工程机械 数字液压油缸-征求意见稿

T/CHPSAYY021—/T/CMES24032—工程机械数字液压油缸本文件规定了数字液压油缸的术语、基本参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。本文件适用于工程机械用数字液压油缸。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T156-2017标准电压GB/T2828.1计数抽样检验程序GB/T7935—2005液压元件通用技术条件GB/T13306标牌GB/T15622-2005液压缸试验方法GB/T17446-2012流体传动系统及元件词汇GB/T20921-2007机器状态监测与诊断词汇GB/T28857-2012直流差动变压器式位移传感器GB/T36048-2018乘用车CAN总线物理层技术要求JB/T7858液压元件清洁度评定方法及液压元件清洁度指标JB/T10205-2010液压缸3术语、定义和字母符号GB/T17446-2012、GB/T36048-2018、GB/T20921-2007界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1数字液压油缸digitalhydrauliccylinder是一种具有基于总线方式通讯、通过离散控制信号调节位移或速度、具有可编程、状态监测及故障诊断等功能的液压油缸，主要由数字控制器、传感器、液压油缸等部件组成。数字液压油缸结构组成示意图见附录A。通过对数字液压油缸速度、位置的高精度控制，实现多机协同操作的功能。3.2数字控制器digitalcontroller使用数字或数值数据的控制装置，在运行过程中，不断地引入数字或数值数据，实现数字液压油缸的位移或速度实现自动控制。3.3响应时间Responsetime从感知到物理量变化到输出相应电信号的时间。2T/CHPSAYY021—/T/CMES24032—3.4准确度accuracyrating传感器所测量的数据结果与真实值之间的误差。3.5滞环displacementhysteresis在闭环控制模式下的整个输入信号范围的一个完整循环内，与相同输出量所对应的输入信号的最大差值。4基本参数和标记4.1基本参数数字液压油缸的基本参数应包含下列内容：1、工作电压，单位：V；2、工作电流，单位：A；3、通信协议；4、基本误差；5、响应时间，单位：S；其它基本参数应符合JB/T10205-2010中第5章5.3的规定。4.2标记应符合JB/T10205-2010中第5章5.2的规定。5技术要求5.1一般要求5.1.1工作电压应符合GB/T156-2017中的规定。5.1.2通讯协议总线接口与通信协议应支持下列要求：——周期通信，为满足阀芯位置等控制的采样周期要求；——实时通信，为满足阀芯位置等控制的响应时间；——安全通信，为防止总线与装置的正常运行受到损坏或异常停止；——可靠通信，为应对现场干扰，应有差错处理机制。为使不同厂家的控制器之间互操作，总线应具有开放性。采用标准信号（包括CAN、RS232、RS422、RS485、USB、BITBUS、SPI等）通信时，应符合相关技术要求。5.1.3其它要求应符合JB/T10205-2010中6.1的规定。5.2数字液压油缸性能要求T/CHPSAYY021—/T/CMES24032—35.2.1基本性能指标最低启动压力、内泄漏量、外泄漏量、低压下的泄漏、负载效率、耐久性、耐压性、缓冲、高温性能应符合JB/T10205-2010中第6章6.2的规定。5.2.2准确度数字液压油缸的基本误差、非线性误差、回差、重复性误差应符合表1的规定表1与准确度有关的技术指标级0.03±0.03%±0.03%±0.012%0.012%0.05±0.05%±0.05%±0.02%0.02%0.1±0.04%0.04%0.2±0.08%0.08%0.30.50.2%0.4%5.2.3响应时间数字液压油缸的响应时间从以下指标中选取：5ms,10ms,20ms,30ms,50ms,实际响应时间不应大于所选指标。5.3数字控制器性能要求数字控制器的基本性能要求、电气防护要求、气候环境防护要求、机械环境防护要求、电磁抗扰度要求等应符合T/CMES24033章节4.6中的要求。与数字控制器配套传感器的基本性能要求、电气防护要求、气候环境防护要求、机械环境防护要求、电磁抗扰度要求等应符合T/CMES24033章节4.7中的要求。5.4状态监测要求数字液压油缸状态监测主要是通过在油缸上集成各类传感器，对液压油缸的位移、油口压力进行实时监测，具体要求如下：1）集成位移传感器，对数字液压油缸的活塞杆的位移进行实时监测；2）集成压力传感器，对数字液压油缸油口压力进行实时监测；3）数字控制器实时采集各类传感器信号，通过预处理监测信号，得到数字液压油缸的实时运行状态和健康状态；4）可通过总线通讯方式将数字液压油缸实时运行状态和健康状态发送至总线网络；5）集成传感器应符合相关标准规定，测量精度应符合要求并在校准有效时间内。5.5故障诊断要求数字液压油缸故障诊断功能主要是实现总线通讯故障、控制信号异常故障、传感器故障、控制超差故障、油缸内泄漏故障、油缸外泄漏故障和供电电压异常故障的实时故障诊断，具体要求如下：T/CHPSAYY021—/T/CMES24032—41）总线通讯采用“问答”方式，若规定时间内无反馈，发送总线通讯异常报警；2）设备运行期间，检测到总线控制信号超出设定工作范围，发送控制信号异常报警；3）设备运行期间，检测到数字液压油缸位移信号、工作油口压力信号等超出传感器正常检测范围，发送对应传感器异常报警；4）控制超差报警采用阈值比较方式，当数字液压油缸在规定时间内阀芯位移检测值与目标位置值偏差超过阈值，发送控制超差报警；5）油缸内泄漏故障报警采用阈值比较方式，当数字油缸回油口压力在规定时间内与目标值偏差超过阀值，发送油缸内泄漏故障报警；6）油缸外泄漏故障报警采用阈值比较方式，当数字油缸工作油口压力在规定时间内与目标值偏差超过阀值，发送油缸外泄漏故障报警；7）数字控制器供电电压低于额定电压80%或高于额定电压120%，且持续时间超过20s，发送电压异常报警，启动保护。6数字液压油缸试验方法6.1试验装置应符合GB/T15622-2005中5.1的规定。6.2试验条件应符合GB/T15622-2005中5.2的规定。6.3试验项目和试验方法6.3.1型式试验型式试验以及试验方法按表2的规定。表2数字液压油缸型式试验项目与方法1符合GB/T15622-2005中6.1的规定2符合GB/T15622-2005中6.2的规定3符合GB/T15622-2005中6.3的规定4符合GB/T15622-2005中6.4的规定4符合GB/T15622-2005中6.5.1的规定5符合GB/T15622-2005中6.5.2的规定6符合GB/T15622-2005中6.5.3的T/CHPSAYY021—/T/CMES24032—5规定7符合GB/T15622-2005中6.6的规定当产品有缓冲时，按要求进行该项8符合GB/T15622-2005中6.7的规定9符合GB/T15622-2005中6.8的规定符合GB/T15622-2005中6.9的规定符合JB/T10205-2010中8.1的规定符合GB/T28857-2012中7.7的规定样品经试运行以充分排气后，安装至如图1所示的试验装置内，按预设频率往两腔中注入试验压力油源，累计脉冲次数应在105至107范围内。采用双示波器进行对数字液压油缸进行响应时间的检测。图1脉冲试验原理图试验过程中的输入信号通过总线发出。6.3.2出厂试验出厂试验以及试验方法按表3的规定。T/CHPSAYY021—/T/CMES24032—6表3数字液压油缸出厂试验项目与方法1符合GB/T15622-2005中6.1的规定2符合GB/T15622-2005中6.2的规定3符合GB/T15622-2005中6.3的规定4符合GB/T15622-2005中6.5.1的规定5符合GB/T15622-2005中6.5.2的规定6符合GB/T15622-2005中6.6的规定7符合GB/T15622-2005中6.9的规定8在进行试运转试验时，检测各类传感器的输出信号，并记录下的数字液压油缸处于两端极限时，各传感器、数字控制器的输出信号值。试验过程中的输入信号通过总线发出。6.4数字控制器试验项目和试验方法数字控制器的基本性能要求、电气防护要求、气候环境防护要求、机械环境防护要求、电磁抗扰度要求等应符合T/CMES24033章节4.6中的要求。与数字控制器配套传感器的基本性能要求、电气防护要求、气候环境防护要求、机械环境防护要求、电磁抗扰度要求等应符合T/CMES24033章节4.7中的要求。7状态监测及故障诊断试验7.1状态监测试验数字液压油缸状态监测功能主要实现活塞杆位移、油口压力的实时监测，测试方法如下：1）在章节6.1和6.2要求的实验设备和试验条件下进行试验。2）建立数字控制器与上位机的总线通讯，实时监测数字液压油缸运行数据。3）将数字液压油缸的行程设定为传感器最大位移，工作压力设定为额定压力，通过上位机观察活塞杆位移、油口压力等数据，如观察期间运行数据无明显异常，认为状态监测功能正常。7.2故障诊断试验数字液压油缸故障诊断功能主要是实现总线通讯故障、控制信号异常故障、传感器故障、控制超差故障、油缸内泄漏故障、油缸外泄漏故障和供电电压异常故障的实时故障诊断，测试方法如下：1）在章节6.1和6.2要求的实验设备和试验条件下进行试验。2）建立数字控制器与上位机、控制指令模块的总线通讯，通过上位机查看故障诊断情况。T/CHPSAYY021—/T/CMES24032—73）断开控制指令模块与数字控制器总线通讯，总线通讯异常报警；恢复控制指令模块与数字控制器的总线通讯，通讯异常报警消除，则认为总线通讯故障诊断功能正常。4）通过控制指令模块发送超出设定工作范围的总线控制信号，控制信号异常报警；发送工作范围内的总线控制信号，控制信号异常报警消除，则认为控制信号异常故障诊断功能正常。5）采用信号发生器分别模拟液压缸位移信号，当模拟信号超出传感器正常检测范围时，传感器异常报警；当模拟信号在传感器正常检测范围内时，传感器异常报警消除，则认为传感器故障诊断功能正常。6）通过调节试验台的测试压力，当测试压力超出传感器正常检测的阀值时，传感器异常报警；当测试压力在传感器正常检测的阀值范围内时，传感器异常报警消除，则认为传感器故障诊断功能正常。6）断开油缸位移传感器与数字控制器通讯，当数字液压油缸在规定时间内实际检测活塞杆位置值与目标位置值偏差超过阈值时，控制超差报警；接通油缸位移传感器与数字控制器通讯，控制超差报警消除，则认为控制超差故障诊断功能正常。7）采用可编程直流电子负载模拟多路换向阀控制阀，通过改变直流电子负载调整驱动电流，当驱动电流高于额定电流150%且持续时间超过5s时，过载异常报警；当驱动电流在额定电流范围内时过载异常报警消除，则认为过载异常故障诊断功能正常。8）采用可调直流稳压电源调整数字控制器供电电压，当供电电压低于额定电压80%或高于额定电压120%且持续时间超过20s时，供电电压异常报警；当供电电压在额定电压范围内时，供电电压异常报警消除，则认为供电电压异常故障诊断功能正常。8装配和外观的检验方法装配和外观的检验方法按表4的规定。表4工程机械液压油缸装配和外观检验方法12内部清洁度可由经过验证39检验规则本标准规定的检验分为出厂检验和型式检验。9.1型式检验本文件6.3.2中规定的所有项均需进行检测，任抽1台做型式检验；凡属下列情况之一者，应进行型式检验：a)新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；T/CHPSAYY021—/T/CMES24032—8b)产品量产后，如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；c)产品停产一年以上，重新恢复生产时；d)出厂检验结果与型式检验结果有较大差异时；e)国家质量监督机构提出进行型式检验要求时；检验项目全部符合要求,判定数字液压油缸型式检验合格。若有不符合要求的项目，应加倍取样复验;如复验符合要求,则仍判定型式检验合格;若复验仍有不符合要求的项目，则判定型式检验不合格。9.2出厂检验本文件6.3.2中规定的所有项均需进行检测，每台出厂的产品均需进行出厂检验。检验项目全部符合要求,判定数字液压油缸出厂检验合格。若有不符合要求的项目，应在采取措施后进行复验;如复验符合要求,则仍判定出厂检验合格;若复验仍有不符合要求的项目，则判定出厂检验不合格。10标志、包装、储存以及运输10.1标志和铭牌内容应符合GB/T7935—20