Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Диагностика и техническое обслуживание машин, используемых в АПК. Учебное пособие.pdf
X
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ
- •1.2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА МАШИН
- •1.4. ПОДДЕРЖАНИЕ ТЕХНИКИ В РАБОТОСПОСОБНОМ СОСТОЯНИИ
- •2.1. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ О СОСТОЯНИИ МАШИНЫ
- •2.2. ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
- •2.3. ИЗМЕНЕНИЕ РЕСУРСНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
- •2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МАШИН ПО ЕЁ ПОКАЗАТЕЛЯМ
- •3.2. МЕТОДЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ МАШИН
- •4.1. ЗНАЧЕНИЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
- •4.2. МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
- •4.3. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
- •4.4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
- •4.5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
- •5.2. СВЯЗЬ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ С ТЕХНИЧЕСКИМ ОБСЛУЖИВАНИЕМ
- •6.1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
- •6.2. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
- •6.3. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ МАШИНЫ
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

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]
