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不拆解也能知道力士乐液压泵滑靴斜盘有无磨损故障

发布日期:2019-04-09 浏览次数:377

力士乐液压泵常见的故障有滑靴磨损故障、松靴故障、配流盘磨损故障及轴承故障等。其中滑靴磨损故障是重要失效形式,但是想要知道力士乐液压泵的滑靴及斜盘是否磨损,大多数人都是不清楚的,只有发生故障了,拆解后才能知道,为此,本文提供了一个方法,不用拆解,只要看这个特征频率信息就清楚了。

一、滑靴磨损故障的分析

1、正常状态

力士乐液压泵正常状态的振动包含机械振动与流体振动两部分。流体振动主要是由缸体的柱塞腔在吸、排油转换过程中周期性液压冲击形成的,其次是泵吸油时,由于吸油阻力过大引起气穴以及吸空现象产生的。机械振动主要是由缸体旋转带动大轴承引起的。其中,液压冲击引起的振动是泵振动的主要原因,其振动的基频为./´:/ 60是电机转速,z是柱塞数),这个频率及其谐波频率是力士乐液压泵状态监测和故障诊断中重点监测对象

2、滑靴磨损故障

滑靴与斜盘是力士乐液压泵最为复杂的一对滑动摩擦副。滑靴在斜盘上进行除自转外还公转,浮动式非接触静压卸载是滑靴与斜盘的接触形式,即从柱塞腔引出高压油在滑靴与斜盘之间形成用一30 m 厚的油膜,依靠压力承受柱塞载荷,避免直接接触。柱塞杆球头与滑靴球窝有一定的间隙,两者的间隙变化,不能超过对应的极限,否则柱塞腔中的高压油会从柱塞球头与滑靴间隙中泄出,滑靴与斜盘油膜变薄,严重时会造成静压支承失效,滑靴与斜盘发生金属接触摩擦,导致滑靴烧蚀脱落,柱塞球头划伤斜盘。

二、滑靴与斜盘磨损故障的特征频率范围

1、正常状态的特征频率范围

力士乐液压泵,具有7个柱塞,若驱动电机实际转速为1470 rpm,则转轴频率为1470 / 60:24巧Hz,滑靴撞击斜盘引起的冲击振动基频为24巧× 7:17上5Hz。无故障泵的各脉冲是由转轴频率的不同柱塞依次作用产生,柱塞由配流盘低压腔运动到高压腔之前,有一段困油区,使柱塞上(1)受到的力急剧上升,力传递给回程盘、滑靴,滑靴对斜盘剧烈撞击,同时急剧变化的液动力作用于配流盘高压腔,也要引起壳体振动,然而液体的阻抗比固体软.主要振源是滑靴对斜盘的撞击。低频振动以24巧11%为基频谐波构成,是往复回转元件激励引起的受迫振动,其中以171.5Hz为基波的谐波能量最为显著。

力士乐液压泵

2、滑靴故障特征频率范围

滑靴对斜盘的撞击力是通过斜盘耳轴传递给壳体的。文献卩33 ]提出,滑靴和斜盘诱发的振动主要以8kHz-12kHz的共振传递出来。当滑靴磨损故障发生时,滑靴和斜盘摩擦诱发的振动产生的能量主要集中在10kHz附近。

三、监测对比数据

在液压泵故障诊断中,采用数据采集卡连接一个振动传感器,对力士乐液压泵MCY ] 4一1B前端盖振动信号进行采集,如图1所示。首先对泵正常工作时的泵端盖振动信号进行采集,然后将滑靴磨损故障泵与正常泵替换,采集故障信号。

设定泵出口工作压力设定为13MPa,采样频率为80 kHz,截取监测结果中时间长度为2s的一段信号为分析对象。因为柱塞泵每转一周的时间约为0.04s,所以截取时间长度为0 · 8s一段采样数据提取一组样本,采用db5小波分别对滑靴磨损故障泵和正常泵的振动信号进行3层小波包分解,其分解系数对应的频带如表1所示。提取高频系数 3,1)进行小波重构,得到对应频带6 · 25、12.5kHz的时域信号,如此处理可达到带通滤波的目的。

四、结语

通过理论分析及实验表明,当力士乐液压泵发生滑靴磨损故障时,其故障信息主要以8kHz、12kHz的共振传递出来,能量主要集中在10kHz附近,经信号处理后可得, 171.5Hz及其倍频处是滑靴磨损故障特征的敏感频率。

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