Гидротестары: технические средства и методы

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)» в г. Миассе

Контральная работа

Тема работы: Гидротестары.Технические средства и методы контроля

Золотухина Антонина Николаевна



Введение

Эксплуатация различных транспортных средств (подвижного состава сопровождается высокими затратами на поддержание их работоспособного состояния в течении всего срока эксплуатации. Сохранение работоспособности транспортных средств обеспечивается выполнением планово-предупредительных работ по техническому обслуживанию (ТО) и ремонту, а также внеплановых ремонтов, проводимых для устранения возникающих в межпрофилактические периоды отказов и неисправностей.

Для повышения эффективности использования транспортного средства разработаны методы и средства диагностирования, которые применяют как при проведении технического обслуживания и ремонтов, так и в качестве самостоятельного технологического процесса. Диагностирование позволяет повысить коэффициент готовности и вероятность безотказной работы транспортных средств, снизить трудоемкость и стоимость эксплуатации, повысить ремонтопригодность и контролепригодность объектов транспорта.

В процессе диагностирования производится получение информации о техническом состоянии транспортного средства. Однако получение диагностической информации само по себе не может решить вопроса оптимизации управления техническим состоянием транспортного средства. Наиболее целесообразным является использование диагностической информации:

при прогнозировании технического состояния транспортного средства на какой-то период с целью подготовки производства к проведению плановых технических обслуживаний и совмещения с ними некоторых, теперь уже известных, текущих ремонтов;

при определении потребности в регулировочных работах при выполнении регламентных работ на постах обслуживания;

при определении режимов работ по техническому обслуживанию и текущему ремонту с целью их типизации и тем самых качественной подготовки производства;

при комплексном контроле технического состояния после выполнения работ технического обслуживания и текущего ремонта.

В связи с этим техническая диагностика как подсистема управления техническим состоянием транспортного средства должна присутствовать на всех этапах эксплуатации и подготовки к эксплуатации.

Одним из факторов повышения эффективности машин и оборудования, сокращения расходов на их эксплуатацию является широкое внедрение систем технической диагностики. Применение систем технической диагностики позволяет безразборным способом при минимальных затратах времени определять неисправности машины. Поиск неисправностей обычно занимает в среднем до 50 % общего времени ремонтных работ.

Использование систем технической диагностики позволяет получить наиболее полную информацию, необходимую для оптимальной регулировки эксплуатируемых машин, обеспечивающей выполнение работы при наименьшем потреблении ресурсов. Это означает, что даже при существующем уровне надежности машин техническая диагностика создает условия для значительного повышения коэффициента их использования за счет сокращения времени ремонта, ощутимого уменьшения затрат на их эксплуатацию, исключения аварийных ситуаций.



1. Диагностика гидравлических систем

По результатам обследований машин, находящихся в эксплуатации, проведенных институтами МАДИ, РИСИ и ВНИИСтройДорМаш, отказы элементов гидравлического привода составляют половину от общего количества отказов экскаваторов, стреловых кранов и т.д. Агрегаты гидропривода зачастую снимаются с машин и направляются в ремонт с недоиспользованным ресурсом. Это указывает на определенный недостаток гидравлического привода - трудность выявления неисправностей и отсюда высокие расходы на обслуживание и ремонт. Поэтому актуальны вопросы диагностирования гидропривода строительных машин, этому и посвящен настоящий обзор.

Диагностирование систем гидропривода машин производят с целью:

- оценки технического состояния гидроагрегатов и правильности настройки клапанной аппаратуры;

- поиска причин отказов и локализации дефектов в элементах гидропривода;

прогнозирования ресурса работы.

Для определения технического состояния гидроприводов строительных машин используются как субъективные (органолептические), так и объективные методы с использованием измерительных средств.

Органолептические методы диагностирования (осмотр, прослушивание и другие) позволяют оценивать качественные признаки технического состояния гидропривода. Учитывая простоту и доступность их проведения, а при определенном навыке и получение некоторой относительной количественной оценки технического состояния, эти методы находят широкое применение на практике.

В настоящее время все шире используются объективные методы диагностирования гидроприводов, предусматривающие применение специальных приборов, стендов и другого оборудования, позволяющие количественно и с достаточной точностью измерять диагностические параметры, определять техническое состояние гидропривода.

К основным параметрам гидросистемы, которые могут характеризовать ее техническое состояние, относятся полезная мощность и развиваемое усилие, объемный КПД, продолжительность рабочего цикла, концентрация продуктов износа в рабочей жидкости, максимальное развиваемое давление, интенсивность нагрева и установившаяся температура рабочей жидкости и др. Все эти параметры представляют собой определенные физические величины и характеризуют соответствующие методы диагностирования гидроприводов. Существующие методы диагностирования гидроприводов одноковшовых экскаваторов и других строительных машин приведены ниже.

1.1 Методы диагностирования гидравлических систем

Временной метод. В качестве диагностических параметров используется время выполнения отдельных операций и продолжительность всего рабочего цикла. Время выполнения рабочего цикла для экскаватора является параметром, непосредственно связанным с его производительностью, и поэтому однозначно определяет техническое состояние гидропривода в целом. Метод легко реализуется, поскольку не требует использования какой-либо диагностической аппаратуры, и диагностирование может проводить сам машинист. Однако точность низка, так как практически невозможно обеспечить одинаковые условия работы в каждом цикле, и квалификация машиниста и его психологическое состояние во время диагностирования тоже вносят определенную погрешность.

Силовой (мощностной) метод. Техническое состояние гидропривода определяется по величине полезной мощности, то есть по величине усилия, развиваемого на выходном звене гидродвигателя, и скорости перемещения выходного звена.

Таким образом, для гидравлического экскаватора определяется полезная мощность гидропривода каждого исполнительного механизма (стрелы, рукояти, ковша, выносных опор, хода и поворота платформы). Для определения усилия на выходном звене используют специальные нагружающие устройства. Недостатком метода является то, что нагружающие устройства достаточно сложны и их применение практически возможно только в стационарных условиях.

Гидростатический (статопараметрический) метод. Этот метод, получивший широкое распространение, основан на измерении параметров установившегося задросселированного потока рабочей жидкости. В качестве диагностических параметров используют давление, расход, утечки рабочей жидкости, коэффициент подачи, объемный КПД. Метод может быть использован для оценки технического состояния всех сборочных единиц гидросистемы. К его недостаткам относится большая трудоемкость (необходимо разъединение трубопроводов и рукавов в системе и установка датчиков непосредственно в поток рабочей жидкости). Кроме того, для поддержания номинального давления в гидросистеме при диагностировании необходимо предусмотреть специальное нагружающее устройство.

Гидродинамический метод (метод переходных характеристик). Этот метод основан на анализе реакции гидросистемы на мгновенные изменения давлений в ней. Ударная волна, проходя по конкретному участку системы, несет информацию обо всех гидравлических сопротивлениях на этом участке. Переходный процесс представляет собой динамический режим работы, при котором проявляется уровень технического состояния. Одним из достоинств метода является возможность создания мгновенного изменения давления в системе без помощи каких-либо устройств, за счет режима самонагружения. Недостатком является сложность оценки технического состояния отдельных гидроэлементов, так как существует значительное взаимное влияние их друг на друга в динамическом режиме работы. Кроме того, метод неприемлем для аксиально-поршневых насосов, которые во время работы создают пульсации давления, являющиеся помехой.

Акустический метод. Диагностическим параметром являются акустические шумы. Определяются внутренние негерметичности гидросистемы по шуму перетекающей рабочей жидкости. Метод отличается универсальностью и реализуется с применением накладных датчиков. К недостаткам следует отнести сложность анализа полученной информации из-за множества шумовых помех.

Вибрационный метод. Это разновидность акустического метода. Он основан на анализе параметров вибраций диагностируемого объекта; имеет большую информативную емкость. Осуществляется при помощи накладных датчиков: позволяет определять по вибрации при работе, техническое состояние отдельных элементов гидропривода в основном подшипников, зубчатых передач. Однако и в этом методе трудно выделить полезную информацию из общего фона вибраций при диагностировании в условиях эксплуатации.

Тепловые методы. Основаны на измерении и оценке величины температуры на поверхностях сборочных единиц. Данный параметр характеризует эффективность преобразования энергии в гидроприводе. Наиболее эффективным является термодинамический метод, который позволяет путем измерения перепадов температур рабочей жидкости на входе и выходе гидроэлемента определять его полный КПД. Для измерения температуры применяются накладные датчики. К недостаткам относится необходимость точного измерения перепадов температур и обеспечения при диагностировании определенного перепада давления на входе и выходе гидроагрегата, что не всегда возможно в условиях эксплуатации.

Методы анализа состояния рабочей жидкости. Диагностическими параметрами являются количество и состав абразива и продуктов износа в рабочей жидкости, отобранной из гидросистемы. При использовании этих методов отсутствует необходимость нагружения диагностируемой машины. Методы позволяют обнаружить износ в его начальной стадии. К недостаткам относятся сложность локализации неисправности, применение дорогостоящей аппаратуры и большая продолжительность диагностирования, связанная с отправкой отобранных проб рабочей жидкости в пункты ее диагностирования.



2. Система диагностирования гидроприводов СДМ

Наиболее совершенная технология диагностирования предлагается лабораторией диагностики гидропривода ОАО «ВНИИСтройдормаш» (заведующий лабораторией к.т.н. В.Ю. Любельский). Одновременно там же разработаны соответствующие приборы и аппараты, реализующие эту технологию статопараметрическим (гидростатическим) методом.

Для проведения диагностирования системы гидропривода экскаватора, крана или другой машины должно быть проведено техническое обслуживание с оценкой качества рабочей жидкости. Сама машина должна быть установлена в боксе или на открытой площадке с возможностью манипулирования механизмами рабочих органов и поворотом платформы.

Исходную информацию получают с помощью гидротестера (ГТ), фиксирующего:

давление рабочей жидкости (РЖ) на выходе из насоса и в гидросистеме (ГС);

расход рабочей жидкости на выходе из насоса и в ГС;

температуру РЖ на выходе из насоса (ТН);

частоту вращения вала насоса.

В качестве дополнительных средств контроля предусматривают использование ультразвукового течеискателя (ТИ).

Повышенный шум в гидросистеме, местный нагрев РЖ и повышенная вибрация элементов в данной технологии диагностирования определяют органолептически.

В технологии предусмотрены режимы диагностирования, позволяющие определить:

техническое состояние насоса ;

гидравлические потери холостого хода (PХХ) и давление (P) настройки предохранительных и переливных клапанов (КП);

суммарные утечки в каждом контуре исполнительного механизма (гидроцилиндра, гидродвигателя, гидроусилителя руля и т.д.); техническое состояние механических узлов гидравлических передач.

В комплект системы диагностирования гидроприводов входят (рисунок):

гидротестер (ГТ) универсальный с датчиками расхода (Q), давления (Р), температуры (Т) и частоты вращения коленчатого вала приводного двигателя (nдв);

блок питания (9-24 В) ;

электронный микропроцессорный прибор для записи показаний с датчиков ГТ;

индукционный датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя (с переходником М16х1,5 для установки на картер сцепления);

присоединительные устройства (ПУ) в виде трехходовых кранов;

соединительные рукава высокого давления (РВД), пробки, штуцеры и переходники с элементами быстроразъемных соединений (БРС);

ультразвуковой течеискатель.

Система диагностирования гидроприводов СДМ:

1 - гидротестер универсальный; 2 - датчики расхода, давления, температуры и частоты вращения маховика дизеля; 3 - электронный микропроцессорный прибор;

4 - соединительные рукава; 5,6,7,8 - средства контролепригодности гидроприводов СДМ: 5 - подсоединительные устройства (трехходовые краны); 6 - пробки; 7 - штуцер с элементами БРС для сбрасывания потока рабочей жидкости в бак; 8 - переходник с элементом БРС; 9 - приспособление для установки датчика частоты на вал отбора мощности; 10 - ультразвуковой течеискатель Электронный микропроцессорный прибор (микроЭВМ типа MCS51-80C32) позволяет записывать значения показателей датчиков гидротестера с заданным интервалом от 4 до 10000 миллисекунд с количеством точек измерения от 1 до 255 каждого показателя. Это позволяет построить внешнюю напорную характеристику насоса PQ - const при любых режимах нагружения.

Ультразвуковой течеискатель ИКУ-1 предназначен для оценки внутренних утечек в распределительно-регулирующей аппаратуре (гидрораспределителях и клапанах), исполнительных гидромоторах и гидроцилиндрах, а также в дренажных трубопроводах. ИКУ-1 реализует ультразвуковой метод оценки внутренних утечек через поверхности сопряжения прецизионных соединений гидроагрегатов. Физическая сущность метода заключается в том, что рабочая жидкость, дросселируя под давлением через малые зазоры запорно-регулирующих элементов и уплотнения, образует на выходе из зазора турбулентный кавитационный поток. Пульсации давления и скорости потока жидкости передаются на стенки гидроагрегата и излучают его поверхностью ультразвуковые колебания. гидравлический двигатель строительный дорожный

2.2 Диагностика двигателя и электронных систем

Автомобильная промышленность во всём мире развивается очень быстро, особенно это касается электрической части автомобиля. Появляются новые системы, отвечающие за безопасность, экологичность и комфорт владельца. Как и любой элемент в автомобиле, электронные системы управления двигателем требует постоянного обслуживания и ремонта.

Диагностика электронной системы управления двигателем (ЭСУД) позволяет:

- Выявить неисправности, которые влияют как на безопасность окружающей среды, а так и на безопасность владельца автомобиля.

- Выявить степени износа отдельных деталей и определить их остаточный ресурс, для оптимизации затрат на плановый ремонт.

- Предотвращение поломок дорогостоящих агрегатов, к которым могут привести разрушения отдельных деталей (засорённый топливный фильтр может вызвать отказ топливного насоса или загрязнение топливных форсунок).

- Снижение эксплуатационных затрат на содержание автомобиля (неисправная система питания и зажигания может привести к перерасходу топлива до 70%).

Конечной целью диагностики двигателя является оценка его технического состояния и на основе этого принимается решение о том, требуется ли дальнейшее вмешательство для восстановления работоспособности.

Систематически процесс диагностирования можно разбить на следующие этапы:

1.Сбор информации о техническом состоянии двигателя и ЭСУД (электронная система управления двигателем).

2.Локализация на основе анализа информации неисправности (если она имеется) на уровне подсистемы или подсистем.

3.Поиск дефекта до уровня узла (датчик, исполнительный механизм, линия связи).

Существуют два способа диагностирования ЭСУД, отличающихся между собой тем, какие используются технические средства:

1.Диагностирование ЭСУД с использованием сканеров Система управления современного двигателя, отвечающего строгим нормам токсичности, в качестве главного своего элемента содержит электронный блок управления (ЭБУ). Сканер предназначен именно для работы с ЭБУ, для его «сканирования» и позволяет:

1. Наблюдать сигналы с датчиков системы, следить за их изменением во времени.

2. Проверять работу исполнительных механизмов путем приведения их в действие и визуального или другого контроля.

3. Считывать сохраненные системой коды неисправностей.

4. Посмотреть идентификационные данные ЭБУ, системы и т. п.

ЭБУ любого двигателя имеет функцию самодиагностики, т.е. определение неисправностей производится в самом блоке управления путем анализа сигналов с датчиков, установленных на автомобиле.

Преимущества данного способа проведения диагностики:

- быстрота определения неисправностей,

- возможность сравнения с табличными значениями.

Недостатки:

-косвенное определение неисправностей, другими словами, сканер не является измерительным прибором. Он всего лишь отображает данные с ЭБУ.

- не все системы оборудованы соответствующими датчиками, с помощью которых можно определить её состояние.

2. Диагностирование с использованием мотор-тестера

Это совершенно другой тип диагностического оборудования. Мотор-тестер - это как раз и есть измерительный прибор. Предоставляемая им информация снимается непосредственно с двигателя и позволяет найти неисправности, недоступные сканеру.

Краткий перечень возможностей мотор-тестера:

Прибор позволяет эффективно выявлять неисправность в следующих системах:

Система зажигания

- Определение состояния свечей и свечных проводов (нагары, обрывы, пробои);

- Определение режимов работы и неисправностей катушки зажигания (межвитковые замыкания, контроль правильности подключения, пробои);

- Диагностика датчиков системы зажигания (индуктивный, холла);

- Определение углов опережения зажигания в динамике (без стробоскопа).

Система топливоподачи

- Электрическая проверка топливных форсунок (межвитковые замыкания обмоток форсунок, длительность фазы впрыска и т.д.);

- Проверка работы датчиков (температуры, положения дроссельной заслонки, датчика кислорода и т. д.);

- Проверка работы исполнительных механизмов (напр., регулятора холостого хода);

- Совместная работа с газоанализаторами.

Система газораспределения

- Измерение компрессии в динамике (на работающем двигателе);

- Определение правильности установки ремня ГРМ;

- Контроль работы клапанов.

Именно наличие мотор-тестера позволяет проводить диагностику на новом уровне:

- использование мотор-тестера позволяет проводить диагностику автомобилей любых марок..

- возможность точной оценки технического состояния двигателя без непосредственного вмешательства (определять необходимость ремонта или износа механических частей двигателя, проверка регулировки клапанов).

- показания, снимаемые непосредственно с датчика, позволяют окончательно говорить о его состоянии (при необходимости замены).

- при использовании мотор-тестера повреждения электронной системы управления двигателем (замыкания) исключены.



3. Электронные диагностические средства

Электронные диагностические средства основаны на преобразовании механических параметров в электрические величины. За счет этого, в отличие от механических средств, они обладают высоким быстродействием измерений, автоматической обработкой параметров и могут выдавать готовый диагноз технического состояния вплоть до остаточного ресурса.

Например, измеритель мощности дизеля ИМД-Ц работает на принципе измерения ускорения коленчатого вала дизеля при резком увеличении подачи топлива и разгоне дизеля от минимальных до максимальных оборотов холостого хода.

Прибор выполнен в виде четырехугольной коробки с панелью 3 управления и цифровым индикатором 2. Измерение углового ускорения производится при резком разгоне дизеля (резком увеличении подачи топлива) электромагнитным индукционным датчиком 1, устанавливаемым в резьбовое отверстие картера маховика против зубьев венца маховика. Программа, заложенная в электронной схеме прибора, производит вычисление

Углового ускорения коленчатого вала и выдает их на электронное табло 2. С помощью специальных графиков по угловому ускорению определяется мощность дизеля.

Питание прибора - от внешнего источника постоянного тока с напряжением 10…13,5 вольт. Потребляемая мощность - 5 Вт. Масса - 2,5 кг.

Малогабаритный электронно-диагностический прибор ЭМДП - это переносной полевой прибор для мастеров-наладчиков. Измеряет:

- частоту вращения коленчатого вала дизеля в пределах от 0 до 2000 об/мин с погрешностью 1,5%;

- момент начала впрыска топлива и продолжительность его нагнетания с погрешностью 5%;

- температуру воды и масла;

- относительную величину общего уровня вибраций в дефектных зонах дизеля. Питание - от 10-ти встроенных малогабаритных аккумуляторов ЦНК-0,45. Масса - 5 кг.

Диагностическая измерительная прогнозирующая система ДИПС КИ-13940 предназначена для диагностирования и измерения остаточного ресурса тракторов, комбайнов и других машин. Число измеряемых и контролируемых параметров - до 400.

Для уменьшения простоев МТА и эффективного использования дорогостоящих диагностических средств очень важно, чтобы все обязанности (операции) были правильно распределены между мастером-наладчиком, мастером-диагностом, трактористом-машинистом и слесарем.

В этих же целях операции диагностирования совмещаются с очередным техническим обслуживанием.



Заключение

Прогнозирование -- процесс определения срока или ресурса исправной работы автомобиля до возникновения предельного состояния, т.е. предсказание момента возникновения отказа. Необходимость прогнозирования определяется возможностью управлять техническим состоянием автомобиля в целом, если известны изменения его технического состояния во времени. С помощью прогнозирования можно наиболее полно использовать ресурсы рассматриваемой системы и оптимизировать ее обслуживание как восстанавливаемого объекта эксплуатации. Существующие методы обслуживания по среднестатистическим показателям не дают возможности оптимизировать этот процесс, так как не учитывают индивидуальных особенностей автомобиля. Это приводит к увеличению материальных и трудовых затрат на поддержание автомобиля в технически исправном состоянии и снижению эффективности его использования.

Организовать оптимальный процесс обслуживания автомобиля возможно только на базе диагностической информации и прогнозирования ее изменения во времени или по пробегу. Практически прогнозирование состоит в назначении периодичности диагностирования и определении упреждающих диагностических нормативов, которые решаются на базе теории надежности автомобилей. В основе определения периодичности диагностирования и упреждающих диагностических нормативов лежат закономерности изменения технического состояния и экономические показатели.

Методы прогнозирования подразделяются на три основные группы:

1. Методы экспертных оценок, сущность которых сводится к обобщению, статистической обработке и анализу мнений специалистов.

2. Методы моделирования, базирующиеся на основных положениях теории подобия и состоящие из формирования модели объекта исследования, проведения экспериментальных исследований и пересчета полученных значений с модели на натуральный объект.

3. Статистические методы, из которых наибольшее применение находит метод экстраполяции. В его основе лежат закономерности изменения прогнозируемых параметров во времени. Для описания этих закономерностей подбирают по возможности простую аналитическую функцию с минимальным количеством переменных.

Различают субъективные и объективные методы диагностирования автомобиля.

Субъективные методы-- определение технического состояния автомобиля по выходным параметрам динамических процессов. Однако с помощью органов чувств человека получают и анализируют информацию, а также принимают решения о техническом состоянии, что приводит, естественно, к погрешностям.

Наиболее распространены следующие субъективные методы: визуальный, прослушивание работы механизма, ощупывание механизма, заключение о техническом состоянии на основании логического мышления.

Объективные методы диагностирования основаны на измерении и анализе информации о действительном техническом состоянии элементов автомобиля специальными контрольно-диагностическими средствами и принятии решения с помощью специально разработанных алгоритмов диагноза. Применение тех или иных методов существенно зависит от целей, которые решаются в процессе технической подготовки автомобилей. Однако в связи с усложнением конструкции автомобиля, повышенными требованиями к его эксплуатационным качествам и интенсивностью использования все больше применяют объективные методы диагностирования.

К объективным методам относят диагностирование: по структурным параметрам, герметичности рабочих объемов, выходным параметрам рабочих процессов, изменению виброакустических параметров, параметрам периодически повторяющихся процессов или циклов, составу картерного масла и отработавших газов.

К методам объективного диагностирования предъявляются следующие требования: достоверность измерений диагностических параметров, надежность применяемых средств измерений, технологичность и экономичность методов.



Список используемой литературы

1. Кравец, В.Н. Законодательные и потребительские требования к автомобилям [Текст]/ В.Н.Кравец, Е.В. Горынин.- Н.Новгород, 2009. - 176 с.

2. Мороз, С.М. Комментарий к ГОСТ Р 51709 - 2001 «Автотранспортные средства. Требования к техническому состоянию и методам проверки» [Текст]/ С.М.Мороз.- М.: Транспорт, 2008.-240с.

3. Хазаров, А.М. Диагностирование легковых автомобилей на станциях технического обслуживания [Текст]: учеб. пособие для вузов / А.М. Хазаров, А.М. Кривенко Е.И.- М.: Высшая школа, 2007. - 146 с.

4. Андрианов, Ю.В. Оценка автотранспортных средств [Текст]/ Ю.В. Андрианов.- М.: Дело, 2008. - 488 с.

5. Бешелев, С.Д. Математико-статистические методы экспертных оценок [Текст]/ С.Д. Бешелев, Гурвич С.Ф. - М.: Высшая школа 2010. - 364 с.

Размещено на Allbest.ru

...