Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель исследования, изложена научная новизна полученных результатов.

В первой главе кратко рассматривается специфика гидроприводов дорожных, строительных и путевых машин, определяемая автономностью и мобильностью машин, сложностью схемных решений, и особенностями эксплуатации в «окно» на железнодорожных линиях. Объемный гидропривод машин рассматриваемых классов является для них основным типом привода.

Вопросы эксплуатации и надежности объемного гидропривода машин рассмотрены в работах В.Н.Прокофьева, Т.М. Башты, Т.А. Сырицына,

Б.Г. Кима, Т.В.Алексеевой, В.Н. Лозовского, В.Ф.Ковалевского, В.К.Свешникова, В.А.Васильченко, А.А.Усова, А.М.Рустановича, И.И.Елинсона, И.А.Панина, В.Л.Солдатова, Бардышева О.А., Гаркави Н.Г., Беленкова Ю.А.,

Г.Ш. Хазановича, Ю.П. Майорова и других советских и российских ученых.

Отказы, возникающие в гидроприводах машин можно разделить на параметрические и функциональные, постепенные и внезапные, устойчивые и перемежающиеся, контролируемые и неконтролируемые.

Практически все отказы гидроаппаратов, кроме отказов по корпусу, вызва- ны неисправностями прецизионных поршневых и золотниковых пар, связанных с повышением трения в парах и износом деталей (и как следствие, с изменением линейных размеров и форм). Повышение трения имеет внезапный характер и приводит к зависанию или заклиниванию подвижного элемента в корпусе или гильзе, влечет за собой запаздывание в срабатывании, нарушению режимов слежения, кратковременному повышению давления выше нормы (и как след-твие, разгерметизации системы), росту пульсаций давления. Износ деталей при-водит к нарушению внутренней герметичности аппаратов и падению объемного к.п.д. вследствие увеличенного расхода через зазоры. Повышенные утечки ведут к замедлению работы всего механизма в целом, т.е. к увеличению рабочего цикла машин и экономическим потерям. Таким образом, техническое состояние качающих узлов насосов и гидромоторов, золотников распределителей, соединений поршень-корпус в гидроцилиндрах однозначно характеризуется комплексом параметров, от которых зависит внутренняя негерметичность гидроаппарата, что дает право рассматривать объемный к.п.д. как наиболее интегральный показатель состояния объекта.

Исследования показали, что гидроприводы работают в средних и тяжелых режимах, которые характеризуются нестационарностью и высоким коэффициентом использования в течение смены при неблагоприятных условиях среды и сезонных колебаний температуры от -40⁰С до +50⁰С. Вследствие этого наработка на отказ элементов гидропривода невелика и характеризуется значительным разбросом. Некоторые данные по наработке на отказ представлены в таблице 1. Таблица составлена по статистике, собиравшейся автором в 1984 - 2003 г.г. Наработка на отказ элементов гидропривода.

Таблица 1

Для гидроприводов машин являющихся изделиями ремонтируемыми, эксплуатиру-емыми до предельного состояния в циклическом режиме, с доминирующим фактором в качестве последствия отказа - простоем, основными показателями надежности являются гамма-процентный ресурс г и коэффициент готовности Кг. Кроме того, надежность характеризуется такими показателями как наработка на отказ, трудоемкость и стоимость технического обслуживания. Надежность гидропривода дорожных, строительных и путевых машин, должна обеспечиваться системой технического обслуживания и планово-предупредительных ремонтов. Совершенствование системы планово-предупредительных ремонтов занимает важное место в исследованиях по обеспечению надежности. Наличие резервов (рис.1) обусловлено вероятностным характером распределения наработки на отказ.

1- изменение параметра (объемного к.п.д.) состояния привода или его аппаратов;

2- f(t)- плотность вероятности распределения наработки машины до предельного состояния;3- приведенные удельные затраты (С_уд) на эксплуатацию машины, min C_уд -уровень минимальных удельных затрат; I - часть парка машин, у которых состояние отказа должно наступить до первого планового ТО или ремонта.

II - часть парка машин, у которых состояние отказа должно наступить в период после 2-го планового ТО или ремонта - резерв по улучшению использования ресурса при наличии системы диагностики.III -часть парка машин, у которых состояние отказа должно наступить в период между 1-м и 2-м плановыми ТО- при жесткой системе ТО эти машины имеют потребность в проведении профилак-тических замен при первом ТО - резерв при переходе к гибкой системе планирования ТО при наличии системы диагностики.

Рис. 1 Резервы системы технического обслуживания и планово-предупредительных ремонтов гидроприводов строительных и дорожных машин

Обеспечивая минимум приведенных удельных затрат, и при соответствующей периодичности профилактических работ, достаточно высокий коэффициент технической готовности (порядка 0,9), существующая система, с одной стороны, допускает возникновение неплановых ремонтов у части машин (до 10 % от общего парка) в периоды между техническим обслуживанием и ремонтами, а с другой стороны, у большей части машин ремонтные восстановительные работы проводятся при отсутствии фактической потребности в их выполнении в данном цикле технического обслуживания или ремонта, следствием чего является значительное недоиспользование ресурса агрегатов и сборочных единиц - до 50% для насосов и гидромоторов и до 80% для контрольно-распределительной аппаратуры.

В то же время, неплановые ремонты, вызванные внезапными и псевдовнезапными отказами, составляют около 50 % от времени простоя в промежутки между техническими обслуживаниями .

Одним из перспективных путей совершенствования системы планово-предупредительных ремонтов, позволяющим на основе учета фактического технического состояния конкретной машины сократить количество неплановых ремонтов и улучшить использование ресурса ее сборочных единиц и агрегатов, является применение методов и средств контроля технического состояния и диагностирования, которое предшествует выполнению технического обслуживания, а его результаты служат для определения перечня и объема предстоящих операций. Кроме того, оснащение машин встроенными (бортовыми) средствами позволяет, предупреждать возникновение отказов (по крайней мере в большинстве случаев) и обеспечить быстрое их устранение за счет сокращения времени поиска.

Техническая диагностика гидроприводов машин является сравнительно новым разделом науки. Её основы были заложены в начале 70-х годов А.М. Харазовым, Р.А. Макаровым, когда получил широкое распространение объемный гидропривод. Вопросам диагностики сложных систем посвящены работы И.А.Биргера, Г.Ф.Верзакова, Н.Я.Говорущенко, Б.В.Павлова, П.П. Пархоменко, Б.Г. Кима и других ученых. Вопросы диагностирования объемного гидропривода исследованы в работах В.И.Загребельного, В.А.Коржова, Р.А.Макарова, Н.А.Мальцевой, Т.С.Морозовой, В.Н.Сидорова, В.И.Сидорова, В.В. Чанкина, С.И.Шумейко, А.М.Шолома, П.М.Черейского, С.Б.Багина, В.В.Тайца, К.В. Рулиса, В.А. Першина а также автора и других исследователей.

Однако внедрение средств и методов диагностики гидроприводов в повседневную практику эксплуатации сдерживается рядом организационных, технических и технологических факторов, важнейшими из которых являются:

- выполнение диагностирования силами служб ТО и ремонта увеличивает нагрузку на их звенья, требует высококвалифицированного персонала, умеющего работать с контрольно-измерительной аппаратурой, обрабатывать полученные результаты и проводить расчеты остаточного ресурса;

- наличие большого количества методов диагностики и экспериментальных средств их реализации для решения частных задач, и в то же время отсутствие недорогих, серийно выпускаемых современных средств диагностики, как стационарных, так и переносных, и мобильных, а также отчасти противоречивые рекомендации различных авторов.

Таким образом, для широкого внедрения в практику эксплуатации технического диагностирования необходим системный подход к проблеме, включающий как разработку организационных вопросов, так и соответствующих конструктивных разработок, обеспечивающий их технологическую взаимосвязь и исключающий дублирование контрольно- диагностических операций. Такой подход позволит перейти от жесткой системы технического обслуживания и планово-предупредительных ремонтов к гибкой, когда время проведения каждого вида работ определяется по результатам диагностики и контроля параметров гидропривода.

Вторая глава посвящена разработке наиболее эффективного метода поиска отказов в гидроприводах на основе применения теории информации.

Для эффективного решения этого вопроса необходим учёт структуры гидропривода с одной стороны, и характера проявления различного типа отказов с другой стороны.

Естественным методом структурного анализа является деление на группы, при котором одна группа соответствует одной подсистеме исполнительного механизма - подбивки и рихтовки, поворота платформы и т.д. Спецификой гидропривода рассматриваемых машин является многопоточность, поэтому не всегда возможно на базе анализа принципиальной схемы гидропривода разделить её на группы оптимальным образом. Процесс разбиения на группы может быть формализован. В качестве исходных формируются группы, точно отражающие процесс функционирования каждой подсистемы, типа

А_i = (в₁; в₂; в₃),

где А_i - множество, характеризующее данную подсистему;

в₁; в₂; в₃ - подмножества, характеризующие насосную подгруппу, подгруппу распределителей и подгруппу гидродвигателей, соответственно.

Исходные группы преобразуются по принципу формирования вторичных групп из элементов, повторяющихся в исходных группах. Такой подход существенно облегчает такие задачи как анализ влияния отказов на безопасность, поиск отказа и т.п.

По характеру проявления отказы можно разделить на 4 подгруппы - см. табл.2. При составлении таблицы используем двоичный код: 1- параметр в норме, 0- параметр не в норме. В таблице 2 : R - внешняя нагрузка; P - давление в системе; F ; M - усилие или момент , развиваемые гидродвигателем; V ; щ- скорость исполнительного звена гидродвигателя. Строки L01 ; L02 -система исправна как без приложения нагрузки (L01 ), так и под нагрузкой (L02 ). Комбинация L1 характерна для ситуации когда изношены насосы, не развивается заданное давление и неисправны предохранительные и поддерживающие клапаны. L2 - характерна для привода, имеющего объемный к.п.д. ниже допустимого. L3 - появляется при засорившихся фильтрах и других неисправных аппаратах, перепад давления на которых превышает допустимые значения. Комбинация L4 возникает сравнительно редко, при неисправных редукционных клапанах и клапанах последовательности (напорных золотниках).

Таблица 2 Таблица групп неисправностей

Все строки попарно различимы и таблица может служить как первичный тест при поиске отказов.

Поиск отказа можно рассматривать как процесс снятия энтропии системы по мере поступления информации. Энтропию системы определим следующим образом

,

где P_i - вероятность того, что система находится в одном из состояний (т.е. вероятность отказа i-того элемента); N - количество элементов в системе.

Вследствие свойства аддитивности энтропия складывается из нескольких составляющих, характеризующих отдельные подгруппы гидропривода. Таким образом, на первом этапе поиска необходимо определить его тип (табл. 2) и подгруппу элементов, включающих отказ (см. гл. 1). За счет этого можно значительно понизить энтропию системы. Для локализации отказа в подгруппе могут использоваться различные методы: 1) - метод поэлементных проверок; 2) - метод средней точки (половинного деления); 3) - комбинированный, когда на каждом этапе проверок стратегия корректируется.

Первые два метода достаточно подробно описаны в технической литературе, однако отсутствуют четкие рекомендации по их применению. Автором установлено граничное значение вероятности отказа элемента P_i, при которой следует переходить от метода средней точки к проверке элемента с наибольшей вероятностью отказа

,

где N- количество элементов в системе.

Причем, как очевидно, должно быть N ?3. Графическая интерпретация представлена на рис. 2. В общем случае следует также учитывать затраты времени и стоимость проверок. Взаимное влияние этих факторов может быть учтено комплексным критерием эффективности

K_э=I/t?C,

Кроме информативности, на эффективность процесса диагностики влияют

При этом, очевидно, количество тест-проверок должно выступать как параметр ограничения для машин, работающих в жестком временном графике (например, в «окно» при строительстве или ремонте ж.д.).

Реализация указанного принципа предполагает, что алгоритм поиска отказов должен быть гибким, т.е. должны выполняться только те проверки, которые имеют информативную ценность. Блок-схема такого алгоритма представлена на рис.3.

Рис.3. Блок-схема поиска отказа в гидроприводах дорожных и строительных машин

В общем случае для проверки элемента необходимо произвести измерение параметров - P, Q, F, M, V, щ - на входе и выходе аппарата. Их совокупность, очевидно, не является минимальной.

Для минимизации совокупности диагностических параметров и тем самым определения минимальной и достаточной схемы размещения контрольных точек в системе воспользуемся методами логической алгебры.

Методика определения такой схемы заключается в следующем. Гидросистема представляется в виде ориентированного графа, вершины которого соответствуют элементам системы, а дуги - параметрам (расходу и давлению). Далее определяется совокупность всех возможных неисправностей для всех элементов системы.

Затем составим логические уравнения типа

P_i;Q_i =(P_i-1;Q_i-1)&S_j ,

где P_i;Q_i - давление и расход на выходе i-того элемента; P_i-1;Q_i-1 - давление и расход на входе i -того элемента; S_j - параметр характеризующий состояние i -того элемента (S_j =1 - элемент исправен, S_j = 0 - нет); &- знак конъюнкции.По полученным уравнениям строится начальная диагностическая матрица, у которой строки соответствуют всем возможным состояниям (неисправностям системы), а столбцы - параметрам. Для заполнения строк матрицы используется следующее правило: если при появлении неисправности (отказа) S_i параметры P_n;Q_n (на некотором участке системы) не соответствуют допустимому уровню, то на пересечении соответствующей строки и столбца ставится «0», если соответствуют - «1».

P₁;Q₁ P₂;Q₂; P₃;Q₃ …………. P_n;Q_n

S₀ 1 1 1 1

S₁ 1 0 1 ………………0

S₃ 1 0 1 …………….. 0

………………………………………………

S_j 1 1 1 ……………. 0

Для минимизации матриц такого типа обычно применяют алгоритм Яблонского-Мак-Класки, позволяющий на основе применения методов логической алгебры получить минимальное количество столбцов, с тем условием, чтобы все строки попарно различались между собой. Так как каждый столбец соответствует параметрам системы на определенном участке, то мы получаем минимальную и достаточную совокупность участков гидросистемы, где необходимо производить измерения. Алгоритм Яблонского-Мак-Класки довольно громоздкий, поэтому для сложных систем и большого количества рассматриваемых неисправностей процесс желательно автоматизировать. С этой целью была разработана программа на языке «Бейсик», предназначенная для современных ПК (приложение 3).

Третья глава посвящена вопросам разработки перспективных типов диагностического оборудования и методик их применения, а также результатам экспериментальных исследований.

При создании системы диагностики гидроприводов дорожных и строитель-ных машин, целесообразно применение единого метода диагностики и единого базового комплекта измерительных средств для его реализации. Система должна включать как стационарные средства диагностики (стенды), так и переносные (гидротестеры) и встроенные. В настоящее время в той или иной степени разработаны следующие методы диагностирования гидроприводов и гидроагрегатов: статопараметрический; термодинамический; по параметрам переходных процессов; по параметру пульсаций давления; виброакустический; аэродинамический; по содержанию продуктов износа в рабочей жидкости. Практически все они, кроме статопараметрического метода, имеют ограниченное применение, а рекомендации отдельных авторов носят отчасти противоречивый характер. Так как процесс диагностирования можно рассматривать как информационный, то в качестве критерия для сравнения методов логично принять получаемое при диагностировании количество информации (с учетом конкретных технических средств для реализации метода). Диагностирование гидроприводов может проводиться на различную глубину по уровням: определение функциональной работоспособности системы в целом - 1 уровень; определение параметрической работоспособности - II уровень; определение функциональных отказов элементов - III уровень; определение параметрических отказов элементов - IV уровень; определение причин отказа элемента - V уровень; определение конкретной величины неисправности - VI уровень. Количество возможных состояний от номинального до предельного значения диагностического параметра, которое можно различить с помощью прибора будет

N=(X_нj -X_пj)/ДX ,

где N - количество возможных состояний; X_нj, X_пj - номинальное и предельное значения параметра для j -того элемента;ДX -чувствительность прибора для измерения данного параметра.

Логарифмируя N по основанию 2 мы получим количество информации в битах о состоянии j -того элемента

I=log₂ N=log₂[(X_нj -X_пj)/ДX] .

Полная информация будет складываться из информации по уровням

.

Суммарную информацию по каждому уровню можно оценить по формуле

,

где I_i - количество информации по i -тому уровню; z - число параметров, измеряемых при данном методе; K_j - количество j-тых элементов в системе.

Сравнение по данному критерию показало, что наибольшее количество информации для типового модуля гидропривода можно получить с помощью приборов, реализующих статопараметрический метод, включающий датчики расхода турбинного типа, датчики давления и температуры, блок индикации и нагрузочный дроссель или клапан. Данный тип аппаратуры на сегодняшний день является наиболее подходящим в качестве базового для создания комплексной системы диагностики гидроприводов.

Исходя из сказанного, при участии автора были разработаны экспериментальные конструкции гидротестера, устройства для его подсоединения и универсального диагностического стенда. В качестве датчиков расхода были приняты турбинные расходомеры, т.к. они компактны, технологичны, легко монтируются в гидролиниях, при этом практически не влияя на характер течения масла. От серийных датчиков типа ТДР они отличаются наличием фотоэлектрического преобразователя, обладающим большой помехоустойчивостью и усиленным подшипниковым узлом. Теоретические и экспериментальные исследования позволили установить, что применение турбинных расходомеров при диагностике гидроприводов имеет ряд особенностей. Статическая характеристика расходомера с высокой степенью точности описывается уравнением

,

где f- показания прибора индикации; k- коэффициент пропорциональности; z- количество лопастей ротора; Q - измеряемый расход; S -живое сечение потока по ротору; H - ход лопастей ротора; Sk - скольжение ротора относительно потока; ц_V , ц_Q - коэффициенты, учитывающие эпюры скоростей и протечки в зазоре между ротором и корпусом.

Скольжение зависит от характера течения жидкости - Sk=f(Re) и, следовательно, от вязкости, которая, в свою очередь, зависит от температуры и давления н = f(T, P). При работе привода в установившемся температурном режиме главным образом сказывается влияние давления, т.к. при изменении давления, например, от 0 до 20 МПа кинематическая вязкость масла типа АУ изменяется в 1,5 раза. Соответственно будет возрастать Sk. Таким образом необходимо иметь либо тарировочные характеристики расходомера для каждого значения температуры и давления, либо учесть это обстоятельство поправочным коэффициентом

,

где Sk_p=0 - скольжение ротора расходомера при P=0; Sk_p - скольжение ротора при давлении при котором должен измеряться фактический расход в гидролинии.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований параметра для экспериментального расходомера и датчика ТДР-12, имеющих условный проход 20 мм, представлены на рис. 4 (а-г)

Наличие жестких трубопроводов в гидросистемах обусловило необходимость создания оригинальных устройств для подключения расходомера или гидротестера при безразборной диагностике.

Разработанный комплект, включающий гидротестер и устройства для его подключения, отмечен медалями ВВЦ РФ в 1998 г.

Кроме переносных средств, система диагностики должна включать также стационарные стенды, как универсальные, так и специализированные. При создании стационарных стендов целесообразно применение модульного принципа, предполагающего изменение конфигурации стенда. Это достигается путем добавления или удаления отдельных постов диагностики в зависимости от объема программы испытаний.

Рис.4 Изменение поправочного коэффициента от давления (а), расхода (б, г), температуры (в).

Габариты стендов определяются в основном размерами основной насосной станции и бака. Таким образом можно выделить 5 основных типоразмеров, основные параметры которых представлены в табл. 3

При испытаниях гидроаппаратов на стендах в условиях ограничений по мощности и габаритам целесообразно применение схем с рекуперацией энергии, в том числе с замкнутым контуром. Для удобства сравнительного анализа результатов испытаний по разнымтипоразмерам их целесообразно представить в виде отношения к номинальным параметрам. Типовой график, полученный при испытании насос-моторов 210 25 представлены на рис. 5 для наработки 120ч.

Таблица 3 Основные параметры стационарных стендов

Наличие замкнутого контура при испытаниях обуславливает важное значение вопроса о стабилизации температуры рабочей жидкости в контуре. Решающим фактором здесь является работа системы подпитки. Экспериментальный образец универсального диагностического стенда 4-ой типоразмерной группы, был изготовлен в Центральных ремонтно-механических мастерских ОАО «Трансвзрывпром» и успешно эксплуатируется в течение ряда лет.

Рис. 5 Зависимость полного кпд насоса от частоты вращения

Четвертая глава посвящена вопросам автоматизации работы диагностических систем, бортовых и стационарных.

Обработка результатов измерений и вывода гидропривода на диагностический режим - сложный и трудоемкий процесс, при этом возможны искажения получаемых результатов вследствие погрешностей субъективного характера. Проблема может быть решения введением в конструкцию стендов и машин автоматизированного управления процессом диагностики и обработки информации. Автоматизированные системы с ограниченным числом датчиков, несущих основную информацию о состоянии объекта и простоту обработки диагностических сигналов дают максимальный эффект. Комплексные системы диагностирования могут иметь различный уровень автоматизации. Для оценки уровня автоматизации можно использовать предложенный профессором

Ю.А. Васильевым критерий

где: - суммарное время на автоматическое выполнение автоматизированных операций; - суммарное время на неавтоматическое выполнение неавтоматизированных операций. Если К_а < 0,5 - система диагностики считается неавтоматизированной, если 0,5 < К_а < 0,95 - система полуавтоматизированная, если К_а > 0,95 - система считается полностью автоматизированной.

Автоматизированная система диагностики может быть принципиально организована по трем вариантам:

бортовая система диагностики гидропривода с индивидуальным процессором и непрерывным контролем параметров;

групповая система диагностики гидроприводов нескольких машин с центральной непрерывной системой обработки информации в условиях ремонтных предприятий;

система диагностики гидроприводов, имеющих встроенные системы датчиков с последовательным их подключением к системе обработки информации.

Автоматизированная система диагностики для стационарных стендов также может иметь несколько уровней:

- полностью автоматизированный комплекс, включающий роботы и манипуляторы 1-го поколения, выполняющий все работы по установке и монтажу диагностируемых аппаратов на стенде.

- комплекс с автоматизацией только процессов вывода системы на диагностический режим и обработкой информации;

автоматизированная обработка информации.

Первый вариант может быть экономически выгоден только при массовом производстве, например, гидроцилиндров определенного типоразмера.

Таким образом, система автоматизированной диагностики, вне зависимости от организационной структуры, должна включать датчики диагностических параметров и систему обработки сигналов и результатов, обеспечивающую принятие решений.

Специфической чертой гидроприводов дорожных, строительных и транспортных машин, является нестационарность нагрузок в процессе работы, из-за чего мгновенные значения диагностических параметров (потери давления и расхода) могут выходить за рамки допустимых при удовлетворительных средних значениях. Так, например, амплитуда колебаний давления относительно среднего значения может составлять до 100%; при этом предохранительный клапан работает в неустойчивом режиме, перепуская часть жидкости на слив, что ведет к падению, например, частоты вращения гидромотора и потере производитель-ности. Традиционным образом обнаружить отказы подобного типа невозможно.

В некоторых случаях автоматизированный режим диагностирования является единственно приемлемым, например, для диагностики элементов сервопривода, для которых параметр объемного к.п.д., вычисляемого для статического режима, непригоден. Для этих аппаратов диагностическим критерием может служить параметр, представляющий собой фактически коэффициент чувствительности сервоэлемента

или

где Q - расход через сервоэлемент; U, I - напряжение или ток на катушке сервоэлемента, соответственно.

Решение этой задачи возможно за счет системы, включающей процессор, который практически одновременно (по отношению к частоте изменения нагрузки) опрашивает датчики контролируемых параметров, что позволяет анализировать их текущие соотношения. В этом случае в качестве контрольных необходимо использовать не жесткие установки, а вычисляемые для конкретных условий в соответствии с уравнениями движения. Такой подход позволяет производить диагностирование в рабочем режиме гидропривода (на машине непосредственно во время работы, на стенде в режиме имитации).

Для практической оценки возможностей автоматизированных систем на гидростенде был проведен эксперимент на гидростенде кафедры«Путевые, строительные машины и робототехнические комплексы» МИИТа. . Блок-схема представлена на рис. 6. Было установлено, что по подавляющему большинству элементов гидропривода объем снимаемой диагностической информации с введением автоматизации растет несущественно, кроме диагностики элементов сервопривода. Обобщенный коэффициент эффективности диагностического процесса (см. гл. 2) К_Э, практически не растет или даже снижается. Поэтому применение встроенных автоматизированных систем на машинах целесообразно только в том случае, если на них уже имеется бортовой компьютер управления, в частности, например, на путевых машинах тяжелого типа, применяемых на железных дорогах.

Рис. 6. Блок -схема работы автоматизированного модуля диагностики

Пятая глава посвящена разработке методов оценки изменения технического состояния гидропривода в процессе эксплуатации, прогнозирования ресурса гидроприводов дорожных, строительных и подъемно-транспортных машин, а также метода оценки технического риска.

Статопараметрический метод диагностирования предполагает, что основными диагностическими параметрами гидропривода и его элементов являются объемные потери рабочей жидкости и к.п.д. - общий и объемный - при нормированном давлении. Если в системе привода не развивается заданное давление, она однозначно относится к неисправным и подлежит ремонту.

Модель изменения диагностического параметра базируется на данных статистики изменения объемного к.п.д. в процессе эксплуатации.

Для небольших отрезков времени характер изменения объемного к.п.д. удовлетворительно описывается линейной зависимостью. Пусть приведены з₁ в момент t₁ и з₂ в момент t₂ . Отношение

назовем средней скоростью изменения з на временном интервале (t₁ ; t₂). Если предположить, что эта скорость сохраняется и в дальнейшем, на протяжении некоторого отрезка времени ф <<( t₂- t₁ ), то можно предсказать значения объемного к.п.д., которое будет достигнуто после ф часов наработки.

З (t_i+ ф)= з_i -з'?ф.

Как показывает опыт, для малых интервалов времени ф это допущение справедливо (примерно для интервала 240 - 300 ч. Наработки).

Для больших интервалов времени характер изменения з удовлетворительно описывается зависимостью типа з = at² + b

Для группы машин зона снижения объемного к.п.д. будет, очевидно, ограничена кривыми з₁ = b - a₁ t²; з₂ = b - a₂ t² ,

где B - начальное значение объемного к.п.д.

В таблице 4 представлены некоторые данные, полученные по результатам наблюдений.

Таблица 4 Параметры изменения объемного кпд гидроприводов

Полученные данные можно использовать для прогнозирования остаточного ресурса. Знание характера падения объемного к.п.д. позволяет предсказать, что величина з достигнет предельного значения с вероятностью Р = 0,9973 на участке от t₁ до t₂ (рис. 7). Будем считать закон распределения вероятности времени наработки до предельного состояния нормальным.

Тогда примем, что математическое ожидание времени наработки и среднее квадратичное отклонение будет равно

Функция распределения плотности вероятности на участке от t₁ до t₂

Проведя в момент t' диагностику гидропривода установим новое реальное значение з в момент t' . Тогда вероятностная зона снижения объемного к.п.д. будет ограничен линиями K₁' и K₂' .

Соответственно изменится значение t₁ , t₂, t, у, f(t). Получим

Рис. 7 Схема уточнения остаточного ресурса гидросистем по результатам диагностирования