6.2 Критерии предельного состояния сборочных единиц и машин
Предельные значения параметров устанавливают на основании соответствующих критериев.
Различают три группы критериев:
– технические (увеличение зазоров в кривошипно-шатунном механизме);
– технико-экономические (угар масла, повышенный расход топлива);
– технологические (затупление лемеха — плохая пахота).
Под критерием предельного состояния машины или сборочной единицы понимают признак или совокупность признаков, при появлении которых целесообразен ремонт (экономически оправдан).
Примеры:
Для шин тракторов критерием предельного состояния выступает высота грунтозацепов по центру беговой дорожки. Нном = 35 мм, а Нпред. = 10,8 мм.
Для гусеничных машин критерием предельного состояния гусеничной цепи является предельная длина 10-ти звеньев.
Для трактора Т-150 Lном = 1800 мм, а Lпред. = 1891 мм.
Для ведущих мостов тракторов таким критерием является предельный суммарный угловой зазор.
Для трактора К-701 пред.=30,6*.
Для трактора МТЗ-80 пред.=33,5*.
Для двигателя внутреннего сгорания основными критериями предельного состояния являются:
1) повышенный угар масла (>1,4% к расходу топлива);
2) расход картерных газов, л/мин (для двигателя Д-240 номинальный — 28; предельный — 93);
3) давление в системе смазки прогретого двигателя (кг/см2) должно составлять:
– при nmin = 0,25–0,05;
– при nном = 0,3–0,08.
4) суммарный зазор в головках шатуна, мм (0,09–0,5).
Оценка технического состояния, например трактора, проводится более чем по 40-а параметрам. Предельное состояние машины устанавливается по условию достижения предельного состояния сборочными единицами. Например, для трактора, это имеет место, если предельного состояния достигли: двигатель, КПП, ведущие мосты.
Таким образом, диагностирование обеспечивает решение следующих задач:
установить причины отказов;
оценить фактическое техническое состояние машины в данный момент времени, и выявить необходимость регулирования или замены элементов при ТО и ТР;
установить необходимость текущего или капитального ремонта;
оценить качество выполнения ремонтно-обслуживающих работ;
прогнозировать остаточный ресурс элементов объекта.
Остаточный ресурс рекомендуется определять по формуле:
(1.4)
где Тнач — наработка к моменту диагностирования;
— показатель, учитывающий погрешность прогноза, обычно равен 0,85;
Sном, Sизм, Sпред — номинальное, измеренное и предельное значение параметра;
— показатель степени функции изменения параметра (лежит в пределах 0,8–1,9 в зависимости от параметра протекания процесса изнашивания. При замедлении 0,8 при ускорении до 1,9).
6.3 Технология предремонтного диагностирования. Состояние и перспективы развития
Диагностирование как составная часть работ по ТО проводится при всех периодических технических обслуживаниях. Для тракторов диагностирование при ЕТО в основном направленно на определение готовности трактора к выполнению сменного задания. При ТО-1 задача диагностирования — определить техническое состояние вспомогательных систем и механизмов двигателя, при ТО-2 — определение технического состояния механизмов и систем, обуславливающих безотказность трактора и экономичность работы дизеля. Основное содержание — проверка работоспособности основных механизмов и систем двигателя, шасси и рабочего оборудования. При ТО-3 задачей диагностирования является определение технического состояния трактора в целом. Содержание — проверка работоспособности и исправности трактора в целом, проведение ресурсного диагностирования, установление остаточной величины ресурса, определение при необходимости вида, объёма и срока ремонта.
При сезонном обслуживании — определяют готовность трактора к осенне-зимним или весенне-летним условиям эксплуатации. Основное содержание — проверка систем регулирования теплообмена и механизмов, от которых зависит нормальное функционирование трактора в конкретных климатических условиях.
При заявочном диагностировании определяют место и при необходимости причину и вид дефекта или состояние трактора в целом. Содержание — поиск дефекта или проверка состояния трактора.
Последовательность поиска неисправностей при заявочном диагностировании:
1) оптимальная последовательность поиска причин отказов внутри каждого класса (конструкционные, производственные и эксплутационные) устанавливается по величине отношения вероятности возникновения отказа по определенной причине Рi к стоимости её установления Сi. Алгоритм поиска строится в порядке убывания этого отношения, т.е.;
(P1/C1) > (P2/C2) >…> (Pi/Ci).
2) от начала процесса (подачи топлива, воды, воздуха, масла, электроэнергии, вращения, передвижения) к его концу;
3) вначале с помощью встроенных контрольно-измерительных средств, затем органолептически, и, наконец, с помощью переносных, передвижных или стационарных средств диагностирования.
При ресурсном диагностировании перед ТО-3, предшествующим ТР и КР определяют остаточный ресурс составных частей и трактора в целом. Основное содержание — проверка сопряжений, ограничивающих ресурс составных частей и трактора в целом.
При ремонте (изготовлении) определяют качество ремонта (изготовления) трактора. Содержание – проверка параметров, характеризующих качество сборки, регулировки и обкатки трактора.
Диагностирование в зависимости от производственных условий организуется по совмещенной или специализированной схеме. В первом случае на посту выполняется весь объем работ по ТО, а во втором — только диагностические операции.
Специализированная схема чаще применяется на СТОТ. В качестве диагностических средств используется комплект для диагностирования КИ-13920 ГОСНИТИ. В его основе стенд диагностический для колёсных тракторов КИ-8927 или КИ-8948 и рабочее место мастера-диагноста КИ-13920.10. Всего в комплект входит 43 позиции.
Совмещенная схема применяется на пунктах ТО и диагностики тракторов в хозяйствах. Комплект ОРГ-4999А ГОСНИТИ мастера-наладчика, а в его составе диагностические комплекты: переносной КИ-13901 и стационарной КИ-1391927 позициями.
Подготовка трактора к диагностированию, производится путем опроса тракториста о работе машины и её составных частей. Далее производят осмотр, очистку и мойку. Перед мойкой из кабины убирают посторонние предметы, проверяют крепление крышек топливного бака, маслозаливной горловины двигателя и др., закрывают пробками выхлопные трубы основного и пускового двигателя. Особенно тщательно промывают поверхности, прилегающие к форсункам, штуцерам топливных насосов, местам смазки, соединениям воздушного впускного тракта с воздухоочистителем, местам разъёма топливных и масляных фильтров.
При совмещенном диагностировании проверяют и восстанавливают уровни смазки и устраняют выявленные неисправности.
Перед специализированным диагностированием дополнительно проводят проверку креплений составных частей, смазку узлов трения, проверку и регулировку свободного хода рычагов и педалей управления, регулировку форсунок, проверку и регулировку зазоров в клапанах, дозаправку жидких смазок. Устраняют обнаруженные неисправности, препятствующие диагностированию.
При обоих схемах диагностирования оно разделяется на обобщенное (регламентное) или углубленное (заявочное), которое направленно на поиск неисправностей.
В целях сокращения затрат операции регламентированного диагностирования проводят в определённом порядке:
1) определение остаточного ресурса и необходимости ремонта основных агрегатов или трактора в целом;
2) определение остаточного ресурса и необходимости ремонта основных узлов и систем трактора;
3) определение характера и объема профилактических работ при ТО трактора.
Заявочное диагностирование проводят, начиная с простейших проверок наименее надёжных элементов.
Маршрут диагностирования колёсного трактора при ТО-3 (обобщенное (регламентированное) диагностирование).
Установка трактора на пост диагностирования, присоединение диагностических средств. Определение времени выбега ротора турбокомпрессора.
Проверка давления масла в системе смазки при минимальном скоростном режиме.
Прогрев двигателя и прослушивание агрегатов трансмиссии.
Оценка состояния КШМ по давлению масла в системе смазки, характеру и силе стуков в зоне нижней и верхней головок шатуна.
Оценка состояния цилиндропоршневой группы по силе стуков и шума в зоне поршней и колец и количеству газов, прорывающихся в картер двигателя.
Оценка общего состояния системы охлаждения (герметичность, наличие накипи, перегрев, натяжение ремня вентилятора, действие паро-воздушного клапана, состояние прокладки, шторок и термостата).
Оценка общего состояния электрооборудования (уровень и плотность электролита, натяжение ремня генератора).
Определение состояния пускового устройства.
Определение состояния всережимного регулятора.
Оценка степени износа подкачивающего насоса (Рн > 0,09 МПа) и засоренности фильтров чистой очистки топлива Р после фильтра > 0,04 МПа, а до фильтра > 0,09 МПа.
Проверка засоренности воздухоочистителя и давления наддува турбокомпрессора.
Определение тягово-экономических показателей трактора.
Определение загрязненности маслоочистителя и качества моторного масла.
Определение общего состояния агрегатов трансмиссии по суммарному угловому зазору.
– всей силовой передачи;
– конечных передач;
– карданных передач;
Определение свободного и полного хода педали главной муфты сцепления, проверка механизма блокировки коробки передач.
Определение зазоров подшипниковых узлов управляемых колёс.
Проверка рулевого управления:
– свободный ход рулевого колеса и усилие на его ободе;
– схождение управляемых колёс.
Проверка состояния гидропривода навесной системы:
– герметичность;
– развиваемое усилие;
– усадка штока силового цилиндра.
Проверка состояния шасси:
– свободный и полный ход тормозных педалей;
– ход штоков тормозных камер;
– механические потери в шасси;
– тормозные силы колёс;
– тормозная сила стояночного тормоза.
В связи с усложнением конструкции тракторов, автомобилей, комбайнов ужесточились требования и увеличились объемы контрольных работ. Возросла потребность в информации о техническом состоянии машин, поскольку даже незначительное отклонение от нормы вызывает значительные потери или аварию. Поэтому за последние годы было много сделано в части разработки методов и средств диагностирования и освоения их производства. Причём выпуск простейших средств диагностирования дополнился производством специальных диагностических систем, позволяющих оценить функциональные основные характеристики: тяговое усилие, развиваемая мощность, расход топлива и др.
Наметилась тенденция широкого использования электронных средств измерений и их автоматизации. Особо важное значение имеет применение универсальных средств диагностирования, спектрального анализа масел, виброакустического и других перспективных методов. Последний успешно применим при диагностике МТА и правильности установки начала подачи топлива, диагностирования подшипниковых узлов. Перспективно использование тепловизоров, сокращающих трудоёмкость поиска неисправностей.
Большое значение имеет повышение контролепригодности машин и механизмов, а также оборудование машин встроенными средствами контроля.