油压机器、监视油压机器健康状态的系统及方法技术方案

目的为，在油压泵的破损发生前，检测泵破损的前兆，预测泵的寿命。首先检测油压泵的排出压１２２、油温１２６和排泄管的过滤器差压１２０，然后求出过滤器差压与排出压的相关关系１２８，再根据相关关系，计算一定的有代表性的排出压下的有代表性的过滤器差压１３０。通过用油温－差压相关函数来修正这个代表差压值，得到除去由油温１２６引起的变化成分１３２后的修正差压。计算出这个修正差压的时间增加的长期趋势和短期趋势，然后根据长期趋势和短期趋势的背离程度，检测泵破损的前兆、预测泵的寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油压机器，特别是与油压机器中监视油压泵健康状态的系统及方法有关。
技术介绍
作为油压泵之类流体泵的异常检测装置，已知有例如特开昭59-194215号、特开平7-280688号公报、特开2000-241306号公报及特开平8-114183号公报中所记载的检测装置。特开昭59-194215号中所公开的油压系统的故障预知装置，首先检测减少油压系统构成部件寿命的主要原因(如油压、工作油温等)，然后根据检测的油压及工作油温等求出现在瞬间的寿命减少度，通过累计这个减少度，求出寿命减少量。另外，此装置还具有故障发生后动作的警报器。特开平7-280688号中所记载的判定泵磨损的装置，首先计量箱式排泄管的流量或流量的变化量。当计量出的流量或流量的变化量超过一定的阈值时，就判定为故障。特开2000-241306号中所公开的泵故障诊断装置，具有设置在排泄通路里的金属传感器和设置在排出通路或排泄通路里的流量传感器。将其中一个传感器的检测值作为参数，来修正另一个传感器的检测值。例如由流量传感器检测出流量下降时，就判断泵的故障有发展，再以比金属传感器的检测值大的倍率进行修正，由此，就更容易从金属传感器的检测值中检测出异常。通常的工作还另外设置了故障诊断模式，在此模式中，将泵的输出变化因素，如斜板角(倾斜角)、引擎转速度及泵的负载固定为一定，根据金属传感器的检测值，进行故障诊断。特开平8-114183号中所记载的泵的润滑系统警报装置，首先计量出在泵的润滑系统的过滤器中流通的润滑水的流量和过滤器的前后差压，当实际的计量值比由润滑水流量推算出的差压预想值大时，就判定过滤器堵塞并发出警报。如特开昭59-194215号中所示，广泛进行着通过记录温度等寿命减少的主要原因的履历\参照过去的实验结果等，预测部件的消耗度。但是，即使寿命减少主要原因的履历相同，部件消耗度的偏差也会很大。因此，利用寿命减少主要原因的履历的方法，即使能调整大修的时间，也不能精确地预测泵的故障的发生，防泵的破损于未然。因此，提出了更加直接地计量泵破损的前兆的方法。例如特开平7-280688号中的装置，通过计量箱式排泄管的流量或流量的变化量来判定故障。另外，专利文献3特开2000-241306号中的装置，由设置在排泄通路的金属传感器检测通过排泄管的金属粉量，并由此来判定故障。这些方法，在根据更直接的现象得到泵破损的前兆这一点上，与检测温度、工作油温等间接原因相比，能够更精确地检测泵破损的前兆。但是，在油压机器的工作中，泵的排出流量、排出压力以及工作油温等泵的工作状态在变化，而且伴随着这些工作状态的变化，上述传感器的输出也在变化。因此，如果要检测油压机器的运作中的异常，就有必要将大的变化幅度包含在适用于传感器输出的异常判断的阈值内。结果，因为异常检测的可信度变低，也不能期待能准确地提前觉察和防泵的破损于未然的功能。另外，为了得到正确的检测，特开2000-241306号的装置中设置了将泵的排出流量、排出压力等工作状态固定为一定的故障诊断模式。但是，定期地停止油压机器的运行实施故障诊断，会给油压机器的管理者造成很大负担，因此不受好评。而且，工业用的油压机器，例如油压掘土机等建设机器是作为矿山、建设现场的工作中心使用的机器，停止油压机器的运行，就等于中止采矿作业或建设作业，因此，经济损失也是很大的。另外，特开平8-114183号中的装置不是预测泵的破损，而是通过比较过滤器前后差压与阈值来检测过滤器的异常。但是，由于油的粘度随着油温而变化，所以只利用前后差压，油压泵不能精确地检测出异常。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为了防泵的破损于未然，能够检测出泵破损的前兆。本专利技术的另外的目的在于，能够在诊断时不中断油压机器的工作并能够在运行中的油压泵的排出流量和排出压力变化的情况下检测出泵破损的前兆。本专利技术的另外的目的在于，能够在工作油温变化的情况下检测出泵破损的前兆。本专利技术还有一个目的在于，能够防泵的破损于未然并能以更高的可信度预测泵破损的时期。按照本专利技术的一个方面的油压机器具有油压负载装置；将加压的工作油排出并提供给上述油压负载装置的油压泵；将在上述油压泵的排泄管中流动的工作油中所含异物捕获的排泄管过滤器；检测上述排泄管过滤器中过滤器差压的差压传感器；检测上述油压泵中规定的工作状态的工作状态传感器；从上述差压传感器及上述工作状态传感器中收集上述过滤器差压的时序数据和工作状态的时序数据的数据收集部；根据上述数据收集部所收集的上述工作状态的时序数据)和过滤器差压的时序数据，决定满足规定的一定条件的上述工作状态下的上述过滤器差压的有代表性的值即代表差压值，并将决定的上述代表差压值输出的代表差压决定部。根据此油压机器，即使运行中的油压泵的排出流量或排出压等工作状态在变化，因为能输出满足一定条件的工作状态下的代表差压，所以使用这个代表差压能够检测出泵破损的前兆。而且不必为了诊断而中断油压机器的运行。在此油压机器中，还可以设置根据上述代表差压决定部输出的上述代表差压值来诊断上述油压泵健康状态的诊断部。在适宜的实施方式中，上述工作状态传感器检测作为上述工作状态的、由上述油压泵提供给上述油压负载装置的上述加压的工作油的压力或流量。另外，在适宜的实施方式中，上述代表差压决定部首先根据上述工作状态的时序数据和上述过滤器差压的时序数据，决定上述工作状态和上述过滤器差压间的相关关系；再根据决定的上述相关关系求出与满足上述一定条件的规定的一个有代表性的上述工作状态值相对应的上述过滤器差压的相关值；然后将求出的上述相关值作为上述代表差压值采用。另外，作为变形例，上述代表差压决定部也可以从上述过滤器差压的时序数据中抽出满足上述一定条件的上述工作状态下的数据，再求出抽出的上述过滤器差压数据的平均值或中间值，然后可以将求出的上述平均值或中间值作为上述代表差压值采用。在适宜的实施方式中，上述油压泵是可变容量型泵，并设置了输出与上述油压泵容量相关的容量信息的容量信息输出装置。上述代表差压决定部首先根据上述容量信息，获得在上述油压泵的容量满足规定的一定条件时检测的上述工作状态的时序数据和上述过滤器差压的时序数据，再根据得到的上述工作状态的时序数据和上述过滤器差压的时序数据来决定上述代表差压值。由此，即使泵的容量在变化，也不会受到很大影响，能够根据代表差压诊断泵的健康状态。在适宜的实施方式中，还设置了检测上述工作油温度的温度传感器。而且，上述数据收集部还从上述温度传感器中收集上述油温的时序数据；上述代表差压决定部利用上述油温时序数据来修正上述代表差压值，以减少上述代表差压值中所含的由上述油温引起的变化成分，然后输出修正后的上述代表差压值。由此，即使油温在变化，也不会受到很大影响，从而能够根据代表差压诊断泵的健康状态。按照本专利技术另一个方面的系统是在具有油压泵、将在上述油压泵的排泄管中流动的工作油中所含异物捕获的排泄管过滤器、检测上述排泄管过滤器中过滤器差压的差压传感器和检测上述油压泵中规定的工作状态的工作状态传感器的油压机器中，用于监视上述油压泵健康状态的系统。此系统具有从上述差压传感器及上述工作状态传感器中收集上述过滤器差压的时序数据和上述工作状态的时序数据的数据收集部；以及，根据上述数据收集部收集的上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油压机器，具有：油压负载装置；将加压的工作油排出并提供给上述油压负载装置的油压泵；将在上述油压泵的排泄管中流动的工作油中所含异物捕获的排泄管过滤器；检测上述排泄管过滤器中过滤器差压的差压传感器；检 测上述油压泵中规定的工作状态的工作状态传感器；从上述差压传感器及上述工作状态传感器收集上述过滤器差压的时序数据和工作状态的时序数据的数据收集部；根据上述数据收集部所收集的上述工作状态的时序数据和过滤器差压的时序数据，决定满足 规定的一定条件的上述工作状态下的上述过滤器差压的有代表性的值即代表差压值，并将决定的上述代表差压值输出的的代表差压决定部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：影山雅人，庄司幸夫，吉田伸实，
申请(专利权)人：株式会社小松制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]