Діагностика будівельних, колійних і вантажно-розвантажувальних машин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Українська державна академія залізничного транспорту

Кафедра «Будівельні, колійні та вантажно-розвантажувальні машини»

Курсова робота

по предмету: Процес діагностування машин (БКВРМ)

на тему: Діагностика будівельних, колійних і вантажно-розвантажувальних машин (БКВРМ)

Виконав:

С.В. Івашкін



Зміст

1. Визначення циклового коефіцієнта корисної дії землерийних машин як показника стану її системи

1.1 Загальні положення

1.2 Методика визначення циклового ККД на прикладі бульдозера

2. Визначення стану гідросистеми за діагностичною ознакою

2.1 Прогнозування залишкового ресурсу роботи гідроприводу

2.2 Висновки щодо визначень стану гідросистеми за діагностичною ознакою

3. Визначення загального ККД гідроприводу при його діагностуванні

4. Засоби для діагностування загального ККД бульдозера

Список літератури



1. Визначення циклового коефіцієнта корисної дії землерийних машин як показника стану її системи

Загальні положення

Метою даної роботи являється закріплення знань з дисципліни «Діагностика будівельних, колійних і вантажно-розвантажувальних машин (БКВРМ)» Крім того, наведена робота може являтися складовою частиною курсової роботи і проектів інших дисциплін, а також дипломного проекту. Для виконання роботи необхідно ознайомитись з методикою визначення циклового коефіцієнта корисної дії (ККД )при функціонуванні основних систем землерийних машин на прикладі бульдозера з гідрофікованим управлінням відвала і визначити цю величину згідно початкових даних.

На підставі вивчення представленого матеріалу необхідно запропонувати з власного досвіду або довідкової літератури прилади для діагностування гідросистеми БКВРМ на підставі запропонованого метод діагностування гідросистеми, що визнаний на рівні винаходу за патентом № .

1.2 Визначення циклового ККД для бульдозера

Цикловий ККД БКВРМ характеризується відношенням вихідної потужності до вхідної потужності. Вихідна потужність, що наведена в чисельнику визначається через експлуатаційну (циклову) продуктивність машини (м³/год.) та питомий опір різанню ґрунту (кПа) при його розробці, який залежить від категорії цього ґрунту.



Вхідна потужності, що наведена в знаменнику, визначається через витрати палива за годину роботи машини (кг) і теплотворну здатність (кДж/кг) цього палива. Розрахункова залежність має вигляд:

К_гр = 90 кПа (0,9 ) (табл. 5 [ 5] ) - грунт категорії II

П_е = 250…300 (табл. 49 [ 5] ) - грунт категорії II при довжині фронту роботи 40 м.

Приймаємо для подальшого розрахунку П_е = 270

Теплотворна здатність палива за даними літературного джерела [3] складає 4250 кДж/кг.

Витрати палива за один час роботи дизельного двигуна (кг/год.) на підставі літературного джерела [6] визначаються на підставі даної залежності:

де = 1,18 - коефіцієнт, що враховує зміну витрат палива в залежності від інтенсивності використання двигуна за потужністю;

= 0,86 - коефіцієнт, що враховуе використання двигуна за часом роботи діагностичний бульдозер залишковий ресурс

= 0,75 - коефіцієнт, що враховуе використання двигуна по величині потужності.

= 75 к.с - розрахункова пожність. (табл.41 [5])

- 195 гр./к.с. год. - питомі витрати дизельного палива. (табл.41 [5])

Остаточно визначаємо велину циклового ККД бульдозера.

На підставі теоретичних досліджень величина циклового ККД бульдозера визначається за залежністю :

де - загальний ККД двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ). , - загальний ККД гідросистеми і робочого обладнання бульдозера; - показник використання двигуна за часом в робочому циклі бульдозера; - ККД процесу копання ґрунту бульдозером.

З аналізу рівняння (5) можна зробити висновок про основні напрямки підвищення ефективності роботи бульдозера за рахунок удосконалення ДВЗ, гідросистеми, робочого обладнання, тобто конструкції шарнірних з'єднань робочого обладнання, використання в часі ДВЗ та процесу різання ґрунту при роботі бульдозера.

Загальний ККД сучасних бульдозерів з дизельними ДВЗ знаходиться на рівні 0,4 і в процесі роботи бульдозера є близьким до незмінного значення.

Такими ж властивостями характеризується загальний ККД шарнірних з'єднань робочого обладнання, величина якого складає 0,9. Коефіцієнт, що характеризує використання в часі ДВЗ при виконанні бульдозером одноманітної роботи теж є величиною близькою до незмінної.

На цикловий ККД найбільший вплив має стан гідросистеми та процес копання ґрунту бульдозером.

Найменш вивченими є питання удосконалення гідросистем і вплив її на рівень втрат енергії і продуктивність машин і зокрема на бульдозер.



2. Визначення стану гідросистеми за діагностичною ознакою

Як діагностичну ознаку, що визначає стан гідроприводу БКВРМ, є його загальний ККД. Однією з умов використання загального ККД як діагностичну ознаку є можливість його безпосереднього виміру в процесі роботи гідроприводу. Рішенню цього питання присвячена робота [7, 8]. У зв'язку з можливістю безпосереднього виміру загального ККД гідроприводу стає важливої постановка і рішення наступної задачі визначення гранично припустимого значення ККД, що дозволяє раціонально використовувати гідропривід в умовах експлуатації конкретної БКВРМ. Гранично припустиме значення ККД гідроприводу залежить від техніко-економічних показників роботи, а також у значній мірі від величини потужності споживаної безпосередньо гідроприводом. У процесі роботи БКВРМ тільки деяка частина потужності від загальної потужності ДВЗ використовується гідроприводом для виконання корисної роботи, і позначимо її как . Так, наприклад, якщо =0,3, то це вказує на те, что 70% потужності витрачається гідроприводом від потужності ДВЗ.

Використовуючи відомий метод оцінки по мінімуму отримання виробленої продукції машиною, що приходиться на одиницю витрат, тобто різниця між максимальним значенням отриманої продукції, що приходиться на одиницю витрат і втрачених можливостей по отриманню виробленої продукції на одиницю витрат, дозволив скласти критеріальне рівняння. Визначення в цьому рівнянні отримання величини виробленої продукції машиною і витрат через ККД та приведення складових до безрозмірної величини дозволили отримати критеріальне рівняння :



де - початкова величина загального ККД гідроприводу;

- величина загального ККД гідроприводу, що впливає на витрату палива при роботі БКВРМ;

- величина потужності ДВЗ, яка безпосередньо споживана гідроприводом.

Для визначення оптимального гранично припустимого значення загального ККД, до якого раціонально застосовувати гідропривід БКВРМ в умовах експлуатації з урахуванням впливу параметра візьмемо, використовуючи рівняння (6), похідну по ККД, тобто

і дорівняємо її до нуля. Вирішивши його, отримаємо квадратичну залежність. Результатом рішення цієї залежності буде:

де A=h+з - 1 ;

B = 2•

C = .

Рівняння (7) дозволяє визначити оптимальне гранично припустиме значення загального ККД, якщо відомі початкове значення ККД гідроприводу, і також частина потужності , що використовується гідроприводом БКВРМ.

Протягом усього терміну служби БКВРМ загальний ККД гідроприводу реальної машини постійно змінюється і носить випадковий процес. Особливістю цього процесу є безупинне, повільне зниження загального ККД до нульового значення. Якщо розглядати поступове, повільне в часі зношування сполучень в елементах гідроприводу за рівні відносно невеликі проміжки часу, що впливають на характер зміни загального ККД, то процес зниження загального ККД гідроприводу машини можна представити як детермінований. У зв'язку з цим з достатнім ступенем точності характер зміни загального ККД гідроприводу, як можливий, може бути у вигляді лінійної, параболічної чи експонентної залежності:

де - поточне значення загального ККД гідроприводу, що змінюється від початкового значення ККД для гідроприводу з незмінними техніко-економічними показниками, до нульового значення; - поточний час роботи гідроприводу; - константи рівнянь для лінійного, параболічного й експонентного характеру зміни загального ККД гідроприводу, відповідно.

Для аналізу отриманих теоретичних залежностей розглянемо на конкретних прикладах деякі результати розрахунків. Для БКВРМ приймемо наступні вихідні дані: загальний ККД гідроприводу складає, наприклад величину, рівну - 0,7; потужність споживання гідроприводом від ДВЗ досягає величини, рівної - 99%, 70% і 30%, тобто, = 0,01; 0,3 і 0,7. Термін служби машин прийнятий, не залежно від характеру зниження загального ККД, рівним 13 років. Коефіцієнти, що дозволяють одержати лінійний, параболічний і експонентний характер зниження загального ККД з урахуванням терміну служби машини, мають наступні значення: , , , , , , , . На основі прийнятих вище початкових даних отримані результати розрахунку, що наведено на рис. 1, 2 і 3. З аналізу графіків, представлених на рис. 1, 2 і 3, можна зробити наступний висновок. Так, результати, що наведено на рис. 1, показують закономірності зміни загального ККД гідроприводу в залежності від терміну служби машини. Причому, величина ККД представлена у виді усередненого значення, незмінного за цикл роботи і протягом усієї зміни, тобто при виключенні впливу на нього змінного режиму навантаження і в'язкості рідини. Таким чином, прийнято, что гідропривід працює при постійному зовнішнім навантаженні і при стабілізованій температурі. Такі умови при роботі реальної БКВРМ, є малоймовірними і тому є спрощеними, але допустимими при усередненні на великому відрізку часу, наприклад за робочу зміну.

Рис. 1. Зниження ККД гідроприводу при лінійному, параболічному й експонентному характері в залежності від терміну його служби



Рис. 2. Визначення граничної величини зниження загального ККД гідроприводу БКВРМ за мінімальним значенням узагальнюючого критерію в залежності від потужності, у відсотках, споживаної гідроприводом в умовах експлуатації від потужності ДВЗ: L1, P1, E1 - = 99%; L3, P3, E3 - = 70%; L7, P7, E7 - = 30% (криві з однаковими цифровими, але різними літерними позначеннями накладаються друг на друга); L1, L3, L7 - лінійний характер зниження ККД гідроприводу; P1, P3, P7 - параболічний характер зниження ККД гідроприводу; E1, E3, E7 - експонентний характер зниження ККД гідроприводу.

Суцільна крива на рис.1 відповідає експонентному характеру зниження загального ККД, штрихова - параболічному, а у виді крапок - лінійному характеру.



Рис. 3. Визначення граничного діапазону роботи гідроприводу БКВРМ за мінімальним значенням узагальнюючого критерію в залежності від характеру зниження загального ККД і потужності, у відсотках, споживаної гідроприводом (криві з однаковими цифровими, але різними літерними позначеннями, а оптимальне значення критерію в них розташовується на одному рівні);

L1 - суцільна, P1 - штрих пунктирна, E1 - штрихова - = 99%; L3 - крапкова, P3 - суцільна, E3 - штрих пунктирна - = 70%; L7 - штрихова, P7 - крапкова, E7 - суцільна - = 30%; L1, L3, L7 - лінійний характер зниження ККД гідроприводу протягом терміну служби; P1, P3, P7 - параболічний характер зниження ККД гідроприводу протягом терміну служби; E1, E3, E7 - експонентний характер зниження ККД гідроприводу протягом терміну служби

З виду кривих можна зробити висновок про те, що при зниженні загального ККД гідроприводу з 0,7, до 0,6 час роботи машини складе приблизно для лінійного характеру зниження ККД гідроприводу 2 роки, для параболічного - 3,9 роки, а експонентного - 8,6 року.

Незалежно від особливостей зниження загального ККД див. рис. 2, тобто, лінійного, параболічного чи експонентного характеру, мінімальна величина критерію оцінки вказує на оптимальне значення ККД, до якого раціонально використовувати гідропривід є для усіх їх рівною величиною. На оптимальне значення критерію оцінки граничної величини загального ККД впливає тільки потужність, споживана гідроприводом. Причому, чим менша по величині потужність, що використовується гідроприводом БКВРМ, тим більший діапазон можливого зниження загального ККД гідроприводу, до якого раціонально використовувати гідропривід БКВРМ. Так, при 99% потужності ДВЗ, використовуваної гідроприводам БКВРМ, гранично припустимим значенням загального ККД є приблизно 0,6.

З цього випливає, що гідропривід раціонально експлуатувати з мінімальними техніко-економічними втратами при зниженні загального ККД із 0,7 до 0,6, а при подальшому зниженні ККД витрат на паливо починають перевищувати дохід, одержуваний від продукції, що виробляє машина. При 70% потужнос

ті, використовуваної гідроприводом, діапазон зниження ККД складає приблизно 0,7...0,35, а при 30% - 0,7...0,28. За результатами мінімізації величини узагальнюючого критерію визначені оптимальні терміни роботи до появи першого відмовлення гідроприводу, див. рис. 3. Ці терміни встановлені з урахуванням величини потужності, що використовується гідроприводом БКВРМ від загальної потужності ДВЗ, а також з урахуванням характеру зниження загального ККД гідроприводу у продовж терміну служби, тобто, лінійного, параболічного й експонентного.

Так, із представлених графіків випливає, що в міру зниження потужності споживаної гідроприводом, оптимальний термін використання до першого відмовлення в умовах експлуатації має тенденцію до росту. Ця тенденція спостерігається при споживанні гідроприводом від ДВЗ однієї і тієї ж потужності. Але за умови коли, зниження величини загального ККД змінюється послідовно від лінійного характеру до експонентного характеру.

За результатами цих графіків, див. рис. 3, установлені граничні терміни використання гідроприводу БКВРМ до першого відмовлення, що приведені в табл. 1.

Таблиця 1 - Визначення оптимальних термінів роботи до першого відмовлення гідроприводу БКВРМ, роки

Потужність, споживана гідроприводом БКВРМ, %	Характер зміни загального ККД протягом терміну служби машини
	лінійний	параболічний	експонентний
99 70 30	2 6,5 7,5	3,9 8,5 9,5	8,6 10,3 10,7

З аналізу результатів представлених у табл. 1 випливає, що в значній мірі граничні терміни роботи, до виникнення першого відмовлення гідроприводу, залежать від особливостей зниження загального ККД (лінійного, параболічного й експонентного).

2.1 Прогнозування залишкового ресурсу роботи гідроприводу

Оцінка стану гідроприводу машини по ККД на основі нормативно-технічної документації допускається при його зниженні не більше ніж на 15 20 % від початкового паспортного значення. Цьому, однак, переконливого наукового обґрунтування ні, що вимагає проведення додаткових теоретичних і експериментальних досліджень [5]. Рішення проблеми прогнозування, дуже актуально в даний час для організації технічного обслуговування гідроприводів БКВРМ за станом замість нормативного, планового обслуговування згідно наробітку за ресурсом роботи.

Визначення залишкового ресурсу гідроприводу машини за часом роботи засновано на результатах графічного рішення, що приведене на рис. 4. За основу прийнятий окремий випадок, лінійний характер зниження ККД гідроприводу БКВРМ із початковим значенням загального ККД, рівним, наприклад, .

Рис. 4 Визначення залишкового ресурсу за часом роботи гідроприводу БКВРМ

Залишковий ресурс за часом роботи гідроприводу (див. рис. 4) можна визначити як різниця між наробітком, що відповідає граничному значенню загального ККД, і наробітком у момент діагностування, при якому загальний ККД складає значення . З цього випливає, что

Для використання залежності (11) замінимо складові , , у рівняннях (8), (9) і (10) на значення ККД, що у момент діагностування можуть складати, наприклад, , , . Потім, у рівняння (8), (9) і (10), замість тих же складових замінимо гранично припустимим значенням ККД гідроприводу. Отримані вирази підставимо в залежність (11), і визначимо залишковий ресурс гідроприводу БКВРМ з урахуванням характеру зниження ККД у виді лінійного, параболічного й експонентного, відповідно:

де

Як видно (див. рис. 4) граничний наробіток гідроприводу за часом роботи залежить від граничної величини загального ККД гідроприводу. Разом з тим, у залежності від характеру зниження загального ККД гідроприводу при одній і тій же величині , гранично припустимий наробіток за часом різний. Для встановлення гранично припустимого наробітку за часом у залежності від величини необхідно скористатися залежністю (2), а для визначення залишкового ресурсу роботи гідроприводу можна використовувати залежності (12), (13) і (14).

Навести висновки на підставі наведеної інформації, які необхідно сформулювати самостійно.



2.2 Висновки щодо визначень стану гідросистеми за діагностичною ознакою

За матеріалами викладеними у даному розділі можна зробити наступні висновки:

1. Для підвищення циклового ККД бульдозера найбільший вплив має удосконалення гідросистем, які задіяні в процесі копання ґрунту.

2. Для визначення стану гідросистеми БКВРМ найбільш доцільним виявляється діагностування по загальному ККД, яке може бути визначено безпосередньо в процесі роботи гідроприводу [6,8]

3. У процесі роботи БКВРМ тільки деяка частина потужності від загальної потужності ДВЗ використовується гідроприводом для виконання корисної роботи, і позначається як . Для визначення оптимального гранично припустимого значення загального ККД, до якого раціонально застосовувати гідропривід БКВРМ в умовах експлуатації з урахуванням впливу параметра використовується залежність:

де A=h+з - 1 ; B = 2•C = .

Ця залежність дозволяє визначити оптимальне гранично припустиме значення загального ККД, якщо відомі початкове значення ККД гідроприводу, і також частина потужності , що використовується гідроприводом БКВРМ.

4. На протязі служби БКВРМ загальний ККД гідроприводу постійно змінюється і носить випадковий характер, який підпорядковується стохастичним законам. Але, якщо розглядати відносно невеликі проміжки часу, що впливають на характер зміни загального ККД, то процес зниження загального ККД гідроприводу машини можна представити як детермінований. У зв'язку з цим з достатнім ступенем точності характер зміни загального ККД гідроприводу, як можливий, може бути представлен у вигляді: лінійної, параболічної чи експонентної залежності.

5. За умови, коли зниження величини загального ККД змінюється послідовно від лінійного характеру до експонентного характеру. Установлені граничні терміни використання гідроприводу БКВРМ до першого відмовлення, можуть бути представлені у вигляді наступних значень:

Потужність, споживана гідроприводом БКВРМ, %	Характер зміни загального ККД протягом терміну служби машини
	лінійний	параболічний	експонентний
99 70 30	2 6,5 7,5	3,9 8,5 9,5	8,6 10,3 10,7

6. Оцінка стану гідроприводу машини по ККД на основі нормативно-технічної документації допускається при його зниженні не більше ніж на 15 20 % від початкового паспортного значення. Визначення залишкового ресурсу гідроприводу машини за часом роботи засновано на результатах графічного рішення. За основу прийнятий лінійний характер зниження ККД гідроприводу БКВРМ із початковим значенням загального ККД, рівний заданому . Залишковий ресурс за часом роботи гідроприводу можна визначити як різниця між наробітком, що відповідає граничному значенню загального ККД, і наробітком у момент діагностування, при якому загальний ККД складає значення .



3. Визначення загального ККД гідроприводу при його діагностуванні

Загальний ККД гідросистеми БКВРМ в умовах експлуатації при діагностуванні визначається за формулами:

де 15 - коефіцієнт, який зв'язує прийняту розмірність складових формул (58) або (50) на прикладі спрощеної схеми, яка наведена на рис. 5.

Основними складовими БКВРМ (див. рис. 5) є двигун внутрішнього згорання ДВЗ 1, гідронасос постійної подачі рідини 2, тиск на виході якого вимірюється датчиком 3. Насос 2 з'єднаний одночасно із запобіжним клапаном 4 і напірним трубопроводом 5 з гідророзподільником 6. В свою чергу, гідророзподільник 6 з'єднаний зливною гідролінією 7 і фільтром 8 з масляним баком 9. Гідророзподільник 6 керується електромагнітами 10 і 11. Контроль температури рідини здійснюється термометром 12. Гідророзподільник 6 з'єднаний за допомогою гідроліній 13 і 14 з гідроциліндром 15. В поршневій порожнині гідроциліндра 15 вимірюється тиск рідини при прямому напрямку руху штока (або - при зворотному напрямку руху штока) датчиком 16, а в штоковій порожнині тиск рідини - датчиком 17 при зворотному напрямку руху штока (або при прямому напрямку руху штока). Вимір часу при проходженні штоком гідроциліндра заданої відстані в сталому режимі забезпечується вимикачами 18 і 19.

Частота обертів вала насоса вимірюється тахометром 20. Інформація від датчиків 3, 12, 16, 17, 20 і вимикачів 18 і 19 надходить на рознімний вузол 21, яким ці датчики підключаються до вторинного приладу. В умовах серійного виробництва це може бути стандартний комп'ютер оснащений мікропроцесором для обробки і візуалізації результатів вимірювання.

Рис. 5 Розміщення датчиків в гідросистемі БКВРМ

Навантаження гідросистеми в умовах серійного виробництва може забезпечуватися тарованим тягарем або лінійним дроселем (оскільки в силових гідроциліндрах на стадії завершення виробництва можна вважати, що внутрішні витоки рідини відсутні), який спрацьовує тільки в періоди визначення загального ККД гідроприводу і який розміщують на вході робочої порожнини гідроциліндра. Це показано на рис. 6 а для прямого напрямку переміщення штока, а на рис. 6 б - для зворотного напрямку переміщення штока.



а б

Рис. 6 Навантаження гідроциліндрів при визначенні ККД гідросистеми: а - прямий хід штока; б - зворотний хід штока

Лінійний дросель 22 монтується в затворі 23 керованого клапана 24 односторонньої дії, в склад якого входить також електромагніт 26 з гідророзподільником 25.

Процес визначення загального ККД гідрофікованої машини забезпечується наступним чином.

Насос 2, перетворюючи підведену механічну енергію в гідравлічну, подає робочу рідину з бака 9 по напірному трубопроводу 5 через розподільник 6, наприклад, при прямому ході штока, в поршневу порожнину гідроциліндра 15. Рідина, яка виштовхується зі штокової порожнини гідроциліндра 15 по зливному трубопроводу 14, через розподільник 6 і фільтр 8 зливається в масляний бак 9. Номінальний тиск робочої рідини, який створюється насосом 2, вимірюється датчиком 3, вмонтованим на його виході, а також датчиками тиску 16 і 17, вмонтованими на вході робочої (поршневої) порожнини і на виході неробочої (штокової) порожнини гідроциліндра 15. При переміщенні штока гідроциліндра 15 включається кінцевий вимикач 18. З цього моменту, при умові утримання навантаження насоса на номінальному рівні по тиску рідини, частоти обертання його вала і в'язкості робочої рідини на нормативному значенні, інформація через рознімний вузол 21 від датчиків 3, 16, 17 і 20, а також час, який витрачається на переміщення штока від кінцевого вимикача 18 до моменту виключення кінцевого вимикача 19, реєструється приладом, наприклад комп'ютером, який на рис. 8 не показаний. За результатам вимірів визначається загальний ККД гідросистеми БКВРМ.

При переміщенні штока гідроциліндра в зворотному напрямку включається кінцевий вимикач 19, і з цього моменту, за умови утримання тиску рідини і частоти обертів вала насоса на номінальному рівні, інформація від датчиків 2, 16 17 і 20 через рознімний вузол 21 також реєструється приладом до моменту виключення вимикача 18. За результатами реєстрації параметрів при виконанні зворотного напрямку переміщення штока гідроциліндра також визначається величина загального ККД гідросистеми БКВРМ.

Включення в процес навантажування лінійного дроселя 22 (див. рис. 6), який безпосередньо виконаний в затворі 23 і входить в склад керованого клапана 24 односторонньої дії, забезпечується тільки при подачі струму на електромагніт 26 гідророзподільника 25. Так, при подачі струму на електромагніт 26 гідророзподільника 25 золотник його переходить в іншу позицію, яка роз'єднує порожнину управління керованого клапана 24 з неробочою гідролінією 14 при прямому напрямку переміщення штока, а при зворотному напрямку переміщення штока - з неробочою гідролінією 15. В результаті рідина від насоса направляється відповідно в поршневу або в штокову порожнину гідроциліндра в залежності від напрямку переміщення штока гідроциліндра 15 через лінійний дросель 22, який розраховується за умови забезпечення адекватного навантажування гідросистеми тарованим тягарем номінальної ваги. При знеструмленні електромагніта 26, гідророзподільника 25 включається позиція, завдяки якій рідина із гідролінії 14 або 13, в залежності від напрямку переміщення штока гідроциліндра 15, направляється в порожнину управління керованого клапана 25. Це забезпечує відкриття затвору 23 і дозволяє рідині вільно проходити через канал керованого клапана 24 в обох напрямках (див. рис. 6). Встановлену величину загального ККД БКВРМ на стадії завершення виробництва по наведеній вище методиці рекомендується прийняти як паспортне значення і вказувати його в технічній характеристиці машини.

Знання початкової величини ККД гідросистеми БКВРМ (паспортне значення загального ККД) і підтвердження цього значення після обкатки, а також знання фактичної величини ККД в умовах експлуатації дозволить змінити відношення до технічного обслуговування гідросистеми.

За результатами вивчення представленого матеріалу і роботи з довідковою літературою вказати власні засоби для діагностування однієї із складових системи БКВРМ на підставі використання вище наведеного методу діагностування гідросистеми. Об'єм виконаної роботи повинен бути таким, щоб розкрити процес діагностування прийнятими засобами вимірювання діагностичних параметрів.



4. Засоби для діагностування загального ККД бульдозера

Для визначення загального ККД гідроприводу при його діагностуванні, періодично з терміном у часі, який встановлюється розробником та виготовлювачем бульдозера , а також підприємством, яке експлуатує зазначену машину визначається термін цих перевірок. Для того, щоб об'єктивно визначити, як у процесі експлуатації машини змінюється її загальний ККД необхідно при кожному вимірі відтворювати ідентичні умови іспитів. Це досягається в тому разі, якщо в напірній та зливній гідролініях передбачити пристрої для навантаження робочого органу гідросистеми. Одним з таких пристроїв, який передбачений у патенті №74044 Україна, МКВ G01L3/26 « Спосіб визначення загального коефіцієнта корисної дії гідроприводу мобільних машин » є навантажувач гідросистеми, в якому використовується лінійний дросель. Його підключення до гідросистеми відбувається тільки під час визначення загального ККД. Якщо в гідросистемі БКВРМ робочим органом є гідроциліндр, а його живлення забезпечується від гідронасоса, то незалежно від кількості гідроапаратури та її призначення, можливо визначити загальний ККД гідросистеми, якщо контролювати лише шість (6) параметрів, котрі забезпечують знаходження ККД.

Розглядаючи спрощену гідро схему бульдозера ДЗ-62 який представлений на рисунках 7 і 8 виявляється що, в якості джерела енергії використовується нерегульований насос 1, який через два розподільника 2 з ручним керуванням з'єднується з запобіжником 3, фільтром 7, блоками гідроциліндрів 4 і 5, та нерегульованим дроселем 6. Блоки гідроциліндрів відповідають за підйом - опускання рами та змінення вуглів отвалу.



Рисунок 7 - трактор ДТ - 75, з робочим обладнанням бульдозер ДЗ - 62

Рисунок 8 - спрощена гідравлічна схема бульдозера ДЗ - 62

Покажемо, яким чином можна здійснювати діагностування гідравлічної схеми бульдозера в залежності від зміни загального ККД.

Повне ККД може бути представлене як:

де - гідравлічний ККД, який пов'язан з втратами при течії рідини в гідросистемі.

- об'ємний ККД, який пов'язан з витіками рідини крізь ущільнення.

- механічний ККД, який пов'язан з механічними втратами в спряженнях окремих з'єднань

Визначення кожного з наведених параметрів являє значні труднощі, однак їх повне значення можливо з'ясувати, знаючи усього шість (6) параметрів.

де - корисна та загальна робота ;

- корисна та загальна потужність ;

Загальна потужність може бути з'ясована якщо контролювати параметри насосу :

де - об'єм насосу, який він видає за один оберт (м³ / об)

-кількість обертів вала насоса (об / с )

- тиск, який розвиває насос ( Па - Н / м² )

Аналіз розмірностей:

Корисна потужність може бути з'ясована, якщо контролювати параметри циліндра :

де F - зусилля при робочому ході циліндра (Н)

- діаметр поршня та штока (м)

- тиск у поршневій та штоковій порожнинах ( Па - )

- швидкість переміщення штоку ( м /с)

L - довжина ходу штоку між кінцевими датчиками (м)

- час пересування штока між кінцевими датчиками (с)

Аналіз розмірностей :

Таким чином, якщо вивести на бортовий комп'ютер бульдозера шість (6) параметрів: n, p_Н , p₁ , p₂ , t, а також температуру рідини t^о під час виконання вимірів , а також мати мікроконтроллер з прошитою жорсткою програмою розрахунків, можливо визначати загальний ККД гідросистеми в заздалегідь обумовлений момент часу.

Архівуя ці виміри і порівнюючи їх між собою у часі стає можливим не тільки констатувати на скільки зменшився загальний ККД за контрольований проміжок часу, але і визначати залишковий термін роботи гідросистеми, який передбачений його критичним значенням.

Виконуючи таким чином моніторинг загального ККД гідросистеми бульдозера можливо прогнозувати усі види ремонту, пов'язані із сталою роботою бульдозера.



Список літератури

1. Соловьев А.И. Коэффициент полезного действия механизмов и машин. - М.: Машиностроение, 1966. - 180 с.

2. Говорущенко Н.Я., Туренко А.Н. Системотехника проектирования транспортных машин: Учеб. пособие. - Изд. 3-е, испр. и доп. - Харьков: ХНАДУ, 2004. - 207 с.

3. Коваленко М.В. Уравновешивание рабочего оборудования гидравлического экскаватора: Автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04 / Сибирск. авт.-дор. акад. - Омск, 2004. - 17 с.

4. Лащеных А.А. Исследование энергетической эффективности одноковшовых экскаваторов: Автореф. дис… канд. техн. наук: 05.05.04 / Харьк. авт.-дор. ин-т. - Харьков, 1974. - 23 с.

5. Холодов А.М., Ничке В.В., Назаров Л.В. Землеройно-транспортные машины: Справочник. - Харьков: Вища шк. Изд. при Харьк. ун-те, 1982. - 192 с.

6. Проектирование машин для земляных работ / Под ред. А.М. Холодова. - Х.: Вища шк. Изд. при Харьк. ун-те, 1986. - 272 с.

7. Ремарчук Н.П. Комп'ютерна оцінка стану гідроприводу будівельних і дорожніх машин по ККД // Вісник ХГАДТУ, 2001 вип. 15-16. - С. 166 - 168.

8. Пат. 74044 Україна, МКВ G 01 L 3/26. Спосіб визначення загального коефіцієнта корисної дії гідроприводу мобільних машин / М.П. Ремарчук, В.В. Нічке, О.І. Жинжера, А.Д. Серіков, В.В. Завертаний (Україна); - № 2003087896; заявл. 21.08.2003; опубл. 17.10.2005, Бюл. № 10. - 12 с.

Размещено на Allbest.ru