Универсальный диагностический стенд

Рисунок 1 — Блок-схема универсального стенда для диагностирования гидропривода машин

8.3.3 При больших объемах работ следует использовать специализированные стенды. Типовые схемы специализированных стендов для диагностирования гидроустройств в соответствии с параметрическим методом приведены в приложении В.

8.4 Диагностирование гидропривода в целом и отдельных его элементов без снятия их с машины осуществляется с применением встроенных средств диагностики гидропривода или встраиваемых приборов и приспособлений (гидротестеров, расходомеров и т.п.), входящих в комплект передвижных диагностических станций.

8.5 Для обеспечения быстрого подсоединения средств диагностирования и снижения утечек жидкости из гидросистемы при диагностировании гидропривода рекомендуется использовать быстроразъемные переходники. Предпочтительными местами их установки являются контуры гидроприводов, снабженные вторичными предохранительными клапанами, после гидрораспределителя в разрыв резьбовых или фланцевых соединений «труба — рукав высокого давления».

8.6 Типовые схемы подключения средств диагностики для проверки гидроустройств приведены на рисунке 2.

1 — насос; 2 — расходомеры; 3 — предохранительно-переливной клапан; 4 — распределитель; 5 — быстроразъемные муфты; 6 — гидродвигатель (гидромотор или гидроцилиндр); 7 — бак; 8 — манометр; 9 — гидротестер (Q ₁ — подача насоса; Q ₂ ' — расход через клапан или гидротестер при подключенном гидроцилиндре; Q ₂ " — расход через клапан или гидротестер при отключенном гидроцилиндре (при разомкнутых муфтах); Q ₃ — расход на входе в гидромотор; Q ₄ — расход на выходе из гидромотора)

Рисунок 2 — Схемы диагностики типового модуля гидропривода машины с гидромотором (а), с гидроцилиндром (б), гидроцилиндром с установкой гидротестера параллельно основному потоку (так называемая Т-схема) (в)

8.7 Определение объемного КПД гидромашин и утечек в гидроаппаратуре осуществляется на основании полученных при диагностировании данных и паспортных сведений об элементах привода.

8.7.1 Определение объемного КПД насоса h _{v 1} осуществляется по формуле

,

где Q ₁ — подача насоса, л/мин;

V ₀₁ — рабочий объем насоса, см³;

n ₁ — обороты приводного вала насоса, об/мин.

8.7.2 Определение объемных потерь в распределителе D Q _р осуществляется при разомкнутых муфтах (см. рисунок 2, поз. 5.1) по формуле

D Q _р = Q ₁ - Q ₂ ",

где Q ₂ " — расход через клапан или гидротестер (при включении по Т-схеме), л/мин.

8.7.3 Определение объемных потерь в гидроцилиндре D Q _ц осуществляется по формуле

D Q _ц = Q ₁ - Q ₂ ' - D Q _р,

где Q ₂ ' — расход через клапан или гидротестер при соединенных муфтах, л/мин.

8.7.4 Определение объемного КПД гидромотора h _{v 2} осуществляется по формуле

,

где V ₀₂ — рабочий объем гидромотора, см³;

п ₂ — обороты выходного вала гидромотора, об/мин;

Q ₃ — расход на входе в гидромотор, л/мин.

8.7.5 Приближенный объемный КПД гидромотора при наличии у гидромотора дренажной линии определяется по формуле

,

где Q ₄ — расход на сливе гидромотора, л/мин.

8.8 Предельное значение КПД, при котором не рекомендуется дальнейшее использование гидромашин, зависит от типа машины, режима ее работы и специфики эксплуатации и указано в инструкции по эксплуатации машины. Допускается использование гидромашин со значением КПД ниже предельного в случаях, особо оговоренных в инструкции по эксплуатации на машину.

8.9 При диагностировании гидропривода машины целесообразно производить разбиение общей гидросистемы машины на несколько подсистем, сводимых к типовым схемам с гидродвигателями вращательного и поступательного действия, представленных соответственно на рисунках 3 и 4.

1 — насос; 2 — клапан; 3 — блок распределителей; 4 — блок клапанов гидромотора; 5 — гидропневмоаккумулятор; 6 — гидромотор; 7 — фильтр; 8 — расходомеры; 9 — манометры; 10 — бак (Q ₁— расход в напорной магистрали насоса; Q ₂ — расход на сливе клапана; Q ₃ — расход на входе в гидромотор; Q ₄ — расход на сливе гидромотора; Р ₁ — давление в напорной магистрали насоса; Р ₂ —давление на входе в гидромотор; Р ₃ — давление на сливе гидромотора; n ₁ — частота вращения вала насоса; п ₂ — частота вращения вала гидромотора)

Рисунок 3 — Типовая схема гидропривода вращательного действия

1 — насос; 2 — клапан; 3 — блок распределителей; 4 — режимный клапан; 5 — регулятор потока; 6 — гидроцилиндр; 7 — фильтр; 8 — расходомеры; 9 — манометры; 10 — бак (Q ₁— расход в напорной магистрали насоса; Q ₂ — расход на сливе клапана; Q ₃ — расход на сливе режимного клапана; P ₁ — давление в напорной магистрали насоса; Р ₂ — давление в поршневой полости цилиндра; Р ₃ — давление в штоковой полости цилиндра; п ₁ — частота вращения вала насоса; V — скорость движения штока цилиндра)

Рисунок 4 — Типовая схема гидропривода поступательного действия

8.10 Поиск отказов в гидросистемах машин может осуществляться в режиме холостого хода, клапанном, тестовом и рабочем режимах.

8.11 В режиме холостого хода оценивают максимально возможную производительность насосов, которая близка к теоретической (используют как для расчета значений коэффициентов подачи и объемных потерь, так и для косвенной оценки частоты вращения дизеля), определяют собственные потери давления в системе, давление открытия обратных клапанов, потери давления на распределителе, потери давления на фильтре.

8.11.1 Частоту вращения коленвала дизеля n _д с учетом близости производительности насоса на холостом ходу Q ₀ к теоретической Q _т можно определить как:

,

где i — передаточное число редуктора.

В случае различия между полученным результатом и показаниями датчика числа оборотов дизеля более 10 % можно говорить о неисправности в трансмиссии. Однако такой вывод правомерен только в случае, если уровень жидкости в баке близок к норме (0, 8 высоты бака) и отсутствуют препятствия к поступлению жидкости во всасывающую полость насоса.

8.11.2 В случае повышения давления (определяется по показаниям инвентарного манометра) в системе на холостом ходу выше 1, 5—2 МПа (15—20 кгс/см²) следует проверить фильтр и при необходимости заменить фильтроэлемент.

8.11.3 Алгоритм диагностирования гидропривода машины в режиме холостого хода представлен на рисунке 5. Здесь и далее в квадратных скобках приведены контрольные значения диагностируемых параметров, принимаемые на основании паспортных данных.

Рисунок 5 — Алгоритм диагностирования гидропривода в режиме холостого хода

8.12 Клапанный режим позволяет оценить потери в гидросистеме и провести диагностику основных элементов насосной группы: собственно насоса и клапана, надежность которых во многом определяет надежность гидросистемы в целом, так как насосная группа входит, как правило, в несколько гидравлических цепей, управляющих рабочими органами.

8.12.1 Для реализации клапанного режима работы необходимо либо зафиксировать вал гидромотора или шток гидроцилиндра, либо поставить заглушку в сливной магистрали гидродвигателя.

8.12.2 Диагностирование насоса в клапанном режиме работы производится по параметру коэффициента подачи

e = Q _р/ Q ₀,

где Q _р и Q ₀ — расходы, измеренные в напорной магистрали насоса при давлении соответственно Р = P _ном и Р = 0, л/мин.

8.12.3 Диагностирование клапана осуществляется по обеспечиваемому в системе давлению и расходу на сливе клапана.

Отклонение расхода через клапан от подачи насоса менее 5—10 % свидетельствует о неисправности клапана. Различие расхода через клапан и подачи насоса более 10—15 % свидетельствует о наличии свободного слива в гидравлической цепи (в том случае, если не растет давление).

8.12.4 Оценка объемных потерь в гидросистеме D Q в клапанном режиме работы осуществляется по формуле

D Q = Q _р - Q _кл,

где Q _р — подача насоса, измеренная на его выходе при давлении Р, л/мин;

Q _кл — расход на сливе клапана, л/мин.

8.12.5 С целью определения коэффициента подачи данной гидравлической цепи (насос — контрольно-регулирующие аппараты — гидродвигатель) возможна реализация и так называемой Т-схемы (см. рисунок 2, в). При этом

e_общ = Q _кл.р/ Q _кл.0,

где Q _кл.р и Q _кл.0 — расходы через клапан при давлении в системе соответственно Р и Р = 0, л/мин.

8.12.6 Алгоритм диагностирования гидросистемы в клапанном режиме представлен на рисунке 6.

Рисунок 6 — Алгоритм диагностирования гидросистемы в клапанном режиме

8.13 Диагностирование гидропривода в тестовом режиме состоит из измерений без нагрузки как в режиме холостого хода, так и под нагрузкой. Основные преимущества режима — возможность регулирования приложенной нагрузки, что обеспечивает более высокий уровень точности измерений и техники безопасности, чем клапанный режим.

8.13.1 Диагностирование в тестовом режиме начинается с серии измерений, производимых без нагрузки. Если при этом измеряемые параметры отличаются от нормативных, переходят к измерениям под нагрузкой.

8.13.2 Нагрузка задается гидротестером и контролируется по манометру машины или по манометру гидротестера. Характер нагружения — статический. Если показания гидротестера менее минимально допустимых, то переходят к поэлементной диагностике.

8.13.3 Алгоритм диагностирования гидросистемы в тестовом режиме представлен на рисунке 7.

Рисунок 7 — Алгоритм диагностирования гидросистемы в тестовом режиме

8.14 Диагностирование в рабочем режиме осуществляется в процессе выполнения машиной своих основных и вспомогательных рабочих функций.

8.14.1 Диагностирование в рабочем режиме проводится без применения специальных средств для создания нагрузки на гидросистему и позволяет создать динамический характер нагрузки в полевых условиях.

8.14.2 Непрерывный контроль за расходом и давлением в важнейших точках системы помогает анализировать работу системы и предотвращать аварийные отказы:

- резкое снижение производительности насоса в течение короткого интервала времени говорит о ненормальных условиях эксплуатации (отсутствие масла в баке, чрезмерная загрязненность, перекос валов насосной станции);

- запаздывание срабатывания клапана при резких колебаниях давления в системе свидетельствует о неисправности клапана.

8.14.3 При диагностировании в рабочем режиме следует учитывать, что по причине преодоления переменных нагрузок расходные характеристики клапанов, регуляторов потока значительно отличаются от характеристик, получаемых при статическом нагружении.

8.14.4 Алгоритм диагностирования гидросистемы представлен на рисунке 8.

Рисунок 8 — Типовой алгоритм диагностирования гидросистемы в рабочем режиме

8.15 Для осуществления самопроверки результатов диагностирования в эксплуатационных (полевых) условиях целесообразно провести диагностику гидросистемы как минимум в двух режимах. Это вызвано тем, что по своим возможностям режимы «перекрывают» друг друга, позволяя осуществлять самопроверку, за счет чего достигаются относительно высокая точность и достоверность полученных результатов.

8.16 Периодичность контролирования параметров гидросистемы приведена в приложении Б.

8.17 Прогнозирование остаточного ресурса элементов гидропривода осуществляется с учетом вероятности их безотказной работы и фактического технического состояния, оцениваемого по величине объемного КПД.

8.17.1 Статистические данные по наработкам на отказ гидроустройств приведены в приложении Г.

8.17.2 Вероятность безотказной работы основных элементов гидроприводов приведена в приложении Д.

8.17.3 Изменение объемного КПД основных элементов и подсистем гидропривода приведено в приложении Е. Близость фактического значения КПД к верхней или нижней границе характеризует качество эксплуатации основных элементов гидроприводов.