Application of time-frequency analysis for diagnostics of valve plate wear in axial-piston pump

This study presents a possibility of detecting wear of a valve plate in multi-piston axial pump based on time-frequency analysis of measured signals. Short-time Fourier transform STFT and the generalized Wigner-Ville algorithm WVD were used for this purpose. The tests were carried out on a multi-piston axial pump with swinging plate, in which the worn valve plates were mounted. Valve plate wear was related with the formation of flow micro-channels between the pump suction hole and its pumping hole on the plate transition zone surface. The developed channels initiate flow of the operational fluid, the results of which is lack of leak-tightness between suction and pumping zones, associated with a decrease in operational pressure and drop in general efficiency.

---

Zadanie jakie spełnia rozrząd tarczowy w pompach tłokowych to doprowadzenie czynnika roboczego ze strefy ssawnej pompy do komór wyporowych współpracującego z nią wirnika i odprowadzenie go do przewodu tłocznego pompy. Właściwe ukształtowanie konstrukcji tarczy rozrządczej jest jednym z najtrudniejszych zadań w procesie projektowania. Od konstrukcji tarczy i jej współpracy z wirnikiem zależą główne parametry pompy takie jak: sprawność objętościowa, hałaśliwość i jej trwałość eksploatacyjna. W procesie eksploatacyjnym zużycie tarcz rozrządczych związane jest z pojawianiem się mikrokanałów przepływowych pomiędzy otworem ssawnym pompy a jej otworem tłocznym na powierzchniach stref przejściowych tarczy. Powstałe kanały powodują przepływ czynnika roboczego co prowadzi do braku szczelności między strefą ssawną i tłoczną oraz do obniżenia ciśnienia eksploatacji i sprawności ogólnej pompy. W niniejszym artykule przedstawiono możliwość wykrycia stopnia zużycia tarczy rozrządczej tłokowej pompy osiowej, za pomocą czasowo-częstotliwościowych metod analizy sygnałów pomiarowych. Wykorzystano do tego celu krótko-czasową transformatę Fouriera STFT oraz uogólniony algorytm Wignera-Villa WVD.