Удосконалення системи технічного обслуговування гідроприводів сільськогосподарського трактора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Харківський державний технічний університет сільського господарства

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Спеціальність: 05.20.01 - механізація сільськогосподарського виробництва

Удосконалення системи технічного обслуговування гідроприводів сільськогосподарського трактора

Палагута Василь Іванович

Харків - 1999

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі "Трактори та автомобілі" Харківського державного технічного університету сільського господарства, Міністерство агропромислового комплексу України.

Науковий керівник: заслужений діяч науки і техніки України, доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри "Трактори та автомобілі" Харківського державного технічного університету сільського господарства Лебедєв Анатолій Тихонович.

Офіційні опоненти:

- заслужений діяч науки і техніки України, доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри "Колісні та гусеничні машини" Харківського державного політехнічного університету Александров Євген Євгенович;

- кандидат технічних наук, доцент, завідувач кафедри Таврійської державної аграрно-технічної академії Скляр Олександр Григорович.

Провідна установа - Національний аграрний університет, Міністерство агропромислового комплексу України, м. Київ.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради доктор технічних наук, професор П.І. Савченко

Анотація

гідропривод рульовий трактор

Палагута В.І. Удосконалення системи технічного обслуговування гідроприводів сільськогосподарського трактора. - Рукопис.

Дисертація на здобуття ученого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.20.01 - механізація сільськогосподарського виробництва. - Харківський державний технічний університет сільського господарства, Харків, 1999.

Дисертація присвячена розробці технології технічного обслуговування за станом гідропривода рульового керування сільськогосподарського трактора.

Обґрунтовано математичні моделі функціонування гідропривода рульового керування трактора при зміні технічного стану гідроагрегатів, на основі яких доказано, що найбільш інформативним параметром гідропривода рульового керування є динамічне зростання тиску робочої рідини. Розроблено вмонтовані індикатори технічного стану гідропривода рульового керування, покладено в основу технології технічного обслуговування за станом.

Запровадження системи технічного обслуговування за станом гідропривода рульового керування тракторів типу Т-150К забезпечує зниження трудомісткості на 0,25 люд.-год. за цикл технічного обслуговування і економію робочої рідини на 1,7 кг.

Ключові слова: трактор, рульове керування, гідропривід, технічне обслуговування, вмонтовані індикатори.

Аннотация

Палагута В.И. Совершенствование системы технического обслуживания гидроприводов сельскохозяйственного трактора. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.20.01 - механизация сельскохозяйственного производства. - Харьковский государственный технический университет сельского хозяйства, Харьков, 1999.

Диссертация посвящена разработке технологии технического обслуживания по состоянию гидропривода рулевого управления сельскохозяйственного трактора.

Широкое применение на тракторных агрегатах гидроприводов определилось к настоящему времени как одно из основных направлений повышения их технического уровня. Анализ встроенных средств контроля за режимами работы и техническим состоянием тракторов зарубежных фирм показывает, что направление работ по техническому обслуживанию по состоянию тракторов с применением встроенных средств контроля технического состояния является одним из путей повышения конкурентоспособности тракторов в Украине.

В результате теоретических и экспериментальных исследований разработана математическая модель функционирования гидропривода рулевого управления трактора при изменении утечек рабочей жидкости в гидроагрегатах, оцениваемых по коэффициенту утечек; доказана зависимость динамических параметров гидропривода от коэффициента утечек жидкости; установлена закономерность изменения объемного КПД гидропривода от утечек жидкости в гидроагрегатах; разработаны метод и технология диагностирования по интенсивности нарастания давления рабочей жидкости при самонагружении гидропривода рулевого управления; разработаны встроенные индикаторы технического состояния как отдельных гидроагрегатов, так и гидропривода в целом.

В результате экспериментальных исследований установлено, что при уменьшении объемного КПД гидронасоса от 0,9 до 0,6 разрешающая способность метода оценки технического состояния гидропривода рулевого управления трактора по изменению параметров переходного процесса достаточно высока для различных регулировок переливного гидроклапана. При повышении утечек рабочей жидкости через запорный гидроклапан и гидроцилиндры их техническое состояние оценивается по интенсивности падения давления жидкости. Скорость поворота полурам трактора прямо пропорционально зависит от объемного КПД гидронасоса до начала открытия рабочего проходного сечения переливного гидроклапана, оставаясь при дальнейшем изменении объемного КПД стабильной.

Реализация технологии технического обслуживания по состоянию гидропривода рулевого управления тракторов типа Т-150К позволила снизить трудоемкость диагностирования за цикл одного технического обслуживания на 0,25 чел.-час. и уменьшить расход рабочей жидкости на 1,7 кг.

Ключевые слова: трактор, рулевое управление, гидропривод, техническое обслуживание, встроенные индикаторы.

Abstract

Palaguta V.I. Improvement of the system of technical maintenance of tractor hydraulic drive. - Manuscript.

The dissertation is for a degree of the Candidate of Technical Sciences on the speciality 05.20.01 - Mechanization of Rural Production. - Kharkov State Technical University of Agriculture, Kharkov, 1999.

Dissertation deals with the technology development of technical maintenance of hydraulic drive of steering gear of agricultural tractor/

Mathematical models of hydraulic drive functioning of tractor steering gear in the case of varying of technical status of hydraulic units are proved. The Dynamic elevating of working liquor pressure is the most informative parameter of hydraulic drive of steering gear; it is proved on the base of above-mentioned models. Built-in in indicators of technical hydraulic status of drive of steering gear are devised; the technologies of technical maintenance are applied.

Employed system of technical status maintenance of hydraulic drive of steering gear of T-type tractors ensure 0,25 hours reduction of labour per cycle of technical maintenance as well as economizing of 1,7 kg of working liquor.

Key words: tractor, steering gear, hydraulic drive, technical maintenance, built-in in indicators.

1. Загальна характеристика роботи

Інтенсифікація сільськогосподарського виробництва в Україні здебільшого визначається технічним рівнем тракторів, в тому числі їх гідроприводів, які знайшли широке використання в різних за своїм призначенням функціональних пристроях.

Актуальність теми. З розширенням і ускладненням функцій, які виконуються гідроприводами, впровадження в тракторні агрегати складних гідроприводів з декількома споживачами енергії особливо актуальна проблема підвищення їх контролепридатності при забезпеченні заданого рівня працездатності в умовах рядової експлуатації. Вирішення даної проблеми пов'язане із створенням вмонтованих засобів контролю технічного стану агрегатів і систем трактора, які дозволяють вирішити їх обслуговування за технічним станом. Це завдання особливо актуальне для тракторів в Україні, оскільки планово-попереджувальна система їх обслуговування не пристосована в умовах ринкових відносин, а необхідність підвищення надійності тракторів і зниження трудомісткості їх технічного обслуговування є першочерговим завданням підвищення технічного рівня тракторів.

Відомі методи і засоби діагностування гідроприводів рульового керування трактора не дозволяють обслуговувати їх за технічним станом в зв'язку з відсутністю вмонтованих засобів контролю параметрів технічного стану. Цей напрямок робіт є одним з шляхів підвищення конкурентоздатності тракторів в Україні.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Технічне обслуговування гідропривода рульового керування основного трактора загального призначення в Україні типу Т-150К є предметом досліджень в даній роботі, воно виконано відповідно до Державної програми "Продовольство-95" (розділ "Механізація, електрифікація і технічний сервіс сільськогосподарського виробництва"). Ця робота є одним із розділів НДР галузевої науково-дослідної лабораторії "Експлуатаційна технологічність сільськогосподарської техніки" при Харківському державному технічному університеті сільського господарства і направлена на реалізацію Державної програми "Виробництво технологічних комплексів машин та обладнання для сільського господарства" (Розділ 2. Енергетичні та технологічні засоби).

Мета і задачі дослідження - підвищення рівня контролепридатності гідропривода рульового керування трактора типу Т-150К при технічному обслуговуванні за станом.

Задачі дослідження:

- обґрунтувати функціонально значимі (визначаючі) параметри гідропривода рульового керування трактора, для оцінки яких розробити індикатори технічного стану;

- оцінити чутливість динамічних характеристик гідропривода рульового керування трактора до зміни технічного стану гідроагрегатів;

- розробити технологію технічного обслуговування гідропривода рульового керування при безперервному та дискретному контролі параметрів технічного стану;

- запропонувати рекомендації щодо підвищення коефіцієнта готовності тракторів типу Т-150К, які знаходяться в експлуатації, на основі застосування нових методів і засобів діагностування гідропривода рульового керування.

Наукова новизна отриманих результатів. Обґрунтовано динамічний метод діагностування гідропривода рульового керування трактора та на його основі розроблено індикатори технічного стану гідроагрегатів; запропоновано алгоритм пошуку несправностей гідропривода рульового керування, що виключає операції демонтажу (монтажу) гідроагрегатів і на його основі розроблено технологію його технічного обслуговування при безперервному та дискретному контролі параметрів технічного стану.

Практична цінність отриманих результатів полягає в запропонуванні рекомендацій і технології технічного обслуговування за станом гідропривода рульового керування тракторів типу Т-150К, реалізація яких дозволяє підвищити коефіцієнт готовності гідропривода рульового керування трактора на 5…7%. Реалізація даної технології на групі тракторів Т-150К дозволила знизити трудомісткість одного діагностування гідропривода рульового керування на 0,25 люд.-год.

Результати дослідження щодо підвищення експлуатаційної технологічності тракторів на основі застосування вмонтованих індикаторів технічного стану гідроприводів рульового керування використовуються у навчальному процесі Харківського державного технічного університету сільського господарства при вивченні дисципліни "Трактори і автомобілі".

Особистий внесок здобувача полягає в розробці синтезу вмонтованих індикаторів і технології технічного обслуговування за станом гідропривода рульового керування трактора. При розробці алгоритму контролю технічного стану гідропривода, виконаного у співавторстві, особистий внесок здобувача полягає в розробці методології побудови алгоритму.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дослідження доповідалися на щорічних наукових конференціях Харківського державного технічного університету сільського господарства, міжнародному симпозіумі з сільгоспмашинобудування (м. Харків, УкрНДІСГОМ, 1994 р.) та науково-технічних радах Мелітопольського заводу тракторних гідроагрегатів (1986 р.) і Харківського тракторного заводу (1998 р.), схвалені на науково-технічних конференціях Державного науково-дослідного інституту з експлуатації та ремонту машин (ГОСНИТИ, 1987-1988 рр.).

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано сім наукових статей в спеціалізованих технічних виданнях, в тому числі три самостійних.

У роботах, виконаних у співавторстві, особистий внесок автора становить:

- у [2] виконані дослідження впливу технічного стану гідропривода на швидкість зростання тиску;

- у [3] розроблений сигналізатор технічного стану;

- у [5] розроблена методологія побудови алгоритму та виконані експериментальні дослідження;

- у [6] розроблена математична модель руху робочої рідини в гідроприводі.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, п'яти розділів, основних висновків, списку використаних джерел, що містить 77 найменувань, та додатків. Повний обсяг дисертації складає 157 сторінок. Дисертація містить 66 рисунків, 11 таблиць та 3 додатки.

2. Основний зміст роботи

Текст роботи містить основні результати дисертаційного дослідження.

У вступі розкривається суть проблеми обслуговування тракторів за технічним станом агрегатів, формулюється мета дослідження, обґрунтовується актуальність дисертаційної роботи для механізації сільськогосподарського виробництва в Україні.

У першому розділі приведено аналіз застосування гідроприводів в різних за своїм призначенням функціональних обладнаннях сільськогосподарських агрегатів, у тому числі в механізмах повороту трактора. Показано, що на частку гідроприводів припадає до 35…40% відказів від загальної кількості відказів по трактору, з яких на частку гідропривода рульового керування припадає до 16% відказів. При цьому в ремонт часто направляються працездатні гідроагрегати з недовикористованим до 20…30% ресурсом, що свідчить про недостатній контроль технічного стану гідроприводів при експлуатації тракторів.

Питання контролю працездатності тракторів знайшли розвиток в працях С.А. Іофінова, А.Т. Лебедєва, В.М. Міхліна, А.В. Ніколаєнко, І.П. Терських, Г.Є. Топіліна, П.М. Черейського та інших. Загальним проблемам контролепридатності машин присвячені праці П.М. Волкова, М.Я. Говорущенко, В.А. Дідура, А.В. Мозгалевського, Б.Т. Садикова, Т.А. Сердакова, А.М. Каразова та інших. В цих працях обґрунтовані способи та засоби діагностування агрегатів і систем трактора, запропоновані технічні рішення нових приладів для діагностування гідроприводів.

Проте відомі способи і засоби діагностування гідроприводів тракторів мають слідуючі недоліки:

- не мають універсальності, бо не дозволяють однотипними засобами оцінювати технічний стан різних за своїм функціональним призначенням гідроприводів;

- мають підвищену трудомісткість діагностування внаслідок високої допоміжної трудомісткості на приєднання засобів контролю;

- додаткові витрати робочої рідини складають 3,5…4 кг на кожне технічне обслуговування гідропривода за рахунок демонтажу (монтажу) гідроагрегатів для установки діагностичних приладів.

В сучасних умовах підвищення точності і зниження трудомісткості діагностування гідроприводів трактора може бути досягнуто за рахунок застосування вмонтованих засобів контролю технічного стану гідроагрегатів. Для універсалізації первинних перетворювачів вмонтованих засобів контролю найбільш припустимий метод оцінки технічного стану гідроприводів за інтенсивністю зростання тиску робочої рідини. Аналіз вмонтованих засобів контролю за режимами роботи та технічним станом тракторів закордонних фірм показує, що напрямок робіт з технічного обслуговування за станом тракторів та їх систем із застосуванням вмонтованих засобів контролю технічного стану є одним із шляхів підвищення конкурентоздатності тракторів в Україні.

У зв'язку з цим розробка вмонтованих засобів контролю технічного стану гідроагрегатів і на їх основі технології технічного обслуговування за технічним станом гідроприводів трактора є актуальною завданням для механізації сільськогосподарського виробництва.

На основі аналізу стану питання визначено мету та основні задачі дисертаційного дослідження.

У другому розділі розглянуто теоретичні питання функціонування гідропривода рульового керування трактора при зміні технічного стану гідроагрегатів.

Рівняння руху гідропривода рульового керування при відсутності в'язкого тертя і витікання рідини записується у вигляді

, (1)

де - механічна стала часу, яка враховує інерційні навантаження; - гідравлічна стала часу, яка враховує стискаємість рідини; - коефіцієнт жорсткості механічної характеристики гідропривода поблизу розрахункової точки з координатами і , де і - значення тиску та витрати рідини в сталому режимі; - коефіцієнт жорсткості "гідравлічної пружини" гідроциліндра поблизу точки ; - часткова похідна, яка характеризує коефіцієнт ковзання по витраті в діагоналі золотникового гідророзподільника; - коефіцієнт посилення гідропривода з швидкості при і ; - часткова похідна, що визначає крутизну зростання витрати золотникового гідророзподільника поблизу розрахункової точки.

Лінійне неоднорідне диференційне рівняння другого порядку (1) характеризує гідропривід, для якого виконується умова , як динамічну коливальну систему з малим демпфуванням. В цьому разі рівняння (1) можна записати у вигляді:

, (2)

де - стала часу коливальної ланки гідропривода; - коефіцієнт відносного демпфування.

Перетворюючи за Лапласом рівняння (2) при нульових початкових умовах, одержимо передаточну функцію від переміщення золотника до швидкості гідродвигуна у вигляді коливальної ланки:

, (3)

де - оператор перетворення за Лапласом.

Передаточна функція гідропривода від переміщення золотника до переміщення штока гідроциліндра при нульових початкових умовах, коли , записана в вигляді інтегруючої та коливальної ланок:

(4)

За передаточними функціями (3) і (4) видно, що динамічні властивості гідропривода рульового керування залежать від коефіцієнта посилення за швидкістю (), сталої часу () та коефіцієнта демпфування ().

При врахуванні витікання рідини в гідроагрегатах передаточна функція гідропривода рульового керування записується у вигляді коливальної ланки. Доказано, що витікання рідини в гідроприводі в основному збільшують коефіцієнт демпфування , практично не впливаючи на сталу часу та коефіцієнт посилення .

Оцінка впливу витікання рідини на функціонування гідропривода виконана за коефіцієнтом витікання:

(5)

де - питома подача гідронасоса; - частота обертів привода гідронасоса; - тиск і швидкість зміни тиску рідини в штоковій порожнині гідроциліндра; - сумарний коефіцієнт пружних деформацій гідропривода.

Аналіз (5) показує, що при відомому для фіксованих значень коефіцієнт витікання легко визначається за швидкістю зростання тиску рідини .

Параметр є найбільш інформативним при контролі технічного стану гідропривода, передаточна функція якого описується коливальною ланкою виду (3).

Аналіз передаточної функції (3) показує, що гідропривід рульового керування можна розглядати як динамічну коливальну систему з малим коефіцієнтом демпфування. Якість перехідного процесу подібних систем можна оцінити показниками, які визначають його форму: час перехідного процесу ; час досягнення максимального тиску ; час першого узгодження , за який тиск рідини перший раз досягне значення статичного тиску ; величина перерегулювання ; крутизна характеристик .

Вищевказані показники перехідного процесу можуть характеризувати працездатність гідропривода. Задача полягає у визначенні з сукупності основних параметрів параметра гідропривода найбільш чутливого до зміни його технічного стану, тобто такого який найбільш повно відображає працездатність гідропривода.

Нехай діагностична модель гідропривода, відповідно з (3), описується передаточною функцією виду:

(6)

Показники якості перехідного процесу гідропривода з передаточною функцією (6) оцінюються параметрами , де . ; а його працездатність - , де - функціональні параметри гідропривода. Для подібних систем найбільш значимі при оцінці працездатності параметри перехідного процесу як найбільш чутливі до зміни .

У третьому розділі описано технологію технічного обслуговування гідропривода рульового керування за станом з контролем параметрів за допомогою вмонтованих індикаторів технічного стану гідроагрегатів. Технологія технічного обслуговування за станом гідропривода реалізує слідуючий алгоритм оцінки технічного стану:

 (14)

де - витрата рідини, на якій відрегульований переливний гідроклапан; - оцінка коефіцієнта об'ємної подачі насоса; - "заїдання" золотника переливного гідроклапана; - тиск спрацьовування зворотного гідроклапана; - сумарне витікання робочої рідини в об'ємі "запірні клапани - гідроциліндри"; - витікання рідини через запірні гідроклапани.

Відповідно до алгоритму (14) при діагностуванні гідропривода рульового керування трактора першочергово оцінюється регулювання переливного гідроклапана, потім послідовно оцінюється коефіцієнт об'ємної подачі гідронасоса, відсутність "заїдання" золотника переливного гідроклапана, тиск спрацьовування зворотного гідроклапана і сумарні витікання робочої рідини в об'ємі "запірні гідроклапани - гідроциліндри".

Принцип реєстрації динамічного зростання тиску робочої рідини покладений в основу індикатора технічного стану гідропривода рульового керування.

З використанням вмонтованого індикатора з дискретним контролем параметрів процес обслуговування за технічним станом гідропривода рульового керування описується за допомогою графа станів.

Справна система (стан ) експлуатується у визначених умовах, при цьому параметри технічного стану погіршуються з інтенсивністю . В деякий момент часу, що відповідає стану , відбувається перша перевірка технічного стану. Час першої перевірки визначається з умови заданого рівня безвідказної роботи. Кількість перевірок технічного стану, що відповідають станам , , …, , безпосередньо залежить від інтенсивності погіршування технічного стану гідросистеми, яка виражається в інтенсивності зміни параметрів, що визначають її технічний стан. Крім того, кількість перевірок залежить від періодичності діагностування . Вважаючи, що зміна визначаючих параметрів може з деякою точністю бути апроксимована лінійною залежністю, кількість перевірок можливо визначити виразом:

. (15)

Із станів , , …, система виводиться в стан контролю стану з інтенсивністю виводу . Після діагностування системи з інтенсивністю , в залежності від діагнозу, гідропривід продовжують експлуатувати, якщо величина визначаючого параметру менша допустимого .

Якщо визначаючий параметр знаходиться в упереджаючому допускові , тобто система несправна (стан ), система із стану контролю з інтенсивністю переводиться в стан профілактики . Під час обслуговування відбувається відновлення працездатності гідросистеми і вона з інтенсивністю переходить у справний стан.

Якщо при діагностуванні визначений неправильний діагноз і несправна система продовжує експлуатуватися, то з інтенсивністю поступових відказів вона переходить в стан відказу . Система може раптово відказати в будь-якому справному стані , , , …, з інтенсивністю , а в несправному стані - з інтенсивністю .

З стану відказу систему виводять у стан з інтенсивністю , після повного відновлення працездатності гідросистема з інтенсивністю відновлення повертається в справний стан .

Технологія діагностування гідропривода рульового керування трактора при застосуванні вмонтованих індикаторів технічного стану гідроагрегатів дозволяє виконувати його обслуговування за станом без демонтажу гідроагрегатів. При цьому в порівнянні з планово-попереджувальною системою обслуговування коефіцієнт готовності рульового керування управління трактора підвищується на 5…7%.

У четвертому розділі наведено програму і методику досліджувань щодо оцінці впливу технічного стану гідропривода рульового керування на параметри перехідної характеристики та експлуатаційним випробуванням трактора Т-150К з вмонтованими індикаторами технічного стану агрегатів гідропривода рульового керування.

Лабораторні дослідження динаміки гідропривода рульового керування проводились на спеціальному стенді, який відтворює конструктивні і функціональні особливості гідропривода рульового керування трактора Т-150К. Система термостабілізації стенда дозволяє підтримувати температуру робочої рідини в заданих межах. Динамічні процеси в гідроприводі рульового керування реєструвались датчиками тиску ДИ-150 за допомогою осцилографа Н-117 та підсилювача 8АН4-7М.

Відносна імовірна погрішність виміряних показників перехідної характеристики гідропривода складає 1,1…4,2%.

Підконтрольна експлуатація гідроприводів рульового керування тракторів Т-150К проводилась у господарствах Шевченківського та Богодухівського районів Харківської області. Кількість тракторів, взятих під контроль, складала 5 одиниць. Дискретний контроль параметрів гідропривода проводився безпосередньо в польових умовах через кожні 500 мотогодин роботи трактора.

У п'ятому розділі наведено результати експериментальних досліджень щодо оцінки впливу зносу гідроагрегатів на їх об'ємні ККД та параметри перехідного процесу гідропривода, а також результати дослідження щодо зниження трудомісткості технічного обслуговування трактора Т-150К з вмонтованими індикаторами гідропривода рульового керування.

В результаті експериментальних досліджень щодо оцінки впливу зносу рухомих з'єднань гідроагрегатів на об'ємний ККД встановлено:

- для об'ємного насоса при збільшенні зазора між шестернями та корпусом від 25 до 55 мкм його об'ємний ККД () зменшується від 0,92 до 0,70; а з підвищенням тиску рідини на всмоктуванні від 0,02 до 0,06 МПа збільшується при температурі рідини +50⁰С від 0,87 до 0,92, зберігаючи при цьому стабільне значення. З підвищенням тиску рідини на виході з насоса від 1,2 до 7,5 МПа для насосів, які знаходились в експлуатації, зменшується від 0,9 до 0,8;

- для переливного та зворотного гідроклапанів їх об'ємний ККД () визначається відповідно зазорам між золотником та корпусом, між кулькою та посадочним сідлом. Для зворотного гідроклапана із збільшенням зазора між кулькою та сідлом від 10 до 25 мкм зменшується від 0,95 до 0,73, для гідророзподільника при збільшенні зазора між корпусом і золотником від 20 до 60 мкм зменшується від 0,93 до 0,73.

При порушенні регулювань переливного гідроклапана із збільшенням протитиску рідини за гідроклапаном працездатність гідропривода рульового керування, яка характеризується початком відкривання робочого прохідного перерізу забезпечується при підвищених значеннях об'ємного ККД () гідронасоса. Так, наприклад, при частоті обертання колінчатого вала дизеля п=2100 об/хв та регулюванні переливного гідроклапана на 32 дм³/хв та протитиску 7 МПа (найбільш важкий режим роботи гідропривода) мінімально допустиме значення повинно бути не менше 0,6. Якщо ж в процесі повороту трактора п зменшиться до 1800 об/хв, повинен бути не менше 0,67. При розрегулюванні переливного гідроклапана до 27 дм³/хв при частоті обертання привода насоса працездатність гідропривода рульового керування забезпечується при =0,51; при розрегулюванні до 39 дм³/хв - при =0,92.

Аналіз залежності динамічних процесів в гідроприводі рульового керування від технічного стану гідроагрегатів показує слідуюче.

На швидкість зростання тиску рідини в гідророзподільнику рульового керування на дільниці "об'ємний насос - переливний гідроклапан - гідророзподільник" при імпульсі тиску суттєвий вплив мають як об'ємна подача насоса, так і витікання рідини в гідророзподільнику. Так, наприклад, при регулюванні переливного гідроклапана на 31 дм³/хв для = 0,3 = 10 мпа/с, для = 0,6 = 42 мпа/с, для = 0,9 = 60 мпа/с, тобто при зміні в межах допустимого значення від 0,6 до 0,9 змінюється в 1,4 рази. Аналогічна закономірність спостерігається й для інших регулювань переливного гідроклапана на 27 та 39 дм³/хв, хоча при регулюваннях гідроклапана на менші витрати рідини, наприклад на 22 дм³/хв, при зміні в межах від 0,6 до 0,9 змінюється всього в 1,17 рази.

Залежність змінюється незначно для регулювань переливного гідроклапана в межах від 27 до 39 дм³/хв, що є важливою умовою практичної реалізації методу перехідного процесу для оцінки технічного стану гідропривода, бо не потребує точного регулювання переливного гідроклапана за допомогою додаткових приладів з демонтажем гідроагрегатів гідропривода перед початком діагностування. Досить лише за часом повороту трактора з одного крайнього положення в друге, яке повинно знаходитись в межах 5-7 с, відрегулювати переливний гідроклапан. В цьому разі витрати масла через переливний гідроклапан будуть знаходитись в межах 27-32 дм³/хв, для яких при зміні від до 0,85 залишається практично незмінною при різних регулюваннях переливного гідроклапана.

Отже, при зміні в межах від 0,6 до 0,9 роздільна здатність методу оцінки технічного стану гідропривода рульового керування за параметрами перехідного процесу на ділянці "об'ємний насос - гідророзподільник" для регулювань гідроклапана на 27,31 та 39 дм/хв достатньо висока і може бути практично реалізована при створені технічних засобів.

Із збільшенням витоків в гідророзподільнику різко зменшується. Так, наприклад, при збільшенні витоків у межах від 2 до 25 см³/хв для регулювання переливного гідроклапана на 31 см³/хв параметр змінюється від 60 до 20 мпа/с, тобто в 3 рази, а при збільшенні витоків рідини в допустимих межах від 2 до 12 см³/хв параметр зменшується в 1,5 рази, тобто роздільна здатність методу перехідного процесу для оцінки технічного стану гідророзподільника в цьому випадку достатньо висока.

Із зміною частоти обертання привода насоса параметр змінюється незначно. Наприклад, при = 0,9 із зміною частоти обертання від 1600 об/хв до 2000 об/хв параметр збільшується від 73,5 до 83,5 мпа/с, тобто в 1,11 рази, а при = 0,6 при змінюванні частоти обертання в тих же межах параметр змінюється в 1,35 рази. Отже, роздільна здатність методу оцінки технічного стану гідропривода за параметрами перехідного процесу погіршується із зменшенням і зміною частоти обертання привода в бік зменшення, хоча й залишається практично стабільною для постійної частоти обертання і при зміні від 0,6 до 0,9. Наприклад, для частоти обертання привода 2000 об/хв при зміні від 0,6 до 0,9 параметр змінюється всього в 1,06 рази.

Із зміною частоти обертання привода параметр при зміні витоків рідини змінюється в незначних межах. Так, при зменшенні частоти обертання привода від 2000 до 1500 об/хв при витоках рідини, наприклад 10 см³/хв, параметр зменшується всього в 1,05 рази. Аналогічна закономірність зберігається і для інших значень .

При регулюванні переливного гідроклапана на 27…31 см³/хв залежність залишається стабільною для постійних значень . Це є важливою практичною умовою можливості реалізації методу перехідних характеристик для оцінки технічного стану гідропривода, бо не потрібне точне регулювання переливного гідроклапана перед початком діагностування.

Залежно від витоків рідини в запірному гідроклапані і гідроциліндрах швидкість падіння тиску рідини змінюється. Так, наприклад, при =1 дм/хв імпульс тиску рідини =80 мпа/с за час 2с зменшується до 75 мпа/с, а при =13 см³/хв - =48 мпа/с, тобто параметр змінюється в 1,8 рази.

Швидкість повороту напіврам трактора прямо пропорційно залежить від до початку відкриття робочого прохідного перерізу переливного гідроклапана, залишаючись при подальшій зміні стабільною. Так, наприклад, при частоті обертання привода насоса п=2100 об/хв швидкість повороту напіврам стабільна при 0,6, а при 1800 об/хв стабільність повороту напіврам зберігається 0,815.

Оперативна трудомісткість технічного обслуговування трактора т-150к, обладнаного вмонтованими засобами контролю технічного стану агрегатів і систем, в порівнянні з серійним трактором т-150к за цикл технічного обслуговування знижується на 10…12%, в тому числі по гідроприводу рульового керування на 0,25 люд.-год. При цьому забезпечується економія робочої рідини внаслідок відсутності операцій демонтажу гідроагрегатів при контролі їх працездатності на 1,7 кг.

Висновки

У дисертаційному дослідженні отримано такі основні результати.

1. Проблема технічного обслуговування за технічним станом гідроприводів рульового керування сільськогосподарських тракторів на основі застосування вмонтованих індикаторів технічного стану як єдиний процес зниження трудомісткості обслуговування і економії робочої рідини (мастил) є новою і в спеціальній літературі не розглядалась.

2. Гідропривід рульового керування трактора відноситься до динамічної системи, яка описується коливальною ланкою, причому коливальний характер перехідної характеристики зберігається при зниженні коефіцієнта витоку рідини до 0,6.

Коефіцієнт витоку рідини в контурі гідропривода "об'ємний насос - гідророзподільник" визначається швидкістю зростання тиску рідини, а в контурі "гідрозамок - гідроциліндр" - швидкістю зменшення тиску рідини.

3. Алгоритм пошуку несправностей гідропривода рульового керування визначає таку послідовність діагностування: перевірка регулювання переливного гідроклапана, оцінка коефіцієнта об'ємної подачі насоса, відсутність затискання золотника переливного гідроклапана, тиск спрацьовування зворотного гідроклапана, сумарні витоки робочої рідини в об'ємі "запірні клапани - гідроциліндри".

4. Швидкодія гідропривода рульового керування суттєво залежить від коефіцієнта об'ємної подачі насоса до 0,6, залишаючись в подальшому стабільною.

5. Динамічне зростання тиску рідини при самодовільному навантаженні гідропривода покладено за основу синтезу індикатора оцінки його технічного стану, а залежність зусилля стиску пружини переливного гідроклапана від коефіцієнта об'ємної подачі насоса найбільш інформативна при розробці індикатора для оцінки регулювання переливного гідроклапана.

6. При технічному обслуговуванні за станом коефіцієнт готовності гідропривода рульового керування в порівнянні з планово-попереджувальною системою обслуговування підвищується на 5…7% при зниженні трудомісткості одного діагностування на 0,25 люд.-год. і витрати робочої рідини (мастила) на 1,7 кг за цикл технічного обслуговування трактора Т-150К.

7. Технологія технічного обслуговування за станом гідропривода рульового керування трактора Т-150К, яка реалізована в господарствах Харківської області та одержані позитивні результати з економії трудових ресурсів і підвищення надійності тракторів дозволяють рекомендувати цю систему обслуговування експлуатаційним та ремонтним сільськогосподарським підприємствам.

Список опублікованих праць

1. Палагута В.И. Линейная динамическая модель гидропривода рулевого управления трактора с шарнирно-сочлененной рамой // Совершенствование с.х. тракторов и автомобилей. Сб. научн. тр. МИИСП. - М., 1978. - т. XV, вып. 4. - С. 39-44.

2. Палагута В.И., Черейский П.М. Оценка технического состояния гидропривода рулевого управления трактора Т-150К методом переходного процесса // Совершенствование с.х. тракторов и автомобилей. Сб. научн. тр. МИИСП. - М., 1979. - С. 61-65.

3. Палагута В.И., Черейский П.М., Басенко Л.И. О повышении контролепригодности гидропривода рулевого управления трактора Т-150К // Повышение технико-экономических показателей агрегатов и систем энергонасыщенных тракторов. Сб.научн.тр. МИИСП. - М., 1980. - С. 72-75.

4. Палагута В.И. Метод технического обслуживания гидропривода рулевого управления трактора Т-150К по состоянию с непрерывным контролем параметров // Повышение работоспособности агрегатов и узлов трактора Т-150К. Сб. научн. тр. МИИСП. - М., 1984. - С. 101-106.

5. Черейский П.М., Палагута В.И. Диагностирование гидропривода рулевого управления тракторов. - Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1984. - № 4. - С. 32-34.

6. Палагута В.И., Парфенов С.Я. Снижение трудоемкости диагностирования гидропривода рулевого управления трактора Т-150К // Повышение технического уровня сельскохозяйственных агрегатов. Сб.научн.тр. - К.: УСХА, 1993. - С. 34-39.

7. Палагута В.И. Выбор метода диагностирования технического состояния гидропривода рулевого управления трактора с шарнирно-сочлененной рамой // Тракторная энергетика в растениеводстве. Сб. научн. тр. ХГТУСХ. - Харьков, 1998. - С. 149-154.

Размещено на Allbest.ru

...