Корзина
32 отзыва
+380503449977
+380675522877
ООО Гидро-Максимум
Корзина

Диагностирование гидроприводов лесозаготовительных машин

Диагностирование гидроприводов лесозаготовительных машин

О техническом состоянии гидросистем можно судить по разным параметрам, расходу рабочей жидкости, давлению рабочей жидкости, объемному КПД, пульсации давления, состоянию рабочей жидкости.

Для измерения расхода рабочей жидкости применяют расходомеры (лопастные, с овальными шестернями), основанные на струйном методе, переменном перепаде, электромагнитные и ультразвуковые, тахометрические и других типов.

Для измерения давления применяют разнообразные датчики давления. Основным методом измерения давления является преобразование гидравлического давления в электрический сигнал, который контролируется или регистрируется. Основными типами преобразователей являются поршневые, мембранные, сильфонные, с манометрическими трубками.

 

Объемный КПД гидропривода и отдельных узлов характеризует техническое состояние привода и является показателем экономической целесообразности дальнейшей эксплуатации гидропривода или отдельного узла. При диагностировании насосов и гидрораспределителей усилие нагружения задается дросселированием рабочей жидкости. При диагностировании гидропривода в целом, а также гидроцилиндров и гидромоторов усилие нагружения задается внешней нагрузкой, приложенной к конечному звену цепи гидропривод — навесное оборудование. Приборы для измерения объемного КПД делятся на механические и электрические. Примером механического прибора является дроссель- расходомер КИ-1097. Для измерения параметров, характеризующих КПД, используются аналоговые частотомеры ПДС и Ф 433/3.

Для испытания снятых с машин гидроагрегатов (насосов, распределителей, гидроусилителей) отечественной промышленностью выпускаются стенды КИ-4815, КИ-4200, КИ-4896.

Пульсация давления, как диагностический параметр, несет большую информацию о техническом состоянии поверхностей трущихся сопряжений агрегатов, разрегулировке предохранительных клапанов и т. д. Так, по амплитуде пульсаций давления оцениваются осевой зазор в шатунно-поршневой группе аксиально-поршневых насосов и гидромоторов, степень и качество регулировки предохранительных и перепускных клапанов, техническое состояние демпферов (ограничителей хода штока) гидроцилиндров. По частоте следования импульсов давления измеряют частоту вращения вала насоса и т. д.

Измерение амплитуды пульсации и давления в стационарных условиях эффективнее всего осуществлять при помощи серийно выпускаемых осциллографов, например, типа С1-19Ю, С1-20 и др.

Для оценки технического состояния гидроагрегатов могут применяться виброакустические методы. Этим методом диагностируются подшипники насосов, редукторы привода насосов, предохранительные и перепускные клапаны, гидрораспределители, гидроцилиндры и т. д. Для измерения уровня вибрации и шума может применяться прибор ЭМДП-3 и стетоскоп КИ-1154.
Большой объем информации о техническом состоянии гидросистемы несет рабочая жидкость, которая характеризуется вязкостью, текучестью, смазывающей способностью, устойчивостью к окислению, коррозионными свойствами, чистотой (загрязненностью продуктами износа и абразивом), температурой и т. д.

Контроль загрязненности рабочей жидкости продуктами износа и абразивом в процессе эксплуатации машин с гидроприводом осуществляется визуально по цвету масла, гидравлическим, микроскопическим, радиоактивным, ультразвуковым и другими методами. Хабаровским политехническим институтом создан прибор для электромагнитного анализа масла и совместно с ЦНИИМЭ и ЛТА разработан метод диагностирования гидросистем лесозаготовительных машин с использованием этого прибора.

Эффективным методом контроля свойств рабочей жидкости является метод спектрального анализа. Наиболее приемлемым оборудованием для этих целей служит комплекс КИ-13915 ГОСНИТИ с фотоэлектрической установкой МФС-3.

Наиболее распространенными приборами для безразборной проверки технического состояния гидроприводов лесных машин проводимой при ТО-3, являются дроссель-расходомер ДР-70 (КИ-1097), приспособление ВНИИМЭСХ, прибор ППГ-1М.

Диагностирование машин и механизмов по параметрам работающего масла

В процессе работы механизмов лесозаготовительных машин эксплуатационные свойства смазочных масел и рабочих жидкостей изменяются под действием температуры, продуктов износа, пыли, воды, кислорода воздуха, каталитического влияния металлов и других факторов. В процессе работы происходит окисление масел, полимеризация углеводородов, загрязнение различными примесями, изменение вязкости, образование агрессивных продуктов, срабатывание присадок, которые изменяют свойства масел.

С помощью анализа масел и рабочих жидкостей возможно определить техническое состояние узлов и агрегатов лесозаготовительных машин. Метод анализа работающего масла основан на изменении качественного и количественного состава износных частиц в масле. Проследив увеличение концентрации того или иного элемента в составе износных частиц работающего масла, а также зная химический состав тех или иных деталей объекта, можно достоверно определить деталь, которая подвергается усиленному износу. Достоинством этого метода является отсутствие потребности вскрытия механизма для определения технического состояния его деталей.

В настоящее время Хабаровским политехническим институтом разработан электронный анализатор для определения количества ферромагнитных частиц в масле (рис. 8).

Метод основан на периодическом взятии проб масла в двигателе и гидросистеме машины и анализе его состава за период работы до замены масла. Данные анализа сравниваются с номограммами, и по результатам сравнения определяется техническое состояние диагностируемых агрегатов.

Периодичность замены масел определяется наработкой механизмов и установлена Положением о техническом обслуживании и ремонте лесозаготовительного оборудования.

Рис. 8. Электронный анализатор масел:
1 — шкала показывающего прибора; 2 — рукоятка уровня чувствительности; 3, 4 — рукоятки настройки; 5 —датчик; 6 — пробирка с пробой масла

Однако работоспособность рабочих жидкостей во многом зависит от условий эксплуатации техники. При работе в тяжелых условиях из-за изменения состава и свойств масел нарушается нормальная работа механизмов, снижается надежность и долговечность. Стремление чаще производить замену масла значительно увеличивает затраты на техническое обслуживание машин и механизмов. Как правило, легкие и средние условия эксплуатации машин приводят к преждевременной замене масла и необоснованному его перерасходу. Поэтому установление оптимальной периодичности замены моторных масел и рабочих жидкостей является одной из задач диагностирования машин.

Кроме указанного электронного анализатора, определить степень загрязненности масла можно на лабораторной центрифуге конструкции ВКТИстроймеханизация марки 1М308. Центрифуга предназначена для выделения из рабочей жидкости гидравлических систем или моторного масла механических примесей и воды с целью определения качества масла и степени загрязненности.

Центрифуга (рис. 9) содержит корпус, внутри которого расположен электродвигатель с вертикальной осью вращения, на валу которого в верхней части смонтирован ротор. В отверстия ротора установлены два прозрачных индикатора с осевым отверстием, где откладываются при центрифугировании механические примеси, в верхней части ротора выполнено отверстие для заполнения его рабочей жидкостью.

Корпус центрифуги закрыт крышкой, закрепленной на корпусе откидными болтами. Для удобства переноса центрифуги к машине пробка содержит рукоятку. Рабочая жидкость или моторное масло берется из бака машины или картера двигателя пробоотборником. Затем заполняется емкость центрифуги.
Работа центрифуги основана на различных значениях мощностей рабочей жидкости, механических примесей и воды. Так как плотность воды и механических примесей, содержащих металлические частицы и песок, больше плотности рабочей жидкости, то при центрифугирова-

Рис. 9. Центрифуга для экспресс-анализа моторного масла и рабочих жидкостей гидросистем

нии они с большей силой отбрасываются от центра вращения и оседают на дне прозрачного индикатора. Количество осевших в индикаторе механических примесей и воды определяется по метке, нанесенной на индикатор. По количеству осадка определяется необходимость в замене масла или рабочей жидкости.

Для диагностирования элементов гидросистем лесозаготовительных машин ЛП-19, ЛП-18, ВМ-4 и др. в условиях ПЦТО, РМЗ ЦНИИМЭ разработало устройство ВО-173. Устройство ВО-173 переносного типа, но работы по диагностированию лучше проводить в условиях пунктов централизованного технического обслуживания (ПЦТО или ПТО).

 

Устройство состоит из следующих частей: стального маслопровода и измерительных преобразователей и приборов (турбинного преобразователя для измерения объемного расхода рабочей жидкости); температурного измерительного преобразователя; дросселя; манометров (одного — встроенного в трубопровод, и второго — переносного, с рукавом высокого давления), комплекта переходных соединений для различных машин; штуцеров для проверки давления в нужных точках гидросистемы; нефтеденсиметра, вискозиметра и измерителя загрязненности масла, измерителя частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Элементы гидропривода, параметры которых достигли предельных значений, должны быть заменены на новые или отремонтированные.

Устройство ВО-173 позволяет диагностировать гидропривод не только с шестеренчатыми, но и с аксиально-поршневыми насосами, чем принципиально отличается от серийно выпускаемых приборов типа КИ-1097 (ДР-70).

 

Процесс диагностирования машин можно разделить на три основных этапа:
1-й этап — подготовительный. Мойка и очистка машины. Внешний осмотр, проверка общего состояния. Заполнение диагностической карты по результатам осмотра и опроса машиниста. Установка датчиков и приборов.
2-й этап — основной. Проведение диагностирования машины и отдельных составных частей.

3-й этап — заключительный. Анализ результатов диагностирования. Заполнение диагностической карты. Демонтаж датчиков и приборов.

Диагностирование машин проводится при ежедневном обслуживании (Де); очередном техническом обслуживании (Дто); по заявке машиниста (Д з).

 

Струтурная схема диагностирования

Диагностирование машины в целом и ее сборочных единиц должно проводиться в определенной последовательности. Условно процесс диагностирования можно разделить на 5 уровней.

Первый уровень включает общее диагностирование машины по выходным параметрам, оценивающим техническое состояние двигателя, трансмиссии, движителя, рабочего оборудования и систем (например, расход топлива, производительность и тяговая мощность).

На втором уровне диагностируются двигатель, трансмиссия, движитель, рабочее оборудование и системы машины.

В третий уровень диагностирования включены сборочные единицы, приборы и системы двигателя, трансмиссии, движителя, рабочего оборудования.

Четвертый уровень включает диагностирование подвижных сопряжений.

На последнем (пятом) уровне рассматриваются отдельные детали.

Предлагаемая последовательность позволяет уменьшать трудоемкость выявления неисправностей и прогнозирования работоспособности машины, т.е. при общем диагностировании ее измеряются параметры, характеризующие техническое состояние отдельных систем и сборочных единиц.

 

При бестормозном методе возможно применение догрузочных устройств через гидравлические системы машины для обеспечения плавной регулировки сопротивлений.

При неустановившемся режиме мощность двигателя определяется по его разгонной характеристике без нагрузки при подаче топлива от минимально устойчивой частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу до максимальной.

Дифференциальный способ основан на нагружении каждого проверяемого цилиндра. Он позволяет применять тормозные стенды мощностью, не превышающей 25% мощности испытываемого двигателя. При определении мощности двигателя с использованием стендов одновременно определяют с помощью прибора КИ-8910А расход топлива. Часовой расход топлива не должен превышать номинальное значение более чем на 10%.

Одним из важных параметров оценки двигателя является концентрация токсичных элементов в выхлопных газах. Особое внимание уделяется наличию оксидов углерода, азота, серы.

В настоящее время действует комплекс стандартов на токсичность отработанных газов (ОГ) двигателей.

Значения минимальной и максимальной частоты вращения двигателя указываются в технической документации на новый автомобиль.

При работе дизельных двигателей происходит сравнительно большой выброс сажи из-за особенностей смесеобразования и сгорания топлива. С другой стороны, испаряемость дизельного топлива на порядок ниже, чем у бензина. Поэтому проверка работоспособности двигателя по составу ОГ осуществляется на дымность в соответствии с ГОСТ 21393-75. Дымомер работает по методу просвечивания столба ОГ определенной длины. Нормируемым показателем дымности является натуральный показатель ослабления светового потока К,м-1 или коэффициент ослабления светового потока N,. Натуральный показатель ослабления светового потока Я,м-1 — величина, обратная толщине слоя ОГ, определяется по основной шкале дымомера. Коэффициент ослабления светового потока N, характеризует степень ослабления светового потока вследствие поглощения и рассеивания света ОГ при прохождении ими рабочей трубы дымомера с эффективной базой 0,43 м. Контроль дымности определяется без нагрузки на режиме свободного ускорения, а также при максимальной частоте вращения. Измерение на режиме свободного ускорения производится не менее чем при шестикратном повторении числа изменения частоты вращения коленчатого вала двигателя от минимальной до максимальной с интервалом не более 15 с. Засчитывают среднее арифметическое из четырех последовательно возрастающих значений, располагающихся в зоне шириной 0,25 м-1 по шкале К. После испытаний на режиме свободного ускорения с интервалом не более 60 с производится измерение дымности ОГ на режиме максимальной частоты вращения. Измерение считают достоверным, если через 10 с после впуска ОГ в прибор значения дымности расположены в зоне шириной не более 6% по дополнительной шкале.

При оценке работоспособности двигателя в целом учитывают легкость его запуска, устойчивую работу под нагрузкой и цвет выхлопных газов.

Легкость запуска двигателя обеспечивается наличием высокого качества топлива, герметичностью топливной системы, достаточной частотой вращения коленчатого вала, беспрепятственным поступлением воздуха в цилиндр, оптимальным углом опережения впрыска топлива и исправностью пускового устройства.

При оценке работоспособности топливной системы дизельного двигателя первоначально проверяется наличие топлива, соответствующего условиям эксплуатации, особенно температуре окружающей среды. Если топливо не соответствует температурным условиям, то оно в холодную погоду загустевает и прекращается его подача к насосу. Необходимо также учитывать, что в топливе всегда находится вода в растворенном состоянии и ее концентрация уменьшается при понижении температуры, т.е. вода выделяется из топлива и может вымерзнуть, перекрыв подачу топлива.

В дизельных двигателях с электрогидравлическим инжектором в топливо может попадать моторное масло через уплотнительное кольцо, что приводит к снижению давления впрыска и загрязнению топливного фильтра. При разгерметизации топливной системы (в топливе имеется воздух) запустить двигатель практически невозможно. В этом случае систему необходимо прокачать ручным насосом до исчезновения пузырьков воздуха.

Система очистки воздуха проверяется первоначально внешним осмотром на наличие повреждений и разгерметизации. Поступление нефильтрованного воздуха в цилиндры недопустимо.

Окончательная проверка системы очистки воздуха осуществляется вакуумметром при вращении коленчатого вала стартером. В современных двигателях на воздухоочистителе устанавливается индикатор, указывающий на снижение разряжения и необходимость замены фильтра. Для обеспечения легкого запуска частота вращения коленчатого вала дизельных двигателей должна находиться в пределах: летом — не ниже 2 с-1, а зимой — 3 с-1. Легкий запуск двигателя, особенно при отрицательных температурах, обеспечивается неразрывностью цепи свеч накаливания пусковых устройств.

В современных дизельных двигателях устанавливается система его защиты, позволяющая исключить запуск при отсутствии необходимого уровня охлаждающей жидкости или (и) масла в системах, что обязывает оператора делать предварительные проверки перед его пуском.

Оценка состояния двигателя по дымности выхлопа производится после его прогрева. В этом случае при положительной температуре окружающей среды в исправном двигателе отработавшие газы бесцветны. Если в процессе эксплуатации машины выхлопные газы приобретают черный (темно-бурый), голубой или белый цвет, то необходимо провести поиск неисправности.

Черный или темно-бурый выхлоп указывает на неполное сгорание топлива из-за следующих неисправностей: низкое качество распыла топлива форсунками; нарушено поступление воздуха в цилиндр (загрязнение фильтра); передозировка топлива в нагнетательных секциях насоса высокого давления; неправильно установлен угол опережения впрыска; износ цилиндропоршне-вой группы; занижен зазор в сопряжении впускного клапана с гнездом из-за износа кулачков распределительного вала или завышенных зазоров клапанного механизма.

Белый цвет выхлопных газов при рабочей температуре двигателя и положительной температуре окружающей среды указывает на попадание воды в цилиндры из системы охлаждения через прокладку головки блока. При отрицательных температурах белый цвет является следствием конденсации водяных паров, находящихся в выхлопных газах.

Голубой цвет выхлопных газов указывает на присутствие в камере сгорания масла, которое поступает вместе с загрязненным топливом или из системы смазки через уплотнения клапанов и (или) через сопряжение «цилиндр -поршневые кольца» при значительном изнашивании маслосъемных колец.

При предельных значениях контролируемых параметров, оценивающих работоспособность двигателя в целом и неустойчивой работы под нагрузкой, производится диагностирование его систем. 

 

Другие статьи