SU1700287A1 - Способ диагностики гидросистем машин и устройство дл его реализации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гидромашиностроению и испытательной технике. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей и повышение точности диагностировани . Способ диагностировани  заключаетс  в заданном числе погружений, измерении давлени  в напорной магистрали, представлении его в виде дискретного р да значений, исследовании переходного процесса на монотонность , в зависимости от полученного результата соответствующей обработки сигнала и сравнении его с допустимыми пределами . Устройство содержит нагружающий элемент 1, в качестве которого может быть использован штатный агрегат диагностируемой системы, измеритель давлени  2, усилитель-преобразователь 3, аналого-цифровой преобразователь 4, коммутатор 5, блок 6 определени  начального уровн  сигнала , блок вычитани  7, блок 8 приема и регистрации информации, блок 9 обработки информации, блок сравнени  10, индикатор 11, а также блок управлени  12, блок экстремумов 13, дифференцирующий 14 и логический 15 блоки, блок 16 определени  заброса, блок 17 определени  установившегос  значени  сигнала, вычислительный блок 18, блок делени  19 и блок 20 эталонных сигналов 20. Способ позвол ет вы вл ть различные неисправности, а также диагностировать различные по структуре и параметрам агрегаты гидросистем с различными переходными процессами, обладает большой точностью за счет использовани  нескольких оценок переходных процессов, а также использовани  в качестве нагружа- тел  не специального, а штатного агрегата гидросистемы. 2 с.п. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил. k VJ О О ю 00 XJ фае 2

Description

Изобретение относитс  к гидромашиностроению и испытательной технике и может быть использовано при диагностике гидросистем и их агрегатов, например гидроприводов , гидромашин, клапанов, рас- пределителей и т.д.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и повышение точности диагностировани .

На фиг. 1 представлена схема диагно- стируемой гидросистемы; на фиг, 2 - схема устройства дл  реализации предлагаемого способа; на фиг. 3 - графики переходных процессов, возникающих при нагружении в разных по структуре и параметрам вход - щих в ее состав агрегатов гидросистемах.

Устройство содержит нагружающий элемент 1, в качестве которого может быть использован штатный агрегат диагностируемой гидросистемы, например гид- роклапан, гидрораспределитель или регулируемый дроссель, измеритель 2 давлени . Выход измерител  2 через усилитель-преобразователь 3 подключен к системе преобразовани  диагностического сигнала, содержащей последовательно включенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, коммутатор 5, блок 6 определени  начального уровн  сигнала 9, блок 7 вычитани , блок 8 приема и регистрации информации, блок 9 обработки информации , блок 10 сравнени  и индикатор 11. При этом второй вход АЦП 4 подключен к первому выходу блока 12 управлени . Второй выход-блока 12 управлени  подключен к входу нагружающего элемента 1, третий выход блока 12 управлени  - к второму входу блока 9 обработки информации. Выход АЦП 4 подключен также к входу блока 13 экстремумов , входу последовательно включенных дифференцирующего 14 и логического 15 блоков, причем последний подключен к вто- рому входу коммутатора 5. Первый выход блока 13 экстремумов соединен с вторым входом блока 8 приема и регистрации ин- формации. Второй выход блока 13 экстремумов соединен с входом блока 16 определени  заброса и со вторым входом блока 7 вычитани . Второй выход коммутатора 5 подключен к входу блока определе- ни  установившегос  значени  сигнала 17 и к входу вычислительного блока 18. Выход блока 17 определени  установившегос  значени  сигнала подключен к второму входу вычислительного блока 18, к второму вхо- ду блока 16 определени  заброса и к входу блока 19 делени . Выход блока 16 определени  заброса подключен к второму входу блока 19 делени  и третьему входу блока 8 приема и регистрации информации. Выход

блока 19 делени  соединен с четвертым входом блока 8 приема и регистрации информации . Выход вычислительного блока 18 соединен с п тым входом блока 8 приема и регистрации информации. Второй вход блока 10 сравнени  соединен с выходом блока 20 эталонных сигналов.

На фиг. 3 показан пример переходных процессов, возникающих в разных гидросистемах . Большей колебательностью и перерегулированием обладают процессы, возникающие в гидросистемах, в которых требуютс  малое врем  раскрыти  или перекрыти  магистрали, небольшие гидравлические -потери на трение (фиг. За). Наоборот, процессы изменени  давлени  при увеличении времени раскрыти  или перекрыти  магистрали приближаютс  к монотоным (фиг. 36).

Способ диагностики осуществл етс  следующим образом.

Производитс  заданное число нагружении путем перекрыти  и последующего открыти  напорной магистрали за счет действи  нагружающего органа. В качестве диагностического сигнала используетс  давление в напорной магистрали, измен ющеес  в возникающих при этом переходных процессах, которое представл етс  в виде дискретного р да N значений давлени  PI, где i - номер составл ющей р да. Затем исследуют переходный процесс на монотонность путем дифференцировани  сигнала с последующим анализом на наличие значений, разных знаков. В зависимости от результата анализа сигнал обрабатываетс  либо как монотонный, либо как немонотонный процесс.

Дл  монотонных процессов (фиг. 36) опг редел етс  врем  падени  Г2 и нарастани  Т1 давлени  соответственно до минимального и максимального значений. Определ ютс  также величины падени  Р2 и нарастани  Pi давлени .

Дл  немонотонных процессов (фиг За) определ етс  врем  падени  Г2 и нарастани  п давлени  до экстремального значени  Рэкстр. Определ етс  величина заброса давлени  Д Р (Рэкстр - Руст), где Руст - новое установившеес  значение давлени  после переходного процесса, Определ ютс  также перерегулирование а - А Р/Руст, 1

и оценка I - У (Р| - Руст). После прекра- N, ,

щени  нагружении определ ютс  средние значени  указанных параметров переходных процессов за заданное число нагружении . Вывод о техническом состо нии формируетс  путем сравнени  полученных

значений параметров с допустимыми пределами ,

Устройство работает следующим образом .

Путем закрыти  и последующего открыти  нагружающего органа 1, установленного в напорной магистрали диагностируемой гидросистемы, в качестве которого может быть использован штатный агрегат этой гидросистемы, например гидроклапан, гидрораспределитель или регулируемый дроссель , производитс  заданное число нагружений. Команды на срабатывание нагружающего органа по заданной программе формирует блок 12 управлени . Диагностический сигнал, в качестве которого используетс  давление в напорной магистрали, измен ющеес  в возникающих при этом переходных процессах, измер етс  датчиком 2 давлени , усиливаетс  и преобразуетс  усилителем-преобразователем 3 и преобразуетс  в числовой р д заданной длительности N значений давлени  Pi, где i - номер составл ющей р да, быстродействующим АЦП 4. Затем диагностический сигнал поступает на входы дифференцирующего блока 14, блока 13 экстремумов и коммутатора 5. В дифференцирующем блоке сигнал дифференцируетс  и поступает на вход логического блока 15, который формирует команду на коммутатор 5, по которой коммутатор пропускает диагностический сигнал с входа либо на первый, либо на второй выход. Сигнал поступает на первый выход, если он монотонный (сигнал на выходе дифференцирующего блока содержит значени  одно- го знака) и на второй выход, если он немонотонный (в сигнале на выходе дифференцирующего блока есть значени  разных знаков).

В случае монотонного процесса (фиг. 36) в блоке 13 экстремумов определ ютс  максимальное и минимальное значени  давлени , которые поступают на второй вход блока 7 вычитани . Диагностический сигнал с первого выхода коммутатора 5 поступает н а вход блока 6 определени  начального уровн  сигнала, с выхода которого значение начального уровн  поступает на первый вход блока 7 вычитани . В блоке 7 определ ютс  величины падени  PZ и нарастани  Pi давлени , поступающие затем с выхода блока 7 на первый вход блока 8 приема и регистрации информации. В блоке 13 экстремумов определ ютс  также значени  времен падени  тг и нарастани  п давлени  соответственно до минимального и максимального значений и поступают на

второй вход блока 8 приема и регистрации информации.

В случае немонотонного процесса (фиг. За) в блоке экстремумов 13 определ ютс 

времена падени  тг и нарастани  г-i давлени  до экстремального значени  . поступающие затем с первого выхода блока 15 на второй вход блока 8 приема и регистрации информации. В блоке 15 экстремумов

определ ютс  также экстремальные значени  Рэкстр, поступающие затем с второго выхода блока 13 на первый вход блока 16 определени  заброса. Диагностический сигнал с второго выхода коммутатора 5 поступает на вход блока 18 определени  установившегос  значени  сигнала, в котором определ етс  Руст, и первый вход вычислительного блока 19. С выхода блока 18 сигнал поступает на второй вход вычислительного

блока 19, второй вход блока 16 определени  заброса и первый вход блока 17 делени . В блоке 16 определени  заброса определ етс  величина заброса давлени  ЛР (Рэкстр - Руст), поступающа  затем на второй вход блока 17 делени  и третий вход блока 8 приема и регистрации информации. В блоке 17 делени  определ етс  перерегулированием ЛР/РуСт, поступающее затем на четвертый вход блока 8 приема и регистрации информации. В вычислительном блоке 19 определ етс  оценка I - 2, (Pi

N| - i

Руст), поступающа  затем на п тый вход

блока 8 приема и регистрации информации. Блок 8 запоминает поступающие на его входы значени  диагностических параметров, рассчитанных по результатам каждого из нагружений. После осуществлени  заданного числа нагружений блок 12 управлени  формирует команду на включение блока 9 обработки информации, в котором рассчитываютс  средние за заданное число нагру- жений значени  диагностических

параметров. Эти значени  в блоке 10 сравнени  сравниваютс  с эталонными значени ми параметров из блока 20 эталонных сигналов и в случае выхода хот  бы одного из них за допустимые пределы выдаетс  команда на индикацию неисправности индикатором 11. Способ позвол ет вы вл ть различные неисправности, а также диагностировать различные по структуре и параметрам агрегаты гидросистем, характеризующиес  различными переходными процессами, в том числе гидросистемы с разными источниками напора - насосом, баком наддува и т.д. (фиг. 1), за счет использовани  дл  диагностики конкретной гидросистемы подход щего комплекса

Claims (3)

1.Способ диагностики гидросистем машин , включающий заданное число нагружений путем перекрыти  и последующего открыти  напорной магистрали, измерение давлени  в напорной магистрали, измен ющегос  в возникающих при этом переходных процессах, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и повышени  точности, дл  каждого нагружени  исследуют переходный процесс на монотонность, дл  монотонных процессов определ ют врем  падени  и нарастани  давлени  соответственно до минимальных и максимальных значений, величину падени  и нарастани  давлени , дл  немонотонных процессов определ ют врем  падени  и нарастани  давлени  до экстремального значени  Рэкстр, определ ют величину нового установившегос  значени  давлени  после переходного процесса Руст, величину заброса давлени  А Р (Рэкстр. - Руст.), перерегулирование ст

-I N АР/Руст. и оценку I - Г(Р| - РуСТ) после

IM, 1

осуществлени  заданного числа нагружений , определ ют среднее значение указанных параметров переходных процессов, сравнивают их с эталонными значени ми и по нахождению в допустимых пределах делают вывод о техническом состо нии гидросистемы ,

2.Устройство дл  диагностики гидросистем машин, содержащее нагружающий элемент, измеритель давлени , выход которого через усилитель, преобразователь и коммутатор подключен к системе преобразовани  диагностического сигнала и блоку приема и регистрации информации, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и повышени  точности, система преобразовани  содержит аналого-цифровой преобразователь , установленный на выходе усилител -преобразовател  и первом входе коммутатора, к которому последовательно подключены блок определени  начального уровн  сигнала и блок вычитани , подключенный к первому входу блока приема и

регистрации информации, на выходе которого последовательно установлены блок обрабодки информации, блок сравнени  и

индикатор, при этом второй вход аналогоцифрового преобразовател  подключен к первому выходу блока управлени , второй выход блока управлени  подключен к входу нагружающего элемента, третий выход блока управлени  подключен к второму входу

блока обработки информации, выход аналого-цифрового преобразовател  подключен также к входу блока экстремумов, входу последовательно включенных дифференцирующего и логического блоков, причем

последний подключен к второму входу коммутатора , первый выход блока экстремумов соединен с вторым входом блока приема и регистрации информации, второй выход блока экстремумов соединен с входом блока

определени  заброса и с вторым входом блока вычитани , второй выход коммутатора подключен к входу блока определени  установившегос  значени  сигнала и к входу вычислительного блока, выход блока определени  установившегос  значени  сигнала подключен к второму входу вычислительного блока, к второму входу блока определени  заброса и к входу блока делени , выход блока определени  заброса подключей к второму входу блока делени  и третьему входу блока приема и регистрации информации, выходы блока делени  и вычислительного блока соединены соответственно с четвертым и п тым входами блока

приема и регистрации информации, второй вход блока сравнени  соединен с выходом блока эталонных сигналов.

3. Устройство по п. 2,отличающее- с   тем, что в качестве нагружающего элемента использован штатный агрегат диагно- стируемой гидросистемы, например гидроклапан, гидрораспределитель или регулируемый дроссель.

G

-CK

фиеЛ