KR20030093702A - System for remotely sensing oil pump and sensing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유압펌프의 상태 원격감지 시스템 및 고장 진단방법에 관한 것으로, 유압펌프의 회전운동 중에 발생하는 회전축의 진동을 직접 센싱하여 유압펌프의 기계적 마모와 파손을 진단할 수 있을 뿐만 아니라 펌프의 상태를 휴대기기의 문자 또는 코드 메시지를 통한 원격지로 송출할 수 있도록 한 유압펌프의 상태 원격감지 시스템 및 고장 진단방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system for remotely detecting a state of a hydraulic pump and a method for diagnosing a failure. The present invention can directly sense vibration of a rotating shaft generated during a rotational movement of a hydraulic pump to diagnose mechanical wear and breakage of the hydraulic pump as well as the state of the pump. The present invention relates to a system for remotely detecting a state of a hydraulic pump and a method for diagnosing a failure of a hydraulic pump, which can be transmitted to a remote location through a text or code message of a mobile device.
일반적으로 유압펌프는 유압쇼벨, 크레인, 기타의 유압기계, 유압장치에 있어서, 유압에너지를 발생시키는 가장 중요한 기계이며, 이들 유압펌프의 고장은 쉽게 감지하기 어렵다는 것은 이미 잘 알려진 사실이다.In general, hydraulic pumps are the most important machines for generating hydraulic energy in hydraulic shovels, cranes, other hydraulic machines and hydraulic devices, and it is well known that failures of these hydraulic pumps are difficult to detect easily.
그리고 상기의 유압펌프에 한번 발생된 고장은 치명적인 경우가 대부분이므로, 유압펌프를 진단하고 그 상태를 파악하여 고장 발생의 조짐을 미리 알 수 있도록 하는 것은 유압기기 시스템의 정상동작과 효율 향상에 매우 중요한 문제이다.In addition, since the failure occurred once in the hydraulic pump is often fatal, it is very important to diagnose the hydraulic pump and grasp the condition so that the indication of the occurrence of the failure is known in advance. It is a problem.
종래의 유압펌프의 고장진단 기술은 유압펌프의 작동압력을 측정하여 분석하는 것으로, 유압펌프의 상태파악과 진단을 시도하였다.Conventional hydraulic pump failure diagnosis technology is to measure and analyze the operating pressure of the hydraulic pump, attempted to identify and diagnose the state of the hydraulic pump.
즉, 진단의 대상이 되는 가변용량 유입펌프는 변위 용적 가변기구(이하, 이것을 사판(斜板)으로 칭한다)를 가지며, 자신의 토출압력에 따라서 사판을 조작하도록 레귤레이터에 접속되어 있으므로, 유압펌프의 고장을 진단하기 위하여 유압테스터가 필요하며, 이 유압테스터는 유압을 측정하는 압력계, 유량을 측정하는 유량계, 가변용량 유압펌프의 토출관로를 조이고 토출압력을 상승시키는 수동의 가변 조리개로 구성되어 있다. 가변용량 유압펌프에는 또, 그 회전수를 측정하는 회전계가 접속된다.That is, the variable displacement inflow pump to be diagnosed has a displacement volume variable mechanism (hereinafter referred to as a swash plate) and is connected to a regulator to operate the swash plate according to its discharge pressure. A hydraulic tester is needed to diagnose the failure, and the hydraulic tester is composed of a pressure gauge for measuring the hydraulic pressure, a flow meter for measuring the flow rate, and a manual variable aperture for tightening the discharge pipe of the variable displacement hydraulic pump and increasing the discharge pressure. A variable displacement hydraulic pump is further connected with a tachometer for measuring the number of revolutions thereof.
가변용량 유압펌프의 고장을 진단하기 위해서는 가변용량 유압펌프의 토출측에 접속되어 있는 배관을 절단하고, 펌프의 토울측의 배관부분을 유압테스터의 입구에 유압 호스 등의 배관을 통해 접속하며, 유압테스터의 출구를 동일하게 유압호스 등의 배관을 거쳐 작동유 탱크에 접속시킨 다음에 가변용량 유압펌프를 엔진 등의 원동기로 구동하면서 그때의 펌프의 회전수(N)를 회전계에 의해 계측하였다.In order to diagnose the failure of the variable displacement hydraulic pump, the pipe connected to the discharge side of the variable displacement hydraulic pump is cut off, and the piping part of the pump side is connected to the inlet of the hydraulic tester through a pipe such as a hydraulic hose. The outlet of was similarly connected to the hydraulic oil tank through a pipe such as a hydraulic hose, and then the variable speed hydraulic pump was driven by a prime mover such as an engine, and the rotation speed N of the pump was measured by a tachometer.
이 상태에서 테스터의 가변조리계를 조작하여 압력계의 값(가변용량 유압펌프의 토출압력)이 설정값(Pref)이 될 때까지 관로를 조이고, 이때의 펌프의 토출량(Q)을 유량계로 계측한다. 이 경우 토출량은 토출압력에 따라서 레귤레이터에 의해 제어되는 사판의 위치에 따라 결정된다.In this state, the variable cooking system of the tester is operated to tighten the pipe until the value of the pressure gauge (discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump) becomes the set value Pref, and the discharge amount Q of the pump at this time is measured by a flowmeter. In this case, the discharge amount is determined by the position of the swash plate controlled by the regulator in accordance with the discharge pressure.
다음에 상기 회전수(N)와 상기 설정 압력(Pref)에 의거하여 펌프의 이론적인 토출량(Qref)을 산출한 후 이론적인 토출량(Qref)과 앞서 계측한 토출량(Q)을 비교하여 그 차가 허용치를 초과하였을 때 이 펌프는 고장상태에 있다고 판정하였다.Next, the theoretical discharge amount Qref of the pump is calculated on the basis of the rotation speed N and the set pressure Pref, and then the theoretical discharge amount Qref is compared with the discharge amount Q previously measured, and the difference is the allowable value. The pump was determined to be in a fault state when exceeded.
이와 같이 종래의 고장 진단장치에 있어서는 고장의 진단을 정확하게 할 수 있지만, 진단을 수행할 때 설치되어 있는 유압배관의 일부를 절단 분리하여 접속용 배관이나 유압테스터를 부착하지 않으면 안되고, 이 작업에 많은 시간을 소요하며, 또 유압배관의 절단 분리 시에 배관내에 먼지 등의 이물이 끼일 우려가 있었다. 또한 진단 자체, 가변 조리개를 조작하여 압력계, 유량계의 지시값을 해독하여야 하며 이점에서도 많은 시간을 요하며, 진단도 번거로운 것이었다. 또한 대형 유압쇼벨과 같이 기계장치가 다수의 유압펌프를 구비하고 있는 것이며 어느 것인가의 유압펌프에 고장이 발생하고 있는 것을 알고 있을 경우상기 종래의 고장 진단장치로는 어느 유압펌프가 고장이 났는가를 발견하려면 많은 시간을 요하고 있었다.As described above, in the conventional failure diagnosis apparatus, it is possible to accurately diagnose the failure. However, a part of the hydraulic piping installed at the time of performing the diagnosis must be cut off to attach a connection pipe or a hydraulic tester. It took time, and there was a possibility that foreign matters such as dust were caught in the pipes when the hydraulic pipes were cut and separated. In addition, the diagnosis itself, the variable aperture must be operated to decipher the readings of the pressure gauge and the flow meter, which requires a lot of time, and the diagnosis was cumbersome. In addition, if a mechanical device has a large number of hydraulic pumps, such as a large hydraulic shovel, and knows which hydraulic pump is failing, the conventional fault diagnosis apparatus finds which hydraulic pump has failed. It took a lot of time.
이에 따라 1984년 특허출원 제 1984-0004488호(유압펌프의 고장 진단장치)가 제안되었는 바,Accordingly, 1984 Patent Application No. 1984-0004488 (Hydraulic Pump Fault Diagnosis Device) was proposed.
이는, 고장 진단의 대상이 되며 조작레버에 의해 조작되는 가변용량 유압펌프는 사판, 사축 등의 변위용적 가변기구(이하 사판이라 함)를 가지고 있고,This is the subject of fault diagnosis, and the variable displacement hydraulic pump operated by the operation lever has a displacement volume variable mechanism (hereinafter referred to as swash plate), such as swash plate, bevel shaft,
상기의 사판은 입력신호에 따라서 레귤레이터 즉, 사판 구동장치에 의해 구동되며 사판의 위치 즉 변위량은 변위계에 의해 검출되도록 하고,The swash plate is driven by a regulator, that is, a swash plate driving device according to the input signal, and the position of the swash plate, that is, the displacement amount is detected by the displacement meter,
상기의 변위계는 검출된 사판 변위량에 따른 변위신호를 출력하고, 조작레버는 조작된 량에 따른 조작신호를 출력한다.The displacement meter outputs a displacement signal according to the detected swash plate displacement amount, and the operation lever outputs an operation signal according to the manipulated amount.
상기 변위계의 변위신호와 조작레버의 조작신호는 조작레버의 조작에 따라 사판을 구동 제어하는 제어장치에 입력되며, 제어장치에는 양쪽신호의 차를 연산하여 그 차에 따른 신호를 사판 구동장치에 입력함으로써 사판을 구동하도록 하였다.The displacement signal of the displacement meter and the operation signal of the operation lever are input to a control device for driving control of the swash plate according to the operation of the operation lever. Thus, the swash plate was driven.
이와 같이 사판이 조작레버에 의해 작동하고 사판의 변위를 검출하는 변위계의 출력신호가 조작레버의 출력신호와 동등하게 되면 제어장치는 사판 구동장치에정지신호를 출력하도록 하였다.As such, when the swash plate is operated by the operating lever and the output signal of the displacement meter for detecting the displacement of the swash plate is equal to the output signal of the operating lever, the control device outputs a stop signal to the swash plate driving device.
그러나 상기와 같은 종래의 유압펌프의 고장 진단장치에 의하여서는 유압펌프를 이루는 강체부품의 성질을 유체를 통한 간접적 상태량으로 파악하려는 것으로, 유압펌프의 고장진단에 대한 정확도와 신뢰도가 관찰자의 경험과 주관에 크게 의존하는 단점이 있다.However, the failure diagnosis apparatus of the conventional hydraulic pump as described above attempts to grasp the properties of the rigid parts constituting the hydraulic pump as an indirect state amount through the fluid, and the accuracy and reliability of the failure diagnosis of the hydraulic pump are closely related to the observer's experience and control. There is a drawback that depends heavily on.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 유압펌프의 회전운동 중에 발생하는 회전축의 진동을 직접 센싱하여 유압펌프의 기계적 마모와 파손을 진단할 수 있을 뿐만 아니라 펌프의 상태를 휴대기기의 문자 또는 코드 메시지를 통한 원격지로 송출할 수 있도록 한 유압펌프의 상태 원격감지 시스템 및 고장 진단방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve the problems described above, by directly sensing the vibration of the rotating shaft generated during the rotational movement of the hydraulic pump can not only diagnose the mechanical wear and breakage of the hydraulic pump but also pump It is an object of the present invention to provide a remote state detection system and a failure diagnosis method of a hydraulic pump that can transmit the state of a mobile device to a remote place through a text or code message.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유압펌프의 상태 원격감지 시스템 및 고장 진단방법은 유압펌프를 가동하는 중에 확보한 속도와 진동 데이터로부터 유압펌프의 상태를 진단하도록 하되,Remote state detection system and failure diagnosis method of the hydraulic pump according to the present invention for achieving the above object to diagnose the state of the hydraulic pump from the speed and vibration data obtained while operating the hydraulic pump,
유압펌프의 압력 맥동파와 회전을 주파수별로 계산하고 이를 나열하여 이들 중에 추가적으로 발생되었거나 왜곡된 주파수가 나타난다면 많은 자료들을 통하여 그 원인의 대부분이 펌프 내부의 손상인 마모로 인한 것으로 판단하고,Calculate the pressure pulsating wave and rotation of the hydraulic pump by frequency, and if the additional occurrence or distorted frequency appears among them, many data indicate that most of the causes are due to wear, which is damage inside the pump.
상기의 자료에 의한 분석기술을 사용하여 펌프를 분해하지 않고 스플이나 치차 등의 내부 부품들의 마모와 손상정도를 판단하도록 하고,The analysis technique based on the above data is used to determine the degree of wear and damage of internal parts such as spools and gears without disassembling the pump.
유압펌프는 회전할 때에는 가변유압펌프일 경우 스플의 왕복운동에 의한 유량과 유압이 생성되며 기어펌프의 경우에는 치차의 회전운동에 의한 유량과 유압이 생성되도록 하고,When the hydraulic pump rotates, in the case of the variable hydraulic pump, the flow rate and the hydraulic pressure are generated by the reciprocating motion of the spool, and in the case of the gear pump, the flow rate and the hydraulic pressure are generated by the rotational movement of the gear,
상기 스플의 운동과 치차의 회전에 따른 미세한 맥동 압력파가 발생되면서 회전축에는 진동이 발생하도록 하고,While generating a fine pulsation pressure wave according to the movement of the spool and the rotation of the gear, the vibration is generated on the rotating shaft,
공급회전수에 스플의 개수나 치차 수를 곱한 값인 상기의 진동과 맥동 압력이 일정한 주기로 만들어지면 유압펌프가 일정한 회전으로 작동되는 것으로 판단하도록 하고,When the vibration and pulsation pressure, which is a value obtained by multiplying the number of rotations and the number of spools and the number of gears, are made at a constant cycle, it is determined that the hydraulic pump operates at a constant rotation.
상기의 맥동 압력이 미세하므로 진동을 측정하면서 주파수를 산출하여 유압펌프의 진단을 좀더 정확히 수행하도록 하고,Since the pulsation pressure is fine, the frequency is calculated while measuring the vibration to more accurately perform the diagnosis of the hydraulic pump,
상기의 진동과 맥동 압력에 의한 진동 주파수 범위 외에 다른 주파수가 다수 존재하게 되면 여러 개의 스플이나 기어의 치차가 손상되었음을 진단하도록 함으로써 간단한 방법에 의해 고장의 여부 및 정도를 파악하면서 큰 고장이 발생하기 전에 미리 예방 및 조처를 취할 수 있어 오동작으로 인한 피해를 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.If a large number of frequencies other than the vibration frequency range caused by the vibration and pulsation pressure are present, it is possible to diagnose that the gears of the multiple spools or gears are damaged. Prevention and action can be taken in advance to prevent damage due to malfunctions.
도 1은 본 발명의 진동축과 유압펌프에 진동센서와 속도센서를 장착한 시스템을 나타낸 개략도.1 is a schematic diagram showing a system equipped with a vibration sensor and a speed sensor in the vibration shaft and the hydraulic pump of the present invention.
도 2는 본 발명의 진동센서와 속도센서에 의한 진동파형과 주파수를 시뮬레이션 프로그램을 통해 분석한 상태의 파형도.Figure 2 is a waveform diagram of a state analyzed by the vibration program and the vibration waveform and frequency by the vibration sensor and the speed sensor of the present invention.
도 3은 본 발명의 콘트롤러에서 주파수를 분석하여 펌프의 손상유무를 판단하는 과정을 나타낸 플로우차트.Figure 3 is a flowchart showing a process of determining the damage of the pump by analyzing the frequency in the controller of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
2 : 회전축 3 : 유압펌프2: rotating shaft 3: hydraulic pump
4, 6 : 진동센서 5, 7 : 속도센서4, 6: vibration sensor 5, 7: speed sensor
8 : 콘트롤러 9 : 메모리8 controller 9 memory
10 : 연산부 11 : 변별부10: calculating unit 11: discriminating unit
12 : 다이얼링 신호생성부 13 : 신호출력부12: dialing signal generation unit 13: signal output unit
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.
도 1은 진동축과 유압펌프에 진동센서와 속도센서를 장착한 시스템을 나타낸 것이고, 도 2는 진동센서와 속도센서에 의한 진동파형과 주파수를 시뮬레이션 프로그램을 통해 분석한 상태를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명의 콘트롤러에서 주파수를 분석하여 펌프의 손상유무를 판단하는 과정을 나타낸 것으로서,Figure 1 shows a system equipped with a vibration sensor and a speed sensor on the vibration shaft and the hydraulic pump, Figure 2 shows a state of analyzing the vibration waveform and frequency by the vibration sensor and the speed sensor through a simulation program, Figure 3 Figure 2 shows the process of determining the damage of the pump by analyzing the frequency in the controller of the present invention,
외부로부터 전기에너지와 같은 동력을 전달받는 구동원(1)에서 회전력을 발생하도록 하고,To generate a rotational force in the drive source (1) receiving power such as electric energy from the outside,
상기의 구동원(1)에 결합된 회전축(2)을 통하여 회전력을 전달받는 유압펌프(3)에서 회전력에 의해 유압에너지를 발생하도록 하되,To generate hydraulic energy by the rotational force in the hydraulic pump (3) receiving the rotational force through the rotating shaft (2) coupled to the drive source (1),
상기 회전축(2)과 유압펌프(3)에 진동센서(4)(6)와 속도센서(5)(7)를 각각장착하고,Mounting the vibration sensor (4) (6) and the speed sensor (5) (7) to the rotary shaft (2) and the hydraulic pump (3), respectively,
상기의 진동센서(4)(6) 및 속도센서(5)(7)로부터 진동데이터와 속도데이터를 전달받는 콘트롤러(8)에서 주파수를 비교하면서 유압펌프의 고장여부를 판단하도록 하고,The controller 8, which receives the vibration data and the speed data from the vibration sensors 4 and 6 and the speed sensor 5 and 7, compares the frequency to determine whether the hydraulic pump has failed.
상기의 콘트롤러(8)는 진동센서(4)(6) 및 속도센서(5)(7)로부터 획득된 데이터를 내부의 메모리(9)에 저장한 상태에서 연산부(10)를 통하여 유압펌프(3)로부터의 압력 맥동파와 회전을 주파수별로 계산하는 연산을 수행하고,The controller 8 stores the hydraulic pump 3 through the calculation unit 10 while storing the data obtained from the vibration sensors 4, 6 and the speed sensors 5, 7 in the internal memory 9. To calculate the pressure pulse wave and rotation from
상기의 연산의 결과값을 나열하여 변별부(11)에서 주파수 분석(DET: Discrete Fourier Transform)을 수행하면서 주파수의 정상여부에 의해 산출된 주파수가 유압펌프(3)의 손상으로 인해 발생된 것인지 아닌지를 판단하도록 하고,By performing the frequency analysis (DET: Discrete Fourier Transform) in the discriminating unit 11 by arranging the result values of the above operation, whether the frequency calculated by the normality of the frequency is caused by the damage of the hydraulic pump 3 or not. To judge,
상기의 판단 결과 주파수가 손상으로 인한 것이면 다이얼링 신호생성부(12)에서 상기의 메모리(9)에 입력한 관리자의 전화번호에 해당하는 다이얼링신호를 생성하여 출력하도록 하고,As a result of the determination, if the frequency is caused by damage, the dialing signal generation unit 12 generates and outputs a dialing signal corresponding to the telephone number of the administrator inputted into the memory 9,
상기의 다이얼링신호에 의하여 무선기지국(14)을 통해 통화로가 형성되면 신호출력부(13)에서 유압펌프(3)가 고장상태임을 알리는 문자나 코드를 출력하도록 구성한 것이다.When a call path is formed through the radio base station 14 by the dialing signal, the signal output unit 13 is configured to output a letter or code indicating that the hydraulic pump 3 is in a faulty state.
이와 같이 구성한 본 발명 유압펌프의 상태 원격감지는 유압펌프의 회전운동 중에 발생하는 회전축의 진동을 직접 센싱하여 유압펌프의 기계적 마모와 파손을 진단한 후 펌프의 상태를 원격지로 송출할 수 있도록 한 것으로서,The remote sensing state of the hydraulic pump of the present invention configured as described above is capable of directly sensing the vibration of the rotating shaft generated during the rotational movement of the hydraulic pump to diagnose mechanical wear and breakage of the hydraulic pump, and then send the state of the pump to the remote site. ,
외부로부터 전기에너지 등의 동력을 전달받는 구동원(1)에서는 회전력을 발생하여 회전축(2)을 회전시킨다.The drive source 1 that receives power such as electric energy from the outside generates a rotational force to rotate the rotating shaft 2.
상기의 구동원(1)에 결합된 회전축(2)을 통하여 회전력을 전달받는 유압펌프(3)에서 회전력에 의해 유압에너지를 발생하도록 한다.The hydraulic energy is generated by the rotational force in the hydraulic pump 3 receiving the rotational force through the rotating shaft 2 coupled to the drive source 1.
상기 회전축(2)과 유압펌프(3)에는 진동센서(4)(6)가 각각 장착된 상태이므로 진동데이터를 콘트롤러(8)에 전달하는 동시에 속도센서(5)(7)를 통하여는 속도데이터를 콘트롤러(8)에 전달하도록 하여 주파수를 비교하면서 유압펌프의 고장여부를 판단하도록 한다.Since the vibration shafts 4 and 6 are mounted on the rotary shaft 2 and the hydraulic pump 3, the vibration data is transmitted to the controller 8, and the speed data is transmitted through the speed sensors 5 and 7. To be transmitted to the controller (8) to compare the frequency to determine whether the hydraulic pump failure.
즉, 상기의 진동센서(4)에 의한 회전축(2)의 진동데이터, 진동센서(6)에 의한 유압펌프(3)의 진동데이터, 속도센서(5)에 의한 회전축(2)의 속도데이터 및 속도센서(7)에 의한 유압펌프(3)의 속도데이터를 콘트롤러(8)에서 전달받으면(단계 21) 내부의 메모리(9)에 일시 저장한다(단계 22).That is, the vibration data of the rotary shaft 2 by the vibration sensor 4, the vibration data of the hydraulic pump 3 by the vibration sensor 6, the speed data of the rotary shaft 2 by the speed sensor 5 and When the speed data of the hydraulic pump 3 by the speed sensor 7 is received by the controller 8 (step 21), it is temporarily stored in the internal memory 9 (step 22).
그 상태에서 컨트롤러(8)는 연산부(10)를 통하여 회전축(2)으로부터의 진동 및 속도에 의한 맥동파와 회전을 주파수별로 계산하는 연산을 수행하면서(단계 23) 유압펌프(3)로부터의 진동 및 속도에 의한 압력 맥동파와 회전을 주파수별로 계산하는 연산을 수행하도록 한다(단계 24).In this state, the controller 8 performs the calculation of the pulsating wave and the rotation by the frequency and the vibration from the rotating shaft 2 through the calculating section 10 (step 23) while the vibration from the hydraulic pump 3 and An operation for calculating the pressure pulsating wave and the rotation by the frequency for each frequency is performed (step 24).
그리고 상기의 콘트롤러(8)는 상기 연산의 결과값을 나열하면서(단계 25) 변별부(11)에서 회전축(2)으로부터의 주파수를 기준으로 하여 유압펌프(3)로부터의 주파수를 비교하는 주파수 분석을 수행하도록 하여 유압펌프(3)로부터의 주파수가 정상인가의 여부 및 상태에 의해 유압펌프(3)의 손상으로 인해 발생된 것인지 아닌지를 판단한다(단계 26).The controller 8 compares the frequency from the hydraulic pump 3 on the basis of the frequency from the rotating shaft 2 in the discriminating unit 11 while arranging the result values of the calculation (step 25). Then, it is determined whether or not the frequency from the hydraulic pump 3 is caused by the damage of the hydraulic pump 3 by whether or not the state is normal (step 26).
상기의 콘트롤러(8)에서 유압펌프(3)의 고장이나 손상의 여부를 판단하는 방법은 도 2에 도시한 것과 같이 유압펌프(3)의 진동데이터와 속도주파수에 의한 주파수를 살펴볼 수가 있으며, 이 주파수에 파형의 왜곡된 부위가 있는 가를 확인한 후 이를 분석하게 되면 크게 2개의 주파수 대역으로 나타난 것을 알 수가 있다. 그러므로 두 개의 주파수 대역 중 하나의 주파수가 유압펌프의 손상으로 인해 파손된 부품의 주파수로 분석될 수가 있다.The method for determining whether the hydraulic pump 3 is broken or damaged by the controller 8 can look at the frequency of the vibration data and the speed frequency of the hydraulic pump 3 as shown in FIG. After confirming that there is a distorted part of the waveform at the frequency, it can be seen that it appears in two frequency bands. Therefore, the frequency of one of the two frequency bands can be analyzed as the frequency of the broken part due to the damage of the hydraulic pump.
상기의 판단 결과 주파수가 유압펌프(3)의 손상으로 인한 것으로 콘트롤러(8)에서 판단되면(단계 27), 다이얼링 신호생성부(12)에 제어신호를 출력하여 상기의 메모리(9)에 입력한 관리자의 전화번호에 해당하는 다이얼링신호를 생성하여 출력하도록 한다(단계 28).When the controller 8 determines that the frequency is due to damage of the hydraulic pump 3 (step 27), the control signal is output to the dialing signal generator 12 and inputted to the memory 9. A dialing signal corresponding to the manager's telephone number is generated and output (step 28).
상기의 다이얼링신호에 의하여 통화로가 형성되면(단계 29) 신호출력부(13)에서 유압펌프(3)가 고장상태임을 알리는 문자나 코드를 관리자의 무선전화기에 출력하도록 한다(단계 30).When the call path is formed by the dialing signal (step 29), the signal output unit 13 outputs a character or code indicating that the hydraulic pump 3 is in a failure state to the manager's wireless telephone (step 30).
한편, 상기의 유압펌프(3)를 일정하게 회전으로 작동시키면 진동과 맥동압력도 일정한 주기로 만들어지게 되고, 이때의 맥동압력과 진동은 공급회전수에 스플의 개수나 치차 수를 곱한 값이 된다.On the other hand, when the hydraulic pump 3 operates in a constant rotation, the vibration and pulsation pressure are also made at regular intervals, and the pulsation pressure and vibration at this time are the value of the supply rotational speed multiplied by the number of spools or the number of gears.
그런데 일반적인 맥동압력이 미세하므로 진동을 측정하여 주파수를 산출하게 되면 유압펌프(3)의 진단을 더 정확하게 판단할 수 있게 된다.By the way, since the general pulsating pressure is fine, it is possible to determine the diagnosis of the hydraulic pump 3 more accurately by measuring the vibration and calculating the frequency.
그리고 가변 유압펌프의 경우에는:And for variable hydraulic pumps:
정상 진동 주파수(f normal) = 펌프의 공급회전수(rpm)/60 * 스플 개수Normal vibration frequency (f normal) = pump rotation speed (rpm) / 60 * number of spools
또한 기어 유압펌프의 경우에는:Also for gear hydraulic pumps:
정상 진동 주파수(f normal) = 펌프의 공급회전수(rpm)/60 * 기어치차 개수Normal vibration frequency (f normal) = pump rotation speed (rpm) / 60 * gear gear number
의 식에 의하여 각각 가변 유압펌프와 기어 유압펌프에 대한 진동 주파수범위를 계산할 수 있게 되므로 어떤 스플이나 기어치차에서 마모나 손상 등이 발생한 경우에는 위의 정상 진동 주파수(f normal)범위 외의 또 다른 주파수가 발생할 것이고, 여러 개의 상이한 주파수가 발생했다면 여러 개의 스플이나 기어치차가 손상되었음을 추론 및 진단할 수 있게 된다.Since the vibration frequency range for the variable hydraulic pump and the gear hydraulic pump can be calculated according to the equation, when a spool or gear gear is worn or damaged, another frequency outside the above normal vibration frequency (f normal) range can be calculated. If several different frequencies occur, it is possible to infer and diagnose that multiple spools or gear teeth are damaged.
따라서 본 발명 유압펌프의 상태 원격감지 시스템 및 고장 진단방법에 의하여서는 구동기의 회전변동을 고장으로 오판하는 것을 방지하기 위해 회전기의 진동주파수와 함께 구동기의 회전도 주파수분석을 동시 수행하여 진동주파수 분석결과가 펌프의 마모나 손상으로 인한 것인지, 회전변동으로 인한 것인지를 구분하도록 하여 진단의 신뢰성을 높인 것으로서, 유압펌프의 오동작과 성능저하의 원인이 되는 부품의 손상과 마모를 조기에 검출할 수 있음은 물론, 간단한 방법에 의해 조기에 유압펌프의 마모나 손상의 정도를 파악할 수가 있으므로 유압펌프에 치명적인 고장이 발생하기 전에 미리 조처할 수 있는 방안을 강구하게 하고, 치명적 오동작의 발생 시간을 추론하여 예상할 수 있는 것이다.Therefore, according to the present condition remote sensing system and fault diagnosis method of the hydraulic pump of the present invention, the vibration frequency analysis results of the vibration frequency of the actuator together with the vibration frequency of the rotor in order to prevent a mistake in the rotational variation of the driver as a result of the vibration frequency analysis It is possible to detect the damage and abrasion of components that cause malfunction and deterioration of hydraulic pump by increasing the reliability of diagnosis by distinguishing whether it is caused by abrasion or damage of the pump or rotational change. Of course, it is possible to determine the degree of wear or damage of the hydraulic pump early by a simple method, so that a countermeasure can be taken in advance before a fatal failure of the hydraulic pump occurs, and the estimated time of the fatal malfunction can be estimated. It can be.
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