2.1 Прогнозування залишкового ресурсу роботи гідроприводу

Оцінка стану гідроприводу машини по ККД на основі нормативно-технічної документації допускається при його зниженні не більше ніж на 15 … 20 % від початкового паспортного значення. Цьому, однак, переконливого наукового обґрунтування ні, що вимагає проведення додаткових теоретичних і експериментальних досліджень [5]. Рішення проблеми прогнозування, дуже актуально в даний час для організації технічного обслуговування гідроприводів БКВРМ за станом замість нормативного, планового обслуговування згідно наробітку за ресурсом роботи.

Визначення залишкового ресурсу гідроприводу машини за часом роботи засновано на результатах графічного рішення, що приведене на рис. 4. За основу прийнятий окремий випадок, лінійний характер зниження ККД гідроприводу БКВРМ із початковим значенням загального ККД, рівним, наприклад, .

Рис. 4 Визначення залишкового ресурсу за часом роботи гідроприводу БКВРМ

Залишковий ресурс за часом роботи гідроприводу (див. рис. 4) можна визначити як різниця між наробітком, що відповідає граничному значенню загального ККД, і наробітком у момент діагностування, при якому загальний ККД складає значення . З цього випливає, что

. (11)

Для використання залежності (11) замінимо складові , , у рівняннях (8), (9) і (10) на значення ККД, що у момент діагностування можуть складати, наприклад, , , . Потім, у рівняння (8), (9) і (10), замість тих же складових замінимо гранично припустимим значенням ККД гідроприводу. Отримані вирази підставимо в залежність (11), і визначимо залишковий ресурс гідроприводу БКВРМ з урахуванням характеру зниження ККД у виді лінійного, параболічного й експонентного, відповідно:

, (12)

, (13)

, (14)

де ; ; .

Як видно (див. рис. 4) граничний наробіток гідроприводу за часом роботи залежить від граничної величини загального ККД гідроприводу. Разом з тим, у залежності від характеру зниження загального ККД гідроприводу при одній і тій же величині , гранично припустимий наробіток за часом різний. Для встановлення гранично припустимого наробітку за часом у залежності від величини необхідно скористатися залежністю (2), а для визначення залишкового ресурсу роботи гідроприводу можна використовувати залежності (12), (13) і (14).

Навести висновки на підставі наведеної інформації, які необхідно сформулювати самостійно.

3 Визначення загального ккд гідроприводу при його діагностуванні

Загальний ККД гідросистеми БКВРМ в умовах експлуатації при діагностуванні визначається за формулами:

 прямий хід , (15)

 зворотний хід , (16)

де 15 – коефіцієнт, який зв’язує прийняту розмірність складових формул (58) або (50) на прикладі спрощеної схеми, яка наведена на рис. 5.

Основними складовими БКВРМ (див. рис. 5) є двигун внутрішнього згорання ДВЗ 1, гідронасос постійної подачі рідини 2, тиск на виході якого вимірюється датчиком 3. Насос 2 з’єднаний одночасно із запобіжним клапаном 4 і напірним трубопроводом 5 з гідророзподільником 6. В свою чергу, гідророзподільник 6 з’єднаний зливною гідролінією 7 і фільтром 8 з масляним баком 9. Гідророзподільник 6 керується електромагнітами 10 і 11. Контроль температури рідини здійснюється термометром 12. Гідророзподільник 6 з’єднаний за допомогою гідроліній 13 і 14 з гідроциліндром 15. В поршневій порожнині гідроциліндра 15 вимірюється тиск рідини при прямому напрямку руху штока (або – при зворотному напрямку руху штока) датчиком 16, а в штоковій порожнині тиск рідини – датчиком 17 при зворотному напрямку руху штока (або при прямому напрямку руху штока). Вимір часу при проходженні штоком гідроциліндра заданої відстані в сталому режимі забезпечується вимикачами 18 і 19.

Частота обертів вала насоса вимірюється тахометром 20. Інформація від датчиків 3, 12, 16, 17, 20 і вимикачів 18 і 19 надходить на рознімний вузол 21, яким ці датчики підключаються до вторинного приладу. В умовах серійного виробництва це може бути стандартний комп’ютер оснащений мікропроцесором для обробки і візуалізації результатів вимірювання.

Рис. 5 Розміщення датчиків в гідросистемі БКВРМ

Навантаження гідросистеми в умовах серійного виробництва може забезпечуватися тарованим тягарем або лінійним дроселем (оскільки в силових гідроциліндрах на стадії завершення виробництва можна вважати, що внутрішні витоки рідини відсутні), який спрацьовує тільки в періоди визначення загального ККД гідроприводу і який розміщують на вході робочої порожнини гідроциліндра. Це показано на рис. 6 а для прямого напрямку переміщення штока, а на рис. 6 б – для зворотного напрямку переміщення штока.

а б

Рис. 6 Навантаження гідроциліндрів при визначенні ККД гідросистеми:

а – прямий хід штока; б – зворотний хід штока

Лінійний дросель 22 монтується в затворі 23 керованого клапана 24 односторонньої дії, в склад якого входить також електромагніт 26 з гідророзподільником 25.

Процес визначення загального ККД гідрофікованої машини забезпечується наступним чином.

Насос 2, перетворюючи підведену механічну енергію в гідравлічну, подає робочу рідину з бака 9 по напірному трубопроводу 5 через розподільник 6, наприклад, при прямому ході штока, в поршневу порожнину гідроциліндра 15. Рідина, яка виштовхується зі штокової порожнини гідроциліндра 15 по зливному трубопроводу 14, через розподільник 6 і фільтр 8 зливається в масляний бак 9. Номінальний тиск робочої рідини, який створюється насосом 2, вимірюється датчиком 3, вмонтованим на його виході, а також датчиками тиску 16 і 17, вмонтованими на вході робочої (поршневої) порожнини і на виході неробочої (штокової) порожнини гідроциліндра 15. При переміщенні штока гідроциліндра 15 включається кінцевий вимикач 18. З цього моменту, при умові утримання навантаження насоса на номінальному рівні по тиску рідини, частоти обертання його вала і в’язкості робочої рідини на нормативному значенні, інформація через рознімний вузол 21 від датчиків 3, 16, 17 і 20, а також час, який витрачається на переміщення штока від кінцевого вимикача 18 до моменту виключення кінцевого вимикача 19, реєструється приладом, наприклад комп’ютером, який на рис. 8 не показаний. За результатам вимірів визначається загальний ККД гідросистеми БКВРМ.

При переміщенні штока гідроциліндра в зворотному напрямку включається кінцевий вимикач 19, і з цього моменту, за умови утримання тиску рідини і частоти обертів вала насоса на номінальному рівні, інформація від датчиків 2, 16 17 і 20 через рознімний вузол 21 також реєструється приладом до моменту виключення вимикача 18. За результатами реєстрації параметрів при виконанні зворотного напрямку переміщення штока гідроциліндра також визначається величина загального ККД гідросистеми БКВРМ.

Включення в процес навантажування лінійного дроселя 22 (див. рис. 6), який безпосередньо виконаний в затворі 23 і входить в склад керованого клапана 24 односторонньої дії, забезпечується тільки при подачі струму на електромагніт 26 гідророзподільника 25. Так, при подачі струму на електромагніт 26 гідророзподільника 25 золотник його переходить в іншу позицію, яка роз’єднує порожнину управління керованого клапана 24 з неробочою гідролінією 14 при прямому напрямку переміщення штока, а при зворотному напрямку переміщення штока – з неробочою гідролінією 15. В результаті рідина від насоса направляється відповідно в поршневу або в штокову порожнину гідроциліндра в залежності від напрямку переміщення штока гідроциліндра 15 через лінійний дросель 22, який розраховується за умови забезпечення адекватного навантажування гідросистеми тарованим тягарем номінальної ваги. При знеструмленні електромагніта 26, гідророзподільника 25 включається позиція, завдяки якій рідина із гідролінії 14 або 13, в залежності від напрямку переміщення штока гідроциліндра 15, направляється в порожнину управління керованого клапана 25. Це забезпечує відкриття затвору 23 і дозволяє рідині вільно проходити через канал керованого клапана 24 в обох напрямках (див. рис. 6). Встановлену величину загального ККД БКВРМ на стадії завершення виробництва по наведеній вище методиці рекомендується прийняти як паспортне значення і вказувати його в технічній характеристиці машини.

Знання початкової величини ККД гідросистеми БКВРМ (паспортне значення загального ККД) і підтвердження цього значення після обкатки, а також знання фактичної величини ККД в умовах експлуатації дозволить змінити відношення до технічного обслуговування гідросистеми.

За результатами вивчення представленого матеріалу і роботи з довідковою літературою вказати власні засоби для діагностування однієї із складових системи БКВРМ на підставі використання вище наведеного методу діагностування гідросистеми. Об’єм виконаної роботи повинен бути таким, щоб розкрити процес діагностування прийнятими засобами вимірювання діагностичних параметрів.