Дополнительные параметры в технической диагностике гидроцилиндров

Введение. Продолжительность эксплуатации гидропривода рабочих органов наземных машин зависит от своевременной их диагностики. Выход из строя гидравлической системы во время работы в сложных условиях может привести к значительным экономическим затратам для восстановления её работоспособности. Для предотвращения внезапных отказов гидроцилиндров следует проводить диагностику с учётом показателей по результатам, по которым можно сделать вывод о техническом состоянии.
Материалы и методы. Исследование базируется на использовании переходного процесса (гидроподпора) и перетока жидкости между полостями гидроцилиндра с фиксацией утечек в сопряжении «поршень-гильза» и получения характеристики отклика на эти факторы. В качестве параметра отклика предложено использовать скорость нарастания давления (угол повышения давления). В данной статье приведён теоретический анализ. Установлено, что в качестве диагностирующего параметра можно использовать скорость нарастания давления в сливной магистрали, которая учитывает давление и утечки в гидроцилиндре.
Результаты. В результате исследования было установлено влияние утечки между полостями гидроцилиндра на угол повышения давления, также проведены эксперименты, насколько влияет тип трубопровода на скорость нарастания давления ввиду влияния коэффициента объёмной жёсткости.
Обсуждение и заключение. Исследование подтвердило влияние объёмной жёсткости трубопроводов на угол повышения давления. Угол повышения давления для рукавов высокого давления составил от 43,1 до 40,7 градусов (разница 17,5%) включительно, а для стального трубопровода от 45,7 до 44,5 (разница 20,3%) соответственно, что говорит о влиянии жёсткости трубопровода гидропривода на угол повышения давления.

1. Вялов С.А., Чукарина И.М. Коэффициент объёмной жёсткости рукавов высокого давления как показатель динамических свойств гидравлического привода // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. № 5. С. 431–437. DOI: 10.24412/2071-6168-2022-5-431-437. EDN OWNJLX.

2. Галдин Н.С. Математическое моделирование гидравлических ударных устройств // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. 2010. № 4 (18). С. 72–77.

3. Дубовик Е.А. Объёмная жёсткость и её влияние на динамику гидромеханической системы // Автомобильная промышленность. 2016. № 5. С. 37–39. EDN WAQQVJ.

4. Лесковец И.В., Грац А.А., Рогожин В.Д. Диагностирование гидропривода аэродромной техники // Вестник СибАДИ. 2025. Т. 22, № 3(103). С. 356–367. DOI: 10.26518/2071-7296-2025-22-3-356-367. EDN DOFLIH.

5. Миллер А.П., Пугин К.Г. Диагностирование гидроцилиндров строительно-дорожных машин с помощью гидравлического подпора // Тракторы и сельхозмашины. 2023. Т. 90, № 6. С. 551–559. DOI: 10.17816/0321-4443-568992. EDN JSUAFI.

6. Миллер А.П., Пугин К.Г., Шаихов Р.Ф. Использование дополнительных параметров при диагностировании гидроцилиндров // Агротехнологии XXI века: стратегия развития, технологии, инновации: материалы Международной конференции. В 3-х частях, Пермь, 11–15 ноября 2024 года. Пермь: ИПЦ Прокростъ, 2024. С. 169–173. EDN BNSBMB.

7. Пугин К.Г., Шаякбаров И.Э. Обеспечение надёжности гидравлических систем строительно-дорожных машин // Тракторы и сельхозмашины. 2025. Т. 92, № 2. С. 176–184. DOI: 10.17816/0321-4443-630654. EDN OACLUG.

8. Рыбак А.Т. Моделирование гидравлических систем на основе теории объёмной жёсткости // Современные проблемы математического моделирования, обработки изображений и параллельных вычислений – 2017 (СПММОИиПВ-2017): труды Международной научной конференции, пос. Дивноморское, г. Геленджик, Краснодарский край, 4–11 сентября 2017 года. Том II. ООО «ДГТУ-ПРИНТ», 2017. С. 234–242. EDN UXCIRQ.

9. Рыбак А.Т., Ляхницкая О.В. Моделирование приводов технологических машин с учётом объёмной жёсткости их гидравлических систем // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2015. Т. 3, № 9-3(203). С. 271–276. DOI: 10.12737/16920. EDN VDQFLD.

10. Рыбак А.Т. Объёмная жёсткость и её влияние на динамику гидромеханической системы // Вестник Донского государственного технического университета. 2006; 6(3): 200–207.

11. Рынкевич С.А., Хадкевич И.Ю. Экспериментальные исследования физических свойств гидропривода мобильной машины // Вестник Белорусско-Российского университета. 2015. № 4(49). С. 68–78. DOI: 10.53078/20778481_2015_4_68. EDN VBWIBB.

12. Тимохов Р.С., Шоль Н.Р., Бурмистров В.А. Исследование влияния отрицательных температур на изменение показателей гидравлических систем // Успехи современной науки. Белгород. 2017. № 6, Т. 2. С. 95–99.

13. Максименко А.Н., Антипенко Г.Л., Бездников Д.В., Кутузов В.В. Повышение работоспособности гидропривода строительно-дорожных машин // Вестник Белорусско-Российского университета. 2007. № 4. С. 24–30.

14. Конев В.В., Мерданов Ш.М., Бородин Д.М. [и др.] Условия эксплуатации строительно-дорожных машин // Фундаментальные исследования. 2016. № 12-3. С. 502–507.

15. Хазиев М.Л. Методы и средства оперативной диагностики вязкости жидкости гидравлических систем // Научно-технический вестник Поволжья. 2025. № 5. С. 192–194. EDN OGEZWE.

16. Хазиев М.Л. Диагностика надёжности гидравлического привода с применением нейронных сетей // Социально-экономические и технические системы: исследование, проектирование, оптимизация. 2025. № 1(99). С. 114–122. EDN LLRKOP.

17. Wang Q, Zhu C.Study on Dynamic Characteristics of Hydraulic System of ZYWL-6000D Full Hydraulic Directional Drill. Journal of Vibration & Shock, 2014. 33: 174–179, 188.

18. Hong JH, Day M. Monitoring of Cleanliness Level in Hydraulic Systems: Obtaining Reliable OnLine data. J of Driv and Cont. 2012; 9(2); 28–38.

19. Ni S.X., Zhang Y.F., Liang X.F. Intelligent Fault Diagnosis Mehthod Based on Fault Tree // Journal of Shang Hai Jiaotong University. 2008. Vol. 42 (8). P. 1372–1375.

20. Jasiński R.: Problems of the starting and operating of hydraulic components and systems in low ambient temperature (Part 1), Polish Maritime Research 2008, Vol 15; pp. 61-72.