Phương phỏp này dựa trờn cơ sở cỏc thụng số về dũng mụi chất ủược tiết lưu ( thớ dụ lượng cung cấp Qo , Qn ) tương ứng với hai giỏ trị của ỏp suất po và pn ( trong ủú po và pn là cỏc giỏ trị ỏp suất cực ủại và cực tiểu ) tại tần số quay khụng ủổi của trục bơm và nhiệt ủộ mụi chất khụng ủổi.
Trờn hỡnh 2.8a biểu diễn bằng ủồ thị phương phỏp xỏc ủịnh cỏc thụng số chẩn ủoỏn – hệ số cung cấp KQ của bơm thủy lực khụng ủiều chỉnh ủược bằng phương phỏp cỏc thụng số tĩnh học.
a b c
a : bơm khụng ủiều chỉnh; b : khi ủặt tải lờn một nhỏnh của bơm hai nhỏnh ủiều chỉnh ủược; c :Khi ủặt tải lờn cả hai nhỏnh của bơm hai nhỏnh ủiều chỉnh ủược
1 – ủường cong ủiều chỉnh của bơm chẩn ủoỏn; 2 – ủường cong ủiều chỉnh của bơm mới; 3 – ủường cong ủiều chỉnh lý thuyết của bơm mới; 4,5,6 – cỏc ủiểm ủo cụng suất trờn cỏc ủường cong ủiều chỉnh ; po – ỏp suất cực tiểu cú thể ; pn – ỏp suất danh nghĩa ; p’o – ỏp suất cực tiểu cú thể của một nhỏnh bơm ; p’n – giỏ trị trờn của ỏp suất trong một nhỏnh khi ủo lượng cung cấp Q ; Qo – lượng cung cấp trong một nhỏnh bơm tại ỏp suất cực tiểu cú thể p’o ; Qn – lượng cung cấp tại ỏp suất danh nghĩa pn ; QnH – lượng cung cấp của một nhỏnh bơm mới ở ỏp suất ∑pn ; Q4,Q5,Q6 – lượng cung cấp của bơm chẩn ủoỏn tại cỏc ủiểm 4,5,6
Do sức cản trong hệ thống thủy lực nờn trong hệ thống cú ỏp suất cực tiểu cú thể po, khi ủú ủo ủược lượng cung cấp Qo. ỏp suất Po cú thể bằng 5- 20% ỏp suất danh nghĩa pn .Nếu loại bỏ sai số hệ thống khi xỏc ủịnh KQ cú thể ủược tớnh theo cụng thức:
KQ = Qn ( pn – po) / ( Qopn – Qnpo ) (2.2) Nếu tần số quay của trục bơm khi ủo thay ủổi cú thể tớnh theo tỷ lệ: Q = Qinn / ni (2.3)
Trong ủú Qi – lượng cung cấp khi ủo ; nn – tần số quay danh nghĩa của trục bơm; ni- tần số quay của trục bơm khi ủo lượng cung cấp.
Việc chuẩn ủoỏn bơm hai nhỏnh ủiều chỉnh ủược cú thể ủược thực hiện bằng hai phương phỏp. Tương ứng với phương phỏp thứ nhất ( hỡnh 2.8b ) việc giảm lượng cung cấp nhỏnh bơm chẩn ủoỏn tại ấp suất ∑p = p’ + p’’ ( trong ủú p’ và p’’ là ỏp suất trong nhỏnh thứ nhất và nhỏnh thứ hai ) ủược thực hiện bằng ngoại suy khi ủo lượng cungcấp Q’ tại ỏp suất p’ . ỏp suất p’ cần phải thấp hơn 5-10% so với ỏp suất tương ứng khi bộ ủiều chỉnh cụng suất bơm bắt ủầu làm việc. Khi ủú hệ số cung cấp sẽ là :
K Q = Qn ∑pn / ( Q.p ) (2.4)
ðể thực hiện phương phỏp chẩn ủoỏn thứ hai cả hai nhỏnh bơm ủược tiết lưu một cỏch ủồng bộ , ủảm bảo sự làm việc của bộ ủiều chỉnh cụng suất tổng trong tất cả cỏc khoảng ủiều chỉnh. Khi ủú ủược lượng cung cấp Q’n hệ số cung cấp bơm sẽ là:
KQ = 0,96 Qn / QnH (2.5) Trong ủú QnH – lượng cung cấp của một nhỏnh bơm mới chưa mũn tại sỏp suất ∑pn ( hỡnh 2.8c )
Hình 2.9. Sơ đồ mắc bộ thiết bị để chẩn đoán hệ thống thuỷ lực. a. Sơ đồ mắc nối tiếp; b. Sơ đồ mạch rẽ; c. Sơ đồ chẩn đoán hộp phân phối;
b. d. Sơ đồ chẩn đoán xy lanh lực; e. Sơ đồ T.
1- Bơm thuỷ lực; 2- Van an toàn; 3- Bộ thiết bị; 4- Hộp phân phối; 5- Xy lanh lực; 6- Thùng dầu; 7- Đầu nối đặt trong hệ thống thuỷ lực
Kiểm tra và ủiều chỉnh bộ ủiều chỉnh bằng cỏch so sỏnh trờn 3 ủiểm của ủường ủặc tớnh cụng suất dẫn ủộng hoặc cụng suất thủy lực. Giỏ trị cụng suất, ủo ủược trờn cỏc ủiểm này cần phải sai lệch khụng lớn hơn 3%.
Việc ủo trong chẩn ủoỏn cỏc hệ thống thủy lực bằng phương phỏp cỏc thụng số tĩnh học ủược thực hiện nhờ cỏc thiết bị ủo lưu lượng, manomet, termomet và bộ tiết lưu ủiều chỉnh ủược.
Khi chẩn ủoỏn bơm thủy lực thường ứng dụng sơ ủồ mắc nối tiếp ( hỡnh 2.9a ). Bộ thiết bị ủược mắc giữa bơm và van hành trỡnh ( trờn hộp phõn phối), ủầu tiờn xỏc ủịnh ỏp suất tỏc ủộng của van an toàn và nếu cần thiết sẽ ủiều chỉnh.
Nếu do sức cản bổ sung mà trong mạch ủầu ra khụng ủạt ủược ủủ ỏp suất dầu ( p < 0,05 – 0,2 pn ), người ta sử dụng sơ ủồ mạch rẽ ( hỡnh 2.9b ), nối ủầu ra của thiết bị trực tiếp trở về thựng.
ðể chẩn ủoỏn hộp phõn phối bộ thiết bị ủo ủược mắc ủến ủầu ra của nhỏnh chẩn ủoỏn trờn hộp phõn phối. ( Hỡnh 2.9c ). Trờn ủầu ra của nhỏnh hộp phõn phối bắt ủầu ủo lượng cung cấp Q0p tại ỏp suất cực tiểu po, sau ủú là Qpn
tại ỏp suất danh nghĩa pn. Hao tổn lưu lượng ( giỏ trị danh nghĩa cho trong cỏc tài liệu kỹ thuật ) ủối với mỗi nhỏnh van :
∆Q = Qo ( 1 – Qop Qn ) / ( Qnp Qo ) (2.6) Trong ủú Qo và Qn là lượng cung cấp ủo khi chẩn ủoỏn bơm.
Khi chẩn ủoỏn xylanh lực bộ thiết bị ủược mắc theo sơ ủồ biểu diễn trờn hỡnh 2.9d.
Khi gài một vài lần hộp phõn phối, người ta ủo lưu lượng, ỏp suất và thời gian mỗi hành trỡnh toàn phần của thõn piston. Nếu giỏ trị lượng cung cấp tương ứng với danh nghĩa, mà tốc ủộ dịch chuyển của cần piston nhỏ hơn giỏ trị trung bỡnh thỡ ủiều ủú núi lờn rằng cú lọt dầu trong xylanh do mũn phần tử
làm kớn. Nếu lượng cung cấp nhỏ hơn giỏ trị danh nghĩa thỡ cú hao tổn lớn trong hộp phõn phối.
ðể tỡm nhanh những trục trặc và ủỏnh giỏ ủịnh tớnh trạng thỏi kỹ thuật của cỏc phần tử lắp rỏp của hệ thống thủy lực ( hỡnh 2.9 e ) cú thể sử dụng sơ ủồ T, trong ủú bộ thiết bị thử ủược mắc song song trong hệ thống qua ủầu cắm chờ trong hệ thống.
Nhờ sơ ủồ này cú thể sử dụng cỏc phương phỏp chẩn ủoỏn nhiều thành phần. Thớ dụ, khi ủẩy xylanh ủến ủiểm chặn cú thể ủiều chỉnh van an toàn, cũn sau ủú khi ủiều chỉnh tiết lưu, lượng cung cấp của bơm và một số thụng số khỏc ủược ủỏnh giỏ theo chỉ số trờn thiết bị ủo lưu lượng.
Ưu ủiểm của sơ ủồ chữ T là khụng cần thiết thỏo rời hệ thống thủy lực ủể ủặt bộ thiết bị thử , ủiều này ủảm bảo tớnh cơ ủộng cao của cụng việc chẩn ủoỏn, khắc phục khả năng làm hỏng liờn kết ống dẫn và cỏc tay ủũn cũng như giảm xỏc xuất nhiễm bẩn trong hệ thống thủy lực
2.2.2. Phương phỏp nhiệt ủộng lực học.
Tớnh chất khụng hoàn thiện của quỏ trỡnh nhiệt ủộng lực học trong hoạt ủộng của cỏc mỏy thủy lực kiểu thể tớch ủược ủặc trưng bởi entropi khụng thuận nghịch, là sự biến ủổi năng lượng cú ớch thành nhiệt và phỏt tỏn vào mụi trường xung quanh. Nhờ phõn tớch nhiệt ủộng lực học cỏc quỏ trỡnh xảy ra trong cỏc mỏy thủy lực cú thể ủỏnh giỏ lượng hao tổn năng lượng ( thể tớch, thủy lực và cơ học ) biến ủổi thành nhiệt năng trong cần bằng năng lượng chung, cú nghĩa là hiệu suất toàn phần. Theo trỡnh tự hao tổn nhiệt cú thể ủược biểu diễn qua ủộ lệch nhiệt ủộ. ðộ lệch nhiệt ủộ thực tế ủối với cỏc dạng cỡ bơm thủy lực trong cỏc trạng thỏi kỹ thuật khỏc nhau, với ỏp suất khỏc nhau nằm trong khoảng 1,5 – 16 o C. Trờn hỡnh 2.10 biểu diễn quan hệ giữa ủộ lệch nhiệt ủộ mụi chất giữa cửa vào cửa ra của bơm ∆Tn và của ủộng cơ thủy lực ∆TM với hiệu suất toàn phần η khi ∆p = 16MPa. Hiệu suất toàn phần theo
phương nhiệt ủộng lực học cú thể xỏc ủịnh với mức ủộ phức tạp khỏc nhau phụ thuộc vào dung lượng thụng tin ban ủầu và khả năng kiểm soỏt hệ thống thủy lực chẩn ủoỏn và dung lượng thụng tin ban ủầu và khả năng kiểm soỏt hệ thống thủy lực chẩn ủoỏn.
- Khi chưa biết tớnh chất của mụi chất
Ảnh hưởng của tớnh chất mụi chất lỳc này ủược tớnh bằng cỏch giỏn tiếp ủo mức tăng ( mức giảm ) nhiệt ủộ nộn ( gión ) ủoạn nhiệt của một mẫu chọn mụi chất. ðể thực hiện phương phỏp nhiệt ủộng lực học , trong trường hợp ủó cho trờn hệ thống thủy lực cần chẩn ủoỏn cần phải dẫn ra một phần nhỏ dũng mụi chất ( 01 lượng cung cấp danh nghĩa ) qua van từ khoang cú ỏp trong ủường dầu ra. Khi mắc van, dung tớch ủể ủo nhiệt ủộ ủoạn nhiệt cần phải nối liờn với mạch dầu cú ỏp. Mức tăng ( giảm ) nhiệt ủộ ủược xỏc ủịnh theo kết quả hai lần ủo.
Hỡnh 2.10: Quan hệ giữa ủộ lệch nhiệt
ủộ∆∆∆∆T vào hiệu suất toàn phần ηηηη
1- Dầu thuỷ lực BTM3; 2- Dầu thuỷ lực BTM3; ∆TH ủộ lệch nhiệt ủộ trờn bơm;
∆TM ủộ lệch nhiệt ủộ ủộng cơ thuỷ lực
- Khicú thụng tin về hệ số gión nở theo nhiệt ủộ của mụi chất
Trong trường hợp này cần ủo ủầy ủủ ủộ lệch nhiệt ủộ trờn bơm, trờn tiết lưu và ủo nhiệt ủộ trờn cửa ra của bơm hoặc cửa vào của ủộng cơ thủy lực. Sơ ủồ nguyờn lý ủo và cỏc cụng thức tương ứng ủể tớnh toỏn gớa trị hiệu suất toàn phần của cỏc mỏy thủy lực kiểu thể tớch theo kết quả nhận ủược cho trong bảng 2.1.
Bảng 2.3: Cụng thức tớnh toỏn hiệu suất toàn phần của mỏy thủy lực theo
phương phỏp nhiệt ủộng lực học
Việc tớnh toỏn hiệu suất toàn phần của cỏc phần tử lắp rỏp trờn cỏc hệ thống thủy lực theo cỏc cụng thức trong phương ỏn thứ nhất dựa trờn kờt quả ủo lệch nhiệt ủộ của mụi chất giữa cửa vào của mỏy thủy lực và cửa ra của ủường thoỏt tải ∆T 1-3 , cũng như ủộ lệch nhiệt ủộ giữa cỏc ủiểm tương ứng ∆TI-II và TI-III. Khi biết mật ủộ ρ và nhiệt dung riờng Cp của mụi chất và ủộ lệch ỏp suất khụng ủổi ∆p.
Trong cụng thức của phương ỏn thứ hai tớnh chất của mụi chất ủược tớnh toỏn bằng cỏch ủo giỏn tiếp nhiệt ủộ tăng nhiệt ủộ ∆Tc hoặc giảm ∆Tp do nộn hoặc gión ủoạn nhiệt cũng như ủo giỏn tiếp ủộ lệch nhiệt ủộ mụi chất giữa cửa vào và cửa ra của tiết lưu ∆Tp.
Khi sử dụng cụng thức của phương ỏn thứ ba cần biết hệ số gión nở theo nhiệt ủộ α của mụi chất và nhiệt ủộ trờn cửa ra của bơm T2 hoặc nhiệt ủộ trờn cửa vào của ủộng cơ thủy lực T1
2.2.3. Phương phỏp dao ủộng õm thanh.
Phương phỏp này dựa trờn việc phõn tớch cỏc thụng số dao ủộng thụng tin lớn. Việc chẩn ủoỏn ủược thực hiện rất ưu việt nhờ sử dụng cỏc cảm biến kiểu tấm. Phương phỏp dao ủộng am thanh dựng ủể ủỏnh giỏ trạng thỏi kỹ thuật của cỏc phần tử lắp rỏp trờn hệ thống thủy lực, cỏc cụng việc kốm theo cỏc quỏ trỡnh dao ủộng và va ủập thủy lực hoặc õm thanh, thớ dụ trong liờn kết cặp piston – xylanh bơm hoặc ủộng cơ thủy lực, cỏc van tiếng ồn ( phần phổ siờu õm ) liờn quan ủến lọt dầu qua cỏc chỗ khụng kớn. Mức ồn trong phần phổ siờu õm ủược sử dụng ủể ủịnh vị chảy lọt bờn trong cỏc phần tử của hệ thống thủy lực, thớ dụ trong cặp rónh – piston ủiều khiển ở van hành trỡnh. ðể lấy ra cỏc thụng tin từ tớn hiệu dao ủộng õm thanh phỏt ra từ khi mỏy thủy lực làm việc, ủơn giản nhất là sử dụng thiết bị và phương phỏp tớch lũy ỏnh sỏng ủồng pha trờn vận tốc lưu cảm thu ỏnh sỏng ủể biểu diễn tớn hiệu trờn màn hỡnh mỏy hiện súng. Việc ghi cỏc chu kỳ tớn hiệu từ cảm biến gia tốc dao ủộng trờm bơm hoặc ủộng cơ thủy lực ủược thực hiện trờn một phim õm bản sau 400 – 1000 vũng quay của trục mỏy.
Sau khi nhận ủược ảnh, người ta xỏc ủịnh giỏ trị pha của chu kỳ ứng với hỡnh cú ủộ chúi sỏng lớn nhất. Nếu sử dụng sơ ủồ ủộng học của ủối tượng chẩn ủoỏn cú thể xỏc ủịnh ủược vị trớ hư hỏng. Bằng phương phỏp này cú thể xỏc ủịnh ủược sự xuất hiện hư hỏng tại cụm chuyển ủộng lắc cũng như trạng thỏi hộp phõn phối, trong bơm thủy lực và ủộng cơ thủy lực.
Hỡnh 2.11. Biểu ủồ tớn hiệu tớch lũy gia tốc dao ủộng của thõn bơm piston doc
θ - Số ủọc trờn trục ủứng của mỏy hiện súng
Trờn hỡnh 2.11 biểu diễn ủồ thị tớn hiệu gia tốc dao ủộng của thõn bơm khi làm ủồng bộ từ trục dẫn ủộng ( tần số quay 3.3 Hz, thời gian tớch lũy 120s). Trờn biểu ủồ nhận thấy 4 ủỉnh tớn hiệu thể hiện va ủập trong ổ bi cỏc ủăng do hao mũn; Khi hư hỏng nhúm piston chu kỳ ủỉnh sẽ tỷ lệ thuận với số cặp piston – xylanh.
2.2.4. Phương phỏp ủặc tớnh biờn ủộ pha.
Phương phỏp này dựa trờn việc phõn tớch quỏ trỡnh súng trong mạch dầu cú ỏp hoặc mạch dầu ra của hệ thống thủy lực trong chế ủộ làm việc hoặc tiết lưu chất lỏng trong mạch dầu ra.
Hỡnh 2.12. Biểu ủồ ỏp suất trờn mạch ỏp suất ủối với một chu trỡnh làm
Trờn hỡnh 2.12 biểu diễn ủồ thị ỏp suất trong mạch ỏp suất ủối với một chu trỡnh làm việc của bơm piston dọc trục. Hao mũn của cặp piston – xy lanh bơm ủược ủỏnh giỏ theo hệ số ỏp suất.
ξ = 2 ( Pmax – P min ) / ( Pmax + Pmin ) ( 2.7) Trong ủú Pmax và Pmin là cỏc giỏ trị cực trị của ỏp suất xung.
Thụng tin bổ sung ủể ủịnh vị hư hỏng là cỏc thụng số hỡnh dạng của ủường cong ỏp suất xung, ủường cong này thường chứa cỏc dao ủộng ỏp suất với ba tần số khỏc nhau: tần số quay với chu kỳ Tp = 2 Ω ( Ω - vận tốc gúc của rụ to) ; tần số chuyển mạch với chu kỳ T = Tp / Z ( Z- số xylanh) . Tần số cú trờn cỏc xylanh xỏc ủịnh bởi quỏ trỡnh chuyển tiếp khi san phẳng ỏp suất trong thời gian mở cỏc xylanh xỏc ủịnh bởi quỏ trỡnh chuyển tiếp san phẳng ỏp suất trong thời gian mở cỏc xylanh.
2.2.5. Phương phỏp ủặc tớnh quỏ ủộ.
Phương phỏp ủặc tớnh quỏ ủộ dựa trờn việc phõn tớch phản ứng của hệ thống thủy lực theo sự thay ủổi tức thời của ỏp suất trong hệ thống. Ưu thế cơ bản của phương phỏp này là quỏ trỡnh quỏ ủộ là cơ chế hoạt ủộng lực học của ủối tượng chẩn ủoỏn, khi ủú sẽ xuất hiện ủầy ủủ nhất cỏc thụng tin về trạng thỏi kỹ thuật của ủối tượng. Phương phỏp phõn tớch quỏ trỡnh quỏ ủộ cú thể sử dụng ủể ủỏnh giỏ trạng thỏi kỹ thuật của phần tử lắp rỏp và tổng thể về hệ thống thủy lực với việc ứng dụng cỏc cảm biến. Ưu ủiểm của phương phỏp này là cú khả năng tạo ra ấp suất dư bởi tỏc ủộng ủiều khiển, sử dụng khả năng của chớnh hệ thống, cú nghĩa là chế ủộ tự ủặt tải.
Khi ủú sẽ xuất hiện ủầy ủủ nhất cỏc thụng tin về trạng thỏi kỹ thuật của ủối tượng. Phương phỏp phõn tớch quỏ trỡnh quỏ ủộ cú thể ủỏnh giỏ trạng thỏi kỹ thuật của phần tử lắp rỏp và tổng thể về hệ thống thủy lực với việc ứng dụng cỏc cảm biến. Ưu ủiểm của phương phỏp này là cú khả năng tạo tải cho
hệ thống thủy lực với chị phớ lao ủộng cực tiểu trong việc chuẩn bị hệ thống, cú nghĩa là chế ủộ tự ủặt tải.
2.2.6. Phương phỏp phõn tớch nhiễm bẩn mụi chất
Chất lỏng thủy lực là một phần tử cấu trỳc cơ bản của mỗi thiết bị thủy lực. Cỏc tớnh chất riờng của chất lỏng thủy lực ảnh hưởng ủến khả năng hoạt ủộng, an toàn hoạt ủộng và tớch chất hũa hợp với mụi trường. Phương phỏp ủịnh tớnh ủơn giản nhất ủể phõn tớch ủộ bẩn của mụi chất là quan sỏt cặn lắng khi rớt mẫu mụi chất vào một bỡnh trong suốt. Cỏc phương phỏp quan sỏt khỏc ủể phỏt hiện ủộ bẩn và phõn tớch cặn lắng cỏc phần tử bẩn lấy ra từ mụi chất nhờ vải lọc, sợi lọc, giấy lọc, hoặc cỏc vật lọc khỏc.
ðể ủịnh lượng nồng ủộ, thể tớch nhiễm bẩn của mụi chất người ta sử dụng cỏc thiết bị phõn tớch chuyờn dựng như thiết bi kiểm tra chất bụi trơn