3 Разработка технологии диагностирования машин. Этапы разработки
С учетом технологической схемы участка диагностирования оборудование обычно размещают в специальном помещении с соответствующим подводом электроэнергии, воздуха и воды, отоплением и системой вывода выхлопных газов.
Технология диагностирования машин предусматривает последовательность выполнения операций, место подсоединения диагностических средств, тип и модель диагностических средств, дополнительное оборудование и инструмент, квалификацию обслуживающего персонала. Основное содержание технологии определяется целью и задачами диагностирования.
При разработке технологии необходимо учитывать, что на трудоемкость и стоимость диагностирования значительное влияние оказывает последовательность выполняемых работ. При этом работы группируют по однотипности диагностических параметров, по необходимости выполнения одноименных работ при подготовительно-заключительных операциях. Все операции диагностирования группируют таким образом, чтобы обеспечить максимальную и равномерную загрузку всех участков . диагностирования машины и сократить время нахождения се в процессе диагностирования до минимума, при заданной вероятности возникновения отказов механизмов и систем.
Каждому виду технического обслуживания соответствует определенный вид диагностирования и, следовательно, определенный перечень и последовательность операций.
При составлении комплексной схемы маршрутной технологии диагностирования устанавливают перечень обязательных диагностических операций и последовательность проверки систем при выходе за допустимые пределы показателей общего технического состояния.
Методы диагностирования машин
В целом методы диагностирования машин можно разделить на субъективные и объективные.
Субъективные методы позволяют оценивать техническое состояние контролируемого объекта: визуальным осмотром (выявляют места подтекания топлива, масла и технических жидкостей, определяется их качество по пятну на фильтровальной бумаге; наличие трещин на металлоконструкции; деформация шин и остаточная деформация металлоконструкции; заметная на глаз усадка штока силового цилиндра при нейтральной позиции рукоятки золотника распределителя, вспенивание жидкости, цвет выхлопных газов и т.д.); ослушиванием (характер шумов, стуков и вибрации); по степени нагрева механизмов и трубопроводов «на ощупь»; по характерному запаху.
Достоинство субъективных методов — низкая трудоемкость и практическое отсутствие средств измерения. Однако результаты диагностирования этими методами дают только качественную оценку технического состояния объекта и зависят от опыта и квалификации диагноста.
Объективные методы контроля работоспособности объекта основаны на использовании измерительных приборов, стендов и другого оборудования, позволяющих количественно определять параметры технического состояния, которые изменяются в процессе эксплуатации машины. В процессе диагностирования строительных и дорожных машин используются средства самых различных принципов и назначения, что приводит к большому разнообразию применяемых методов. Наибольшее предпочтение отдается методам, определяемым непосредственно структурные параметры.
В настоящее время известен ряд объективных методов и средств диагностирования работоспособности машин в целом, ее систем и сборочных единиц: статопараметрический, амплитудно-фазовых характеристик, временной, силовой, переходных характеристик, виброакустический, тепловой, анализа состояния жидкостей, радиационный, электрический, нефелометрический и др.
Статопараметрический метод широко используется в Беларуси и за рубежом, основан на измерении давления и подачи или расхода рабочей жидкости и позволяет оценивать объемный коэффициент полезного действия. Он позволяет определить величину структурного параметра и экономическую целесообразность дальнейшей эксплуатации диагностируемого объекта. Однако для подключения датчиков к сборочным единицам необходимо разъединять трубопроводы и рукава.
Метод амплитудно-фазовых характеристик реализуется с использованием встроенных или накладных датчиков и базируется на анализе волновых процессов изменения давления в напорной магистрали при нагружении рабочего органа и соответственно в сливной при дросселировании рабочей жидкости. Метод широко используется для общей оценки работоспособности объекта с высокой степенью жесткости в нагнетательной магистрали и локализации неисправности.
Временной метод основывается на измерении параметров движения объекта или его рабочего органа в условиях нормированных режимов нагружения.
Широко используется при оценке работоспособности гидропривода в целом, Так, время подъема ковша погрузчика от минимального до максимального значения при номинальной частоте вращения коленчатого вала ДВС характеризует работоспособность гидравлической системы привода рабочего оборудования, а продолжительность перемещения управляемых колес из одного крайнего положения в другое — гидропривода рулевого управления. К достоинствам метода относится возможность использования простых средств измерения, не требующих установки датчиков, но трудно обеспечить необходимую точность из-за сложности повторения необходимого режима.
Силовой метод основан на определении диагностических параметров через усилия на рабочем органе, движителе или крюке. К достоинствам данного метода относится оценка работоспособности объекта в целом на режимах, приближенных к реальным, но для его реализации требуются специальные нагрузочные стенды.
Метод переходных характеристик базируется на анализе явлений, протекающих при неустановившихся режимах работы. Этот метод широко используется для проверки герметичности пневмо- и гидросистем. Создается необходимое давление и при отключении подачи воздуха или рабочей жидкости по времени падения давления в диагностируемой части системы оценивают работоспособность соответствующих элементов.
Перспективен этот метод при оценке технического состояния гидропривода на основании характера волновых процессов, протекающих в системе при перекрытии потока рабочей жидкости. Метод обладает высокой информативностью и может быть реализован с помощью накладных и встроенных датчиков. Однако расшифровка волновых диаграмм весьма сложная задача и требует дорогого оборудования.
Виброакустический метод основан на анализе параметров вибраций и акустических шумов. Работа любой сборочной единицы сопровождается виброударными процессами и (или) акустическими шумами. Например, в сопряжениях плунжерных пар топливных насосов высокого давления, клапанов форсунок, газораспределительного механизма и гидропривода, подщипников кривошипно-шатунного механизма в процессе эксплуатации нарушаются запроектированные кинематические связи между деталями, вследствие чего характер вибрации и шума изменяется. Это свойство используется при диагностировании объекта.
Сигналы, исходящие от работающих механизмов, носят импульсный характер, а их амплитуда достаточно точно характеризует состояние кинематической пары. При виброакустическом методе контроля большое значение имеет правильный выбор первичных преобразователей. Пьезоэлектрические датчики с учетом применения компьютерных технологий дают хорошие результаты. Этот метод перспективен, обладает высокой информативностью. Однако отделение полезных сигналов от помех, создаваемых различными сопряжениями контролируемой системы, затруднено.
Тепловой метод основан на оценке распределения температуры на поверхностях сборочных единиц, а также разности температур рабочей жидкости на входе и выходе. Характерные точки выбираются исходя из конструктивных особенностей элементов и расположения в них областей генерации тепла. Метод универсальный и может быть реализован при помощи накладных, встроенных и дистанционных датчиков. Однако измерение разности температур поверхности элемента с приемлемой для практики точностью, трудоемкостью и продолжительностью возможно при использовании специальных высокочувствительных датчиков с линейной и стабильной характеристикой. Кроме того, для сокращения продолжительности и повышения точности измерения они должны иметь как можно меньшую площадь и массу, что позволяет не искажать тепловое поле поверхности.
Метод анализа состояния ТСМ и рабочей жидкости основан на определении их свойств и состава вредных примесей. В связи с низкой трудоемкостью, высокой информативностью и возможностью вести обработку взятых проб в лабораторных условиях метод перспективен, но имеются определенные трудности в выявлении неисправных элементов. При работе любой сборочной единицы происходит изнашивание поверхностей сопрягаемых деталей. Интенсивность изнашивания оценивается количеством частиц металла. Зная химический состав трущихся деталей, можно проследить за динамикой потери их работоспособности.
Радиационный метод основан на изменении интенсивности излучения, проходящего через объект диагностирования. Этот метод предполагает наличие источника ионизирующего излучения и детектора, регистрирующего диагностируемую информацию. Этот метод позволяет получать достоверную информацию об изнашивании отдельных деталей или наличии в них дефектов, однако требует значительных материальных средств и специализированного оборудования.
Электрический метод заключается в непосредственных замерах электрических параметров (мощности, силы тока, напряжения, сопротивления и др.). Этот метод широко используется при оценке работоспособности электрических приводов и металлоконструкций С ДМ. Имеет много разновидностей в зависимости от характера взаимодействия физических полей, первичного информационного параметра и способа его получения.