Способ диагностирования состояния гидрофицированной машины

 

Использование: строительные и дорожные машины с гидравлическим приводом исполнительных органов. Сущность изобретения: предварительно производят замеры изменения температуры по времени на гидроаппаратах эталонных гидрофицированных машин на - одной, не находящейся в эксплуатации, и на другой - полностью выработавшей ресурс эксплуатации. Затем производят замеры изменения по времени температуры на гидроаппаратах диагностируемой машины и сравнивают зависимости температуры нагрева диагностируемого гидроаппарата и аналогичных гидроаппаратов эталонных машин. 1 ил.

Изобретение относится к гидрофицированным строительным и дорожным машинам, но может быть применено к любым машинам, имеющим гидравлический привод исполнительных органов.

Эффективность использования гидрофицированной строительной и дорожной техники в существенной мере определяется качеством функционирования гидравлического привода. Поэтому простои машин, связанные с отказом элементов гидропривода, приводят к серьезным финансовым потерям. Так, например, на основе статистического анализа ассоциации "Стройдормашсервис" необоснованные потери в ценах 1992 года по эксплуатации экскаватора ЭО-4124 составят до 100000 рублей в год, для сервисных фирм выезд и устранение в течение смены неисправности на аналогичном экскаваторе в среднем составляют 10 - 20 тысяч рублей, при этом зачастую снимаются и направляются в ремонт исправные агрегаты с недоиспользованным ресурсом, что свидетельствует о высокой сложности выявления неисправностей в гидросистеме реальной машины.

Сократить необоснованные простои машин позволяет система диагностики с применением тестеров многочисленных фирм: "Flo-Tech, Parker, Vebrich Hydraulik и др., построенная на статопараметрическом методе: измерение параметров задросселированного потока, термодинамическом методе: замер температур между входом и выходом агрегата, методе амплитудно-фазовых характеристик и др. [1]. Общим недостатком всех методов является невозможность их применения на реально работающей машине без установки дополнительной аппаратуры в гидросистему машины, крайне низкая достоверность результатов из-за затруднений в определении основных параметров диагностируемой гидросистемы: оборотов двигателя, вязкости рабочей жидкости и т.д.

Целью изобретения является создание способа диагностирования состояния гидрофицированной машины без установки дополнительной аппаратуры в гидросистему машины.

Предлагаемый способ диагностирования состояния гидрофицированной машины, например экскаватора, включающий замер температур на диагностируемом гидроаппарате, отличается тем, что с целью упрощения процесса проведения замеров при одновременном повышении информативности диагностирования, производят предварительные замеры изменения по времени температуры на гидроаппаратах эталонных гидрофицированных машин - одной, не находившейся в эксплуатации, и другой, выработавшей полностью эксплуатационный ресурс, затем проводят замеры изменения по времени температуры на гидроаппаратах диагностируемой машины и сравнивают зависимости температуры нагрева диагностируемого гидроаппарата и аналогичных гидроаппаратов эталонных машин.

Способ иллюстрируется чертежом .

Суть способа. На новой машине KПД системы, равный произведению КПД агрегатов, колеблется в пределах 0,71-0,75. Для машины, отработавшей ресурс, эта величина в пределах 0,3-0,38. Снижение суммарного КПД свидетельствует о том, что все возрастающая часть мощности приводного двигателя переходит в тепло. Для гидроаппарата снижение КПД определяется нарушением функционирования и увеличением зазора в сопрягаемых парах: золотник - корпус, клапан - седло и т.д. Следовательно, увеличивающееся тепловыделение каждого аппарата - свидетель его состояния.

Применительно к гидроприводу необходимо различать поверхностную, объемную и локальную температуру. На поверхностях трения деталей гидрооборудования локальная температура выше температуры рабочей жидкости в объеме. Однако, рабочая жидкость, непрерывно циркулируя, по трубопроводам, выравнивает температуру во всех точках гидросистемы. Повышенная локальная температура приводит к повышению поверхностной температуры, т.е. температуры поверхностей гидроаппаратов с имеющимися отклонениями в нормальном функционировании. Так, корпус клапана, потерявшего герметичность, будет иметь температуру более высокую, нежели корпус нормально работающего клапана; температура корпуса золотникового гидрораспределителя при увеличении зазора в паре "корпус-золотник" окажется выше поверхностной температуры корпуса гидрораспределителя без увеличенных зазоров в указанной паре.

В предлагаемом способе в качестве эталонных машин (по каждому типу) выбираются две машины - одна (новая), не бывшая в эксплуатации, другая - отработавшая ресурс. На обеих машинах проводится замер поверхностной температуры одинаковых агрегатов (гидрораспределителей, клапанов, насосов, моторов и т.д.) в одних и тех же местах. Замеры проводят через определенные интервалы времени работы машины и сравнивают результаты. Пусть на новой машине температура корпуса гидроаппарата за время изменилась с величины Т_о до Т₁/Δ Т/, где Т_о - температура внешней среды, совпадающая с начальной температурой гидроагрегатов. Величина будет характеризовать тепловыделение гидроагрегата с зазорами, заложенными в его конструкцию. Та же температура Т₁ на гидроаппарате, отработавшем свой ресурс, с увеличенными зазорами будет зафиксирована не через временной интервал Δt , а за меньший отрезок времени | Δt₁ | , и характеризовать тепловыделение будет величина ,при этом tgα₁= а, tgα₂= . Градиенттемпературы по времени становится основным критерием в оценке технического состояния гидроаппарата и машины в целом.

Все машины (рассмотренного в примере типа) по своему состоянию (тепловыделению) будут находиться внутри зоны, образованной разницей углов α₂ и α₁ . По величине α_x диагностируемой машины (или гидроаппарата или гидроаппаратов) можно сделать вывод о фактическом состоянии, величине износа и прогнозировать остаточный ресурс.

Способ опробован в различных регионах СНГ и подтвердил достаточную надежность.

Формула изобретения

СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ГИДРОФИЦИРОВАННОЙ МАШИНЫ, например экскаватора, включающий замер температуры на диагностируемом гидроаппарате, отличающийся тем, что производят предварительные замеры изменения температуры по времени на гидроаппаратах эталонных гидрофицированных машин - одной, не находящейся в эксплуатации, и другой - выработавшей полностью ресурс эксплуатации, затем производят замеры изменения по времени температуры на гидроаппаратах диагностируемой машины и сравнивают зависимости температуры нагрева диагностируемого гидроаппарата и аналогичных гидроаппаратов эталонных машин.

РИСУНКИ

Рисунок 1