Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Диагностика и техническое обслуживание машин, используемых в АПК. Учебное пособие.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Тамбовский государственный технический университет»
В. П. КАПУСТИН, А. В. БРУСЕНКОВ
ДИАГНОСТИКА И ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБСЛУЖИВАНИЕ МАШИН,
ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В АПК
Утверждено Учёным советом университета
в качестве учебного пособия
для студентов 3 и 4 курсов направлений
35.03.06 «Технический сервис в АПК»
и 35.04.06 «Агроинженерия» всех форм обучения
Учебное электронное издание
комплексного распространения
Тамбов
♦ Издательство ФГБОУ ВО «ТГТУ» ♦
2017
1
УДК 631.3.004.5 (075.8)
ББК 40.7
К20
Рецензенты:
Доктор технических наук, старший научный сотрудник,
заведующий лабораторией организации хранения и защиты техники
от коррозии ФГБНУ «ВНИИТиН»
А. И. Петрашев
Кандидат педагогических наук, доцент,
начальник отдела электронного обучения ФГБОУ ВО «ТГТУ»
А. И. Попов
Капустин, В. П.
К20 Диагностика и техническое обслуживание машин, исполь-
зуемых в АПК [Электронный ресурс] : учебное пособие /
В. П. Капустин, А. В. Брусенков. – Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВО
«ТГТУ», 2017. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). – Системные
требования : ПК не ниже класса Pentium II ; CD-ROM-дисковод ;
30,6 Mb ; RAM ; Windows 95/98/XP ; мышь. – Загл. с экрана.
I
SBN 978-5-8265-1705-5
Рассмотрены общие принципы диагностирования мобильных
сельскохозяйственных агрегатов. Раскрыты и указаны современные и
перспективные методы средств диагностирования. Приведены способы обработки диагностической информации с использованием простейших средств. Даны методы эффективности диагностики, её роль и
место в системе технического обслуживания.
Предназначено для студентов 3 и 4 курсов направлений 35.03.06
«Технический сервис в АПК» и 35.04.06 «Агроинженерия», а та
преподавателей, инженерно-технических работников и других специалистов сельского хозяйства, связанных с ремонтом и эксплуатацией сельскохозяйственной техники, используемой в АПК.
УДК 631.3.004.5 (075.8)
Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком.
Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено.
ISBN 978-5-8265-1705-5
© Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Тамбовский государственный технический
университет» (ФГБОУ ВО «ТГТУ»), 2017
2
ББК 40.7
кже
Правильная организация и высокое качество выполнения технического обслуживания и ремонта большого парка постоянно обновляющихся машин – это один из главных факторов, который обеспечивает постоянно высокую техническую готовность и эффективность
использования этих машин для всё возрастающего объёма работ по
производству продуктов сельского хозяйства. Растёт производительность техники, она становится более совершенной, удобной для эксплуатации.
Однако при анализе показателей использования машиннотракторного парка выясняется, что темпы оснащения сельскохозяйственных предприятий новой техникой значительно опережают темпы роста производительности труда. Основными причинами такой
диспропорции являются (кроме некомплектности поставки) недостаточно высокий уровень надёжности машин и их неудовлетворительная эксплуатация на местах. Поэтому максимальная готовность тракторов, автомобилей, самоходных агрегатов в период полевых работ
практически не превышает 90%, а простои по техническим причинам
достигают 10% от числа отработанных дней, несмотря на то, что в
большинстве случаев отказы не являются сложными и устранимы
механизаторами.
Каждый час простоя современных высокопроизводительных машин, в особенности внепланового, аварийного, обходится сельскохозяйственному предприятию дорого. Эффективность применения тех-
ВВЕДЕНИЕ
3
ники, помимо оптимальной её загрузки, рациональной организации
проведения работ, использования по прямому назначению, правильного хранения в межсезонный период, не в меньшей степени обусловлена и высоким качеством технического обслуживания и ремонта, их
своевременностью.
Существующие методы технического обслуживания строятся в
основном на проведении осмотров, выявлении неисправностей, их
устранении и выполнении ряда регламентных работ. Такой комплекс
работ уже принципиально не соответствует требованиям времени:
техника излишне долго задерживается на обслуживании, оно оказывается неоптимальным и недостаточно эффективным.
Для агрегатов небольшой производительности такая система была
ещё пригодна, но для мощных высокопроизводительных агрегатов она
оказалась совершенно неприемлемой.
Одно из важнейших направлений научно-технического прогресса
в сфере технической эксплуатации машин в сельском хозяйстве – безусловно диагностирование и прогнозирование состояния машин.
Но диагностика – не самоцель, она – инструмент, оружие технического
прогресса, технологический элемент, органически слитый со всеми
мероприятиями технического обслуживания и ремонта. Она служит
подъёму уровня технической культуры, формирует новый подход к
эксплуатации машин.
Цель диагностирования сельскохозяйственной техники – практическая помощь механизаторам и инженерно-техническим работникам
сельскохозяйственных предприятий в повышении готовности и надёжности машин при одновременном снижении стоимости обслуживания за счёт своевременного выявления намечающихся неисправностей, определения ресурсов отдельных агрегатов и оптимизации на
этой основе технических воздействий.
Диагностирование сельскохозяйственной техники возникло в
сфере эксплуатации машин и распространилось сначала среди наиболее сложных объектов (двигателей внутреннего сгорания), а затем среди более простых. Теперь оно используется и в ремонтном производстве, и в машиностроении на заводах-изготовителях.
Особую проблему составляют вопросы безопасности движения
сельскохозяйственной техники на дорогах. В этой сфере очень много
предстоит сделать диагностике. Опыт подобной работы за рубежом
показывает на целесообразность и необходимость создания специальных испытательных (диагностических) станций, где диагностированию в обязательном порядке подвергаются прежде всего узлы, обеспечивающие безопасность передвижения. Несмотря на особую важность
4
проблем безопасности движения, в сфере технического обслуживания
нужно уделять внимание диагностированию и других узлов, обеспечивающих работоспособность и безотказность машин. Сама структура
положений о периодических видах технического обслуживания тракторов в каждом из этих видов предусматривает контрольнодиагностические операции.
По оснащённости средствами диагностирования сельское хозяйство опередило многие отрасли народного хозяйства. Но пока такие
средства используются неудовлетворительно, не обеспечивают решения возлагаемых на них задач. Это объясняется недостаточными приспособленностью техники к диагностированию и осведомленностью
специалистов в вопросах диагностирования, искусственным отделением работ по диагностированию от плановых по восстановлению работоспособности машин. Тем не менее, новые машины и методы диагностирования приходят во всё большее соответствие, что способствует
распространению диагностики и росту её эффективности.
Современное состояние приборостроения, электроники и вычислительной техники позволяет значительно увеличить и расширить
возможности как самого диагностирования, так и прогнозирования на
его основе. Сочетание этих возможностей с прогрессом сельскохозяйственной техники обеспечивает её надёжную высокопроизводительную и экономичную работу.
Для того чтобы эффективно применять существующую диагностическую технику и осваивать новую, инженерно-технические работники сельскохозяйственных предприятий должны владеть знаниями,
раскрывающими принципиальную сторону диагностирования.
5
Глава 1. ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ МАШИН,
ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ
1.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ
Управление любым процессом невозможно без сбора и обработки
информации о результатах управления и деятельности управляемой
системы и, в частности, об управлении техническим состоянием машинно-тракторного парка. Техническое состояние техники (машины) в
процессе её использования не остаётся неизменным. Оно обратимо и
необратимо изменяется в результате взаимодействия с окружающей
средой, обрабатываемым материалом, а также под влиянием внутренних процессов, которые происходят в машине при выполнении рабочих функций. Поэтому необходимы организационные, технические,
технологические мероприятия по поддержанию, сохранению технического состояния машин на должном уровне, замедлению его необратимых изменений. Вся система таких мероприятий и составляет существо технического обслуживания и ремонта машин в агропромышленном комплексе.
Техническое диагностирование – это процесс безразборного определения технического состояния элементов, узлов и агрегатов машины. Оно является информационной основой системы технического
обслуживания и ремонта всей сельскохозяйственной техники, так как
позволяет без разборки систем и узлов машины определить их текущее
состояние и остаточный ресурс. Основными задачами, стоящими перед диагностированием, являются повышение качества диагноза и
увеличение производительности труда при проведении диагностических операций. Эти задачи могут быть успешно решены путём снижения трудоёмкости и повышения достоверности оценки технического
состояния машин, что в свою очередь возможно за счёт разработки
универсальных высокоэффективных и надёжных диагностических
средств. Опыт показывает, что с внедрением технической диагностики
можно уменьшить число технических неисправностей машины в
2 – 2,5 раза, почти в 2 раза повысить межремонтный технический ресурс, на 25…30% сократить затраты на ремонт и техническое обслуживание [1, 2].
Техническое состояние машины – это совокупность подверженных изменению в процессе производства или эксплуатации свойств
машины, характеризуемая в определённый момент времени признаками, установленными технической документацией. Техническое со-
6
И ЖИВОТНОВОДСТВЕ
стояние оценивается параметрами состояния составных частей машины, которые делятся на структурные и диагностические.
Структурные параметры – параметры, непосредственно характеризующие работоспособность механизмов машины (зазоры, износы
и натяги в сопряжениях и т.п.).
Диагностические параметры – параметры, косвенно характеризующие работоспособность машины (давление и расход топлива и
масла; температура охлаждающей жидкости, масла, выхлопных газов
и корпусных деталей; уровень вибрации в узлах и сопряжениях и т.п.).
Структурные и диагностические параметры состояния подразделяют на ресурсные и функциональные. Ресурсные параметры позволяют получить информацию об остаточном ресурсе составных частей
машины и необходимости их ремонта. Функциональные параметры
характеризуют работоспособность (качество функционирования) узлов
и агрегатов машины и определяют необходимость проведения технического обслуживания машины.
Состояние машины может быть различным.
Исправное состояние характеризуется тем, что изделие (машина)
удовлетворяет всем требованиям технических условий, определяющим
его качество; в противном случае состояние неисправное. Свойства
изделия, характеризующие возможность нормально выполнять возложенные на него функции в определённых условиях эксплуатации, называются основными.
Работоспособное состояние означает, что изделие может нормально выполнять заданные функции с параметрами (в пределах допуска), установленными требованиями технической документации.
При определении работоспособности имеются в виду основные
требования, характеризующие нормальную работу изделия в данных
условиях; при определении же неисправности имеются в виду как основные, так и другие требования к изделию и условиям его эксплуатации. Если изделие исправно, то оно будет работоспособным, однако
работоспособное изделие может быть и неисправным. Например, если
помята облицовка трактора или повреждена его окраска, трактор не
потерял свою работоспособность, ибо он отвечает всем требованиям,
относящимся к основным параметрам: сохранились его скорость,
управляемость, проходимость, в норме остаются расход топлива и развиваемая мощность. Но отдельные его части (сборочные единицы)
находятся в неисправном состоянии, ибо нарушено требование, хотя и
не основное, относящееся к их внешнему виду.
Отказ – это событие, приводящее к полной или частичной утрате
работоспособности изделия, т.е. связанное с нарушением основных
7
параметров, характеризующих его нормальную работу. Сборочные
единицы или детали, вызывающие отказ или неисправность машины,
называют дефектными. Следует иметь в виду, что под отказом понимают событие, а неисправность или дефектность определяет состояние
изделия или входящих в него деталей и сборочных единиц.
Различают неисправности, не приводящие к отказам, и неисправности (и их сочетания), вызывающие отказы изделий.
Частичный отказ означает, что изделие перестаёт выполнять какую-либо одну (или несколько) из своих основных функций, продолжая в то же время работать и нормально выполнять все остальные
функции.
Полный отказ характеризуется тем, что машина перестаёт вы-
полнять все свои основные функции.
Ресурсные отказы – это такие, в результате которых необходим
капитальный ремонт изделия.
Нересурсные отказы не требуют капитального ремонта.
В зависимости от причин возникновения рассматривают отказы
трёх характерных типов: приработочные, внезапные и износные. Эти
отказы различают по своей физической сущности и по способам их
устранения и предупреждения.
Приработочные отказы происходят в начальный период работы
изделия. Причиной их в большинстве случаев являются наличие в изделии дефектных элементов, нарушение технологии сборки, монтажные ошибки. Элемент изделия, как правило, отказывает, когда нагрузка на него превосходит расчётную.
Внезапные отказы возникают вследствие неожиданной концентрации нагрузок (причин, условий), превышающих допустимые, т.е.
под действием факторов, связанных либо с внутренними дефектами
составляющих элементов, либо с нарушениями режимов работы, либо
с ошибками работающих на машине, в результате которых он теряет
свои важнейшие свойства, необходимые для нормальной работы изделия. К таким отказам можно отнести неожиданные поломки.
Возникновение приработочных и внезапных отказов носит случайный характер.
Износные отказы зависят главным образом от длительности работы изделия и увеличиваются при несоблюдении правил его эксплуатации. Физический смысл их сводится к тому, что в результате постепенного, сравнительно медленного количественного изменения того
или иного параметра элемента этот параметр выходит за пределы, предусмотренные техническими условиями.
8
Широкое применение различных методов контроля технического
состояния деталей и узлов позволит всё реже встречаться с внезапными отказами, появление которых нельзя предвидеть или предсказать, а
следовательно, и предотвратить.
Моменты возникновения отказов – это случайные события, поэтому для определения характеристик показателей, оценок надёжности
используется аппарат теории вероятностей. Плановые сроки обслуживания и ремонта устанавливают на основании оценок надёжности, полученных для реальных условий эксплуатации машин. Здесь различают два подхода: с позиции обеспечения безотказной работы (для деталей и узлов, отказ которых связан с безопасностью, приводит к авариям) или исходя из экономических соображений (минимум удельных
затрат на восстановление работоспособности).
Однако такой среднестатистический подход, полезный и необходимый для статистической совокупности машин, не может быть приложен к данной конкретной машине. Для того чтобы построить высокоэффективную систему эксплуатации машин (высокая безотказность,
наиболее полное использование ресурса изделий, минимум затрат на
обслуживание и ремонт), надо иметь информацию о техническом состоянии элементов машины в настоящий момент, чтобы принимать
меры, ориентируясь не на статистику совокупности одноимённых элементов, а на состояние конкретного элемента.
Использование большинства сельскохозяйственных машин характеризуется чётко выраженной сезонностью, в этом случае можно
говорить раздельно о надёжности и долговечности. Если в машине нет
деталей с ресурсом ниже сезонной наработки, то её надежность будет
определяться только безотказностью и ремонтопригодностью. Долговечность в этом случае обеспечивается профилактическими ремонтами
во внесезонное время, функциональная способность изделия в рабочий
сезон не нарушается, не связана с простоями в ремонте.
Под изнашиванием понимают процесс постепенного изменения
параметров изделия, вызываемый действием механических, тепловых
и других нагрузок (в зависимости от режима работы), а под старением –
процесс постепенного и непрерывного изменения параметров изделия
независимо от режима работы.
Надёжность – одно из важнейших свойств, характеризующих
качество изделия (машины). В соответствии с ГОСТ 13377–75 под надёжностью понимают комплексное свойство машины выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в установленных пределах в течение рассматриваемого промежутка времени
9
или требуемой наработки при определённых условиях работы. Чем
ответственнее функции, выполняемые машиной, тем выше требования,
предъявляемые к ней в процессе использования. От надёжности работы машины зависит качество выполняемых работ, их себестоимость, а
также безопасность, безвредность и удобство обслуживания, а в конечном итоге, и качество производимой продукции. Недостаточная
надёжность приводит к большим затратам на ремонт и поддержание
машины в работоспособном состоянии в течение предусмотренного
срока службы, которые могут даже превышать первоначальную стоимость машины. Надёжность машины во многом зависит также от условий эксплуатации, режимов работы, качества технического обслуживания и ремонта. Надёжность изделия обусловливается безотказностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью и долговечностью.
Безотказность – свойство изделия сохранять работоспособность
в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов на устранение отказов. Безотказность изделия характеризуется частотой появления отказов.
Ремонтопригодность – свойство изделия, заключающееся в его
приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению
отказов и неисправностей при проведении технического обслуживания
и ремонта. Изделия, которые в случае отказа можно восстановить, называются восстанавливаемыми или ремонтируемыми. К невосстанавливаемым относят изделия, которые в случае возникновения отказа не
подлежат или не поддаются восстановлению. Невосстанавливаемые
изделия предназначены для однократного пользования. Ремонтопригодность характеризуется главным образом удельной трудоёмкостью
технического обслуживания и ремонта изделия.
Для оценки ремонтопригодности используют показатели затрат
времени и труда. Показателями затрат времени являются:
− оперативное время восстановления – затраты времени испол-
нителя на выполнение операций обслуживания и ремонта объекта;
− вспомогательное время восстановления – часть оперативного,
затрачиваемого исполнителем на подготовку объекта к проведению
ТО или ремонта и завершения работ после окончания ремонта или ТО;
− основное время восстановления – представляет собой часть
оперативного, затрачиваемого исполнителем на выполнение непосредственно операций ТО и ремонта без учёта вспомогательного времени.
Показателем затрат труда является оперативная трудоёмкость –
трудозатраты на выполнение операций ТО или ремонта объекта, определяемые его конструкцией и техническим состоянием. В оперативной
трудоёмкости выделяют основную и вспомогательную трудоёмкости.
10