УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГИДРОПРИВОДА

Полезная модель относится к области технической диагностики и может быть использована для автоматизированного определения технического состояния гидроприводов любого назначения.
Известна система диагностирования гидропривода [АС СССР №1721325, опубл. 23.03.1992], которая состоит из гидротестера, включающего нагружающее устройство, датчики давления, расхода, температуры, частоты вращения вала насоса, устройства полнопоточного отбора жидкости (трехходовой крановый распределитель) и электронного блока управления и обработки данных. При этом устройство полнопоточного отбора жидкости (трехходовой крановый распределитель) установлен за насосом, первый и второй выходы которого соединены соответственно с насосом и диагностируемыми системами гидропривода. Третий выход подключен к гидротестеру и далее к гидробаку. В качестве датчика частоты вращения вала насоса использован тахометр, а датчик расхода выполнен с турбинным преобразователем. Блок обработки данных может быть выполнен в виде запоминающего устройства, преобразователей сигналов, клавиатуры управления, трех интерфейсов ввода, микропроцессора, интерфейса вывода и блока индикации. Вход первого интерфейса ввода связан с выходом запоминающего устройства, вход второго интерфейса ввода связан через преобразователи с выходами датчиков гидротестера, выход третьего интерфейса ввода - с клавиатурой управления. Выходы интерфейсов ввода соединены с выходами микропроцессора, выходы которого подключены к блоку индикации через интерфейс вывода.
Однако в известном устройстве контроль параметров гидросистем не обеспечивается в автоматическом режиме.
Нагружающее устройство требует постоянного внешнего воздействия на механический клапан управления и имитации нагрузки для изменения давления, что создает трудоемкость диагностирования.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является система автоматизированного контроля технического состояния гидропривода [Патент на полезную модель RU 90860, опубл. 20.01.2010], которая содержит гидротестер, включающий датчик давления, датчик расхода жидкости, датчик частоты вращения вала насоса, датчик температуры и нагружающее устройство в виде дроссельной шайбы. Система включает электронный блок управления и обработки данных, с которым соединены выходы датчиков гидротестера, трехходовой крановый распределитель, установленный на выходе насоса, первый и второй выходы которого соединены соответственно с насосом и диагностируемыми системами гидропривода, а третий выход подключен к гидротестеру. В состав системы входит компьютер, который через интерфейс соединен с электронным блоком управления и обработки данных или связан с последним посредством радиомоста. Система дополнительно содержит двигатель, который соединен с электронным блоком управления и обработки данных через редуктор с трехходовым крановым распределителем, выполненным с возможностью переключения и фиксации золотника в трех рабочих положениях согласно заданной программе управления от электронного блока. В качестве нагружающего устройства и одновременно датчика расхода жидкости использована дроссельная шайба постоянного сечения, а в качестве датчика частоты вращения вала насоса - пьезодатчик давления с преобразователем импульсов давления в частоту вращения вала.
Недостатком прототипа является ограниченное количество регистрируемых параметров. Система по прототипу позволяет определять гидравлические потери мощности и техническое состояние гидропривода с одним насосным агрегатом, а в гидроприводах, имеющих два и более поточных насосных агрегатов, данная система не приемлема. К тому же наличие только одного датчика давления требует его переустановку в контрольные точки при измерении основных диагностических параметров: давления, перепадов давления, распределения давления, пульсаций давления, что, в свою очередь, увеличивает трудоемкость диагностики.
Ограниченное количество опроса контрольных точек и регистрируемых параметров снижает достоверность информации о техническом состоянии всей машины.
Электронный блок управления в прототипе не содержит графический дисплей, что не позволяет системе контроля выводить измеряемые значения и их графическое отображение в реальном масштабе времени.
Система по RU 90860 функционирует лишь во взаимодействии с электроуправляемым трехходовым краном и дроссельной шайбой, являющейся одновременно датчиком расхода жидкости, что не обеспечивает ей универсальность относительно гидроприводов имеющих разную структуру.
Техническая проблема, решаемая заявляемой полезной моделью, состоит в расширении функциональной возможности устройства путем обеспечения возможности диагностирования гидроприводов разной структуры, в том числе сложной, и в повышении информативности одновременно с улучшением эргономических, эксплуатационных характеристик и безопасности диагностирования.
Технический результат при использовании устройства заключается в повышении достоверности и быстродействия диагностирования.
Решение технической проблемы и достижение технического результата достигаются следующим образом.
Заявляемое устройство автоматизированного контроля технического состояния гидропривода, как и прототип, содержит электронный блок управления и обработки данных, интерфейс ввода данных о давлении, расходе жидкости и вращения вала гидронасоса гидропривода и температуре рабочей жидкости, и беспроводной интерфейс вывода диагностических параметров в компьютер.
В отличие от прототипа заявляемое устройство дополнительно содержит корпус с закрепленным снаружи магнитным устройством, источник питания напряжением +12 - +24 вольт для электронного блока управления и обработки данных, выполненный в виде аккумулятора с системой контроля заряда и подзарядки. В отличие от прототипа заявляемое устройство содержит не менее двух датчиков давления, соединенных с электронным блоком управления и обработки данных. Корпус устройства выполнен внутри с отсеками для размещения источника питания, электронного блока управления и обработки данных и датчиков давления, концы которых установлены в сквозных отверстиях корпуса и выполнены с резьбой для закрепления микрошлангов, соединяющих указанные датчики с контрольными точками гидропривода. На корпусе устройства расположен графический дисплей. Помимо этого, на корпусе устройства и аналогично на передней панели электронного блока управления и обработки данных смонтировано по четыре клавиши интерфейса ввода данных о давлении, расходе жидкости, вращения вала гидронасоса гидропривода и температуре рабочей жидкости, по одному интерфейсному разъему для подключения модуля передачи диагностических параметров в компьютер, а также разъемы для подключения внешних датчиков расхода рабочей жидкости, температуры жидкости и частоты вращения вала гидронасоса.
В частных случаях выполнения в качестве интерфейса передачи диагностических параметров в компьютер может быть использована или система Wi-Fi, или радиомост.
Магнитное устройство может состоять из одного магнита, закрепленного на наружной поверхности корпуса или двух магнитов, закрепленных, например, симметрично на наружной поверхности корпуса.
Совокупность существенных признаков, характеризующих полезную модель, в известных источниках информации не обнаружена, что подтверждает ее новизну.
Устройство компактно, удобно и безопасно в работе. Автономное питание делает устройство энергонезависимым от системы питания на диагностируемой машине. Наличие корпуса позволяет скомпоновать в отсеках и соединить между собой все элементы и блоки устройства, а магниты на корпусе позволяют закрепить его в любом месте на диагностируемой машине. Наличие разъемов на электронном блоке управления и обработки данных, предназначенных для соединения с датчиками давления, входящими в состав устройства, а также с датчиками расхода жидкости, вращения вала гидронасоса гидропривода и температуры рабочей жидкости, расположенными вне устройства, позволяет повысить количество опросов контрольных точек и диагностировать гидроприводы сложной структуры. Поскольку устройство содержит несколько датчиков давления, появляется возможность контролировать перепады давления, потери мощности на участках гидропривода. В результате расширяются функциональные возможности устройства и повышаются информативность и достоверность диагностируемых параметров.
Полезная модель промышленно применима. Изготовление устройства не представляет трудностей для специалистов, а при использовании устройства достигается указанный выше технический результат.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства автоматизированного контроля.
На фиг. 2 - вид А фиг. 1.
На фиг. 3 показана передняя панель электронного блока управления и обработки данных.
Заявляемое устройство состоит из отдельных, соединенных между собой частей, находящихся в функционально-конструктивном единстве. Оно содержит корпус 1 с раздельными отсеками относительно друг друга. В одном из отсеков установлены датчики давления 2. Концы датчиков давления 2 установлены в сквозных отверстиях корпуса 1 и выполнены с резьбой для закрепления микрошлангов, соединяющих указанные датчики с контрольными точками гидропривода (фиг. 1). Количество датчиков давления 2 должно быть не менее двух в зависимости от количества контрольных точек и заданной программы. Именно несколько датчиков (не один, как в прототипе) обеспечивает определение перепадов давления, распределение давления, пульсации давления. В конкретном примере, представленном на фиг. 1 и фиг. 3, устройство содержит четырнадцать датчиков давления 2, что намного повышает его функциональные возможности. На наружной поверхности корпуса 1 устройства закреплены магниты 3. На передней панели корпуса 1 устройства расположен графический дисплей 4 и клавиша включения 5. Для подключения турбинных расходомеров (датчиков расхода жидкости) используются разъемы 6. Разъем 7 служит для подключения датчика температуры рабочей жидкости. Для подключения датчика частоты вращения вала гидронасоса используется разъем 8. Интерфейс ввода данных о давлении, расходе жидкости, вращения вала гидронасоса гидропривода и температуре рабочей жидкости включает в себя четыре клавиши 9. Разъем 10 - интерфейсный разъем для подключения модуля передачи диагностической информации из электронного блока 11 в компьютер. В отсеке корпуса 1 закреплен источник питания 12 - аккумулятор с системой контроля уровня зарядки и электронный блок управления и обработки данных 11. Датчики давления 2 подключены к разъемам 13 электронного блока управления и обработки данных (фиг. 3). К разъему 14 электронного блока управления и обработки данных подключен автономный источник питания 12 (аккумулятор) напряжением +12 - +24 вольт с системой контроля заряда и подзарядки. На передней панели электронного блока управления и обработки данных продублированы разъемы 6, 7, 8, 10, а также четыре клавиши управления с лицевой панели корпуса устройства. В состав электронного блока управления и обработки данных 11 входят процессор, модуль оперативной памяти, часы реального времени и модуль FLASH-памяти. Для передачи диагностических параметров в компьютер может быть использована система Wi-Fi или иная радиосвязь.
Автоматизированный контроль технического состояния гидропривода осуществляется следующим образом.
Корпус 1 устройства закрепляют с помощью магнитов 3 на диагностируемой машине. Концы датчиков давления 2 соединяют с контрольными точками диагностируемой машины посредством микрошлангов с быстроразъемными соединениями. Датчики температуры, вращения вала гидронасоса и расхода рабочей жидкости устанавливают непосредственно на диагностируемую машину и соединяют проводами с разъемами 6, 7, 8 на передней панели корпуса 1 устройства. Модуль передачи информации диагностической информации подключается к разъему 10. В качестве датчика частоты вращения вала насоса используют пьезодатчик давления с преобразователем импульсов давления в частоту вращения вала или индуктивный датчик. Через процессор электронного блока управления и обработки данных 11 обеспечивается сбор, анализ и дистанционная передача информации в компьютер. Диагност с помощью меню осуществляет все настройки измерений.
Устройство обеспечивает сбор и анализ следующих данных с транспортных средств:
- Давление, перепад и пульсации давления на участках гидропривода.
- Расход рабочей жидкости.
- Температуру рабочей жидкости.
- Частоту вращения вала гидронасоса.
Полученные значения диагностируемых параметров и их графическое представление отображаются на графическом дисплее 4 корпуса 1 устройства в реальном масштабе времени.
Графики измерений также могут выводиться на дисплей персонального компьютера через систему дистанционной передачи информации в онлайн режиме, позволяя диагносту на безопасном расстоянии отслеживать процессы в гидроприводе в реальном времени.