液压系统及液压系统监测 PPT课件

液压系统及液压系统监测 简述液压系统液压系统故障诊断方法液压系统数据监测 简述常见液压系统 飞机液压系统海上石油平台液压系统臂式俯仰液压系统赫格隆液压系统克令吊液压系统搅吸式挖泥船液压系统翻车机液压系统娱乐设施液压系统大型液压压力机液压系统机床液压系统行走机械液压系统 液压系统组成 一个完整的液压系统由五个部分组成 即动力元件 执行元件 控制元件 辅助元件 附件 和液压油 动力元件 液压泵 的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能 指液压系统中的油泵 它向整个液压系统提供动力 液压泵的结构形式一般有齿轮泵 叶片泵和柱塞泵 执行元件 如液压缸和液压马达 的作用是将液体的压力能转换为机械能 驱动负载作直线往复运动或回转运动 控制元件 即各种液压阀 在液压系统中控制和调节液体的压力 流量和方向 根据控制功能的不同 液压阀可分为压力控制阀 流量控制阀和方向控制阀 辅助元件包括油箱 滤油器 油管及管接头 密封圈 快换接头 高压球阀 胶管总成 测压接头 压力表 油位油温计等 液压油是液压系统中传递能量的工作介质 有各种矿物油 乳化液和合成型液压油等几大类 一个液压系统的好坏取决于系统设计的合理性 系统元件性能的的优劣 系统的污染防护和处理 而最后一点尤为重要 近年来我国国内液压技术有很大的提高 不再单纯地使用国外的液压技术进行加工 第一行走机械液压系统 行走机械 是指在地面行走的自行式和拖式机械 全液压行走驱动系统 包括 开式液压系统和闭式液压系统工程机械液压系统执行机构和控制系统包括 动臂 斗杆 铲斗 铲刀的升降或倾斜等控制系统工程机械液压系统的回转系统 工程机械液压元件主要包括 高压多路阀 手动 电控 液压泵 液压马达 液压油缸 工程机械液压系统故障的特点 机床是指制造机器的机器 亦称工作母机或工具机 习惯上简称机床 第二机床液压系统 数控机床具有主轴自动变速 自动换刀 卡盘的松开与夹紧 其他辅助操作自动化等功能 而这些功能的实现大多是靠液压与气动系统驱动及控制的 了解 掌握这些液压系统的构成 特点及工作性能对正确使用和维护机床有着重要的指导意义 MJ 50数控车床液压系统原理图 CK3225数控车床的液压系统原理图 TH6350卧式加工中心外观图 TH6350卧式加工中心的液压系统原理图 机床液压系统常见故障表现 第三大型液压压力机液压系统 液压压力机是近百年来发展起来的一种制品成型设备 液压压力机的工作原理 液压机主要由机身 液压控制系统 液压泵站三部分组成快速下行 慢速加压 保压延时 快速返回 原位停止 液压压力机主回路液压原理图 液压压力机故障一般表现为压力不足和执行动作流程顺序错误 第四娱乐设施液压系统 游乐设施是指用于经营目的 在封闭的区域内运行 承载游客游乐的载体 娱乐设施液压系统同样由动力元件 执行元件 控制元件 辅助元件 附件 和液压油组成 稍有区别的是 娱乐设施要有更高的安全性 和一套完整备用系统 和备用电源等 娱乐设施液压系统执行动作大多以往复起升和回转为主 液压控制系统大多有缓冲结构 液压回路装有蓄能器等元件减小压力冲击 第五翻车机液压系统 翻车机 指一种用来翻卸铁路敞车散料的大型机械设备 翻车机的形式主要有转子式和侧倾式 其中使用最多的是转子式翻车机 翻车机机构由压车机构 靠车机构 夹轮机构和翻转机构 根据不同厂家的不同型号 分为独立液压系统和综合液压系统 翻车机液压系统故障表现为压车机构不能压紧或不动作 回转不到位导致不能完成卸货 第六搅吸式挖泥船液压系统 挖泥船作用是进行水下土石方的施工 具体讲就是 挖深 加宽和清理现有的航道和港口 开挖新的航道 港口和运河 疏浚码头 船坞 船闸及其他水工建筑物的基槽以及将挖出的泥沙抛入深海或回填于陆上洼地造田等 是良好的水下挖掘机械 绞吸式挖泥船一般以燃油发动机作为动力带动液压泵组驱动大扭矩液压马达驱动铰刀方式进行作业 IHC7025 2500搅吸式挖泥船液压系统原理图 液压系统特点 液压回路液压油流量较大 工作压力波动频繁 第七克令吊液压系统 克令吊 又称船用吊机 船用起重机 是船上的一种大甲板机械 它是一种船舶装卸货物的设备 液压克令吊是船舶上普遍使用的一种装卸货设备 克令吊液压系统原理图 克令吊吊液压系统故障表现为起升无力 运行不平稳 或无动作 第八赫格隆液压系统 电机 将电能转换为动能 液压油泵 将动能转化为液压能 液压马达 将液压能转换为机械能 液压管路 用于系统输送液压能量 控制系统 对液压系统进行控制和检测 赫格隆液压驱动系统是能量转换装置 电能 动能 液压能 机械能 速度及扭矩 常用的标准闭环回路示意图 双向轴向柱塞变量泵定量液压马达 可以实现正反转 20 25 的工作流量被补油泵输入的冷油置换出来 使主回路强制冷却 容积调速系统 使用比例阀控制液压泵的斜盘倾角的变化 从而控制液压泵输出流量的变化 马达的转速n Q q 因而控制液压马达的转速 液压系统高度集成化 总效率可达70 80 赫格隆闭式回路系统的优点 与开式液压系统相比 闭式系统有如下优点 重量轻能量损失小 总效率高结构紧凑空间尺寸小 容易布置低噪音 无污染防水 防尘 抗恶劣环境 基本液压闭式回路 chargepressurereliefvalve flushingvalve highpressurereliefvalveA highpressurereliefvalveB checkvalves feedvalves pilotpressurereliefvalve SP泵液压的原理原理图 第九悬臂俯仰液压系统 臂式斗轮堆取料机是一种大型高效堆取料设备 它具有堆取料能力大 料场占地面积小 操作方便 实现自动控制等优点而被工业部门广泛使用 臂架型堆取料机主要由斗轮机构 回转机构 回转平台 上部钢结构 带式输送机 尾车 液压俯仰机构是堆取料机实现堆取功能的关键部分 液压俯仰机构作用是支承斗轮和臂架的重量 并能改变斗轮的高度 使斗轮可以在不同高度上堆料和取料 它的工作安全可靠性非常重要 液压俯仰机构特点 保压性能要求非常高悬臂俯仰换向时快速 平稳系统设置过载保护装置 臂式俯仰液压系统原理图 第十海上石油平台液压系统 海上石油平台主要用于钻探井的海上结构物 上装钻井 动力 通讯 导航等设备 以及安全救生和人员生活设施 海上油气勘探开发不可缺少的装置 主要有自升式和半潜式钻井平台 自升式海洋石油平台液压升降系统分析 自升式平台的升降系统大致分为两大类 齿轮齿条式液压缸顶升式 齿轮齿条式自升液压系统原理图 第十一飞机液压系统 飞机指具有机翼和一具或多具发动机 靠自身动力能在大气中飞行的重于空气的航空器 飞机上以油液为工作介质 靠油压驱动执行机构完成特定操纵动作的整套装置 为保证液压系统工作可靠 特别是提高飞行操纵系统的液压动力源的可靠性 现代飞机上大多装有两套 或多套 相互独立的液压系统 它们分别称为公用液压系统和助力 操纵 液压系统 供压部分执行部分控制部分辅助部分 国航现役机型 波音737 800液压系统分布示意图 主轮舱内液压系统检查 B系统 右翼 液压系统检查 系统组成部件 液压油箱油箱增压系统液压泵PTU系统其它部件 控制部分及仪表显示布置图 主液压系统备用液压系统动力转换组件液压指示系统 对于民用机来说 飞机液压系统的工作必须满足适航标准 对于军用机则必须满足有关的航空标准和国家军用标准 要求液压系统及其附件能在飞机结构允许的所有条件下正常工作 液压系统还应尽可能保证丧失油液或压力的故障情况下 不会造成全部丧失飞行操纵能力 液压系统还应保证飞机在正常起飞和着陆时 能提供满足相关品质规范规定的保证安全操纵的最低要求 现代飞机的液压系统逐渐向着高压化 大功率 变压力 高安全性发展 并且速度控制技术和数据总线技术也逐渐在现代飞机液压系统中采用 液压系统的故障诊断方法 液压传动系统由于其独特的优点 即具有广泛的工艺适应性 优良的控制性能和较低廉的成本 在各个领域中获得愈来愈广泛的应用 但是由于客观上元 辅件质量不稳定和主观上使用 维护不当 且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作 不象机械设备那样直观 也不象电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数 液压系统某些部位的工作参数难以测量 这给故障诊断带来一定困难 液压系统的故障诊断方法 以人工为基础的诊断方法基于参数测量检查法基于详细的运行参数记录法基于人工智能的专家系统诊断法 以人工为基础的诊断方法 直观检查法对换诊断法液压原理逻辑分析 参数测量检查法 仪表测量检查法就是借助对液压系统各部分液压油的压力 流量和油温的测量来判断该系统的故障点 不但可诊断已有故障 而且可进行在线监测 预报潜在故障 基于详细的运行参数记录法结合高水平逻辑推理 设计开发液压系统时充分考虑系统的可靠性减少故障发生频率 对重要参数点加装相应传感器进行运行参数记录 对于正在正常运行的系统进行加装参数记录点 以便及时发现系统参数渐变和趋势 防范系统故障发生或为故障诊断提供足够的参数依据 液压系统故障发生频繁 简单修复后又不同程度反复出现同样或其他故障 故障修复总是不彻底 故障源难以判断 应即刻采用运行参数记录结合原理深刻分析故障源 基于人工智能的专家系统诊断法 通过计算机模仿在某一领域内有经验专家解决问题的方法 将故障现象通过人机接口输入计算机 计算机根据输入的现象以及知识库中的知识 可推算出引起故障的原因 然后通过人机接口输出该原因 并提出维修方案或预防措施 液压系统数据监测 液压系统监测的意义液压系统监测系统组成部分和工作方式液压系统故障 数据分析实例总结液压系统监控 液压系统监测的意义 为系统使用和维护提供依据总计历史数据以便优化系统减少故障发生次数排除系统潜在安全隐患 液压系统监测系统组成部分和工作方式 监控系统采用传感器采集数据 通过电缆传递给数据采集模块 进行模数转换 逻辑运算 接受和发出信号 通过通讯电缆将数据传递给工控主机服务器 工控主机进行存储记录 运算 上传至局域网 客户端pc查询 液压系统故障 数据分析实例 IHC7025 2500绞吸式挖泥船液压系统故障分析 故障现象 系统各部设备使用超过一定时间后 系统主油泵共15台无规律频繁损坏 叶片泵定子环损坏严重 导致系统不能正常工作 经过更换新叶片泵总成或新泵芯后 故障仍然持续产生 故障分析 绞吸式挖泥船液压系统原理图叶片泵吸油口负压叶片泵出油口存在压力冲击其它可能原因 绞吸式挖泥船液压系统原理图 针对上述故障及系统特点进行数据监控并记录 传感器对应液压泵编号 现场服务工程师对液压系统检测数据查询 现场服务工程师做液压系统检测数据查询 6月6日14 00 00 6月6日15 00 001 2 3 4 6 9 10 13 14 15 泵对应1 吸油口 6月6日14 00 00 6月6日15 00 001 2 3 4 6 9 10 13 14 15 对应2 吸油口 6月6日14 00 00 6月6日15 00 001 2 3 4 6 9 10 13 14 15 对应3 吸油口 6月6日14 00 00 6月6日15 00 001 2 3 4 6 9 10 13 14 15 对应4 吸油口 6月6日14 00 00 6月6日15 00 001 2 3 4 6 9 10 13 14 15 对应5 吸油口 6月6日14 00 00 6月6日15 00 005 11 12 对应2 吸油口 6月6日14 00 00 6月6日15 00 007 8 对应3 吸油口 1 2 3 4 6 9 10 13 14 15 1分钟波动75 110bar 38n min 检测结果分析 每个泵吸油口均有负压产生 铰刀马达工作时最为严重 每组泵出油口按照不同工况有压力震颤 按照工况不同震颤频率不同 铰刀马达工作时震颤最为严重 震颤压力范围不同 故障分析和检测结果并综合系统原理得出以下改造方案 在泵站回油 吸油 管路加装电动蝶阀 采用plc自动控制 将阀门控制部分与液压系统电气控制结合 对其进行实时控制 通过调节电动蝶阀开关角度 结合系统原理 控制系统回油 吸油 压力 提高泵站吸油口压力 避免系统工作状态吸油口产生负压 改造方案 在泵站吸油管路上加装单向阀 改造方案 根据现场实际测得的出油口工作压力数据 结合系统原理图 在绞刀马达系统回路上加装3只的蓄能器 改造完成后对整个系统进行实际操作测试 证实不影响原有系统功能 对改造后系统进行监控并记录参数 1 2 3 4 吸油口2小时内压力平均在50Kpa 最小值44Kpa 最大值68Kpa 对改造后系