Гидравлические системы нашли широкое применение в дорожно-строительной, землеройно-транспортной и коммунальной технике в качестве привода рабочих органов. Основным силовым исполнительным звеном гидропривода является гидроцилиндр [1, 3, 6].
Качество переходных процессов, протекающих в гидроцилиндрах рабочего оборудования, во многом определяет эксплуатационные свойства гидросистемы и машины в целом. Ухудшение технического состояния гидроцилиндра в процессе эксплуатации, вызванное изнашиванием деталей трибосопряжений, снижает эффективность использования гидросистемы и машины в целом. Математическое моделирование процесса изменения технического состояния позволяет оценить уровень работоспособности и надежности гидроцилиндров [2, 5, 9].
Для проведения диагностики гидроцилиндра построим тестовую схему, показанную на рис. 1. Схема включает насос 2, распределительный клапан (4/3) 4, регулируемый дроссель 3, гидроцилиндр 5, имеющий зазор. Процесс изменения давления во времени во многом зависит от величины утечки рабочей жидкости (РЖ) QLi, поэтому QLi используется в качестве диагностического сигнала для гидроцилиндров.
Сначала мы определяем стандартное значения диагностического параметра (давления) для нового гидроцилиндра при утечке жидкости QLi = 0. Затем изменяем объём утечки жидкости QLi, полученные значения диагностического параметра будут сохранены [4, 8].
Цель и задачи диагностики:
— определение утечки РЖ гидроцилиндра по изменению входных значений;
— измерение параметров открытия и закрытия распределительного клапана;
— измерение нагрузки;
— измерение различных зазоров для каждого значения расхода РЖ насоса.
Диагностические параметры:
— рабочее давление гидроцилиндра;
— скорость перемещения поршня гидроцилиндра.
В расчетной схеме, представленной на рис. 1, показано положение гидрораспределителя 4, при котором рабочая жидкость поступает в поршневую полость гидроцилиндра 5 из гидробака с помощью насоса 2. Когда мы открываем клапанный распределитель 4, давление гидравлического масла в системе сразу же меняется. Процесс изменения давления и перемещения поршня в гидроцилиндре 5 будет зависеть от размера суммарного зазора в цилиндре (царапины в цилиндре, зазор, износ деталей трибосопряжений). Объем утечки (QLi) РЖ через суммарный зазор в цилиндре снижает давление в системе [8].