Новые разработки ГОСНИТИ по диагностированию сельскохозяйственной техники

Диагностирование — это  определение состояния объекта  с указанием места, вида и причин дефектов, нарушений, повреждений и т. п. Внедрение технического диагностирования дает существенный технико-экономический эффект и является основным звеном планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники.

Оно позволяет на 10... 15% повысить межремонтный ресурс сельскохозяйственных машин, устранить необоснованную разборку сборочных единиц, ускорить, снизить на 30 % трудоемкость обслуживания и ремонта, повысить мощность, экономичность и надежность техники. Благодаря своевременному диагностированию и обслуживанию на 20 % сокращается число ремонтов и на 20...30 % — потребность в запасных частях. Постоянно совершенствуются методы и технические средства диагностирования, разработаны электронные приборы и автоматические системы технической диагностики сельскохозяйственной техники. 

Диагностирование делят  на три основных этапа: получение  информации о техническом состоянии объекта; обработка и анализ полученной информации; постановка диагноза и принятие решения. На основе проведенной диагностики устанавливают вид и объем ремонтных работ, проверяют готовность машин и приводят их в работоспособное состояние.

При прямом диагностировании измеряют параметры деталей и  по их отклонению от норм дают заключение о техническом состоянии. Измерения выполняют при помощи специальных приборов: микро - и миллиметров, нутромеров, шупов, масштабной линейки, рулетки, штангенциркуля, угломеров, зубомеров, калибраторов, тахометров и т. п. Широко используют также приборы измерения температуры, усилий, давления, вращающих моментов, расхода жидкостей и газов, ускорений и вибраций, состава отработавших газов, жидкостей и других величин.

При косвенном диагностировании техническое состояние деталей и сборочных единиц оценивают по косвенным параметрам. Например, зазор в сопряжении поршень — цилиндр двигателя определяют по количеству газов, прорывающихся в его картер.

Прямые методы основаны на использовании простых измерительных приборов. Однако : эти методы очень трудоемки и требуют разборки сборочных единиц. Косвенные методы обеспечивают большую информативность, не требуют разборки агрегатов, но для их реализации необходимо использовать сложные и дорогостоящие специальные приборы и системы.

Для оценки технического состояния  сельскохозяйственной техники создано  множество диагностических приборов и установок, с помощью которых удается не только контролировать, но и повышать качество машин.

В сельскохозяйственном производстве широко применяют безразборную диагностику и прогнозирование остаточного ресурса сборочных единиц с помощью контрольно-измерительных приборов. Эти приборы помогают решать широкий круг задач диагностики: измерить вращающий момент и мощность двигателя, силу тяги и тормозные усилия на колесах, подачу и давление масляных насосов, давление в смазочной системе и загрязненность фильтров гидросистемы, давление впрыска топлива форсу}псами, давление сжатия в цилиндрах двигателя и момент подачи в них топлива, а также оценить качество распыла топлива форсунками. Эти приборы позволяют также определить зазоры в кривошипно-шатунном механизме и механизмах трансмиссии.

Перечисленные методы выполняют  при постоянном участии оператора-диагноста.

При автоматическом диагностировании функции оператора сводятся к включению системы в начале проверки и отключению ее в конце диагностики. Автоматические системы диагностики используют виброакустические и спектрофотометрические методы контроля с набором электронных приборов.

Виброакустические методы диагностики позволяют регистрировать амплитуду акустических сигналов (шумов и вибраций) и оценить характер их изменений. Амплитуда и частота шумов и 
вибраций изменяются по мере изнашивания деталей и увеличения зазоров сопряженных деталей. Задача виброакустической системы диагностики (рис. 16.7) заключается в выделении сигнала, создаваемого возникшим дефектом, из многочисленных 
акустических помех, возникающих при нормальной работе агрегата, т. е. из сложных колебаний необходимо выделить информационную составляющую сигнала. Для этого - используют приборы СПСК.

Для этого на объекте диагностики  ОД устанавливают датчик акустических колебаний 7(первичный преобразователь), с которого электрический сигнал подается на усилитель У, а затем на анализатор А. На выходе анализатора поочередно выделяются составляющие (гармоники) акустических колебаний и в виде переменного напряжения подаются в квадратор К, а затем в интегратор И и измерительный прибор. Квадратор на выходе дает значение мощности (в виде квадрата напряжения), а интегратор осредняет мощность вибраций исследуемого диапазона частот за определенный промежуток времени. Значение мощности регистрирует ИИ.

Спектрофотометрический  метод диагностики основан на определении содержания продуктов износа в пробе масла путем измерения спектров излучения при сжигании пробы масла в электрической дуге. Спектры фотографируют, а потом расшифровывают по специальным спектрограммам или с помощью ЭВМ. По результатам периодических анализов строят графики интенсивности изнашивания и прогнозируют работоспособность объекта диагностики.

Спектрофотометрическое  диагностирование рекомендуется для  предварительной экспресс-оценки технического состояния машин.

Для оценки технического состояния  и регулировки двигателей внутреннего сгорания служат мотор-тестеры К-518, К-484, МТ-5 и К-195. С помощью этих приборов можно определить параметры системы зажигания карбюраторных двигателей, системы энергоснабжения и пуска двигателя, а также оценить эффективность работы его отдельных цилиндров.

Тестер К-518 подключают к  двигателю в пяти точках. Зажимы прибора М, Б и Пр подключают соответственно к клеммам «масса» автомобиля, «+» аккумулятора и контакту Пр прерывателя-распределителя. На высоковольтный провод, идущий от катушки зажигания к распределителю, размешают датчик импульсов 2 (рис. 16.8), на провод первого цилиндра —датчик первого цилиндра 3. Переключатель //устанавливают в положение, соответствующее числу цилиндров диагностируемого двигателя.

Переключатель 11 переводят  в положение «тахометр». После  пуска двигателя омметр-тахометр 5 показывает частоту вращения его  коленчатого вала. С помощью переключателя 14 задают программу испытаний, результаты которых отображаются как на комбинированном измерителе 6, так и на экране осциллографа в виде соответствующих осциллограмм. Например, в первом положении переключателя 14 прибор показывает напряжение на зажимах аккумулятора, а на экране осциллографа отображается переходный процесс, проходящий на контактах прерывателя; во втором положении—угол замкнутого состояния контактов прерывателя и

Детали перед гальваническим наращиванием проходят специальную обработку. Их шлифуют, промывают, обезжиривают, протравляют в растворах серной, фосфорной или хромовой кислот, снова промывают, а затем помещают в электрохимические ванны и подсоединяют к отрицательному электроду источника питания. На места деталей, не подлежащие наращиванию металла, наносят электроизоляционные материалы.

Для получения качественного  наращивания металлов используют различные методы изменения полярности и формы тока электролиза: а) автоматическое реверсирование тока, т. е. периодическую смену полярности напряжения на детали с отрицательной на положительную, и наоборот; б) асимметричный, т. е. выпрямленный ток с различным коэффициентом выпрямления-. Реализацию одного из таких методов рассмотрим на примере универсального источника тока для питания электролитических ванн (рис. 16.13, а).

Устройство позволяет  вести процесс наращивания металла  на однофазном асимметричном и трехфазном выпрямленном токах с возможностью перехода с одного режима на другой без прерывания тока и с высокой точностью стабилизации и регулирования составляющих тока.

Источник выполнен в виде двух функциональных блоков: силового и управляющего. Силовой блок содержит понижающий трансформатор 7У(10кВ-А), тиристорный блок ТБ9 шунты RJ и Я2в цепях измерения тока. Блок управления имеет катодный КУи анодный АУ усилители, регуляторы катодного РКТ и анодного Р/ГГ токов, блоки фазоймпульсного управления катодными тиристорами VDL..VD3 (БФУК) и анодным тиристором VD4 (БФУА), электродный коммутатор ЭК.

Переключая SA1 с помощью  магнитных пускателей KML..KM3, можно  получить три значения выходного  напряжения на трансформаторе ТУ: 6, 12 и 26 В при максимально возможной силе тока 1200, 600 и 300 А. Амперметр РА1 измеряет значение анодного тока, амперметр РА2 — значение постоянной составляющей выпрямленного катодного тока.

В качестве датчика силы тока используют сопротивление шунта R2, через который протекают катодные и анодные составляющие тока. Напряжение сигнала с шунта R2усиливается однополупериодными усилителями КУ и АУ, собранными на операционных микросхемах. Усилитель КУ одновременно инвертирует сигнал. Блок БФУК поочередно управляет коммутацией тиристоров VD1...VD3, а БФУА — коммутацией тиристора VD4. На блоки БФУК и БФУА подаются управляющие импульсы от электронного коммутатора Же частотой 1 кГц. При отключенном переключателе SA2 работают тиристоты VD4 и VDУ, которые обеспечивают асимметричную форму тока, показанную в левой части рисунка 16.13, б. При включенном SA2 работают тиристоры VDL..VD3.

Данные для детали плотности  тока прямой полуволны (катода jK) и обратной полуводны (анодауа). Через время ] < 1 мин программное реле в течение h = 3 мин плавно снижает плотность до нуля. После этого за время происходит плавное увеличение плотности выпрямленного катодного тока до предельного значения укг1. Плотность тока ук и времени выбирают и корректируют в зависимости от заданных параметров микротвердости, сцепляемости и толщины наращиваемых покрытий, а также от температуры, кислотности и концентрации электролитов.

Выдержка деталей без  тока продолжительностью №...60 с необходима для выравнивания температур электролита  и деталей, что обеспечивает лучшую сцепляемость первого слоя покрытия с деталью. Малая плотность тока (до 300 А/м2) и наличие анодного тока в периоды t и ti обеспечивают осаждение мягкого подслоя железа с небольшими внутренними напряжениями. Применение асимметричного тока повышает производительность процесса в 2...3,5 раза, улучшает сцепление покрытия с основой и позволяет получать покрытие с заданной микротвердостью.

При помощи ПУ происходит автоматическое управление параметрами режимов обработки, а именно температурой электролита, плотностью тока, кислотностью растворов и временем выдержки деталей в ванне, обеспечивающим заданную толщину покрытий. Программное устройство имеет соответствующие регуляторы.

Автоматическое регулирование  температуры особенно важно при  хромировании, химическом никелировании и железнении. В этих процессах колебания температуры электролита не должны превышать ±2°С. Для малых ванн применяют двухпозиционные регуляторы, для больших — регуляторы пропорционально-интегрального действия, которые управляют электрическим обогревателем раствора.

Автоматическое регулирование  плотности тока происходит за счет изменения угла открытия тиристоров КО/... VD4(см. рис. 16.13, а).

Заданное значение плотности  тока устанавливается программным устройством //У в зависимости от режима электролиза, а фактическое — измеряется и определяется по значению падения напряжения на шунтах-резисторах R1 и R2. Фактическое значение тока доводится до заданного при помощи выпрямителей КУ\\ А У, регуляторов тока PAT, PAT и блоков управления тиристорами БФУК ФУА.

Автоматическое регулирование  кислотности обеспечивает получение качественных осадков металла на деталях. Кислотность измеряют рН-метрами, а корректируют добавлением в электролит щелочи или кислоты.

Автоматическое регулирование  заданной толщины покрытия осуществляется либо при помощи счетчика ампер-часов, либо при помощи программного реле времени.

Гальванические цехи оборудуют  поточными линиями, в которых  обрабатываемые детали транспортируются по определенной программе. Программой предусматривается необходимая  последовательность перемещения и время выдержки в ваннах деталей при обезжиривании, промывке, декапировании, гальванопокрытии, сушке и других операциях. С этой целью гальванометрические поточные линии составляют из манипуляторов и автооператоров, которые перемещают детали из ванны в ванну в соответствии с заданным технологическим процессом.

Автоматизация гальванометрических  процессов повышает качество покрытий, снижает стоимость обработки, трудоемкость работ и расход химикатов, улучшает условия труда и ускоряет процесс ремонта.

Номер

47-010-06

Наименование  проекта

Обеспечение безопасности труда  при диагностировании сельскохозяйственной техники.

Назначение

Повышение эффективности (безопасности) выполнения диагностирования сельскохозяйственной техники.

Рекомендуемая область  применения

Ремонтные мастерские, цехи

Описание

Результат выполнения научно-исследовательской  разработки.

В системе технического обслуживания сельскохозяйственной техники все большее значение приобретает диагностирование тракторов и комбайнов. Оно необходимо для получения информации о фактическом техническом состоянии машин, чтобы принять решение об объеме регулировочных и ремонтных операций.

Большинство диагностических  операций безопасно при выполнении. Следует опасаться в основном микротравм. Однако при нарушении технологической последовательности, потере внимания, неосторожности мастера-наладчики, мастера-диагносты, слесари, механизаторы могут быть травмированы частями и механизмами обслуживаемой машины, рабочими жидкостями, диагностическими приборами и оборудованием в процессе разборочно-сборочных операций при снятии или постановке деталей с машины и непосредственно в процессе диагностирования.

Это прежде всего относится к операциям диагностирования, которые выполняют при работающем дизеле или прокручивании его пусковым двигателем, что требует от исполнителей повышенного внимания.

При диагностировании форсунок дизелей можно получить травму во время снятия и постановки форсунок, а при проверке - от попадания топлива на лицо и части тела. Во время этой операции нельзя пользоваться открытым огнем.

Во время прослушивания  автостетоскопом стуков в сопряжениях кривошипно-шатунного механизма дизеля, проверки работоспособности турбокомпрессора необходимо остерегаться ожогов и воздействия работающего вентилятора.

При очистке и промывке диагностируемых составных частей необходимо пользоваться щетками, скребками и другими средствами, предупреждающими повреждение кожи рук абразивами и заусенцами, а также загрязнение её смолистыми веществами.

Мойку деталей  следует производить только в  предназначенных для этого ванне и таре, случайную тару применять запрещено. Погружать тару с деталями в моечную ванну необходимо плавно, во избежание разбрызгивания раствора; уровень моющего раствора в ванне после погружения в неё моющих деталей не должен доходить до края на 0,1-0,2 м. Мойку машин и механизмов необходимо выполнять в спецодежде (фартуках, резиновых перчатках, сапогах), используя защитные очки.

При проверке давления впрыскивания и качества распиливания топлива форсунками необходимо стараться не допускать попадания струи топлива на руки, а его паров в зону дыхания.

При определении  состояния цилиндропоршневой группы дизеля следует остерегаться работающего дизеля и попадания масла на руки при негерметичном соединении индикатора с маслозаливной горловиной.

Наибольшую опасность  представляет диагностирование гидропривода и рабочих органов комбайнов, так как их выполняет мастер-наладчик при работающем двигателе и большом давлении в системе гидропривода в зоне, не обозреваемой механиком-комбайнером. Лучше такие операции выполнять с участием третьего лица, находящегося в поле зрения и мастера-наладчика и механика-комбайнера и являющегося посредником при передаче сигналов. При диагностировании гидропривода опасно попасть под струю жидкости в случае разрыва шланга или сильного истечения из неплотных соединений. Ни в коем случае нельзя при работающем двигателе комбайна, давлении в гидроприводе пытаться визуально установить место истечения или подтягивать крепление. Предварительно необходимо заглушить двигатель и лишь после этого приступить к устранению неполадок.

Во всех случаях  «запотевания» шланга в местах заделки  его со штуцером, что свидетельствует о возможности вырыва шланга, необходимо прекратить работу, заглушить двигатель комбайна. Так же поступают в случае сильного местного нагревания шланга, которое возникает в нагнетательной магистрали при повышении гидравлического сопротивления из-за залегания клапана, засорения, других причин. Ни в коем случае нельзя работать со шлангами, имеющими внешние повреждения, особенно металлической оплетки, так как возможны их разрывы и следствием чего является тяжелое травмирование работающих.

Диагностирование  с целью проверки гидросистем осуществляется при температуре масла 45-55 С при рабочем дизеле. Опасность для исполнителя заключается в возможности разрыва шлангов, внезапном разъединении их, выбросе горячего масла под большим давлением. Это так же может произойти при определении давления в сливной магистрали гидронавесной системы. Определяя состояние ротора центробежного маслоочистителя необходимо остерегаться ожогов от горячего масла.

Для диагностирования колесных тракторов предназначены  стенды КИ-8927 ГОСНИТИ или КИ-8948 ГОСНИТИ, позволяющие определить тяговое усилие, расход топлива, состояние тормозной системы и другие параметры.

При использовании  этих стендов необходимо соблюдать  определенные меры безопасности. Наличие вращающихся приводных барабанов опасно тем, что они выступают за габариты проверяемого трактора и при попадании на них мастер-диагност может упасть и получить травму. Нельзя находиться впереди трактора в момент загрузки двигателя, так как трактор может внезапно соскочить с барабанов и резко продвинуться вперед, хотя на этот случай и предусмотрена подстраховка за счет соединения тросом трактора с рамой стенда через задний крюк. Трос может лопнуть, что станет причиной травмы.

При обслуживании электропривода диагностических стендов  особое внимание необходимо обращать на состояние кабеля подводки питания, который не должен иметь сращивания. Перед началом работы контрольной лампой проверяют целостность нулевой жилы кабеля. При обрыве заземляющей жилы питающего кабеля и отсутствии заземления нельзя подавать напряжение на электропривод диагностических стендов. Все работы по ремонту, наладке и регулировке диагностических стендов выполняют только при полном снятии с них напряжения.

При опробовании  комбайна на функционирование его основных составных частей запрещено находится вблизи него и работающих механизмов.

Кроме того, необходимо отметить тот факт, что иногда при  отсутствии в мастерской специальной  оснастки мастерам-наладчикам и слесарям приходится приспосабливаться к «местным условиям» и нарушать технику безопасности. Так, например, из-за отсутствия специальных ключей и увеличителей крутящего момента проржавевшие и деформированные детали крепежных соединений с резьбой большого диаметра отвинчивают самодельными ключами с удлинителем, потому что стандартный торцевой ключ не выдерживает нагрузок и выходит из строя.

Для улучшения  условий и безопасности труда  работников очень важно иметь специальную оснастку, инструмент: расстыковочные приспособления, подставки, домкраты, захваты, грузоподъемные приспособления, подъемники и другие средства малой механизации, с помощью которых можно разъединять составные части тракторов и комбайнов, демонтировать и монтировать снятые с них для диагностирования узлы и сборочные единицы.

Преимущества  перед известными аналогами

Снижение травматизма  при выполнении диагностических  операций сельскохозяйственной техники.

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Соответствует технической  характеристике изделия (устройства)

Технико-экономический  эффект

Повышение производительности труда в 2 раза.

Возможность передачи за рубеж

За рубеж не передаётся

Дата поступления  материала

01.11.2006