Способ диагностики аксиальнопоршневого гидронасоса и устройство для его осуществления

 

Изобретение м.б. использовано при безразборной диагностике технического состояния аксиально-поршневого гидронасоса . Цель изобретения - повышение точности диагностирования и получение количественной информации о зазорах в качающем узле цилиндров. Измеряют величины пульсаций давления в выходной магистрали гидронасоса . Фиксируют участки процесса, равного роторному периоду. Разбивают на участки по числу плунжеров. Определяют автокорреляционную функцию процесса пульсаций в выходной магистрали на плунжерном периоде при циклическом временном сдвиге. Затем определяют диагностический параметр как сумму квадратов значений автокорелляционной функции для времени сдвига от нуля до плунжерного периода. Численное значение зазора для конкретного плунжера пропорционально квадратному корню из диагностического параметра. Коэффициент пропорциональности является постоянным для каждого конкретного типа гидронасоса. Выход блока 6 вычисления квадратного корня соединен с первым входом блока 7 индикации и регистрации, вход - с выходом интегратора-перемножителя 5. Первый вход интегратора-перемножителя 5 подключен к выходу преобразователя 2, второй вход, а также вторые входы (в т.ч. блока 7) соединены с выходом синхронизатора 3, 2 с.п. ф-лы, 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 04 В 51/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4

Cd

Ql

1,О

jQ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4768950/29 (22) 04,10.89 (46) 23.05.92. Бюл. ¹ 19 (72) Е,А. Вакул ич, С, В. Гамов, А.Е,Жуковский, Е.Ю.Мордвинцев, О.И,Сауленко, З.С,Отман, Б.Ç.Бронштейн и А.В,Савельев (53) 621,225 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1373915, кл. F 04 В 51/00, 1986, (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ АКСИАЛЬНОПОРШНЕВОГО ГИДРОНАСОСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение м,б, использовано при безразборной диагностике технического состояния аксиально-поршневого гидронасоса. Цель изобретения — повышение точности диагностирования и получение количественной информации о зазорах в качающем узле цилиндров, Измеряют величины пульсаций давления в выходной магистрали гидронасоса. Фиксируют участки процесса, равного роторному периоду. Разбивают на

„, Ж „„1735606 А1 участки по числу плунжеров. Определяют автокорреляционную функцию процесса пульсаций в выходной магистрали на плунжерном периоде при циклическом временном сдвиге, Затем определяют диагностический параметр как сумму квадратов значений автокорелляционной функции для времени сдвига от нуля до плунжерного периода. Численное значение зазора для конкретного плунжера пропорционально квадратному корню из диагностического параметра, Коэффициент пропорциональности является постоянным для каждого конкретного типа гидронасоса, Выход блока 6 вычисления квадратного корня соединен с первым входом блока 7 индикации и регистрации, вход — с выходом интегратора-перемножителя 5, Первый вход интегратора-перемножителя 5 подключен к выходу преобразователя 2, второй вход, а также вторые входы (e т.ч, блока

7) соединены с выходом синхронизатора 3, 2 с и. ф лы, 1 ил.

1735606

50 зазоров в качающем узле насоса.

Известно устройство для диагностики гидронасосов по амплитуде пульсации давления, содержащее датчик пульсаций давления, блок коррекции диагностируемого параметра по частоте вращения вала гидронасоса, блок селекции амплитуд пульсации с регулируемым порогом селекции, блок приведения частоты пульсации давления к

Изобретение относится к гидромашиностроению и испытательной технике и может найти применение при безразборной диагностике технического состояния аксиально-поршневого гидронасоса.

Известен способ определения технического состояния гидронасоса, включающий измерение величины пульсаций давления потока рабочей жидкости в напорной магистрали, определение текущей выборочной автоспектральной плотности измеренного давления и сравнение указанной плотности с эталонной.

Недостатком известного способа являются его ограниченные функциональные возможности, выраженные в невозможности выделения влияния неисправностей, конкретно связанных с износом механизма, осуществляющего возвратно-поступательное движение отдельных плунжеров, так как автоспектральная плотность, определенная по длине реализации, отражает вклад всех возникающих в насосе неисправностей интегрально и при появлении единичного дефекта механизма движения поршня не обладает достаточной чувствительностью для его выявления.

Наиболее близким к изобретению является способ диагностики, включающий измерение пульсаций давления на выходе насоса, определения текущей выборочной сглаженной автоспектральной плотности измеренного давления и сравнение его с эталонной, а также измерение частоты вращения вала ротора гидронасоса, фиксацию участка процесса с длительностью, равной периоду вращения ротора, деление этого участка на равные интервалы по числу плунжеров насоса, определения текущей выборочной автоспектральной плотности процесса и ее средней величины на каждом из полученных интервале, и выделение максимального промежутка изменения средних значений плотности на интервалах, О наличии неисправности в гидронасосе судят по превышению его длины по сравнению с эталонной величиной, Недостатком способа являются его ограниченные функциональные возможности, выраженные в невозможности получения количественной информации о величинах частоте вращения вала гидронасоса, усилитель-преобразователь и индикатор.

Однако данное устройство не позволяет диагностировать дефект на стадии его зарождения.

Наиболее близким к изобретению является устройство для диагностики аксиальнопоршневых гидронасосов, содержащие датчик пульсаций давления, блок селекции амплитуды пульсации давления, блок коррекции диагностируемого параметра по частоте вращения вала гидронасоса, блок приведения частоты пульсации давления, преобразователь, вычислительный блок, два компаратора напряжений, блок эталонных напряжений и индикатор, Недостатком известного устройства является низкая точность диагностики и отсутствие количественной информации о величине зазоров в качающем узле гидронасоса, Целью изобретения является повышение точности диагностирования путем получения количественной информации о величине зазоров в качающем узле гидронасоса.

Согласно способу определения технического состояния гидронасоса измеряется величина пульсации давления фиксируется участок процесса, равный роторному периоду, который разбивается на участки по числу плунжеров, затем определяется величина автокорреляционной функции на плунжерном периоде, после чего находится диагностический параметр как сумма квадратов значений автокорр ля цион ной функции для времени сдвига от нуля до плунжерного периода. Численное значение зазора для данного плунжера пропорционально квадратному корню из величины диагностического параметра.

Устройство содержит датчик 1 пульсации давления, подключенный к нагнетающей магистрали насоса, к выходу датчика подсоединен вход преобразователя 2, выход которого связан с входом блока 3 синхронизации и первым входом коррелятора 4.

Выход коррелятора соединен с первым входом интегратора-перемножителя 5, выход которого связан с входом блока 6 вычисления квадратного корня, выход блока вычисления квадратного корня подключен к первому входу блока 7 индикации и регистрации. Второй вход блока 7 индикации и регистрации, а также вторые входы icoppeлятора 4 и перемножителя-интегратора 5 подключены к входу блока 3 синхронизации.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа, 1735606

Ф= К Ь, Способ диагностики осуществляют следующим образом.

Величина пульсации давления в выходной магистрали гидронасоса, измеряемая с помощью датчика 1, преобразуется в электрический сигнал преобразователем 2.

Сигнал поступает на входы блока 3 синхронизации и коррелятора 4. Блоком 3 синхронизации производится формирование импульсов с периодом Т, равным плунжерному периоду насоса, который определяется путем разбиения роторного периода на участки по числу плунжеров, Коррелятор 4 находит величину автокорреляционной функции R (t) сигнала на каждом плунжерном периоде. Автокорреляционная функция определяется в соответствии с формулой

1 т

R() - f P()Р()«, где Т вЂ” плунжерный период сигнала;

Р(т) — мгновенное значение сигнала; т — время сдвига, Функция Я(т)определяетсядля циклического временного сдвига сигнала. Диагностический параметр Sl для i-го плунжера насоса находится путем суммирования квадратов значений функции R (z ) для значений временного сдвига г от нуля до Т, Такое суммирование производится переумножителем-интегратором 5, напряжение на выходе которого описывается формулой т

Я1 — — f R2 (r) бс, о

Численное значение зазора d для i-го плунжера выводится на блок 7 индикации и регистрации, формируется в блоке 6 вычисления квадратного корня, где величина квадратного корня из параметра S умножается на коэффициент пропорциональности К.

Значение коэффициента К является постоянной величиной для каждого конкретного типа аксиально-поршневых гидронасосов, Устройство работает следующим образом.

Сигнал с датчика 1, измеряющего пульсации давления в выходной магистрали насоса, поступает в преобразователь 2, где преобразуется в электрический сигнал, несущий в своем мгновенном значении мгновенное значение величины давления в магистрали.

Далее сигнал поступает на вход синхронизатора 3 и коррелятора 4. Синхронизато5

55 ром 3 осуществляется выделение плунжерных периодов сигнала путем амплитудной селекции сигнала, и формирования импульсов с периодом, равным выделенному.

Коррелятором 4 находится значение автокорреляционной функции сигнала на каждом из плунжеров для различного временного сдвига. Импульсы синхронизации с выхода блока 3, следующие с плунжерным периодом и подаваемые на второй вход коррелятора 4, служат для выделения коррелятором 4 участков сигнала, соответствующих отдел ьн ым плунжерам насоса.

Напряжение с выхода коррелятора 4, изменяющееся во времени в соответствии со значением автокорреляционной функции при изменяющемся временном сдвиге, поступает на вход перемножителя-интегратора 5, которым возводится в квадрат и интегрируется на плунжерном периоде.

Второй вход блока 5 необходим для подачи импульсов сброса интегратора с плунжерным периодом, поступающими с выхода синхронизатора 3.

Выход интегратора-перемножителя 5 соединен с входом блока 6 вычисления квадратного корня, которым производится вычисление значения квадратного корня из величины входного напряжения, а результат умножается на коэффициент, служащий для перевода величины напряжения в величину зазора. Последняя величина подается на вход блока 7 индикации и регистрации, которым соответствующим образом отображается и/или регистрируется. Импульсы с плунжерным периодом, поступающие от синхронизатора 3 на второй вход блока 7, служат для установки соответствия между величиной зазора и номером плунжера, Применение предлагаемого способа позволяет получить численные значения зазоров в качающем узле гидронасоса, за счет чего повышается точность диагностики технического состояния насоса.

Формула изобретения

1. Способ диагностики аксиально-поршневого гидронасоса, включающий измерение величины пульсаций давления в выходной магистрали гидронасоса, фиксацию участка процесса, равного роторному периоду, и разбиение на участки по числу плунжеров,отличающийся тем, что,с целью повышения точности диагностирования и получения количественной информации о зазорах в качающем узле. гидронасоса, определяют автокорреля ционную функцию процесса пульсаций в выходной магистрали гидронасоса на плунжерном периоде при циклическом временном сдвиге, после чего определяют ди1735606

dl = К $(, 30

40

50

Составитель С.Гамов

Техред М,Моргентал

Корректор Т. Палий

Редактор Н. Рогулич

Заказ 1805 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 агностический параметр как сумму квадратов значений автокорреляционной функции для времени сдвига от нуля до плунжерного периода, причем численное значение зазора для конкретного плунжера пропорционально квадратному корню из диагностического параметра, а коэффициент пропорциональности является постоянным для каждого конкретного типа гидронасосов.

2. Устройство для диагностики аксиально-поршневого гидронасоса, содержащее датчик пульсации давления, преобразователь, блок синхронизации, а также блок индикации и регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и получения количественной информации о зазорах в качающем узле гидронасоса, устройство содержит коррелятор, интегратор-перемножитель и блок вычисления квадратного корня, выход которого соединен с первым входом блока индикации и регистрации, а вход — с выходом перемножителя-интегратора, первый вход которого подключен к выходу коррелятора, первый вход которого подключен к выходу преобразователя, а второй вход, а также вторые входы перемножителя-интегратора и блока индикации и регистрации соединены с вы5 ходом синхронизатора, причем зазор di 1-го ! плунжера определяется по формуле

10 где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

Si — диагностический параметр, вычисляемый по формуле т

) R2 (r),„

15 где Т вЂ” плунжерный период пульсации давления;

Й(г)- автокорреляционная функция пульсации давления, определяемая по формуле

R(т) f Р(т) P (с r) сй

1 где т- временной сдвиг;

Р(т) — мгновенное значение давления в

25 магистрали нагнетания.