Разработка метода и средства диагностирования гидроприводов мобильных машин

 

Рис. 6 −Зависимость скорости нарастания давления в приводе: а - от сечения дросселя;  б - от подачи насоса

 

Рис. 7 – Регуляторные   характеристики   сдвоенного   аксиально-поршневого  насоса: 1 – для секции с отключенным регулятором мощности  при η_о = 0,965; 2, 8 – для    секции  с   регулятором   мощности    при η_о = 0,965;   3, 5, 6, 7 – для секции с отключенным регулятором мощности при η_о = 0,7; 4 – для секции с регулятором мощности при η_о = 0,7.

 

Перепад давления для  второй секции определяем как:

, МПа                                        (15)

Величина перепада давления P_maxэ соответствует эталонному значению. Предельная величина диагностического параметра, с учетом снижения жесткости пружины регулятора мощности, экспериментально было установлено равным _р = 5,95 МПа. Следовательно, диапазон изменения диагностического параметра составит

       , МПа.                                                        (16)

В процессе испытаний были подвергнуты обследованию 19 распределителей и 15 гидроцилиндров (диаметром d_ц = 80...140 мм и длиной L = 0,8...1,4 м). В результате обработки экспериментальных данных статистическими методами для гидрораспределителей и гидроцилиндров установлена граница предельных  значений замеряемых параметров и соответствующие им предельные значения объемного КПД. Для гидрораспределителя перепад давления составляет не ниже 7,8 МПа, объемный КПД h = 0,79, величина утечек через зазор между золотником и корпусом гидрораспределителя – 3,5×10^-5 м³/с (21,17 л/мин). Для гидроцилиндра перепад давления составляет не более 3,17 МПа, утечки между поршнем и гильзой гидроцилиндра – 3,22×10^-5 м³/с (19,3 л/мин).

Четвертая глава содержит результаты апробации разработанного метода с использованием переносных средств диагностирования и расчет экономической эффективности от внедрения результатов исследования.

Принципиальная схема двухпоточного гидропривода с подключенными устройствами и средствами диагностирования представлена на рисунке 8. Она,  помимо насосного агрегата 1, состоящего из двух секций 2 и 3, регулятора мощности 4, связанного своими полостями 5 и 6 с напорными гидролиниями 7 и 8 с помощью запорных элементов 9, 10 и 11, распределителей 18 и гидродвигателя 24, содержит блок «Г»  (гидротестер), включающий  регулируемые дроссели 12, 13 и 16, датчики давления 14, 15 и 17, распределительные краны 19 и 20, установленные с возможностью сообщения каждой напорной линии 7 и 8 секций насоса с гидролинией 21, связанной со сливом 22 и предохранительный клапан 23.

Рис. 8 – Схема двухпоточного гидропривода с переносным (встроенным) средством диагностирования (блок Г)

Распределительные краны 19 и 20 в режиме контроля позволяют сообщаться напорной линии проверяемой ветви гидропривода со сливным баком через соответствующий регулируемый дроссель.

В качестве диагностируемых параметров используются данные, применяемые при стато-параметрическом методе, а именно: величина развиваемого давления, температура рабочей жидкости, утечки рабочей жидкости в различных линиях системы, величины давления в ветвях привода, замеренные различными способами. Используемый нами способ позволяет обходиться без разборного устройства.

В этом случае объемный КПД  гидропередачи, выраженный через измеренное давление, определяют по формуле

,             (17)

где Р_ном – номинальное давление в секции насосного агрегата; ∆Р_гп – снижение начального давления в недиагностируемой секции; 0,2 – коэффициент, установленный опытным путем.

Для рассматриваемого участка гидропривода (для каждой гидропередачи) имеет место следующее уравнение утечек жидкости, выраженных через давление:

,         (18)

где ∆Р_г.п1- снижение начального давления в недиагностируемой секции, соответствующее общей утечке в системе гидропередачи хода левой тележки при гидропитании от первого распределителя (Р₁); ∆Р_н1- снижение начального давления в первой секции насоса; ∆Р_р1к - снижение начального давления в предохранительном клапане первого распределителя; ∆Р_р11- снижение давления в золотнике первого  распределителя; ∆Р_гхл- снижение начального давления в гидромоторе левого хода.

Для других участков будем  иметь аналогичные уравнения.

Для практического применения рассмотренной последовательности поиска неисправности и оперативного определения по результатам замера объемного КПД основных сборочных  единиц гидропривода предложена номограмма, приведенная на рисунке 9. По полученной диаграмме по разнице давлений диагностируемой и недиагностируемой секции можно определить величину КПД насоса (гидроагрегатов), другими словами установить техническое состояние насоса (гидроагрегатов) и его (их) пригодность. Например, если разница Р_Д2 – Р_Д1 > 8 МПа, то КПД насоса составит η > 0,77, т.е. данный агрегат работоспособен.

   Рис. 9 – Номограмма для определения технического состояния       гидропривода  машин: Р_д1 и Р_д2 – давление нагружения недиагностируемой и диагностируемой секции насоса

На основании результатов  исследований разработана конструкция переносного средства диагностирования и методика диагностирования, которая позволяет определить техническое состояние сборочных единиц гидропривода машин.

Методика диагностирования предполагает составление алгоритма поиска неисправного элемента системы гидропривода, путем последовательного определения их технического состояния, начиная с насосного агрегата, и разбивкой на отдельные участки исполнительной части привода. Проверку элементов осуществляют поочередно.

Результаты проведенных  исследований показали, что при применении предлагаемого способа диагностирования, экономический эффект может составить  около 119000 сомов в год с уменьшением  трудоемкости ремонтных работ на 50% на одну машину.

 

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

В результате выполненных исследований решена одна из актуальных задач в области разработки методов испытаний гидропривода колесных и гусеничных машин.

По результатам работы можно сделать следующие выводы.

1. Усовершенствован метод диагностирования гидропривода экскаваторов, связанный с повышением их контролепригодности и разработкой устройств, обеспечивающих применение стато-параметрического метода проверки гидропривода непосредственно на машине, что повышает эффективность использования их в процессе эксплуатации.
2. Улучшение контролепригодности гидропривода экскаватора достигается путем введения гидравлической связи между секциями насосного агрегата и напорными ветвями привода, а также встраиванием присоединительных и нагружающих устройств между насосным агрегатом и гидрораспределителем.
3. Получена зависимость расхода рабочей жидкости в диагностируемой секции от давления в недиагностируемой секции, определяемому косвенным путем через измерение давления в диагностируемой секции гидропривода.
4. Установлено влияние технического состояния отдельных элементов гидросистемы (в частности, степень негерметичности из-за износа) на обобщенные параметры - производительность и продолжительность работы экскаватора. Показано, что чувствительность выбранных диагностических параметров к неисправности привода связана с потерей герметичности его элементов, которая максимально проявляется в изменении давления и расхода жидкости на участке между насосом и гидрораспределителем.
5. Разработана методика оценки технического состояния узлов гидропривода,  отличающееся от известных тем, что оценка состояния производится через косвенное определение расхода рабочей жидкости в неконтролируемой секции гидропривода, путем замера давления в контролируемой секции.
6. Разработано средство диагностирования и  экспериментально проверена методика диагностики основных узлов гидропривода на борту машины. Подтверждена правильность выбора диагностического параметра (давления жидкости) в многопоточном гидроприводе.
7. Предложен алгоритм поиска неисправного элемента системы  гидропривода,  основанный на использовании предлагаемого метода диагностирования.
8. Результаты измерения сопоставимы с результатами существующих методов, а эффект достигается сравнительно простым методом замера давления в гидроприводе. Результаты экспериментов свидетельствуют о сокращении трудоемкости контроля примерно на 50 % в сравнении с известными методами.

 

Основные положения диссертационной  работы отражены в следующих публикациях:

 

1. Шайдуллаев Р.Б. Диагностирование гидроприводов экскаваторов с помощью встроенных бортовых систем [Текст] / А.А. Асанов, В.В. Костин, Р.Б. Шайдуллаев // Проблемы механизации строительства в условиях высокогорья: Сборник научных трудов ФПИ. − Фрунзе, 1989. − С. 41-51.
2. Шайдуллаев Р.Б. Разработка средств встроенной диагностики гидропривода одноковшовых экскаваторов [Текст]  / А.А. Асанов, В.В. Костин, Р.Б. Шайдуллаев и др. // Опыт и перспективы развития технической диагностики строительных машин. − Л., 1989. − С. 57-60.
3. Шайдуллаев Р.Б. Метод диагностирования гидроприводов машин с использованием кинематической связи секционных насосов [Текст] / А.А. Асанов, А.Р. Бекбоев, Р.Б. Шайдуллаев. – Бишкек, КАСИ, 1992. – С. 42.
4. Шайдуллаев Р.Б. Логическая модель двухпоточного гидропривода [Текст]  / А.А. Асанов, Р.Б. Шайдуллаев // Сборник научных трудов научно-технической конференции. Часть 2. − Новосибирск, 1995. − С. 80-81.
5. Шайдуллаев Р.Б. Теоретические исследования диагностических параметров сдвоенных аксиально-поршневых насосов [Текст] / И.О. Фролов, Р.Б. Шайдуллаев, Б.С. Юнусалиев // Сборник трудов. − Бишкек: КГУСТА, 2002. − С. 67-72.
6. Шайдуллаев Р.Б. Особенности оценки технического состояния гидроцилиндров гидропривода колесных машин [Текст]  // Сборник научных трудов выпуск − № 12. − Бишкек: КГУСТА, 2002. − С. 74-79.
7. Шайдуллаев Р.Б. Определение оптимального времени для замены ремонтных комплектов гидропривода [Текст] // Наука и технологии. № 2. − Бишкек, 2003. − С. 78-83.
8. Шайдуллаев Р.Б. Особенности оценки технического состояния гидрораспределителей [Текст] / Р.Б. Шайдуллаев, А.А. Ызабеков, Н.А. Оморов // Сборник трудов. −  Бишкек: КГУСТА, 2004. − С. 78-82.
9. Шайдуллаев Р.Б. Диагностирование многосекционных аксиально-поршневых насосов с регулятором мощности [Текст]  / И.О. Фролов, А.А. Асанов, Р.Б. Шайдуллаев // Интерстроймех − 2009: Материалы международной научно-технической конференции. − Бишкек: КГУСТА 2009. − С. 289-293.
10. Шайдуллаев Р.Б. А.С. № 1423825 СССР. F15В19/00. Способ диагностирования гидроприводов [Текст]  / А.А. Асанов, И.О. Фролов, Р.Б. Шайдуллаев.  Бюлл. № 16. 1986.
11. Шайдуллаев Р.Б. А.С. № 1537893 СССР. F15В19/00. Стенд для диагностирования регулируемых двухсекционных насосов [Текст] / А.А.Асанов, Ш.Д. Жусенбаев, В.В. Костин, Р.Б. Шайдуллаев. Бюлл. № 8. 1989.
12. Шайдуллаев Р.Б. А.С. № 1163250 СССР. F15В19/00. Способ диагностирования спаренных насосов с суммарным регулятором мощности [Текст]  / А.А.Асанов, А.Р. Бекбоев, Р.Б. Шайдуллаев и др. Бюлл. № 23. 1991.
13. Шайдуллаев Р.Б. Патент Кыргызской Республики.  № 921. Способ диагностирования сдвоенных аксиально-поршневых насосов [Текст]  // Р.Б. Шайдуллаев, И.О. Фролов, А.К. Акматов, К.Р. Турдукулов. 2006.
14. Шайдуллаев Р.Б. Модель диагностирования гидропривода машин [Текст]  // Вестник КГУСТА. Вып. №4 (30). − Бишкек, 2010. − С. 210-213.
15. Шайдуллаев Р.Б. Диагностирования многопоточных насосных агрегатов [Текст]  // Вестник КГУСТА. Вып. №1 (31). − Бишкек, 2010. − С. 210-213.
16. Шайдуллаев Р.Б. Способ диагностирования сборочных единиц гидропривода экскаваторов [Текст] / Вестник ЖАГУ (специальный выпуск). − Жалалабад, 2012. − С. 132-135.

кыскача мазмуну

Шайдуллаев Расулбек Бегимкуловичтин техникалык илимдер кандидаты даражасына ээ болуу щчщн, 05.05.03 – Дёнгёлёктщщ жана каз-тамандуу  машинелер кесипчилигине тиешелщщ  «Бир чёмщчтщщ универсалдуу экскаваторлордун  мисалында каралган мобилдщщ машинелердин гидроиштеткичтерин далтактоосунун ыкмасын жана жабдыгын  иштеп чыгуу» темасында жазылган диссертациясынын

 

Ачкыч сёздёр: далтактоо, гидроиштеткич, гидротестер, басым, суюктуктун сарптыгы, мобилдщщ машинелер, соркыскыч агрегаты, гидроцилиндр.

Изилдёё объектиси – мобилдщщ машинелердин гидравликалык иштеткичи.

Иш  максаты – мобилдщщ машинелердин гидроиштеткичинин негизги курама бирдиктерин ажыратпай туруп техникалык далтактоосунун ыкмасын жана жабдыгын иштеп чыгаруу.

Изилдёё ыкмасы жана аппаратурасы. Изилдёё учурунда гидроиштеткичтеги жумуш суюктуктун сарпыгына караштуу басымды математикалык кёлём щлгщлёё ыкмасы колдонулган. Математикалык статистика ыкмалыгы менен ченёёлёр басым билгизгич, ичтен кщйщщчщ кыймылдаткычтын (ИКК) октолгоочунун жана  сарп ёлчёгщч НПА-64-нщн (гидрокыймылдаткыч) октолгочунун айлануу жыштыгын ёлчёёчщ сарп ёлчёгщч ТЭМП-4 жана жылуулук билгизгичтин жардамы менен ёткёрщлгён.

Алынган жыйынтыктар жана алардын жаъылыгы – бул жумушта мобилдщщ машинелердин гидроиштеткичтерин далтактоо жаъы ыкмасы кёрсётщлгён жана далтактоочу сынама жана ташуучу гидротестер сунушталган. Гидроцилиндирлердеги (гидрокыймылдаткычтардагы) басымдар аркылуу салыштырмалуу ченелген соркыскычтын киребериш жана чыгаберишиндеги суюктуктун сарптыктарынын кёзкарандылыгынын колдонуусу сунуштаган ыкмасынын артыкчылыгы болуп эсептелет.

Колдонууга  сунуштар: жумуштун жыйынтыктары машинелерди колдонуу учурунда гидроагрегаттардын тщйщндёрщнщн абалын далтактоо учурунда, ошондой эле дёъгёлёктщщ жана казтамандуу машинелердин адистерин даярдоо окууту жараянында колдонулушу мщмкщн.

Колдонуу тармагы: машинелердин гидрокелтиргичтерин далтактоосунда.

 

РЕЗЮМЕ

диссертации Шайдуллаева  Расулбека Бегимкуловича  на тему: «Разработка метода и средства диагностирования гидроприводов мобильных машин (на примере одноковшовых универсальных экскаваторов) » на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.03 – Колесные и гусеничные машины.

 

Ключевые слова: диагностика, гидропривод, гидротестер, давление, расход жидкости, мобильные машины, насосный агрегат, гидроцилиндр.

Объект исследования - гидравлический привод мобильных машин.