CN104533882A - 油缸泄漏故障诊断方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油缸泄漏故障诊断方法及***，其中，该油缸泄漏故障诊断方法包括：通过长度角度传感器感测主机工作状态下各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息；根据各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息，建立各工况对应的大臂长度信息变化规律及角度信息变化规律；在长度角度传感器感测到的大臂长度信息不符合大臂长度信息变化规律时确定伸缩油缸存在泄漏故障，和/或，在长度角度传感器感测到的大臂角度信息不符合大臂角度信息变化规律时确定变幅油缸存在泄漏故障。本发明提供的油缸泄漏故障诊断方法及***不会增加额外的硬件成本，且结果可靠，准确性高。

Description

油缸泄漏故障诊断方法及***
技术领域
本发明涉及油缸诊断领域，具体涉及一种油缸泄漏故障诊断方法及***。
背景技术
在日常生产中，油缸作为执行机构得到了广泛应用，但是在实际使用时，油缸极其容易发生泄漏。泄漏分为外泄和内泄两种，外泄会造成环境的污染和资源的浪费，外泄容易判断，可以根据是否有液压油漏出来进行直接的判断，内泄会影响液压缸的技术性能，出现动力不足，运动速度缓慢，输出无力，效率下降和工作不平稳等现象。通常故障主要由于内泄漏引起，而内泄由于故障现象与***密切相关，相对而言判断较为困难，不容易判断，若判断错误，盲目更换油缸将占用大量停机时间。
目前，检测内泄漏故障的方法大致有两大类：一是在液压缸的进油路和回油路上安装流量传感器，通过检测进油与回油的流量来判断。但是，流量传感器价格昂贵，而且需要串接在油路中，安装很不方便，此外流量传感器一旦被异物卡死或本身疲劳损坏，会阻塞管道，使液压***发生严重故障，因此在实际应用中有着很大的局限性；二是通过检测进油口的压力状态进行诊断，当液压缸发生内泄漏时，进油腔的动态压力也将发生变化。压力传感器价格便宜，安装方便，但是，压力信号容易受到***中压力脉动以及阀、油缸等元件在动作过程中产生的压力冲击等因素的干扰，导致诊断准确度不高。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种油缸泄漏故障诊断方法及***，以避免高成本且提高油缸故障诊断的准确性。
一方面，本发明提供了一种油缸泄漏故障诊断方法，包括：步骤A：通过长度角度传感器感测主机工作状态下各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息；步骤B：根据各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息，建立各工况对应的大臂长度信息变化规律及角度信息变化规律；步骤C：在所述长度角度传感器感测到的大臂长度信息不符合所述大臂长度信息变化规律时确定伸缩油缸存在泄漏故障，和/或，在所述长度角度传感器感测到的大臂角度信息不符合所述大臂角度信息变化规律时确定变幅油缸存在泄漏故障。
进一步地，在所述步骤B之前还包括：通过温度传感器感测液压油温度对各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息的带来的变化量；所述步骤B包括：根据各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息与所述变化量，建立各工况对应的大臂长度信息变化规律及角度信息变化规律。
进一步地，在所述步骤C之后还包括：在确定伸缩油缸存在泄漏故障时，生成用于控制主机停止工作的第一控制信号。
进一步地，在所述步骤C之后还包括：在确定变幅油缸存在泄漏故障时，生成用于控制主机停止工作的第二控制信号。
进一步地，在所述步骤B之后还包括：步骤D：在所述长度角度传感器感测到的大臂长度信息符合所述大臂长度信息变化规律，以及在所述长度角度传感器感测到的角度信息符合所述大臂角度信息变化规律时，主机正常工作。
另一方面，本发明提供了一种油缸泄漏故障诊断***，包括：长度角度传感器，安装在起重机大臂上，用于感测主机工作状态下各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息；变化规律自学习单元，用于根据各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息，建立各工况对应的大臂长度信息变化规律及角度信息变化规律；故障诊断单元，用于在所述长度角度传感器感测到的大臂长度信息不符合所述大臂长度信息变化规律时确定伸缩油缸存在泄漏故障，和/或，在所述长度角度传感器感测到的大臂角度信息不符合所述大臂角度信息变化规律时确定变幅油缸存在泄漏故障。
进一步地，所述的油缸泄漏故障诊断***还包括：温度传感器，用于感测液压油温度对各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息的带来的变化量；所述变化规律自学习单元包括：变化规律建立子单元，用于根据各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息与所述变化量，建立各工况对应的大臂长度信息变化规律及角度信息变化规律。
进一步地，所述的油缸泄漏故障诊断***还包括：第一故障控制单元，在确定伸缩油缸存在泄漏故障时，生成用于控制主机停止工作的第一控制信号。
进一步地，所述的油缸泄漏故障诊断***还包括：第二故障控制单元，在确定变幅油缸存在泄漏故障，生成用于控制主机停止工作的第二控制信号。
进一步地，故障诊断单元还包括诊断子单元，用于在所述长度角度传感器感测到的大臂长度信息符合所述大臂长度信息变化规律，以及在所述长度角度传感器感测到的角度信符合所述大臂角度信息变化规律时，控制主机正常工作。
本发明提供的油缸泄漏故障诊断方法及***基于油缸伸缩能导致机械部件(如大臂)的长度或角度的变化，故利用反映该机械部件的长度或者角度变化的传感器来检测油缸的泄漏情况，具体地，采用起重机大臂固有安装的长度角度传感器检测长度角度数据，根据预先建立起重机正常工作时长度角度传感器数据在各种工况下的变化规律，作业过程中实时监控传感器的数据变化，如果该传感器数据异常变化，即可判断油缸存在泄漏故障，原理简单有效，具有较好的实用价值，由于是利用起重机大臂固有安装的长度角度传感器，不会增加额外的硬件成本，同时，长度角度传感器监控信号准确灵敏，利用该监控信号进行故障诊断，结果可靠，准确性高。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的油缸泄漏故障诊断方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的油缸泄漏故障诊断方法的另一流程图；
图3为本发明实施例提供的油缸泄漏故障诊断***的结构框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
方法实施例
图1及图2为本发明实施例提供的油缸泄漏故障诊断方法的流程图；现结合图1及图2对本油缸泄漏故障诊断方法实施例进行详细说明。
步骤11(对应图2中的步骤21)：通过安装在起重机大臂上的长度角度传感器感测主机工作状态下各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息；
步骤13：建立各工况对应的大臂长度信息变化规律及角度信息变化规律；
具体操作可以参见步骤23及步骤24，步骤23是通过学习主机***输入的操作指令和对应的机械结构工作状态参数，该工作状态参数主要是指长度角度传感器感测的大臂长度信息及大臂角度信息；该操作指令主要用于建立各工况与指长度角度传感器感测的大臂长度信息及大臂角度信息之间的对应关系；步骤24是在执行步骤23的基础上存储自学习确定的大臂长度信息及大臂角度信息变化规律的数据库A1，优选地，还可以通过温度传感器感测液压油温度对各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息的带来的变化量(偏差)△A＇，进而根据各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息与该变化量，建立各工况对应的大臂长度信息变化规律及角度信息变化规律；
步骤15：在所述长度角度传感器感测到的大臂长度信息不符合所述大臂长度信息变化规律时确定伸缩油缸存在泄漏故障，和/或，在所述长度角度传感器感测到的大臂角度信息不符合所述大臂角度信息变化规律时确定变幅油缸存在泄漏故障。
具体如步骤25所示，对于某一特定工况，在通过长度角度传感器感测得到的大臂角度信息(大臂长度信息)A与步骤13自学习确定的大臂长度信息及大臂角度信息变化规律的数据库A1中对应的大臂角度信息(大臂长度信息)之间偏差在因液压油温度带来的变化量(偏差)△A＇之内时，确定未发生泄漏，否则，则确定发生了泄漏。
优选地，在在确定伸缩油缸存在泄漏故障时，生成用于控制主机停止工作的第一控制信号，以及在确定变幅油缸存在泄漏故障，生成用于控制主机停止工作的第二控制信号；具体地，如步骤26所示，在确定发生泄漏后，可以将主机***停机检查。当然，在所述长度角度传感器感测到的大臂长度信息符合所述大臂长度信息变化规律，以及在所述长度角度传感器感测到的角度信符合所述大臂角度信息变化规律时，主机可以正常工作。具体地，如步骤27所示，在确认未发生泄漏时，正常执行主机控制程序。
由于在主机停机时，大臂没有动作，其长度信息及角度信息仅会因液压油温的影响而变化，故，在主机停机时判断油缸是否发生泄漏，可以如步骤28所示通过提取主机停机前大臂的长度及角度数据A0，再如步骤29所示，比较长度角度传感器实时感测的大臂长度及角度信息与主机停机前大臂的长度及角度数据A0之间的差值是否在因液压油温度带来的变化量(偏差)△A之内，若是，则确定未发生泄漏，可以按照步骤27执行，否则，确定发生了泄漏，可以按照步骤26执行。
本实施例基于油缸伸缩能导致机械部件(如大臂)的长度或角度的变化，故利用反映该机械部件的长度或者角度变化的传感器来检测油缸的泄漏情况，具体地，采用起重机大臂固有安装的长度角度传感器检测长度角度数据，通过自学习的方式建立起重机正常工作时长度角度传感器数据在各种工况下的变化规律模型，作业过程中实时监控传感器的数据变化，在剔除液压油温变化等其他因素导致长度角度传感器数据变化的情况后，如果该传感器数据异常变化，即可判断油缸存在泄漏故障，原理简单有效，具有较好的实用价值，由于是利用起重机大臂固有安装的长度角度传感器，不会增加额外的硬件成本，同时，长度角度传感器监控信号准确灵敏，利用该监控信号进行故障诊断，结果可靠，准确性高。
***实施例
图3为本发明实施例提供的油缸泄漏故障诊断***的结构框图；如图3所示，本油缸泄漏故障诊断***实施例，包括：长度角度传感器31，安装在起重机大臂上，用于感测主机工作状态下各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息；变化规律自学习单元32，用于根据各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息，建立各工况对应的大臂长度信息变化规律及角度信息变化规律；故障诊断单元33，用于在所述长度角度传感器感测到的大臂长度信息不符合所述大臂长度信息变化规律时确定伸缩油缸存在泄漏故障，和/或，在所述长度角度传感器感测到的大臂角度信息不符合所述大臂角度信息变化规律时确定变幅油缸存在泄漏故障。
优选地，油缸泄漏故障诊断***还包括：温度传感器36，用于感测液压油温度对各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息带来的变化量；所述变化规律自学习单元32包括：变化规律建立子单元，用于根据各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息与所述变化量，建立各工况对应的大臂长度信息变化规律及角度信息变化规律。通过温度传感器采集液压油的温度数据，进而将液压油温变化导致的长度角度数据改变的情况排除在外，能提高油缸泄漏诊断的准确性。
优选地，油缸泄漏故障诊断***还包括：第一故障控制单元34，在确定伸缩油缸存在泄漏故障时，生成用于控制主机停止工作的第一控制信号，和/或，第二故障控制单元35，在确定变幅油缸存在泄漏故障，生成用于控制主机停止工作的第二控制信号。通过第一故障控制单元34及第二故障控制单元35在根据长度角度传感器监控的数据确定油缸泄漏时对起重机主机的动作进行限制(停机)保护，能提高主机***的安全性。
具体操作时，该故障诊断单元还包括诊断子单元(图中未示出)，用于在所述长度角度传感器感测到的大臂长度信息符合所述大臂长度信息变化规律，以及在所述长度角度传感器感测到的角度信符合所述大臂角度信息变化规律时，控制主机正常工作，以实现在不影响主机正常工作的情况下进行故障诊断。
本实施例利用起重机大臂上固有安装的长度角度传感器作为监控传感器，利用该长度角度传感器的长度、角度的数据异常变化来诊断油缸的泄漏情况，如果长度数据异常变化，说明伸缩油缸存在泄漏故障；如果角度数据异常变化，说明变幅油缸存在泄漏故障，原理简单有效，具有较好的实用价值，由于是利用起重机大臂固有安装的长度角度传感器，不会增加额外的硬件成本，同时，长度角度传感器监控信号准确灵敏，利用该监控信号作出的故障诊断可靠，准确性高；优选地，考虑到液压油温的变化也会导致油缸长度的改变，反映在长度角度传感器上也会导致数据的变化，增加安装检测液压油温的温度传感器，将液压油温变化导致的长度角度数据改变的情况排除在外，提高诊断的准确性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油缸泄漏故障诊断方法，其特征在于，包括：
步骤A：通过长度角度传感器感测主机工作状态下各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息；
步骤B：根据各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息，建立各工况对应的大臂长度信息变化规律及角度信息变化规律；
步骤C：在所述长度角度传感器感测到的大臂长度信息不符合所述大臂长度信息变化规律时确定伸缩油缸存在泄漏故障，和/或，在所述长度角度传感器感测到的大臂角度信息不符合所述大臂角度信息变化规律时确定变幅油缸存在泄漏故障。
2.根据权利要求1所述的油缸泄漏故障诊断方法，其特征在于，在所述步骤B之前还包括：通过温度传感器感测液压油温度对各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息的带来的变化量；
所述步骤B包括：根据各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息与所述变化量，建立各工况对应的大臂长度信息变化规律及角度信息变化规律。
3.根据权利要求1或2所述的油缸泄漏故障诊断方法，其特征在于，在所述步骤C之后还包括：
在确定伸缩油缸存在泄漏故障时，生成用于控制主机停止工作的第一控制信号。
4.根据权利要求3所述的油缸泄漏故障诊断方法，其特征在于，在所述步骤C之后还包括：
在确定变幅油缸存在泄漏故障时，生成用于控制主机停止工作的第二控制信号。
5.根据权利要求4所述的油缸泄漏故障诊断方法，其特征在于，在所述步骤B之后还包括：
步骤D：在所述长度角度传感器感测到的大臂长度信息符合所述大臂长度信息变化规律，以及在所述长度角度传感器感测到的角度信息符合所述大臂角度信息变化规律时，主机正常工作。
6.一种油缸泄漏故障诊断***，其特征在于，包括：
长度角度传感器，安装在起重机大臂上，用于感测主机工作状态下各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息；
变化规律自学习单元，用于根据各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息，建立各工况对应的大臂长度信息变化规律及角度信息变化规律；
故障诊断单元，用于在所述长度角度传感器感测到的大臂长度信息不符合所述大臂长度信息变化规律时确定伸缩油缸存在泄漏故障，和/或，在所述长度角度传感器感测到的大臂角度信息不符合所述大臂角度信息变化规律时确定变幅油缸存在泄漏故障。
7.根据权利要求6所述的油缸泄漏故障诊断***，其特征在于，还包括：
温度传感器，用于感测液压油温度对各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息的带来的变化量；
所述变化规律自学习单元包括：变化规律建立子单元，用于根据各工况进行时的大臂长度信息及大臂角度信息与所述变化量，建立各工况对应的大臂长度信息变化规律及角度信息变化规律。
8.根据权利要求6或7所述的油缸泄漏故障诊断***，其特征在于，还包括：
第一故障控制单元，在确定伸缩油缸存在泄漏故障时，生成用于控制主机停止工作的第一控制信号。
9.根据权利要求8所述的油缸泄漏故障诊断***，其特征在于，还包括：
第二故障控制单元，在确定变幅油缸存在泄漏故障，生成用于控制主机停止工作的第二控制信号。
10.根据权利要求9所述的油缸泄漏故障诊断***，其特征在于，故障诊断单元还包括诊断子单元，用于在所述长度角度传感器感测到的大臂长度信息符合所述大臂长度信息变化规律，以及在所述长度角度传感器感测到的角度信符合所述大臂角度信息变化规律时，控制主机正常工作。
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