Análise teórico-experimental de falhas em válvulas direcionais servoproporcionais

• Main Author: Ramos Filho, José Roberto Branco
• Other Authors: Universidade Federal de Santa Catarina
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2012
• Subjects: Engenharia mecânica; Falha de sistema (Engenharia); Valvulas; Sistemas hidráulicos
• Online Access: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/93424

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009. === Made available in DSpace on 2012-10-24T22:16:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 271613.pdf: 2997526 bytes, checksum: f0473ac282f98d73f89b35140376abc4 (MD5) === Este trabalho trata da detecção e diagnóstico de falhas em válvulas de controle contínuo eletricamente moduladas através da avaliação das forças internas da válvula. Estas forças são estimadas por um modelo comportamental de uma válvula saudável, e então comparadas com a força aplicada pelo solenóide ao carretel da válvula através da comparação entre a corrente imposta ao solenóide e estimativas das correntes máxima e mínima que devem ser aplicadas à uma válvula saudável sob determinada condição de operação. Para tanto são apresentadas noções sobre o diagnóstico automatizado de falhas e sobre válvulas de controle contínuo eletricamente moduladas, mais especificamente as válvulas de carretel deslizante servoproporcionais. Em adição, foram apresentadas as falhas mais comuns em válvulas hidráulicas, juntamente com suas causas. Experimentos em uma bancada de ensaios em concordância com a norma ISO 10770-1 (ISO, 1998) foram realizados para a caracterização da válvula utilizada para a elaboração deste trabalho e posteriormente um modelo para estimar a corrente no solenóide da mesma foi elaborado com base nos resultados destes experimentos e nas noções sobre diagnóstico e válvulas apresentadas. Na seqüência o modelo foi avaliado em paralelo com a válvula que serviu de base para sua elaboração, sendo que a válvula foi utilizada em três condições: saudável, contaminada e desgastada. Tal artifício foi utilizado para validar o modelo e avaliar sua sensibilidade às falhas que se pretende detectar e diagnosticar. Sugestões para a utilização deste modelo e de outras informações extraídas da válvula e do circuito hidráulico onde a mesma está instalada para detectar e diagnosticar falhas são então apresentadas com base nas observações feitas durante os ensaios de validação. === This work regards the fault detection and diagnosis in electrically modulated flow control valves. The detection and diagnosis is done through the evaluation of the valve's internal forces. These forces are estimated by a behavioral model of a healthy valve, and then compared to the force that is actually applied on the valve by the solenoid through the comparison between the current imposed to the solenoid by the controller and estimated maximum and minimum currents that should be applied to a healthy valve under certain operation conditions. In order to so, notions about automated diagnosis and about electrically modulated control valves are presented. Spool servoproportional valves are presented in detail. Also, the most common faults and its causes are reviewed. Experiments on a test bench in accordance with ISO 10770-1 (ISO, 1998) were made to characterize the valve used in this work, and based on the results of these experiments and on the notions presented, a model of the current on the valve's solenoid was developed. This model was evaluated against the valve used on the experiments under three conditions: healthy, contaminated and wear degraded. The objective is to validate the model and evaluate its usefulness to detect and diagnose the faults inflicted on the valve. Recommendations on how the information provided by the model should be used, along with other variables measured on the valve and on the hydraulic circuit, to detect and diagnose faults are then presented, based on the findings made on the validation experiments.