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液压泵流量波动的测量原理及健康状况监测方法

文章出处:admin 人气:发表时间:2018-11-15 11:16

  【导读】:液压波是液压系统固有的振动形式,所有液压泵都会产生基于静态流量的周期性液压波动,这种波动是由液压泵不连续地泵送液压油引起的,这种流动波动将产生沿系统传播的压力波,导致系统部件的振动和噪声,也反映了液压泵的特性和工作条件。

  液压泵工作时必然会发生振动。振动是液压泵正常运行的固定属性,但有时会发生异常振动。这意味着液压泵本身可能存在一些问题。这就要求我们对液压泵进行分析,并简要介绍液压泵流量波动的测量原理及健康状况监测方法

  

液压泵流量波动的测量原理及健康状况监测方法

 

  

液压泵流量波动的测量原理

 

  由于在目前的技术条件下,很难直接、准确地测量出流量波,一些学者利用压力波直接监测泵的状态。然而,由于压力波在系统中会反弹,形成驻波甚至共振,因此压力波的特性在很大程度上受整个系统的阻抗特性的影响,并且还取决于压力测量点的位置。流动波不受系统阻抗的影响。因此,奈杰尔·约翰斯顿博士发明了一种间接测量泵发射的流波的方法,称为二次源法。

  它是泵的流动波和泵源阻抗。这两个物理量取决于泵的设计和运行条件(如压力和速度),并且与系统特性无关。通过计算硬管两点以上压力波的测量结果,可以得到泵出口处的压力波和流动波。在实际应用中,通常使用不等间隔的三点压力波测量来消除病态矩阵的可能性。

  由于测量到的压力波需要在频域中进行分析,因此需要记录压力波的相位。利用光学传感器记录泵浦源的频率和相位,同时记录三点处的压力波。同时,利用FBN软件采集三点压力波和来自光传感器的信号,送至微机进行采样和分析。采样时间通常是泵循环的整数倍,这可以确保消除初级泵循环中不同泵循环之间的差异。

  在两个振动源测量中,有两个问题需要解决。一个是两个振动源之间的谐波干扰,它通过在完全不同的频率下操作两个振动源来解决。第二个困难是难以利用谐波的频率和振幅来计算泵浦源的阻抗,因为泵浦源的阻抗可能在不同的频率下发散。这个问题可以通过多次测量后的阻抗数学模型来近似,通常使用Norton模型或改进的并行Norton模型。

  

实验数据分析及应用分析

 

  使用推理流量算法监测泵健康状况的实验选择两个平衡叶片泵作为测试泵,一个是没有任何损坏的新泵,另一个是由于气蚀而损坏的阀板。通过图2所示的流动实验,获得了图3所示的泵损坏对泵源流动波的影响。不同的损伤对泵源流动波的影响是不同的。根据测量到的泵源流量波的变化,可以推断出泵的健康状况。对于液压泵配流盘上的气穴损伤,根据经验使用一种简单的算法进行判断,即如果泵源流量波的振幅超过泵静流量的0.7%,那么可以初步认定配流盘已经受到气穴损伤。

  

健康状况监测方法

 

  首先,采用双源法对新泵进行测试,得到泵浦源的波谱。然后,通过在新泵的出口处的压力传感器测量压降。根据方程(1),可以得到具有相同类型的新泵的所有泵的泵源阻抗。

  在实际应用中,位移传感器放置在泵出口相同的位置,需要对位移传感器进行监测,以记录被测泵出口处的压力波频谱。由于泵的阻抗在使用期间基本不变,所以根据方程(1)使用先前计算的泵的阻抗来计算要监测的泵源的流量波。

  测量泵浦源的流动波的方法称为推断流算法。减去由推力流算法计算的泵源流波和由第二振动源测量方法计算的新泵源流波,得到可用于监测泵健康的新波形。这是液压泵流量波动的测量原理和健康状况的监测方法

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