Šiame svečio pasirodyme Ben Martins aptaria:
PicoScope gidas hidraulinių siurblių testavimui: PQ testo atlikimas
Šis gidas supažindins jus su galinga hidraulinių sistemų diagnostikos procedūra – PQ (slėgio ir debito) testu. Parodysime, kaip naudoti PicoScope reikiamiems duomenims užfiksuoti ir, svarbiausia, kaip pasitelkti mūsų Math (matematinius) kanalus tokiems kritiniams parametrams kaip teorinis debitas ir tūrinis naudingumo koeficientas apskaičiuoti. Šis testas leidžia tiksliai įvertinti hidraulinio siurblio būklę ir našumą be sudėtingų bei daug laiko atimančių rankinių skaičiavimų.
Kodėl PQ testas toks svarbus
PQ testas yra pamatinė hidraulinių sistemų diagnostikos procedūra. Vienu metu matuodami ir slėgį, ir debitą, galite nustatyti, ar siurblys dirba pagal savo specifikacijas. Paaiškinsime, kaip nustatyti PicoScope šiems dviems svarbiems signalams užfiksuoti, ir kokia paprasta matematika neapdorotus duomenis paverčia prasmingais rezultatais.
Žingsnis po žingsnio: nuo neapdorotų duomenų iki tūrinio naudingumo koeficiento
Sekite mūsų žingsnis po žingsnio pateiktas instrukcijas testui atlikti. Gilinsimės į PicoScope Math kanalus ir parodysime tikslias formules, kurių reikia siurblio teoriniam debitui apskaičiuoti ir palyginti jį su faktiniu. Taip gausite aiškų atsakymą apie siurblio tūrinį naudingumo koeficientą ir tikslią galimų gedimų diagnozę.
Pastaruoju metu atlikau nemažai darbų su Pico Technology variklių ir hidraulikos rinkiniu (Engine and Hydraulics Kit) bei debitmačiais. Jie leidžia man stebėti tiek variklio, tiek hidraulinę mašinos pusę ir nustatyti gedimus vienoje arba abiejose sistemos dalyse.
Įprastas testas siurblio tinkamumui nustatyti vadinamas PQ testu. Jo metu siurblys apkraunamas iki maksimalaus sistemos slėgio, siekiant įsitikinti, kad jis vis dar geba užtikrinti teisingą debitą esant tam tikram slėgiui. Reguliariai atliekamas šis testas leidžia sekti siurblio darbą ir laiku pastebėti ryškaus dėvėjimosi ar našumo kritimo požymius, kol dar nevėlu.
Su Pico 300 l/min ir 600 l/min debitmačiais galima atlikti PQ testą ir apkrovos vožtuvu „apkrauti“ siurblį, o duomenis įrašyti, užuot viską žymėjus popieriuje. Be to, kartą išsaugojus failą, visi nustatymai jau būna paruošti – tereikia prisijungti prie mašinos ir atlikti kitą testą. Tai kur čia įsiterpia matematika?
Hidraulikoje man naudinga lyginti teorinį debitą su faktiniu ir apskaičiuoti siurblio tūrinį naudingumo koeficientą. Suprasdami, kaip sukonfigūruoti osciloskopą ir kokius signalus reikia užfiksuoti, remsimės formulėmis, kurias naudosime. Pirmiausia mums reikia teorinio debito:
Teorinis debitas (l/min) = siurblio darbinis tūris (cm³/aps.) × siurblio sūkiai (aps./min) / 1000
Jei naudojate galonus per minutę, formulė bus tokia:
Teorinis debitas (GPM) = siurblio darbinis tūris (cu in/rev) × siurblio sūkiai (RPM) / 231
Kadangi esu Jungtinėje Karalystėje, naudosiu pirmąją formulę, nes čia siurbliai žymimi cm³/aps. Šiame pavyzdyje siurblio darbinis tūris yra 51 cm³/aps. Reikia nepamiršti, kad šis teorinis skaičiavimas remiasi prielaida, jog siurblys yra 100 % efektyvus, o tai neįmanoma dėl vidinių nuotėkių. Vis dėlto turėdami abu dydžius galėsime apskaičiuoti naudingumo koeficientą.
Taip pat reikia sužinoti siurblio sūkius. Daugumoje mobiliųjų hidraulinių mašinų siurbliai jungiami tiesiai prie variklio: variklio sūkiai = siurblio sūkiai. Tai palengvina užduotį, nes siurblio sūkius galime nustatyti pagal alkūninio veleno padėties jutiklį ar kitus signalus. Jei siurblys varomas atskirai nuo variklio, pavyzdžiui, diržu ar krumpline pavara, sūkius galima nuskaityti optiniu davikliu arba apskaičiuoti alkūninio veleno ir krumpliaračio santykį ir įtraukti jį į formulę. Mano pavyzdyje variklis ir siurblys sujungti tiesiogiai, tačiau alkūninio veleno padėties jutiklio signalą vis tiek reikia paversti sūkiais per minutę.
Šio testo metu variklio sūkius fiksuosiu ties 1500 aps./min. Tai geras daugumos mašinų darbinis režimas, be to, jis tampa pastoviu dydžiu, kai testą kartosime ateityje. Nepamirškite, kad visą šią informaciją galima įrašyti PicoScope pastabų (notes) skiltyje – ji išliks kartu su failu. Taip, jei testą vietoj jūsų turės atlikti kitas žmogus, jis galės vadovautis tuo pačiu testo planu. Šiuo atveju galėtume rinktis alkūninio veleno (crank) matematinį kanalą, tačiau kadangi sūkiai fiksuoti, diagnostiniu požiūriu variklio sūkių svyravimai manęs ypač nedomina. Todėl naudosiu filtruoto dažnio matematinį kanalą, aprašytą šioje forumo temoje. Jis pateiks kur kas glotnesnę liniją, tačiau vis tiek parodys didesnius variklio sūkių pokyčius dėl siurblio apkrovimo ir nuėmimo.
Matematika paimta iš forumo temos, tačiau ją šiek tiek pakoregavau atsižvelgdamas į šios mašinos sūkius. Kadangi alkūninio veleno jutiklio signalas yra nestandartinis, tradiciniai metodai matematiniame kanale sukeltų dideles smailes, o to nenorime. Todėl panaudotas modifikuotas matematinis kanalas su žemų dažnių filtru ir mastelio koeficientu, kad sūkiai būtų teisingi. Taigi formulė atrodo taip:
RPM = 1,616 × LowPass(freq(A),4)
Norint patvirtinti sūkius, gera praktika yra priartinti alkūninio veleno signalą ir laiko liniuotėmis patikrinti sūkių reikšmę.
1. Liniuočių apžvalga su išmatuotu matematiniu kanalu
2. Matematinis kanalas
3. Dažnis ir sūkiai, išmatuoti tarp laiko liniuočių
Iš pateikto vaizdo matau, kad skirtumas tarp šių dviejų dydžių minimalus, todėl matematinį kanalą galima išsaugoti ir pervadinti ateičiai. Kad iš čia apskaičiuotume teorinį debitą, sūkiams sukurtą matematinį kanalą turime įstatyti į anksčiau pateiktą formulę. Vadinasi, kuriame naują matematinį kanalą:
Teorinis debitas (l/min) = siurblio darbinis tūris (cm³/aps.) × siurblio sūkiai (aps./min) / 1000
= siurblio darbinis tūris (cm³/aps.) × siurblio sūkiai (aps./min) / 1000
= 51 × (1,616 × LowPass(freq(A),4)) / 1000
Dabar turime variklio sūkius ir teorinį debitą, apskaičiuotą pagal siurblio sūkius ir 51 cm³/aps. darbinį tūrį.
Dabar pereikime prie PQ testo, kuriam reikia prisijungti prie hidraulinės sistemos ir matuoti debitą bei slėgį. Įsitikinkite, kad turite reikiamą apmokymą ir tinkamas asmenines apsaugos priemones (PPE) bei kad užkirsite kelią bet kokiam galimam užteršimui. Tai apima žarnų, jungčių, WPS600C slėgio keitiklio ir debitmačio švaros patikrą.
Sumontavę įrangą įsitikinkite, kad žinote mašinos darbinį slėgį. Pradėkite apkrauti siurblį ir nepamirškite nuolat stebėti slėgio. Testavimo metu naudinga ekrane matyti matavimų (measurements) rodmenis. Pico debitmačiai turi apsauginį trūkiąjį diską, suteikiantį šiokią tokią apsaugą slėgio šuolio atveju, tačiau jo suveikimo riba gali būti aukštesnė už maksimalų darbinį slėgį. Turėkite omenyje, kad suveikusį trūkųjį diską prieš tolesnius testus reikės pakeisti.
Toliau pateiktas įrašas padarytas mašinoje, kurios darbinis slėgis yra 260 bar.
1. Variklio sūkių matematinis kanalas
2. Siurblio slėgis
3. Išmatuotas debitas
4. Teorinis debitas
5. Siurblio apkrovos nuėmimas
6. Liniuočių apžvalga
Noriu atkreipti dėmesį į pirmąją įrašo dalį tarp laiko liniuočių. Matote, kad siurblio slėgis yra 255 bar. Dėl prijungimo būdo mūsų neapsaugo redukcinis vožtuvas, todėl sistemą apkroviau tik iki žemesnio nei darbinis slėgio. Taip užtikrinamas saugumas. Svarbiausias matavimas čia yra debitas, nes būtent debitas verčia sistemą veikti.
Naudodami liniuotes matome, kad esant 255 bar slėgiui debitas yra 70 l/min. Palyginę su teoriniu 78 l/min debitu, prarandame apie 8 l/min. Žinant, kad nė vienas siurblys nėra 100 % efektyvus, tai gali būti dėl vidinių nuotėkių. Kad apskaičiuotume tūrinį siurblio naudingumo koeficientą, tereikia faktinį debitą padalyti iš teorinio ir padauginti iš 100, kad gautume procentus.
Siurblio tūrinis naudingumo koeficientas (%) = (faktinis debitas / teorinis debitas) × 100
Žemiau pateiktame įraše tai atrodytų taip:
Siurblio VE = (70 / 78) × 100
= 0,89 × 100
= 89 %
Galėtume tuo ir apsiriboti arba galime šį rodiklį įtraukti į įrašą dar vienu matematiniu kanalu. Nepamirškite, kad matematinių kanalų galite pridėti kiek norite jau po įrašymo – originalūs duomenys lieka nepakitę. Taigi gauta formulė yra tokia:
(D/(((1.616*LowPass(freq(A),4))*51)/1000))*100
Kad būtų lengviau skaityti, matematiniam kanalui pridėjau vidurkio matavimą tarp dviejų liniuočių, žyminčių siurblio apkrovimo momentą.
Pridedu PSDATA failą su atitinkamomis formulėmis. Matematikos galia gali atskleisti kur kas daugiau, o hidraulikos formulėmis galima atlikti dar daug skaičiavimų, kurių tikiuosi pateikti ateityje.
PSDATA failas: PQ Test with math.psdata
Straipsnis išverstas iš Pico Technology bibliotekos su gamintojo leidimu. Originalas: picoauto.com. PicoScope įrangą rasite mūsų kataloge.