Устройство для диагностики гидроприводов машин

(51)01 1/00 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ГИДРОПРИВОДОВ МАШИН(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики и надежности машин Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Басинюк Владимир Леонидович Мелешко Михаил Григорьевич Усс Иван Никодимович Шевченко Василий Савельевич Мардосевич Елена Ивановна Басинюк Ярослав Владимирович Борейшо Владимир Евгеньевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики и надежности машин Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для диагностики гидроприводов машин, содержащее первый и второй каналы выделения измерительной информации, каждый из которых содержит последовательно соединенные первичный преобразователь и аналого-цифровой преобразователь, при этом первичный преобразователь первого канала выделения измерительной информации выполнен в виде датчика давления, связанного с гидроаккумулятором, отличающееся тем, что содержит программируемый вычислитель, индикатор, регистрирующее устройство, блок команд, двухлинейный 7240 1 2005.09.30 двухпозиционный распределитель с электромагнитным управлением, гидроаккумулятор, контроллер, каждый из каналов выделения измерительной информации содержит регулируемый усилитель, первый вход которого связан с выходом первичного преобразователя, а выход - с первым входом аналого-цифрового преобразователя, первый и второй выходы программируемого вычислителя связаны соответственно со входом индикатора и со входом регистрирующего устройства, входы двухлинейного двухпозиционного распределителя с электромагнитным управлением и гидроаккумулятора соединены с диагностируемым гидроприводом, первый и второй входы и первый и второй выходы контроллера связаны соответственно с выходами и вторыми входами аналого-цифровых преобразователей первого и второго каналов выделения измерительной информации, третий выход и третий вход контроллера связаны соответственно со входом и третьим выходом программируемого вычислителя, четвертый и пятый выходы контроллера связаны соответственно со вторыми входами регулируемых усилителей первого и второго каналов выделения измерительной информации, а шестой выход контроллера связан со входом блока команд, выход которого связан с двухлинейным двухпозиционным распределителем с электромагнитным управлением, при этом первичный преобразователь второго канала выделения измерительной информации выполнен в виде импульсного датчика частоты вращения привода гидронасоса. Изобретение относится к области измерительной техники, преимущественно к области диагностики гидроприводов мобильных машин при эксплуатации. Известно устройство для диагностики приводных систем (1679234, кл.01 7/00,Опубл. 1991 г.), содержащее последовательно соединенные первичный преобразователь, усилитель, блок распознавания сигналов, блок пороговых элементов и блок индикации. Существенным недостатком этого устройства являются ограниченные возможности оценки технического состояния гидроприводов мобильных машин в условиях эксплуатации. Известно многоканальное устройство для диагностики приводных систем (патент 212524801 17/00, опубл. 1997 г.), каждый канал которого содержит первичный преобразователь, предварительный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок распознавания сигналов, индикатор, программируемый вычислитель, регистрирующее устройство и блок команд. Устройство предназначено для диагностики двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и весьма эффективно для этой цели и оптимизации их рабочих режимов. Вместе с тем при его использовании для оценки технического состояния гидроприводов мобильных машин в условиях эксплуатации оно оказывается недостаточно эффективным. Известно устройство для диагностики гидроприводов машин (1740804 , кл.01 7/00, Опубл. 1992), содержащее каналы выделения измерительной информации с первичными преобразователями и аналого-цифровыми преобразователями. Использование устройства недостаточно эффективно вследствие отсутствия возможностей управления процессом съема диагностической информации. Из известных аналогов наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для диагностики гидроприводов машин (патент 5747702 ,01 17/00, опубл. 1998 г.), содержащее первый и второй каналы выделения измерительной информации, каждый из которых содержит последовательно соединенные первичный преобразователь и аналого-цифровой преобразователь, при этом первичный преобразователь первого канала выделения измерительной информации выполнен в виде датчика давления, связанного с расходомером, а второй - датчика температуры. Использование устройства недостаточно эффективно при диагностировании мобильных машин в условиях эксплуатации вследствие отсутствия возможностей управления процессом регистрации контролируемых параметров и ее реализация на одном уровне давления. 7240 1 2005.09.30 Задачей изобретения является повышение эффективности диагностирования гидроприводов мобильных машин в условиях эксплуатации. Для решения поставленной задачи устройство для диагностики гидроприводов машин,содержащее первый и второй каналы выделения измерительной информации, каждый из которых содержит последовательно соединенные первичный преобразователь и аналогоцифровой преобразователь, при этом первичный преобразователь первого канала выделения измерительной информации выполнен в виде датчика давления, связанного с гидроаккумулятором, согласно техническому решению, содержит программируемый вычислитель, индикатор, регистрирующее устройство, блок команд, двухлинейный двухпозиционный распределитель с электромагнитным управлением, гидроаккумулятор, контроллер,каждый из каналов выделения измерительной информации содержит регулируемый усилитель, первый вход которого связан с выходом первичного преобразователя, а выход - с первым входом аналого-цифрового преобразователя, первый и второй выходы программируемого вычислителя связаны соответственно со входом индикатора и со входом регистрирующего устройства, входы двухлинейного двухпозиционного распределителя с электромагнитным управлением и гидроаккумулятора соединены с диагностируемым гидроприводом, первый и второй входы и первый и второй выходы контроллера связаны соответственно с выходами и вторыми входами аналого-цифровых преобразователей первого и второго каналов выделения измерительной информации, третий выход и третий вход контроллера связаны соответственно со входом и третьим выходом программируемого вычислителя, четвертый и пятый выходы контроллера связаны соответственно со вторыми входами регулируемых усилителей первого и второго каналов выделения измерительной информации, а шестой выход контроллера связан со входом блока команд, выход которого связан с двухлинейным двухпозиционным распределителем с электромагнитным управлением, при этом первичный преобразователь второго канала выделения измерительной информации выполнен в виде импульсного датчика частоты вращения привода гидронасоса. Повышение эффективности диагностирования мобильных машин в условиях эксплуатации обеспечивается вследствие следующего конструктивное исполнение устройства позволяет управлять процессом регистрации контролируемых параметров вследствие наличия в нем двухлинейного двухпозиционного распределителя с электромагнитным управлением, контроллера, блока команд и программируемого вычислителя техническое исполнение устройства позволяет создать в диагностируемом гидроприводе нарастающее до заданного уровня противодавление при одновременном анализе градиентов изменения объемов рабочей среды, поступающей в гидроаккумулятор, сравнении их с расчетными (по числу оборотов привода гидронасоса) и эталонными (паспортными),что в целом обеспечивает достоверное определение технического состояния гидропривода мобильных машин в расширенном диапазоне эксплуатационных режимов. На фиг. 1 показана схема устройства для диагностики гидропривода. Устройство состоит из каналов 1, 2 выделения измерительной информации, программируемого вычислителя 3, регистрирующего устройства 4, индикатора 5, двухлинейного двухпозиционного распределителя 6 с электромагнитным управлением, регулируемого предохранительного клапана 7, гидроаккумулятора 8, контроллера 9 и блока команд 10. Канал 1 выделения измерительной информации о давлении в гидроаккумуляторе 8 включает последовательно соединенные первичный преобразователь, в качестве которого служит датчик давления 11, связанный с гидроаккумулятором 8, регулируемый усилитель 12, первый вход которого связан с выходом датчика давления 11, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 13, первый вход которого связан с выходом регулируемого усилителя 12. Канал 2 выделения измерительной информации о числе оборотов привода 13 гидронасоса 14 включает последовательно соединенные первичный преобразователь, в качестве 3 7240 1 2005.09.30 которого служит импульсный датчик частоты вращения 15 с аналоговым выходом, связанным с приводом 13 гидронасоса 14 гидросистемы 16, регулируемый усилитель 17, первый вход которого связан с датчиком частоты вращения 15, и АЦП 18, первый вход которого связан с выходом регулируемого усилителя 17. Гидросистема 16 включает в себя элементы (не показаны) гидравлического привода мобильной машины, расположенные между гидронасосом 14 и исполнительным органом (не показан), то есть на выходе гидропривода. Входы распределителя 6, предохранительного клапана 7 и гидроаккумулятора 8 соединяются с выходом гидросистемы 16. Слив рабочей среды осуществляется в емкость 19. У контроллера 9 первый и второй входы и первый и второй выходы связаны с соответствующими выходами и вторыми входами АЦП 13, 18 первого и второго каналов 1, 2 выделения измерительной информации, третий вход и третий выходы контроллера 9 связаны соответственно с входом и третьим выходом программируемого вычислителя 3, четвертый и пятый выходы контроллера 9 связаны соответственно со вторыми входами регулируемых усилителей 12, 17 первого и второго канала 1, 2 выделения измерительной информации. Шестой выход контроллера 9 связан с входом блока команд 10, выход которого связан с распределителем 6. Вход гидронасоса 14, выходы распределителя 6 и предохранительного клапана 7 соединены с емкостью 19. Устройство снабжено средством контроля температуры (не показано) рабочей среды. Устройство работает следующим образом. Перед диагностированием предохранительный клапан 7 устанавливается на требуемое максимально допустимое для гидросистемы 16 давление. Входы распределителя 6, предохранительного клапана 7 и гидроаккумулятора 8 соединяются с выходом гидросистемы 16. Распределитель 6 устанавливается в положение, при котором в процессе работы гидронасоса 14 рабочая среда будет поступать в емкость 19. Включается привод 13 гидронасоса 14 и после его выхода на номинальные режимы работы переключением распределителя 6, управляемого программируемым вычислителем 3 через контроллер 9 и блок команд 10, рабочая среда направляется в гидроаккумулятор 8. При заполнении гидроаккумулятора 8 давление в гидросистеме 16 монотонно возрастает до срабатывания предохранительного клапана 7 на настроенном уровне давления и рабочая среда начинает сливаться в емкость 19. В процессе заполнения гидроаккумулятора 8 в канале 1 выделения измерительной информации от датчика давления 11, связанного с гидроаккумулятором 8, аналоговый электрический сигнал поступает в регулируемый усилитель 12, где под управлением контроллера 9 усиливается до требуемого уровня, после чего передается в АЦП 13, где преобразуется в цифровой вид. Управление дискретизацией процесса преобразования сигнала в АЦП 13 осуществляется контроллером 9. Затем преобразованный в цифровой вид сигнал передается в контроллер 9 и оттуда в программируемый вычислитель 3, где запоминается. Одновременно с этим по аналогичной схеме в канале 2 выделения измерительной информации от импульсного датчика частоты вращения 15, связанного с приводом 13 гидронасоса 14, аналоговый электрический сигнал поступает в регулируемый усилитель 17,управляемый контроллером 9, усиливается и передается в АЦП 18, где преобразуется в цифровой вид. Управление дискретизацией процесса преобразования сигнала в АЦП 18 осуществляется контроллером 9. Преобразованный в цифровой вид сигнал передается в контроллер 9, оттуда в программируемый вычислитель 3 и запоминается. После срабатывания предохранительного клапана 7 привод 13 гидронасоса 14 выключается, распределитель 6 по команде программируемого вычислителя 3 через контроллер 9 и блок команд 10 устанавливается в положение на слив гидроаккумулятора 8, который разряжается в емкость 19. При необходимости статистической обработки данных приведенная выше последовательность операций повторяется необходимое число раз. 4 7240 1 2005.09.30 После завершения набора диагностических данных программируемым вычислителем 3 с учетом температуры рабочей среды осуществляется их комплексная обработка, включающая анализ градиентов изменения объемов рабочей среды, поступающей в гидроаккумулятор 8 при возрастании давления (по таррировочным данным гидроаккумулятора 8),их сравнение с расчетными (по числу оборотов привода гидронасоса 15) и эталонными(паспортными) объемами подачи рабочей среды гидронасосом при исправном состоянии диагностируемого гидропривода. Устройство позволяет с высокой достоверностью определить техническое состояние гидропривода мобильной машины в условиях эксплуатации. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5