Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Диагностика и техническое обслуживание машин, используемых в АПК. Учебное пособие.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
06.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать

2.2. ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

К показателям работоспособности относят параметры, опреде­ляющие способность машины стабильно выполнять свои функции. Например, для зернового комбайна – скашивание, вымолачивание и очистка в соответствии с агротехническими условиями; для плуга – стабильные при заданной глубине обработки подрезание, рыхление и оборот пласта всеми корпусами с определённым тяговым усилием; для сеялки – равномерность высева при установленной норме и глубине заделки семян; для доильной установки – значение вакуума, пульсация и т.д.
Во время работы или хранения машины изменяется материал, из которого сделаны детали, их размеры и взаимное расположение. По­верхности изнашиваются, на них появляются отложения, покрытия повреждаются. Режущие кромки затупляются, выкрашиваются, отги­баются. Отдельные полости разгерметизируются. Возникают трещины, щели, неплотности и т.п.
Все эти изменения уменьшают производительность машины, ухудшают её качество, увеличивают потери, затраты энергии на еди­ницу продукции, затрудняют управление. Изменения развиваются по определённому закону (см. рис. 1, фазы 2 и 3). При этом значения па­раметров становятся такими, при которых создаются условия, исклю­чающие возможность дальнейшей работы машины. К таким показате­лям можно отнести: нормы высева; качество обмолота, состав вороха, прямые потери зерна; температуру продуктов при сушке и т.д. На практике иногда эти показатели изменяются внезапно, скачкообразно (например, в результате неправильных действий управляющего маши­ной, наездов, попадания на рабочие органы случайных предметов и т.п.). Такие изменения не может не заметить работающий. После них необходимо проводить внеочередное специализированное диагности­ческое освидетельствование машины.
Постепенно накапливающиеся изменения легко прогнозируются при периодическом диагностировании. Если обнаружены опасные от­клонения параметра, то его повторно контролируют в заранее наме­ченные сроки. Это позволяет определить время окончания ресурса без возникновения аварии.
Каждой машине присущ специфический комплекс показателей. Общим для всех случаев и машин является принцип определения при диагностировании фактических, измеряемых в данный момент, значе­ний параметров и сопоставление их с начальными (исходными и пре­дельно допустимыми), что позволяет прогнозировать развитие изме­нений.
31
Изменения функциональных и ресурсных показателей часто взаимосвязаны. Такие показатели, как потери зерна при уборке уро­жая, зависят от старения материала, появления деформаций, трещин и взаимных смещений деталей, износов и других причин.
Итак, по мере развития износов и ухудшения регулировок рабо­тоспособность машины может меняться либо непрерывно, постепенно ухудшаясь (например, затупление режущих кромок), либо скачком, наступающим при достижении этими параметрами определённой ве­личины (например, увеличение зазора или трещины до размера, при котором через неё начинает теряться зерно). Наблюдая за развитием отклонения, можно прогнозировать время наступления аварийного скачка. Связь функциональных показателей с ресурсными здесь оче­видна.

2.3. ИЗМЕНЕНИЕ РЕСУРСНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

В процессе работы, при транспортировании, хранении, обслужи­вании и при ремонте все элементы машины изменяются. Происходят механический износ, физико-химические изменения под действием влаги, температуры, химически активных веществ. Всё это сокращает ресурс отдельных элементов, а следовательно, машины в целом, при­водя к отказам.
Для определения ресурса машины необходимо установить пока­затель, по которому возможен отказ, и в дальнейшем контролировать его. Различают ресурсы следующих видов:
ресурс до отказа, устраняемого очисткой, промывкой и други-
ми подобными вмешательствами;
ресурс до отказа, устраняемого регулировками;
ресурс до отказа, устраняемого заменой технических жидко-
стей, масел и смазок;
ресурс до отказа, устраняемого исправлением отдельных дета-
лей, их заменой или восстановлением;
ресурс до полного износа отдельных деталей, сборочных еди-
ниц, агрегатов;
ресурс до ремонта машины;
ресурс до списания машины.
Ресурсы первых четырёх видов тесно связаны с функциональны­ми показателями.
32
В зависимости от вида ресурсные показатели изменяются и про­являются по-разному.
Очисткой и промывкой устраняются засорения и отложения. В этом случае сначала ухудшается работа системы (например, системы топливоподачи и подачи каких-либо жидкостей или сыпучих веществ, гидросистемы, пневмосистемы), в результате чего уменьшается произ­водительность. Эти признаки, накапливаясь с нарастающей скоростью, приводят постепенно к полному отказу машины или отдельных её сис­тем. Такой отказ может быть внезапным (например, замерзание воды в топливной системе, образование сгустков жидкости и т.п.).
При таких дефектах в целях диагностирования контролируют ра­боту системы на разных режимах; состояние рабочей жидкости; нали­чие и особенности отложений, забираемых из доступных мест систе­мы; отстой.
К этому же виду изменения ресурса относятся утечки жидкости (воздуха, газа, сыпучих материалов), проявляющиеся в уменьшении уровней, фактических потерях, подтёках и т.п. Фиксирование резуль­татов каждого обследования позволяет установить закономерность и затем прогнозировать развитие дефекта. Особенностью здесь является уменьшение и полное прекращение потерь из-за засорения мест утечки (например, за счёт коррозии). Однако при последующей эксплуатации дефект возобновляется в большей степени. В особенности эти явления типичны для систем, работающих при переменном давлении.
Функция изменения ресурса по показателю утечки носит не мо­нотонный характер: она может вначале убывать (утечка возрастает), затем утечка может уменьшаться, создавая ложное впечатление о воз­растании ресурса, после чего утечка может опять увеличиться и т.д. Поэтому к показателю утечки, как к показателю ресурса, следует отно­ситься осторожно.
Восстановлением регулировок для увеличения ресурса машины пользуются на протяжении всего периода эксплуатации. Изменение ресурса установленных регулировок обычно подчиняется тому же за­кону, что и износные изменения (см. рис. 1). Для нормальной работы машины нельзя допускать, чтобы изменения регулировок находились в зоне аварийных. Необходимо учитывать наличие периодов приработ­ки: неправильно проведённая приработка может свести на нет продле­ние ресурса при помощи проведённой регулировки.
В эту же группу могут быть включены отказы, возникающие в ре­зультате ослабления крепёжных соединений. Характер их изменения похож на износный, однако отличается большой скоростью протека-
33
ния. Изменения нарастают и распространяются на сопряжённые дета­ли вследствие этого с почти неуловимыми признаками. Например, ослабление некоторых соединений в механизмах рулевого управления, тормозной системы, подвески или ходовой части, трансмиссии авто­мобиля, трактора или какой-либо самоходной машины в некоторый момент может повлечь за собой выход из строя деталей механизма. При этом возможно повреждение других агрегатов или общее повреж­дение всей машины.
Если состояние крепежа не контролировать, то вместо кратко­срочных нетрудоёмких вмешательств возникает необходимость в до­рогостоящих ремонтно-восстановительных работах, вызывающих дли­тельный простой машины.
Технические жидкости и масла заменяют тогда, когда они не мо­гут выполнять своих функций (изменение свойств в процессе эксплуа­тации, смена сезона). Ресурс этих жидкостей изменяется, как правило, постепенно. Состояние жидкости и остаточный ресурс контролируют по признакам, непосредственно характеризующим жидкость. Состоя­ние смазочных масел, например, хорошо поддаётся прямым и косвен­ным методам контроля. Ресурс масел, особенно моторных, в значи­тельной степени зависит от режимов работы и состояния двигателя (машины).
Масла – дефицитные и дорогостоящие материалы. От их качества зависит ресурс машин и механизмов. Поэтому диагностирование со­стояния масла и прогнозирование его работоспособности имеет боль­шое значение. Следует также учесть, что в масле находятся продукты износа, исследование которых несёт значительную информацию о со­стоянии смазываемых сопряжений.
Не всегда целесообразно немедленно исправлять или заменять отдельные детали при обнаружении в них неисправностей. Необходи­мо сначала установить влияние обнаруженной неисправности на пока­затели работы машины, развитие этой неисправности и возможное время работы такой детали, т.е. провести диагностирование и сделать прогноз ресурса. Немедленная замена чревата излишними простоями машины и недоиспользованием ресурса. Особенно важно установить закономерности изменения состояния в тех случаях, когда затруднён доступ к детали, когда она дорогая или дефицитная, или в период про­ведения срочных работ. Тогда без прогноза обходиться нельзя, осо­бенно если без замены возможно возникновение аварии.
Такое же значение имеет определение состояния и оставшегося ресурса до полного износа деталей, сборочных единиц, агрегатов. Здесь следует обратить внимание на то, что не все детали исчерпыва-
34
ют ресурс одновременно. Сборочная единица или агрегат считаются исчерпавшими свой ресурс, если использован ресурс наиболее дорогой детали, а ресурс остальных – незначителен. В противном случае, часть деталей после переборки снова идёт в эксплуатацию.
Таким же образом поступают, когда заменить исчерпавшую ре­сурс деталь очень сложно.
Оценивать ресурс машины перед отправлением в ремонт или на списание следует особенно тщательно. С одной стороны, надо учиты­вать сказанное выше, с другой – то, что, несмотря на типичный харак­тер исчерпания ресурса по износу (см. рис. 1), существует большой разброс показателей износа деталей. Такое явление – результат разно­го исходного состояния и различных условий эксплуатации. В этих случаях меняются в основном геометрические показатели (размеры, форма, взаимное положение), а именно, они являются выбраковочны­ми. Их определяют только после разборки машины. Поэтому для ре­шения вопросов о ремонте или списании сельскохозяйственной техни­ки необходимо использовать диагностические оценки износных пока­зателей, основанный на них прогноз и обработку всей диагностиче­ской информации. Весь этот материал должен быть проанализирован в экономическом аспекте.
Стоимость замены детали, сборочной единицы, агрегата или их ремонта определяется стоимостями деталей, простоя из-за замены или ремонта, демонтажно-монтажных и регулировочных работ, связанных с этой работой перевозок и накладных расходов. Если стоимость заме­ны или ремонта детали, сборочной единицы, агрегата незначительна, то за критерий оценки принимают соотношение продолжительности возможного неожиданного простоя, вызванного отказом, и запланиро­ванного с недоиспользованным ресурсом. В этом случае решение бу­дет зависеть от стоимости и срочности выполняемых работ: чем они больше, тем нужнее диагностирование.

2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МАШИН ПО ЕЁ ПОКАЗАТЕЛЯМ

Отдельные показатели состояния машины и установленные зако-
номерности их изменения не могут дать полной картины её состояния.
Для оценки технического состояния машины необходимо распо­лагать обширной всесторонней информацией о ней. Чем больше ин­формации, тем достовернее характеристика машины. Но чем больше объём информации, тем дороже она становится (затраты времени на её получение, дорогая и сложная аппаратура, сложная обработка собран­ных результатов и т.д.). На практике этот объём должен быть рацио-
35
нальным. Например, если двигатель трактора (комбайна, автомобиля) развивает полную мощность и при этом расходуется нормальное коли­чество топлива, можно допустить, что он функционирует нормально. Если при работе нет необычных звуков и шумов, давление и темпера­тура масла нормальные, охлаждающая жидкость не перегревается, выпускные газы нормального состава, то можно считать, что этот дви­гатель находится и будет находиться какое-то время в нормальном состоянии, но полной гарантии в безотказности этого двигателя нет.
Для утверждения надёжности двигателя собранной информации недостаточно. В этом случае характер собираемой информации опре­деляется установленным регламентным обслуживанием, которое в то же время корректирует самообслуживание. Поэтому необходимо, что­бы содержание диагностирования зависело от времени его проведения и стоящих перед ним задач. Если при общем диагностировании обна­руживаются неисправности, то затем занимаются их выявлением.
Схема использования показателей при диагностировании сле­дующая: проверка общих показателей и при необходимости показате­лей, способствующих выявлению неисправностей или вызывающих их причин; проведение диагностирования со специальными целями – функционального, ресурсного с общей оценкой машины и выработкой предложений о целесообразных вмешательствах и их сроках.
Диагностическую информацию получают при следующих со­стояниях машины (см. рис. 5).
Машина не работает: при этом она может находиться на стоянке или на рабочем месте. Обследование проводят во время технического обслуживания или перед ним, между сменами, во время хранения. В нерабочем состоянии облегчается и упрощается обращение с маши­ной, но полученные показатели не содержат функциональных состав­ляющих. При таком состоянии можно обследовать отдельные агрега­ты, применять простые средства диагностирования.
Машина работает: мобильная техника перемещается по полю, что затрудняет применение существующих технических средств, но по­зволяет мастеру-наладчику (или диагносту) уточнить информацию, получаемую от машиниста. Этот вид обследования подходит для по­лучения показателей машин, работающих стационарно (на зерновом токе, животноводческой ферме и т.п.).
Машину подвергают специальному испытанию – тестированию. Тестирование может быть проведено по специальным программам на неработающей и работающей машине. Этот вид получения информа­ции о состоянии машины является по существу диагностическим. Многие диагностические методы и разработанные для них средства ориентированы на этот вид обследования.
36
Глава 3. МЕТОДЫ ТЕХНИЧЕСКОГО
ДИАГНОСТИРОВАНИЯ МАШИН, ПРИМЕНЯЕМЫХ
В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ И ЖИВОТНОВОДСТВЕ
3.1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ТЕХНИЧЕСКОГО
Цель диагностирования – получение показателей, характеризую­щих работоспособность или исправность машины (параметров состоя­ния). Параметры, отражающие непосредственно значения величин, называются структурными, а косвенно – диагностическими.
Если нельзя непосредственно определить структурные парамет­ры, то их находят через диагностические с помощью установленных между ними зависимостей. Смысл этого состоит в том, что для опре­деления структурных параметров часто требуется проведение трудо­ёмких и длительных работ, связанных с нарушением приработок, пор­чей прокладок, креплений и т.п. Определение диагностических пара­метров должно быть лишено перечисленных недостатков.
Все методы диагностирования строятся на принципе безразбор­ного определения такого числа структурных или диагностических па­раметров, при котором можно выяснить состояние машины в момент обследования. При этом в отдельных случаях из-за несовершенства некоторых машин и средств диагностирования приходится применять частичные разборки. Они необходимы, чтобы установить первичные преобразователи диагностических сигналов или для облегчения досту­па к местам их установки.
Диагностирование основано на сравнении сигнала, характери­зующего диагностический параметр, с контрольными сигналами, ха­рактеризующими пределы его допустимого изменения. Контрольные сигналы согласованы с предельными значениями соответствующих структурных параметров.
В диагностировании применяются также принципы совместного использования диагностических параметров.
Для получения диагноза используется вся собранная информация, в том числе и субъективная, полученная от машиниста и в результате осмотра машины.
Состояние сельскохозяйственной техники может быть определе­но рядом показателей, характеризующих, с одной стороны, её работо­способность, с другой – ресурс (см. рис. 3). Эти показатели проявля-
ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
37
ются при определённых условиях. Задачей диагностирования является создание этих условий, определение числовых значений показателей и сравнение их с предельными значениями.
Рассмотрим показатели, характеризующие работоспособность машины, и способы их определения.
Мощность, создаваемую энергетической установкой машины, определяют после контроля всех обеспечивающих её систем. Мощ­ность работающей энергетической установки может быть найдена при загрузке её или по режиму разгона.
Расход топлива замеряют на стенде или при загрузке двигателя; иногда его замеряют непосредственно.
Производительность определяют по её фактическому значению или из соответствия мощности энергетической установки состоянию, регулировкам и установке рабочих органов, обеспечивающих рабочий процесс.
При работе в некоторых случаях контролируют функционирова­ние отдельных систем машины на холостом ходу или специальных диагностических режимах.
Качество выполнения технологических операций оценивают по­операционно по проверке соответствующих рабочих органов, сопря­жённых с ними деталей, их функционированию, по состоянию обраба­тываемого продукта.
Качество работы устанавливают по её результатам, по качеству продукции, выходящей из машины.
Потери контролируют по показателям работы тех элементов ма­шины, через которые проходит продукт или материалы.
Повреждение продукции определяют по регулировкам рабочих органов и характеризующим их диагностическим показателям. Учиты­вают также фактические повреждения, наносимые проходящему через машину материалу. Их устанавливают по внешнему виду материала или в результате его испытаний.
Диагностические показатели, характеризующие качество выпол­нения технологических операций, работы, потери и повреждения про­дукции, могут быть общими, так как последние иногда зависят от од­них и тех же факторов.
Управляемость машиной и способность удержания заданного режима определяют при испытании машины по определённой про-
грамме с проверкой работы отдельных агрегатов и систем. Эти показа­тели можно установить также по состоянию регулировок и износов или при помощи сложных методов и устройств (электронной аппара­туры и вычислительной техники, специальных стендов и т.п.).
38
Далее рассмотрены показатели, характеризующие ресурс.
Стуки и шумы принято считать самыми информативными пока­зателями износов механических систем. Определяя параметры этих показателей (энергию, амплитуду, частоту, ориентировку и т.д.), обра­батывая их и сравнивая с эталонными, можно теоретически получить значительную информацию о состоянии машины. В действительности современные сельскохозяйственные агрегаты при работе генерируют такой сложный поток шумовой информации, что для выделения из него нужной составляющей требуются высокочувствительные датчи­ки-преобразователи и сложные системы. Поэтому пока используются далеко не все возможности этих показателей.
Вибрации характеризуют, как правило, предаварийное состояние и используются для его предупреждения. Информацию о вибрации получить довольно легко и она однозначно определяет причину их возникновения.
Перегрев является надёжным и легко измеряемым диагностиче­ским сигналом. Если перегрев местный, то это непосредственно ука­зывает на его причину и источник. Как правило, этот показатель ха­рактеризует работу сопряжения на аварийном режиме. При сигнале перегрева требуется срочное ремонтное вмешательство, однако при своевременном обнаружении положение может быть исправлено без больших затрат.
Изменение качества материала является важным диагностиче­ским показателем, позволяющим не только оценить состояние, но и непосредственно прогнозировать работоспособность. Для прогноза качество оценивают в числовых единицах. Этот показатель легко оп­ределить для доступных элементов машины, которые можно испытать, и сложно – для недоступных.
Изменение формы или геометрических размеров отдельных эле­ментов существенно влияет на работу и ресурс машины, поэтому име­ет большое значение для диагностирования. Если эти параметры нель­зя определить непосредственно, то используют косвенные диагности­ческие показатели.
Изменение сопряжений, возникновение неплотностей и появление трещин – важные показатели ресурса машины. Все они широко ис-
пользуются при диагностировании. Их определяют непосредственно, визуальным обследованием, применяя специальные оптические сред­ства для труднодоступных мест, или косвенно.
Перебои и сбои в работе являются одновременно и функциональ­ными показателями. Как правило, они возникают в результате износа отдельных элементов и приводят к остановке агрегата. При таких яв-
39
лениях машину обследуют. Во многих случаях появление перебоев – показатель низкого качества технического обслуживания машины.
Итак, для выявления и оценки всех этих показателей на разных машинах требуются различные приёмы. Одни показатели могут быть определены на неработающей машине, другие – при работе машины на холостом ходу, а некоторые – при специальных испытаниях.

3.2. МЕТОДЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ МАШИН

Оценка качества функционирования имеет значение на всех эта­пах эксплуатации машины. Потери от неправильной работы машины могут многократно превышать её стоимость (неправильные высев, уборка, несоответствующее разрежение при доении и т.д.).
Функциональные параметры проявляются в процессе работы ма­шины. Эти показатели легче всего определяет работающий на машине или контролирующий её работу. Машинист не всегда заинтересован в проведении тщательного функционального контроля, поскольку при этом снижается его выработка. Контролирующий (агроном, зоотехник) не в состоянии проверять все агрегаты непрерывно. Для повышения ответственности за качество работы машины должны быть проведены специальные организационные мероприятия. В перспективе по соот­ветственным показателям на машину возможна постановка указателей, автоматически регистрирующих нарушения установленной техноло­гии и их продолжительность.
Для примера приведены некоторые методы диагностирова­ния функциональных показателей следующей сельскохозяйственной техники.
Плуги диагностируют при их регулировке перед началом работ. Проверяют правильность установки корпусов по отношению к гори­зонтальной плоскости и к раме, геометрию рабочих органов (установ­ка, заточка), регулировку сцепного устройства, колёс. В процессе экс­плуатации диагностируют взаимное расположение корпусов (по нос­кам лемехов), их установку, соединение плуга с трактором. Результаты работы определяют, замеряя вспаханную площадь диагностическим шаблоном.
Аналогично плугам диагностируют культиваторы.
Сеялки и посадочные машины диагностируют на равномерность и на установленную норму высева. Глубину и качество заделки семян проверяют осмотром и замерами показателей рабочих органов (сош­ников, загортачей). Функционирование этих машин на поле диагно­стируют по основным показателям.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]