에 따른 유압펌프의 고장을 예측 및 진단할 수 있는 유압펌프의 고장 진단 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유압펌프의 고장 진단은 슈와 피스톤 사이의 흡입 유량의 변화를 검출하여 한다. 구체적으로, 진단 방법은 이러한 슈와 피스톤 사이의 흡입 유량 변화와 기설정된 유량을 비교하고, 이러한 흡입 유량의 정보를 통해 유압펌프의 고장을 진단한다.

하지만, 이러한 고장 진단은 정확한 유량 계산이 필요하여, 슈와 피스톤 사이의 매우 낮은 흡입 압력을 정밀하게 측정하여야 하는 문제점이 있다. 또한, 건설기계에 설치되는 유압펌프의 경우 전방측과 후방측에 연결된 흡입 배관이 같기 때문에 유압펌프 내의 어느 쪽의 위치에서 이상이 발생되었는지 판단하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는 유압펌프 내부에 배치된 슈와 피스톤 사이의 마모에 따른 유압펌프의 고장을 효과적으로 예측 및 진단할 수 있는 유압펌프의 고장 진단 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 펌프 바디와, 상기 펌프 바디 내부에 배치된 사판과, 상기 사판의 위치를 가변시는 피스톤, 그리고 상기 사판과 상기 피스톤 사이에 배치된 슈를 포함하는 유압펌프의 고장을 진단할 수 있는 유압펌프의 고장 진단 장치는 상기 사판에 설치된 레버와, 상기 사판의 진동을 검출하는 센서, 그리고 상기 레버로부터 상기 사판의 진동을 전달받아 상기 센서로 전달하는 샤프트 앵글을 포함한다.

또한, 상술한 유압펌프의 고장 진단 장치는 상기 펌프 바디의 외측에 배치되어 내측에 상기 샤프트 앵글이 배치되고, 일측에 상기 센서를 지지하는 하우징을 더 포함할 수 있다.

또한, 상술한 유압펌프의 고장 진단 장치는 상기 하우징의 내측에 배치되어 상기 샤프트 앵글이 상기 하우징 내에서 회전 가능하도록 지지하는 베어링을 더 포함할 수 있다.

또한, 상술한 유압펌프의 고장 진단 장치는 상기 센서가 검출한 진동을 전달받아 상기 피스톤과 상기 슈 사이의 마모 상태를 예측하여 상기 유압펌프의 고장을 진단하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 피스톤과 상기 슈 사이의 마모 상태의 예측을 고장 진단 모델을 기초로 하여, 상기 센서가 검출한 진동으로부터 노이즈를 제거할 수 있다.

또한, 상기 고장 진단 모델은 딥러닝 또는 머신 러닝 중 어느 하나 이상의 학습 알고리즘을 통해 생성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 유압펌프의 고장 진단 장치는 유압펌프 내부에 배치된 슈와 피스톤 사이의 마모에 따른 유압펌프의 고장을 효과적으로 예측 및 진단할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프 및 유압펌프의 고장 진단 장치의 내부의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프의 고장 진단 장치가 설치된 상태의 유압펌프를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프의 고장 진단 장치의 구성도를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프의 고장 진단 장치(101)를 설명한다.

유압펌프(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 펌프 바디(110)와 사판(120)과 피스톤(130) 그리고 슈(140)를 포함한다. 유압펌프(100)는 내부로 공급되는 작동유를 가압 시켜 이를 구동력으로 쓰이는 구성 등에 전달한다.

펌프 바디(110) 내부에는 사판(120)과 피스톤(130) 그리고 슈(140)가 배치된다. 피스톤(130)은 내부에 유로가 형성되고 이러한 유로를 통해 공급되는 유압에 의해 사판(120)이 가변될 수 있다. 슈(140)는 피스톤(130)과 사판(120)을 연결하며, 피스톤(130)의 일단과 접촉된다. 이에 따라, 슈(140)와 피스톤(130) 사이의 마모가 발생되는 문제점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프의 고장 진단 장치(101)는, 도 1 및 도2에 도시한 바와 같이, 레버(200)와 센서(300) 그리고 샤프트 앵글(400)을 포함한다.

레버(200)는 사판(120)에 설치되어 사판(120)이 펌프 바디(110) 내부에서의 변화에 따라 함께 움직인다. 구체적으로, 레버(200)는 사판(120)의 외주의 일측에 펌프 바디(110)의 길이방향과 나란한 방향으로 배치될 수 있다. 구체적으로, 레버(200)는 피스톤(130)과 슈(140) 사이의 마모에 따른 이상으로 인한 진동이 사판(120)에 전달되는 것을 전달받을 수 있다.

센서(300)는 사판(120)의 진동을 검출할 수 있다. 구체적으로, 센서(300)는 사판(120)에 전달되는 진동정보를 검출할 수 있다. 일예로, 센서(300)는 펌프 바디(110)의 외측에 설치될 수 있다. 또한, 센서(300)는 진동 가속도계(Accelerometer)일 수 있다.

샤프트 앵글(400)은 레버(200)와 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 샤프트 앵글(400)은 레버(200)로부터 사판(120)의 진동을 전달받아 센서(300)로 전달할 수 있다. 샤프트 앵글(400)은 펌프 바디(110)의 길이방향과 교차하는 방향으로 배치되어 일측이 레버(200)와 연결될 수 있다. 그리고, 샤프트 앵글(400)은 타측이 센서(300)로 사판(120)의 진동을 전달할 수 있다.

이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프의 고장 진단 장치(101)는 슈(140)와 피스톤(130) 사이의 마모에 따른 이상을 사판(120)으로 전달되는 진동으로 검출할 수 있어, 유압펌프(100)의 수명 및 이의 고장을 효과적으로 진단할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프의 고장 진단 장치(101)는 하우징(500)을 더 포함할 수 있다.

하우징(500)은 펌프 바디(110)의 외측에 배치될 수 있다. 또한, 샤프트 앵글(400)은 하우징(500) 내측에 배치될 수 있다. 그리고, 하우징(500)의 일측에는 센서(300)가 지지될 수 있다.

구체적으로, 하우징(500)의 외측에는 센서(300)가 지지될 수 있다. 또한, 하우징(500) 내측에는 하우징 중공부(501)가 형성되고, 이러한 하우징 중공부(501)에 샤프트 앵글(400)이 배치될 수 있다.

샤프트 앵글(400)의 타측의 적어도 일부가 하우징(500) 내에 배치되고, 이러한 샤프트 앵글(400)로부터 전달되는 사판(120)의 진동 정보를 센서(300)로 전달할 수 있다.

일예로, 레버(200)는 일측이 사판(120)에 지지되고, 타측이 사판(120)으로부터 연장되어 배치될 수 있다. 이러한 레버(200)의 타측에 레버 돌기(210)가 레버(200)의 길이방향과 교차하는 방향으로 돌출 형성될 수 있다.

또한, 샤프트 앵글(400)의 일측에는 샤프트 홈(401)이 형성되고, 이러한 샤프트 홈(401)은 레버 돌기(210)와 계합될 수 있다. 따라서, 사판(120)의 이동에 따라 샤프트 앵글(400)이 회전될 수 있다. 샤프트 앵글(400)은 사판(120)의 가변에 따른 레버(200)의 이동으로 인해 회전되며 사판(120)의 진동을 센서(300)에 전달할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프의 고장 진단 장치(101)는 베어링(600)을 더 포함할 수 있다.

베어링(600)은 하우징(500) 내측에 배치되어 샤프트 앵글(400)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.

베어링(600)은 하우징 중공부(501) 내에 배치되어, 샤프트 앵글(400)이 하우징 중공부(501) 내에서 회전 가능하게 지지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프의 고장 진단 장치(101)는, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 제어부(700)를 더 포함할 수 있다.

제어부(700)는 센서(300)가 검출한 진동을 전달받을 수 있다. 또한, 제어부(700)는 피스톤(130)과 슈(140) 사이의 마모 상태를 예측할 수 있다. 그리고 제어부(700)는 이러한 예측을 기초로 하여 유압펌프(100)의 고장을 진단할 수 있다.

구체적으로, 제어부(700)는 센서(300)가 검출한 사판(120)으로 전달되는 진동 정보로 피스톤(130)과 슈(140)의 현재의 마모 상태를 예측하여 유압펌프(100)의 고장을 진단할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프의 고장 진단 장치(101)의 제어부(700)에는 고장 진단 모델(800)이 저장되어 있다.

제어부(700)는 고장 진단 모델(800)을 기초로 피스톤(130)과 슈(140) 사이의 마모 상태를 예측할 수 있다. 또한, 제어부(700)는 이러한 고장 진단 모델(800)을 통해 센서(300)가 검출한 진동으로부터 이에 포함된 유압펌프(100)의 외란과 노이즈 등을 제거할 수 있다. 그리고, 제어부(700)는 센서(300)가 검출한 진동 정보로부터 외란과 노이즈 등을 제거하여, 피스톤(130)과 슈(140) 사이의 마모에 의해 발생되는 상태 정보를 변환 및 추출하여 고장 진단에 활용할 수 있다. 일예로, 제어부(700)는 FFT와 같은 신호 처리를 통해 슈(140)와 피스톤(130) 사이의 마모 상태에 따라 발생되는 사판(120)의 이상 진동을 변환 및 추출하여 고장 진단에 활용할 수 있다.

즉, 제어부(700)는 고장 진단 모델(800)을 기초로 하여 센서(300)가 검출한 진동 정보 중 외란 또는 노이즈를 제거하여, 현재의 피스톤(130)과 슈(140) 사이의 마모 상태를 예측할 수 있다. 다시 말해, 제어부(700)는 센서(300)가 검출한 진동 정보 중 노이즈를 제거하고 피스톤(130)과 슈(140) 사이의 마모에 따른 이상 진동을 판별할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프의 고장 진단 장치(101)의 고장 진단 모델(800)은 딥러닝 또는 머신 러닝 중 어느 하나 이상의 학습 알고리즘을 통해 생성될 수 있다.

고장 진단 모델(800)은 유압펌프(100)의 사용시간 및 이에 작용하는 부하 등에 따른 피스톤(130)과 슈(140) 사이의 마모 상태 정보 데이터 정보로부터 이와 사판(120)의 진동 정보 사이의 상관관계를 학습하여 생성된 고장 진단 학습 모델일 수 있다. 구체적으로, 고장 진단 모델(800)은 유압펌프(100)가 설치된 장치의 특성에 따라 외란 또는 노이즈의 범위를 다르게 학습하여 이를 제어부(700)가 적용하여 현재의 피스톤(130)과 슈(140) 사이의 마모 상태를 예측할 수 있다.

제어부(700)는 이러한 고장 진단 모델(800)을 통해 센서(300)가 검출한 진동 정보로부터 외란과 노이즈 등을 제거하여 현재의 피스톤(130)과 슈(140) 사이의 마모 상태를 예측하여 유압펌프(100)의 고장을 진단할 수 있다. 또한, 고장 진단 모델(800)에는 센서(300)가 검출한 진동 정보에 따른 슈(140)와 피스톤(130) 마모에 따른 고장 진단 기준이 저장되어 있다.

구체적으로, 제어부(700)는 유압펌프(100)의 고장을 진단하여 유압펌프(100)가 설치된 건설기계와 같은 장치등의 작업자가 이를 인지할 수 있도록 알릴 수 있다.

또한, 본 발명의 사판(120)은 유압펌프(100) 내에 양측에 복수개가 형성되고, 이러한 사판(120)의 진동을 검출하여 유압펌프(100)의 고장을 진단할 수 있는 유압펌프의 고장 진단 장치(101)가 포함하는 레버(200)와 센서(300)와 베어링(600)과 하우징(500) 그리고 샤프트 앵글(400)도 복수개가 설치될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프의 고장 진단 장치(101)는 제어부(700)가 복수의 사판(120) 중 어느 쪽에 위치하는 슈(140)와 피스톤(130) 사이의 마모가 발생되어 이상이 있는지를 효과적으로 판단할 수 있다.

이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프의 고장 진단 장치(101)는 슈(140)와 피스톤(130) 사이의 마모에 따른 유압펌프(100) 등의 고장을 효과적으로 예측 및 진단할 수 있다. 또한, 유압펌프의 내부의 압력을 기초로 유압펌프의 고장을 진단하는 종래 기술에 비해 본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프의 고장 진단 장치(101)는 슈(140)와 피스톤(130) 사이의 마모 상태를 효과적으로 예측할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 유압펌프 101: 유압펌프의 고장 진단 장치
110: 펌프 바디 120: 사판
130: 피스톤 140: 슈
200: 레버 300: 센서
400: 샤프트 앵글 500: 하우징
600: 베어링 700: 제어부
800: 고장 진단 모델

Claims (6)

1. 펌프 바디와, 상기 펌프 바디 내부에 배치된 사판과, 상기 사판의 위치를 가변시는 피스톤, 그리고 상기 사판과 상기 피스톤 사이에 배치된 슈를 포함하는 유압펌프의 고장을 진단할 수 있는 유압펌프의 고장 진단 장치에 있어서,
   상기 사판에 설치된 레버;
   상기 사판의 진동을 검출하는 센서; 및
   상기 레버로부터 상기 사판의 진동을 전달받아 상기 센서로 전달하는 샤프트 앵글
   을 포함하는 유압펌프의 고장 진단 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 펌프 바디의 외측에 배치되어 내측에 상기 샤프트 앵글이 배치되고, 일측에 상기 센서를 지지하는 하우징을 더 포함하는 유압펌프의 고장 진단 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 하우징의 내측에 배치되어 상기 샤프트 앵글이 상기 하우징 내에서 회전 가능하도록 지지하는 베어링을 더 포함하는 유압펌프의 고장 진단 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 센서가 검출한 진동을 전달받아 상기 피스톤과 상기 슈 사이의 마모 상태를 예측하여 상기 유압펌프의 고장을 진단하는 제어부를 더 포함하는 유압펌프의 고장 진단 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 피스톤과 상기 슈 사이의 마모 상태의 예측을 고장 진단 모델을 기초로 하여, 상기 센서가 검출한 진동으로부터 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는 유압펌프의 고장 진단 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 고장 진단 모델은 딥러닝 또는 머신 러닝 중 어느 하나 이상의 학습 알고리즘을 통해 생성된 것을 특징으로 하는 유압펌프의 고장 진단 장치.

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