На функционирование гидросистем в первую очередь оказывают влияние присоединительная арматура, клапаны, уплотнительные устройства. Поэтому, прежде чем приступать к диагностированию основных агрегатов, нужно убедиться, есть ли масло в емкостях, нет ли перечисленных дефектов.
Во время технического обслуживания необходимо следить за плотностью соединений в системе, не допускать подтекания масла, своевременно доливать чистое, профильтрованное масло соответствующего сорта, промывать фильтры, сапуны, смазывать пальцы шарниров гидроцилиндров управления поворотом и другие сочленения, снабженные масленками.
Одной из тенденций развития СДМ является широкое использование объемного гидропривода. Однако усложнение гидросхем приводит к увеличению трудоемкости ТО и ТР, а неоправданные разборки элементов гидропривода снижают их ресурс. Диагностирование позволяет значительно сократить время поиска дефекта гидропривода и снизить трудозатраты при его ТО и ТР. Существующие методы диагностирования гидропривода по трудоемкости условно можно разделить на пять групп:
статопараметрический метод, наиболее трудоемкий, требующий отвода из гидросистемы потока рабочей жидкости;
методы амплитудно–фазовых и переходных характеристик и термодинамический, требующие установки в гидросистему датчиков, имеющих контакт с рабочей жидкостью;
спектральный анализ и индикация инородных примесей, т.е. методы, требующие отбора проб рабочей жидкости;
акустический, виброакустический, силовой и метод измерения скорости нарастания усилия на исполнительном элементе, т. е. методы, требующие установки датчиков, не имеющих контакта с рабочей жидкостью;
|
|
кинематический метод, наименее трудоемкий, не требующий установки специальных датчиков.
Статопараметрический метод основан на измерении параметров функционирования гидропривода: давления Р (МПа) и подачи рабочей жидкости Q (л/мин).
При диагностировании вычисляют объемный КПД насоса, равный отношению его фактической подачи (л/мин) к теоретической: ηо = Qф / Q т
На практике вместо QФ определяют Qном, – подачу при номинальной частоте вращения вала насоса nном и нагружении насоса до номинального давления Риом. Учитывая, что при малых давлениях утечками в гидроагрегатах можно пренебречь, вместо Q т при частоте вращения nо определяют подачу QQ (при давлении Ро ≤ 0,05 Рном). При этом измерения должны проводиться при n = nном. Так как на СДМ, снабженных дизелями с центробежными регуляторами частоты вращения, это условие практически невыполнимо, для повышения точности измерений при вычислении ηо изменение частоты вращения корректируется: ηо = (Qном·n0)/(Qоnном). Нагружение, как правило, в этом случае устанавливается внешним дросселем. Статопараметрический метод широко используется на практике и позволяет точно определить состояние каждого элемента гидросистемы. Недостатком метода является необходимость рассоединения звеньев гидропривода, что приводит к потере и загрязнению рабочей жидкости.
Метод амплитудно–фазовых характеристик (метод пульсаций давления) основан на измерении колебаний давления в напорной магистрали насоса в установившемся режиме его работы и предназначен для оценки технического состояния качающих узлов аксиально–поршневых насосов по осциллограмме пульсации давления. Этот метод позволяет определить суммарный износ в кинематической цепи, обеспечивающей возвратно–поступательное движение поршней. Недостатком его является невозможность определения износа элементов, влияющих на внутренние перетечки.
|
|
Метод переходных характеристик (волновой метод) основан на анализе диаграмм изменения давления на участках гидросхемы после переходных режимов ее работы. Ударная волна, проходя по участку гидросхемы, несет информацию о всех гидравлических сопротивлениях (золотниках, клапанах, вмятинах, утечках). Сравнив полученную ударную диаграмму с эталонной, можно оценить изменения в гидросистеме. Данный метод обладает высокой информативностью, но сложна расшифровка диаграмм. Кроме того, во время проведения измерений необходимо исключать из схемы узлы, влияющие на гашение пульсаций.
Термодинамический метод позволяет путем измерения перепадов температур на входе и выходе элементов гидросхемы определять их полный КПД. Основывается он на превращении в тепло энергии, теряемой в элементах гидропривода. Метод эффективен в условиях эксплуатации, однако требует высокой точности измерения температуры, наличия сведений о теплофизических свойствах применяемой гидрожидкости либо использования сложных измерительных схем.
Метод спектрального анализа заключается в определении количества и вида продуктов износа элементов гидропривода в рабочей жидкости. Он позволяет обнаруживать износ на его ранней стадии, однако сложно локализовать продукты износа одной детали.
|
|
Метод индикации инородных примесей основан на определении количества продуктов износа деталей в гидрожидкости при помощи специальных магнитных пробок, а также количества воды и дизельного топлива посредством несложного химического анализа.
Акустический метод применяется для диагностирования внутренней негерметичности гидроагрегатов. Он основан на измерении в ультразвуковом диапазоне шума рабочей жидкости, перетекающей через поврежденные уплотнения. Предварительная тарировка позволяет определить утечки в гидрораспределителях, клапанах и других элементах гидросхемы. Достоинство – скорость измерений, недостаток – необходимость предварительной тарировки и наличие значительных помех от соседних агрегатов.
Виброакустический метод основан на анализе параметров вибрации объекта диагностирования. Применяется в основном для гидроагрегатов с явно выраженными циклическими рабочими процессами, например для аксиально–поршневых гидронасосов, основное достоинство – принципиальная возможность получения информации о любом элементе гидропривода без его разборки» недостаток – сложность выделения полезной информации.
Силовой метод основан на определении усилия, развиваемого исполнительным механизмом. Метод широко применяется при оценке общего состояния гидропривода строительных и дорожных машин в стационарных и полевых условиях. Достоинством его является возможность интегральной оценки состояния всего гидропривода исполнительного механизма, недостатком – невысока точность.
Метод измерения скорости нарастания усилия на исполнительном элементе является развитием силового метода для определен технического состояния гидросистем машин, в которых в качестве исполнительных элементов используются гидроцилиндры. Для измерения усилия применяются быстросъемные накладные датчики. Достоинством метода является возможность быстрого получения информации для оценки общего состояния гидропривода, однако он не может использоваться для диагностирования гидросхем с гидромотором.
Кинематический метод, являясь наименее трудоёмким, определяет общее техническое состояние гидропривода по скорости перемещения исполнительных элементов, нагруженных рабочим оборудованием. Он достаточно прост и не требует применения специального оборудования, однако имеет невысокую точность.
На основе наиболее распространенного статопараметрического метода разработаны переносные и стационарные средства диагностирования гидропривода.
Наиболее простым по конструкции переносным средством диагностирования гидропривода является устройство КИ–5473, предназначенное для проверки гидросистем сельскохозяйственных и дорожно–строительных машин с рабочим давлением до 10 МПа. Оно состоит из дросселя–расходомера, комплекта сменных переходников и шлангов, размещенных в двух футлярах, и служит для проверки давления настройки предохранительных клапанов от 1,0 до 15 МПа и расхода рабочей жидкости в пределах от 10 до 90 л/мин. Дроссель–расходомер КИ–1097–1 (рис. 6.31) состоит из корпуса с входным и выходным штуцерами, рукоятки дросселя с лимбом и манометра. Действие прибора (рис. 6.32, а) основано на контроле положения лимба дросселя, при котором измеряемый поток рабочей жидкости Q создает давление Р = 10 МПа. Шкала лимба проградуирована в единицах расхода рабочей жидкости с вязкостью (48...80) 10 –6 м2/с при температуре (50 ± 5) °С.
Подачу насоса определяют по схеме, приведенной на рис. 6.32, б. Для чего сначала полностью отрывают проходное сечение дросселя, вход прибора подключают к напорной магистрали, а выход соединяют с баком. Затем плавно поворачивают рукоятку дросселя из положения «Открыто» в положение «Закрыто» до установки давления, равного 10 МПа. Расход определяют по лимбу дросселя.
При невозможности установки давления 10 МПа расход через прибор (л/мин) при давлении Р находят по формуле
Qр = 0,316·Qл 
,
где Qл, – расход по лимбу прибора, л/мин;
Р – давление при проверке, МПа.
Рис. 6.31. Общий вид дросселя–расходомера КИ–1097–1: 1 – входной штуцер; 2 – манометр; 3 – выходной штуцер; 4 – поворотная рукоятка
Испытание насоса проводят при номинальной частоте вращения коленчатого вала ДВС. Если при этом подача насоса превышает верхний предел измерений прибора 90 л/мин, снижают частоту вращения и подачу насоса приводят к номинальной частоте вращения по формуле
Qnном = Qиnном/nн,
где Qи – подача насоса при nи, л/мин;
nном, nи – соответственно номинальная и измеренная частота вращения коленчатого вала, об/мин.
Давление настройки предохранительного клапана определяется по схеме, приведенной на рис. 6.32, в. Дроссель–расходомер подключают к выходным штуцерам гидрораспределителя и поворотом рукоятки дросселя поднимают давление. При срабатывании предохранительного клапана рост давления прекращается. Утечки в гидрораспределителе определяют по схеме, показанной на рис. 6.32, д. Установив рукояткой дросселя давление 10 МПа, фиксируют расход жидкости через прибор. При исправном предохранительном клапане утечки в гидрораспределителе соответствуют разнице между подачей насоса и расходом жидкости через прибор, приведенными к номинальной частоте вращения. Так как цена деления лимба прибора составляет 5 л/мин, данная схема может применяться лишь при больших утечках.
Небольшие внутренние перетечки в гидроцилиндре измеряют по схеме, приведенной на рис. 6.32, г. Для чего поршень гидроцилиндра устанавливают в среднее положение, а на штуцер штоковой полости ставят заглушку. Рукояткой дросселя устанавливают давление 10 МПа и контролируют положение указателя, закрепленного на штоке гидроцилиндра.
При наличии внутренних перетечек давление в штоковой и бесштоковой полостях гидроцилиндра выравнивается и, так как площадь поршня в этих полостях различна, появляется сила, выталкивающая шток гидроцилиндра. Скорость выталкивания штока зависит от внутренних перетечек (л/мин) в гидроцилиндре, которые можно определить по формуле
Qгц = 
где hi – выдвижение штока, см;
S – площадь поршня в штоковой полости гидроцилиндра, см2;
t – время измерения выдвижения штока, мин (в зависимости от размеров и состояния гидроцилиндра t = 3...10 мин).
Небольшие утечки в гидрораспределителе измеряют по схеме, показанной на рис. 6.32, д, в которой используются гидроцилиндр с определенными ранее внутренними перетечками Qгц. Навернув на выходной и входной штуцеры гидрораспределителя заглушки, рукояткой дросселя устанавливают давление 10 МПа, после чего скорость движения штока будет зависеть от внутренних перетечек в гидроцилиндре и герметичности золотниковой пары в проверяемом гидрораспределителе.
Утечки в гидрораспределителе, л/мин,
Qгр = 
где h1, h2 – соответственно выдвижение штока при проверках герметичности гидроцилиндра и суммарной герметичности, см.
По этой схеме можно определять утечки и в других гидроагрегатах, например клапанах, гидрозамках, кранах.
Для диагностирования гидропривода СДМ с максимальным давлением до 32 МПа и расходом рабочей жидкости до 300 л/мин применяют специальные гидротестеры, представляющие собой компактный диагностический комплекс, состоящий из нагружающего устройства, датчиков и измерительных приборов.
На рис. 6.33 показан общий вид гидротестера ГТ–150, предназначенного для измерения расхода рабочей жидкости до 150 л/мин при давлении до 32 МПа.
Рис. 6.33. Общий вид гидротестера
Рис. 6.32. Схема дросселя–расходомера (а) и схемы его включения для определения
подачи насоса (б), давления настройки клапана (в), внутренних перетечек в гидроцилиндре (г)
и утечек в гидрораспределителе (д)
Принципиальная схема гидротестера приведена на рис. 6.34. В качестве нагружающего устройства в нем используется предохранительный клапан непрямого действия, позволяющий более точно, чем дроссель, поддерживать давление нагрузки. Давление измеряется манометром, снабженным дросселем для гашения пульсаций. Дополнительно может устанавливаться датчик пульсаций давления, позволяющий контролировать суммарный зазор поршень – шатун – вал в аксиально–поршневых насосах.
Рис. 6.34. Принципиальная схема гидротестера:
1,7 – соответственно входной и сливной штуцеры; 2 – датчик температуры;