基于Tee法的某型实验挖掘机模型的常见液压故障检澳及其可视化平台设计

2015年 12月 机 床 与 液 压 Dec 2015 第 43 卷 第 23 期 MACHINE TOOL 1 HYDRAULICS Vol 43 No 23 D O I 10 3969 j issn 1001 3881 2015 23 049 基于T e 法的某型实验挖掘机模型的常见液压故障检测 及其可视化平台设计 要 鑫 陕西国防工业职业技术学院 陕西西安710300 摘要 采用一种实验用挖掘机平台来分析其液压故障 介绍了基于T e的参数测量方法 通过分析参数快速有效地解 决其在工作过程中出现的液压故障问题 为生产带来极大的方便 同时 利用SOLIDWORKS2012软件设计可视化平台 仿 真模拟出挖掘机运动过程 具有一定的应用及推广价值 关键词 Tee 挖掘机 液压故障 中图分类号 TP137 9 文献标志码 B 文章编号 1001 3881 2015 23 193 3 Design of Common Hydraulic Fault and Visualization Platform of One Certain Experimental Excavator Model Based on Tee Method JIANG Xin Shaanxi Defence Vocational Technical College X i an Shaanxi 710300 China Abstract An experiment witli a platform was adopted to analyze the hydraulic excavator fault and a measuring metliod of param eters was introduced based on Tee By analyzing the parameters the problem of hydraulic fault which appeared in the worlc process was quickly and effectively solved which brought great convenience for production At the same time the SOLIDWORKS2012 software was used to design visualization platform It simulates the process of excavator movement and has cerain value of application and populari zation Keywords Tee Excavators Hydraulic fault 前言 挖掘机是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料 并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械 从近几年 工程机械的发展来看 挖掘机的发展相对较快 现已 经成为工程建设中最主要的工程机械之一 文中介绍 了一种实验用液压挖掘机模型 如 图 1 所示 该模 型能够直观 方便和有效地反映挖掘机的具体工作过 程 但是在使用过程中也出现了其液压系统的故障多 样化和复杂化的特点 如何快速有效地找到故障发生 的部位 就成为了保证其正常工作的前提 1挖掘机故障分析 该工作机构具体结构如图2 所示 在实验室操作使用过程中 经常出现铲斗油缸3 和斗缸油缸5 挖掘无力的现象 而且还伴随着举升缓 慢 慢速时爬行卡壳 两侧马达转速不同的现象 针 对上述现象 可以确定在挖掘机的液压系统中可能出 现了故障 但是故障点在哪里 需要做进一步的分 析 首先液压系统的故障可以通过系统的工作压力 温度 流量等参数反映出来 通俗地说 就是液压系 收稿日期 2014 10 16 作者简介 姜 鑫 1984 男 讲师 主要从事机电一体化方向的教学与研究工作 E mail jiangxin658 163 com 194 机床与液压 第 4 3 卷 图3液压系统检测的结构原理框图 数据处理系统包括接口电路 前置放大器 多通 道 信 号 传 输 电 路 多 路 开 关 A D转 换 电 路 AT89C52单片机 液晶显示 触摸开关 蓄电池等 信号获取的过程是 当检测仪接入油路后 压力油分 别作用到涡轮流量变送器 压力传感器和温度传感器 上 涡轮流量变送器产生的计数脉冲信号经高精度频 率电压转换装置 F V Converter 转换成与流量成比 统工作过程中出现的任何问题都直接或间接地与这几 个参数有关 系统工作正常时则参数都工作在预设值 附近 若这些参数偏离了预设值 则系统就会出故障 或有可能出现故障 通过检测系统的压力 流量 温度和功率等几个 特定的参数值 就可以进一步断定液压回路中的哪个 位置参数已偏离了预定值 在此基础之上 现场分析 数据 即可快速准确地找出故障之所在 由此可见 进行液压系统状态监测和故障诊断 最关键的就是准 确地获取参数 利用参数测量法不仅可以诊断系统故 障 而且还能预报可能发生的故障 即液压系统状 态的监测 并且这种预报和诊断都是定量的 大大 提高了诊断的速度与准确性 2用T e参参数测测量法检测法检测液压系统故压系统故障 T e参数测量法就是液压系统中泵的出口处接入 T型接头 接头的另两个接口中一个与测试仪相连 另一个则与工作回路进油口相连 对测量参数的结果 进行比对分析 判断系统某个回路中液压元件的性 能 这样就可以在不拆卸液压设备的前提下 迅速而 简便地检测各类液压系统技术状况及故障所在 常见 的检测仪由测试系统与数据处理系统组成 测试系统包括膜片式安全阀 模拟加载的嵌入式 加载阀 硅应变式压力传感器 涡轮转子流量传感 器 热电阻温度传感器等集成在 起的集成传感器 该集成传感器是在涡轮流量变送器上嵌入了温度 压 力传感器和内置式加载阀 实现温度 压力和流量的 同步测量 流量精度满量程误差 1 流量读数为 线性度及零漂移 1位 压 力 测 量 范 围 为 0 41 4 MPa 测温范围 20 150 C 系统的结构原理如图 3 所示 动作左压力 MPa右压力 MPa 前进3 2554 120 后退 4 0783 196 由表2 数据可知 高 低压油由于密封失效 造 成高 低压油路渗透 形成在前进时左马达的进油箱 和右马达的回油道之间发生渗漏 后退时右马达的进 油道和左马达的回油道之间发生渗漏 这样就形成左 右压力不等及供油不足 行走较慢的现象 4可视化平台设计 通过上面的分析可以明确地得出挖掘机液压故障 的原因及产生部位 但是对于动作过程的描述不够直 观 为了更加清晰直观的仿真挖掘机的工作过程 各 液压缸支承下的工作顺序 利 用SOLIDWORKS2012 作为设计平台 进行可视化界面设计 设计结果如图 所示 2 例的电压信号 压力和温度传感器则直接输出电压信 号 这些流量 压力 温度信号通过前置信号处理器 调理后进入A D转换器 由AT89C52单片机处理并 计算其相应的功率参数及泄漏量 并进行数据的显 示 也可通过打印机打印出来或通过专用接口输出到 计算机中去 3测试数据分析 通过上述方法 1 将T e测量仪接入两泵出口 处 测试结果见表1 表 1测试结果 两泵平均油流量标准值 前泵实测流量 后泵实测流量 压 jM P I L min 1 L min 1 L min 1 D 2 ZOO 5 lDO 图5动臂油缸运动代码 图6斗缸油缸运动代码 图7铲斗油缸运动代码 分别编写好运动代码后 点 击 应用 按钮 便将已经编写好的运动代码植入到挖掘机总装配图的 相应运动部位 点 击 执行 按钮 挖掘机便可以 按照指定的要求和速度进行动作 动作过程如图8 10所示 图 8 为铲斗向下挖掘的动作 图 9 为铲斗 完成挖掘的动作 图 10为动臂提升到顶部位置的 动作 通过这样一个 利 用SOLIDWORKS2012设计的软 件平台 非常简单方便地模拟出挖掘机在正常工作时 的动作顺序 如果想表现出挖掘机在出现故障时的表 现动作时 只需要改写图5 或图6 图 7 中的运动代 码即可 学生可以根据视觉表现而明确故障产生的特 点及动作次序 图8铲斗向下挖掘的动作 图9铲斗完成挖掘的动作 图1 0 动臂提升到顶部位置的动作 5结束语 采用 种实验用挖掘机平台来分析其液压故障 利用T e法检测其故障的流量和压力参数 经过综合 的分析 可以明确故障的发生位置和故障的产生原 因 简单 方便 实用 省去了液压维修过程中很多 不必要的拆卸 检查 装配和调试环节 同时 为了 将故障的特点更加直观地表达出来 利 用SOLID WORKS2012绘制出挖掘机