Устройство для диагностирования гидроприводов

 

па1 ел с . энаи о и итх" И- "-"

ИЗЬБРЕТЕНИЯ

„„ 734431

Союз Советскив

Социвлисткческив

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к ввт. свил-ву (53)M. Кл. (22) Заявлено 24.08.77 (21) 2519622/18-2 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15-05.80. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 1805.80

F 15 В 19/00

Гааударатввиимй камитет

СССР па делам иэобретеиий и атврытий (53) УДК 621-540 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Лукьянов, А. Б. Кайма, М. Д. Власов и E. Н. Корягин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ .ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ГИДРОПРИВОДОВ меру (1) .

Изобретение относится к гидроприводам технологических машин, а именно к устройствам для контроля и диагностирования технического состояния гидроприводов роторных прессовых машин с насосом постоянной подачи.

Известно устройство для диагностирования гидроприводов металлорежущих станков, содержащее реверсивный золотник, нагрузочный дроссель и измерительную емкость, которая снабжена датчиками !

О регистрации уровня жидкости, подключен ными через усилитель к электросекундоИзвестное; стройство позволяет т5 определить величну объемных потерь рабочей жидкости, по которым судят о техническом состоянии насоса и гидропривода. Величина объемных потерь опре20 деляется путем переключения всего потока рабочей жидкости в измерительную емкость и вычислением подачи насоса по времени заполнения емкости.

Однако устройство позволяет производить контроль технического состояния только отдельных элементов гидропривода, а именно: насоса, участка гидролинии до реверсивного золотника и самого золотним. Определение технического состояния перечисленных .элементов не дает надежного критерия для оценки работоспособности гидропривода в целом, так как не учитывает утечки s распределителе, гидроцилиндрах и других элементах, образующиеся при износе и деформации под действием давления, а так же потери подачи, вызванные компесацией сжатия рабочей жидкости при попадании воздуха в гидросистему ухудшения ее упругости, кроме того, переключение потока рабочей жидкости в измерительную емкость требует временной остановки машины и нарушения технологического цикла..

Наиболее близким к изобретению является устройство для диагностирования гидравлических систем, содержацее насос

3 7344 с йапорньпй клапаном и распределителем, концевой вьгклгочатель и цикловые метки, соединенных через коммутатор и измеритель временных интервалов к регистрирующему прибору (2) .

Известное устройство позволяет измерить время перемещения исполнительньгх гидроцилиндров на заданную величину хода, начиная с момента подачи команды на распределитель при работающем гидроприводе. Сравнивая измеренные величины времени перемещения и средней скорости с некоторыми теоретическими, определяют величину объемных потерь и

"выносят суждение об общем техническом состоянии гидропривода. Кроме того, в этом устройстве предусмотрена возможность оценки технического состояния отдельных элементов, а именно: гидроцилиндра и перепускного клапана. Для этого о измеряют величину тормозного пути гидроцилиндра при прекращении подачи рабочей жидкости. По величине тормозного пути определяют объемные потери в гидроцилиндре и перепускномклапане, а затем оценивают их техническое состояние.

Недостатком известного устройства является то, что конечный вьгключатель располагается в рабочей зоне инструмента, а ввиду того, что исполнительные гидроцилиндры, скорость поступательного движения которых необходимо измерить, располагаются в непрерьгвном вращающемся технологическом роторе, требуется введение сложных передаточных механизмов. Величины рабочих перемещений гидроцилиндров для ряда роторных прессовых машин (например, для ряда штамповочных или чеканочных) малы и соиз40 меримы с упругими деформациями деталей конструкции ротора, что не позволяет с достаточной точностью измерить величину перемещения. Кроме того, недостатком устройства является то, что оно не позволяет диагностировать каждый гидроцилиндр в отдельности, следствием чего является невысокая точность диагностирования.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение точности диагностирования.

Поставленная цель достигается тем, что концевой вьгключатель кинематически. связан с запорным органом напорного клапана, а в напорйую гидроли55

:гцпо насоса включен датчик давления, выход которого соединен I &pEK3 коммутатор и с регистратором.

На фиг. 1 схематически изображены гидропривод роторной прессовой машины и устройство для его диагностирования; на фиг. 2 — примерные графики изменения давления в рабочей полости исполнительного гидроцилиндра во времени и формирования электрических сигналов в датчиках устройства.

По периферии блока 1 цилиндров технологического ротора на равных участках располагаются позиции исполнительных гидроцилиндров 2. Каждый исполнительный гидроцилиндр 2 является исполнительным органом для вьпголнения прессовых операций. Гидропривод роторной прессовой машины содержит насос 3 постоянной подачи, напорная гидролиния

4 которого через управляющий распределитель подводится к исполнительным гидроцилиндрам 2. К напорной гидролинии 4 подключен также напорный клапан 5, имеющий запорный орган 6 и сливную гидролинию 7. Напорный клапан5 предназначен для сброса на слив избытка подачи рабочей жидкости при достижении максимального давления в конц . каждого рабочего цикла гидропривода..

Управляющий распределитель состоит из вращающегося вместе с ротором переключающегося диска и неподвижного диска 8. Ротор и связанный с ним переключающий диск распределителя. приводится во вращение от независимого привода 9, выполняющего одновременно функцию транспортного привода машины.

Конструктивное выполнение распределительных пазов нагнетания 10 и слива 11 неподвижного диска 8, а также скорость вращения ротора определяют цикл работы исполнительных гидроцилиндров. При вращении ротора рабочие и обратные полости исполнительных гидроцилиндров

2 последовательно соединяются с напорной гидролинией 4 и сливной гидролинией 12.

Устройство для диагностирования, гидропривода роторной прессовой машины, включает концевой выключатель 13, установленный на напорном клапане 5 и связанный с запорным органом 6 напорного клапана 5. Концевой выключатель формирует дискретный сигнал в виде электрического импульса, длительность которого пропорциональна времени пребывания в открытом состоянии запорного органа 6 напорного клапана 5. Датчик 14 давления, . установленный на напорной гидролииии 4, 443 1

6 н5

in

С датчика 19 цикповых меток поступают дискретные сигналы в виде эпектрических импульсов (фиг.2 г), а при

5 73 формирует дискретный сигнал в виде эпектрического импульса при достижении опреде ленного давления в гидроприводе. Регистратор 15 содержит набор логических эпеме тов, поэвопяюших выполнять операции по преобраэов апик сигналов, поступающих от ,датчиков, и распознаванию номера позиции, которому соответствует определенный импульс с концевого выкпючатепя 13. Регистратор также обеспечивает преобразование сигналов в показания индьпсаторов. Дпя достижения указанной цели концевой выключатель 13 и датчик давления 14 подключены к регистратору 15 через коммутатор 16.

Коммутатор 16 представляет собой набор перекпючаюших элементов, разпичноГо рода реапьных устройс гв и пупы. управления с выведенной на него индикацией. Коммутатор имеет допопнитепьные входы 17 дпя подключения гидроприводов нескольких роторных прессовых машин. Кроме того, в устройстве имеется измеритель временных интервапов 18, который позволяет измерить длительность импульса, поступающего с концевого выкпючатепя 13 и датчики

19 и 20 цикловых меток и оборотов роторной машины.

Датчик 19 цикповых меток установпен таким образом рядом с ротором, что при вращении ротора он формирует дискретный электрический сигнал при подключении каждого испопнитепьного гидроципиндра 2 к напорной гидропинии 4. Связь датчика оборотов роторной прессовой машины 20 с ротором осушествпяется посредством передаточного звена 21. При каждом полном обороте ротора датчик. 20 формирует дополнительный электрический сигнал, который. принимают за начало отсчета номеров позиций. Датчики 19 и 20 соединены через коммутатор 16 с измерителями временных интервалов 18. Кроме того, регистратор 15 снабжен устройством 22 дпя ввода информапии в вычислительную машину.

Устройство дпя диагностирования гидропривода роторной прессовой машины работает спедуюшим образом.

При работе роторной прессовой машины ротор находится в непрерывном постоянном вращении от независимого привода 9 транспортного вращения ротора.

В реэупьтате этого полости исполнительных гидроципиндров 2 последовательно соединяют через распределительные пазы 10 и 11 неподвижного диска 8 управляющего распределителя с напорной гидролинией 4 и спивной гидропинией 12. При этом поршень испопнитепьного гщ роципиндра 2 совершает поступатепьное движение до упора, выполняя технологическую прессовую операцию.

Давление в рабочей полости исполнительного гидроципиндра 2 равномерно растет, как показано на фиг. 2а кривая Р (Т) .

При достижении в рабочей полости исполнительного гидроципиндра 2 давпение Р„равно максимальному давпению технопогическо и прессовой операции, срабатывает напорный клапан 5, который соединяет напорную гидропинию 4 со сливной гидропинией 7. В резупьтате давпение в рабочей полости испопнитепьного гидроципиндра 2 снижается до давпения разгрузки Рр. На этом в точке К (кривая P (Т) (фиг.2а) заканчивается цикл работы одного исполнительного гидропипиндра 2. Длительность никла Т (фиг. 2а) работы одного исцопнитепьного гидроципиндра 2 является в роторных прессовых машинах заданной, постоянной и независящей от работы гидропривода. При дальнейшем вращении ротора рабочая полость поспедуюшего гидроципиндра 2 соединяется с напорной гидропинией 4, а запорный орган 6 напорного клапана 5 возвращается в исходное закрьггое положение. В следующем цикле аналогичный ход совершает последующий исполнительный гидропипиндр 2, а предыдущий — совершает обратный ход возврата в исходное положение при подкпючении к соответствующим пазам управляющего распределителя. При достижении в рабочей полости исцоп» нитепьного гидроципиндра 2 номинапьвэго давления в точке Рч (кривая Р) (Т} фиг.2 а) датчик давления 14 формирует дискретныйсигнап в виде эпектрического импульса, (фиг.2 в). При дапьнейшем увеличении давления в точке P к срабатывает напорный клапан 5. При этом датчик 13 формирует сигнап в виде электрического импульса (фиг.2б), длительность которого пропорциональнн времени нахождения в открытом состоянии запорного органа 6 напорного кпапана 5 (Т), (фиг.2 а и б).

7 734431 ной продукции, но напорный клапан 5 не срабатывает.

В позиции 5, вследствие еще большего увеличения объемных потерь, к моменту окончания цикла (вертикальная пунктирная линия) давление в гидроприводе не достигает максимального значения Р и напорный клапан 5 не срабатывает. Не поступает сигнал также и с датчика 14 давления. Эта позиция находится в неработоспособном состоянии.

Причем, причина неисправности не является общей для всех позиций. Это говорит также о том, что насосная установка, гидрокоммуникация и управляющий распределитель находятся в работоспособном состоянии. В случае выхода из строя напорного клапана 5, например при разрушении пружины, он срабатывает при меньшем давлении (фиг.2а кривая Р (Т) пунктирная) давление в гидроприводе будет не больше давления срабатывания клапана Р, . При этом концевой выключатель 13 сформирует соответствующий сигнал длительностью Т (фиг.2б ) кл1 . 4 а сигналы с датчика давления 14 не поступят (фиг.2в ), таким образом, комбинация сигналов с концевого выключателя 13 и датчика давления 14 позволяет контролировать и диагностировать техническое сс: стояние гидропрнвода

poTopHoH прессовой машины.

Собранная информация позволяет прогнозировать техническое состояние гидроприводов известными методами, например, методом экстраполяции. В устройстве вся обработка числовых данных мо» жет также производиться в ЭВМ.

Предлагаемое устройство позволяет получать информацию для диагностирования нескольких гидроприводов беэ приме: пения дополнительных устройств, не останавливая роторных прессовых машин и не вводя каких либо датчиков в рабочую зону гидроцилиндров, что значительно упрощает конструкцию устройства . Кроме того, количественная оценка избытка подачи рабочей жидкости, сбрасываемой на слив через напорный клапан, 50 и введение пикловых меток позволяет повысить точность диагностирования и диагностировать каждый гидроцилиндр в отдельности.

55 каждом полном обороте ротора накладывается дополнительный сигнал с датчика оборотов 20 (позиция 1 фиг. 2 г). Эти сигналы позволяют распознавать соответствующий номер исполнительного гидроцилиндра для каждого сигнала с концевого вьпицочателя 13. Сигналы с датчиков поступают на коммутатор 16. С коммутатора 16, который позволяет последовательно переключаться от одного ротора 10 к другому, сигналы переадресуются следующим образом.

Сигналы с концевого вьпипочателя 13, датчика 19 цикловых меток и датчика оборотов роторной машины 20 по сооткетствующим каналам направляются в измеритель временных интервалов 18.

Сигналы с датчика давления 14, минуя измеритель временных интервалов 18, поступают в регистратор 15. Поступив 0 в измеритель временных интервалов 18, сигнал с концевого выключателя 13 измеряется, а при помощи сигналов с датчиков 19 и 20 измеренному сигналу присваивается соответствующий номер исполнительного гидроцитпщра. С измерителя временных интерввлов 18 выходит сигнал, характеризующий длительность измеренного импульса, сопуовождаемый дополнительным кодированным сигналом, соответствующим номеру исполнительного гидроцилнндра. Эти стгналы поступают в регистратор 15. В нем выполняются операции по преобразованию входных сигналов в показания индикаторов (на фиг. не показано} или для управления устройством ввода информации в

ЭВМ 22.

Полученная таким образом информация о техническом состоянии гидропри- 40 водов роторных прессовых машин содержит следующие сведения.

Наличие сигнала с концевого выключателя 13 при наличии сигнала с датчика давления 14 позволяет оцределить все работоспособные позиции ротора.

На фиг. 2б позиции "1, 2, "3, 6 являются работоспособными, в позиции . 4 (фиг.2а) кривая Р(Т} вследствии увеличения объемных потерь, давление достигает максимального значения Рц необходимого для выполнения технологической прессовой операции, лишь к моменту подключения к напорной гидролинии 4 последующего гидроцилиндра 2 (фиг. 1). Это предельное состояние, при котором обеспечивается получение годИспользование в производстве предлагаемого устройства для диагностирования гидроприводов ро торных прессовых машин позволяет сократить количество бракованной продукции за счет

Г 73 исключения возможности работы ротор1 ной прессовой машины при неисправном гидроприводе, снизить время восстановления эа счет сокрашения времени на поиск неисправностей, и произвести оценку результатов проведенных мероприятий. Прогнозирование техничес- кого состояния гидропрпвода осу ществляемое с помощью предлагаемого устройства позволяет сократить непредвиденные простои оборудования за счет своевременного планирования проведения профилактических восстановительных работ вне рабочего времени машин. Объективная оценка причины прогнозируемого отказа позволяет регламировать объем восстановительных работ, что в свою очередь снижает запас и расходование запчастей и материалов, а также уменьшает трудозатраты на восстановление.

4431 10 ный с распределителем и напорным клаианом, концевой выключатель и датчики цикловых меток, подключенные через последовательно соединенные коммутатор и измеритель временных интервалов к регистратору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности устройства, концевой вьрслючатель кинематически связан с запорным

>о органом напорного клапана, а в напорную гидролинию насоса включен датчик давления, выход которого соединен через коммутатор с регистратором.

i 5 Источники ияформации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шевченко В. С. и др. Долговечность гидравлического оборудования станков. Минск, Наука и техника, 1973, го с (-)62.

Формула изобретения, Устройство для диагностирования гидроприводов, содержащее насос, связанг5

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 399829, кл. Q 05 В 23/00 (прототип) .,734431

1.

Составитель О. Гудкова

Редактор Р, Петрушко Техред Л. Теслюк Корректор Е. Папп

Заказ 2213/7 Тираж 798 Подписное

ШМИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений ы открь»тий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4