Design specifics of a built-in diagnostic system for hydraulic machines

Abstract

The basis for obtaining information about the object of diagnosis is technical diagnostic tools, which involve measuring operations of various parameters, the totality of which is the basis of the diagnostic process. Diagnostic tools are divided into external, portable (mobile) and built-in. Built- in technical diagnostic tools are considered. The built-in diagnostic system (BDS) is an autonomous complex for automatic checking of the degree of operability and serviceability of units and the hydraulic drive as a whole, which allows, within limited limits, to localize some faults based on the results of monitoring diagnostic and functional parameters in operational or special test modes, and the diagnostic results can be presented to the operator or accumulated for further processing. Compared to other built-in diagnostic tools, BDSs are the most complex and relatively new devices. They are in the process of development, prototyping, and experimental research. A set of diagnostic equipment was designed, namely: designing a unit of measuring instrumentation; designing a load device for diagnosing pumps and taking load characteristics directly at the facility. The designed set of diagnostic devices is used as an integrated diagnostic system (due to built-in sensors), as well as a separate diagnostic complex due to the ability to connect external sensors. The values of the diagnostic parameters measured by this complex can be recorded on an internal memory card or transferred via wireless Bluetooth to a PC or Android device (smartphone, tablet) for further processing. A study was also carried out to assess the strength of the hydrotester body using a computational and analytical method (using the finite element method in the Ansys Static Structural environment), which is equivalent to full-scale testing in terms of boundary conditions and achievable results. Based on the calculation results, it is possible to assert that the choice of material and structural dimensions of the designed device were chosen rationally.

Основою отримання інформації про об'єкт діагностування є засоби технічного діагностування, при цьому передбачається проведення операцій вимірювання різних параметрів, сукупність яких є основою процесу діагностування. Засоби діагностування поділяють на зовнішні, переносні (пересувні) та вбудовані. Розглянуто вбудовані засоби технічного діагностування. Вбудована система діагностування (ВСД) є автономним комплексом для автоматичної перевірки ступеня працездатності та справності агрегатів і гідроприводу в цілому, що дозволяє, в обмежених межах, локалізувати деякі несправності за результатами контролю діагностичних і функціональних параметрів в експлуатаційних або спеціальних тестових режимах, причому результати діагностування можуть бути представлені оператору або накопичуються для подальшої обробки. По відношенню до інших вбудованих засобів діагностування ВСД є найбільш складними та порівняно новими пристроями. Вони перебувають у стадії розробки, макетування та експериментальних досліджень. Було проведено проєктування комплексу діагностичного обладнання, а саме: проєктування блоку вимірювальних приладів; проєктування навантажувального пристрою для діагностики насосів і зняття навантажувальної характеристики безпосередньо на об'єкті. Спроєктований комплект діагностичних пристроїв використовується в якості вбудованої системи діагностування (за рахунок вбудованих датчиків), а також як окремий діагностичний комплекс за рахунок можливості підключення зовнішніх датчиків. Вимірювані цим комплексом значення діагностичних параметрів можуть бути записані на внутрішню карту пам'яті або передані через бездротовий Bluetooth-зв'язок на персональний комп'ютер PC або Android-пристрій (смартфон, планшет) для подальшої обробки. Також було проведено дослідження оцінки міцності корпусу гідротестера розрахунково-аналітичним способом (із застосуванням методу кінцевих елементів в середовищах Ansys Static Structural), що є еквівалентним натурним випробуванням щодо крайових умов та досяжних результатів. За результатом розрахунку можливо стверджувати, що вибір матеріалу і конструктивні розміри спроєктованого приладу були обрані раціонально.