Насколько эффективно применение современных средств технической диагностики?

Современные средства технической диагностики, включающие расходомеры, тензометрические датчики давления, сигналы которых записываются в память компьютера, позволяют эффективно анализировать даже быстро протекающие рабочие процессы и выявлять причины отказов и неисправностей, а в некоторых случаях предвидеть возможное наступление отказа. Анализ результатов инструментальных измерений параметров гидропривода позволяет принимать обоснованные конструкторские решения при модернизации изделия.

Как обеспечивается надежность при работе в различных климатических условиях?

Надёжность при работе в различных климатических условиях обеспечивается устройствами для кондиционирования температурного состояния рабочей жидкости. Тепловой режим работы гидропривода является важным фактором, влияющим на надёжность. Повышение температуры сверх оптимального значения снижает вязкость рабочей жидкости, уменьшает её смазочные свойства, увеличивает вероятность механического износа трущихся поверхностей. Неиспользованная энергия, которая преобразуется в тепло, должна быть удалена из системы охлаждающим устройством. Зная продолжительность рабочего цикла, тип источника питания и способ управления гидравлической мощностью, можно определить температуру внутри системы, выбрать марку рабочей жидкости и размеры маслоохладителя, который мог бы поддерживать температуру рабочей жидкости в заданных пределах при всех условиях работы.

При отрицательных температурах вязкость рабочей жидкости повышается, что может вызвать во всасывающей магистрали кавитацию, являющуюся одним из основных нежелательных факторов, способствующих уменьшению ресурса гидронасоса, снижению надёжности гидропривода. Если гидропривод должен работать в условиях отрицательных температур окружающего воздуха, то необходимо предусмотреть средства, облегчающие возможность запуска, то есть предусмотреть возможность предварительного подогрева рабочей жидкости.

29 Способ может быть использован в объемном гидроприводе. Способ предусматривает установку при подготовке к пуску гидропривода под нагрузкой минимального гидравлического сопротивления пропорционального гидроагрегата с последующим его увеличением по программе от контроллера после завершения холостого хода до достижения заданной скорости и частоты питающего напряжения электродвигателя насоса, при которой подача нерегулируемого насоса обеспечивает скорость больше заданной при полностью закрытом пропорциональном гидроагрегате с последующей автоматической коррекцией от контроллера в зависимости от внешних нагрузок, затем производят пуск гидропривода на холостом ходу и последующий перевод с холостого хода на рабочий режим. Технический результат - повышение показателей надежности, снижение объема работ по техническому обслуживанию и ремонту, улучшение экологических показателей за счет сокращения интенсивности отказов подвижных и неподвижных уплотнений. 1 ил.

Изобретение относится к технологии управления объемным гидроприводом, в частности к пуску гидропривода с частотно-дроссельной системой управления под значительной нагрузкой массовых сил и переменных сил трений.

Известен способ комбинированного частотно-дроссельного управления скоростью объемного гидропривода путем изменения оборотов насоса за счет изменения частоты питающего напряжения приводного электродвигателя и слива части рабочей жидкости за насосом через пропорциональный гидроагрегат, установленный параллельно гидроцилиндру, за счет изменения его гидравлического сопротивления, при котором пуск гидропривода осуществляется на холостом ходу с помощью открытия пилота предохранительного клапана с электроуправлением.

Закрытие пилота предохранительного клапана переводит гидропривод с режима холостого хода на рабочий режим. (Свешников В.К. Энергосбережение в современных гидроприводах // РИТМ, 2011, № 6 (29), С.34-38).

Недостаток данного способа регулирования скорости гидропривода заключается в возникновении при значительных нагрузках больших скачков давления рабочей жидкости за насосом и скачков скоростей. Так, в объемных гидроприводах ворот и затворов шлюзов судоходных гидротехнических сооружений с нагрузкой в несколько меганьютонов, в том числе из-за сил трения и гидродинамических волновых и ветровых пульсационных воздействий, давление возрастает в полтора-два раза, скачок скоростей - 1,2÷1,4 номинальной скорости. Это приводит к ударным и пульсационным нагружениям конструкции и снижению показателей надежности за счет увеличения интенсивности отказов подвижных и неподвижных уплотнений гидросистемы, датчиков системы контроля параметров и других элементов, чувствительных к ударным и пульсационным нагрузкам.

В основу изобретения поставлена задача - повысить надежность гидропривода за счет снижения забросов давления рабочей жидкости за насосом и уменьшения скачков скорости при переходе гидропривода с частотно-дроссельной системой управления с холостого хода на рабочий режим.

Задача решается за счет того, что в способе регулирования скорости объемного гидропривода с комбинированной частотно-дроссельной системой управления при пуске под нагрузкой, включающем регулирование гидравлического сопротивления пропорционального гидроагрегата с электроуправлением и частоты питающего напряжения электродвигателя нерегулируемого объемного насоса, согласно изобретению, гидравлическое сопротивление пропорционального гидроагрегата устанавливают минимальным при подготовке к пуску с последующим его увеличением, а частоту питающего напряжения электродвигателя насоса устанавливают такой, при которой подача насоса обеспечивает заданную скорость движения штока гидроцилиндра при закрытом пропорциональном гидроагрегате, затем производят пуск насоса гидропривода при открытом предохранительном клапане, перевод предохранительного клапана в закрытое рабочее состояние, закрытие пропорционального гидроагрегата по заранее заданной программе и коррекцию частоты питающего напряжения в зависимости от внешних нагрузок.

Способ реализуется с помощью гидравлической схемы объемного гидропривода с частотно-дроссельным управлением, представленной на чертеже, где:

1 - бак с рабочей жидкостью, 2 - нерегулируемый насос, 3 - электродвигатель, 4 - пилотный предохранительный клапан, 5 - фильтр, 6 - обратный клапан, 7 - гидрораспределитель, 8 - подпорный клапан, 9 - гидроцилиндр, 10, 11, 12, 13, 15 - датчики, 14 - пропорциональный гидроагрегат, 16 - частотный преобразователь.

Способ осуществляется следующим образом.

Устанавливают минимальное гидравлическое сопротивление пропорционального гидроагрегата 14 при подготовке к пуску. Устанавливают частоту питающего напряжения электродвигателя 3 нерегулируемого насоса, при которой подача нерегулируемого насоса 2 обеспечивает заданную скорость движения штока гидроцилиндра 9 при закрытом пропорциональном гидроагрегате 14, затем производят пуск нерегулируемого насоса 2 гидропривода при открытом предохранительном клапане 4, перевод предохранительного клапана в закрытое рабочее состояние, закрытие пропорционального гидроагрегата 14 по заранее заданной программе и коррекцию частоты питающего напряжения в зависимости от внешних нагрузок.

Установка постоянной частоты питающего напряжения приводного двигателя насоса обеспечивает заданную скорость гидропривода при закрытых пропорциональном гидроагрегате и предохранительном клапане, включение электродвигателя и выход нерегулируемого насоса на рабочие обороты на холостом ходу при открытых пропорциональном гидроагрегате и предохранительном клапане, перевод предохранительного клапана в закрытое рабочее состояние, закрытие по программе от контроллера пропорционального гидроагрегата.

После выхода нерегулируемого насоса на рабочий режим по оборотам и перевода предохранительного клапана на рабочий режим слив рабочей жидкости через предохранительный клапан прекращается, а слив через пропорциональный гидроагрегат уменьшается по программе. Начинается плавная подача рабочей жидкости в полость гидроцилиндра, обеспечивающая низкий заброс давлений в полости и заданную скорость начала движения, уменьшаются ударные и пульсационные нагружения конструкции.

Предлагаемый способ регулирования скорости объемного гидропривода с комбинированной частотно-дроссельной системой управления при пуске под нагрузкой позволяет повысить показатели надежности гидропривода, что позволит сократить объем работ по техническому обслуживанию и ремонту и улучшить экологические показатели за счет сокращения интенсивности отказов подвижных и неподвижных уплотнений.

Во время эксплуатации гидравлических систем к самостоя­тельному обслуживанию материальной части допускается лич­ный состав, прошедший специальную подготовку. В период эксплуатации техническое обслуживание можно разделить на ряд основных операций: 1) очищать фильтры после 50-, 100- и 500-часовой работы. Если в фильтрах обнаружена металлическая стружка, необходимо чаще их проверять. При повторном появлении металличе­ской стружки необходимо выявить источник ее образования и устранить неисправности; 2) следить за утечками масла через уплотнения и соединения труб гидравлической системы. В случае появления утечек через уплотнения или соединения их необходимо заменить (в соединении следует сменить прокладки). При этом надо помнить, что замена уплотнений и прокладок, а также подтягива­ние соединений под давлением запрещается; 3) периодически проверять уровень жидкости в баке. В случае снижения его пополнить бак до рабочего уровня; 4) раз в 3 мес. необходимо контролировать качество рабочей жидкости. Самый простой метод контроля — с помощью карто­теки стекол: на стеклянные пластинки помещают осадок после фильтров, а с обратной стороны — бирку с числом и месяцем взятия пробы. Пластинки хранят в специальном ящике. Набор пластинок позволяет визуально следить за состоянием рабочей жидкости. Стекла можно заменить лабораторными мензурками; 5) При смене жидкости чистят гидробак и промы­вают трубопроводы. Для последних используют специальную установку (насосную станцию), заполненную рабочей жидко­стью. Во время промывания гидромеханизмы и гидроаппаратура должны быть отсоединены, а подводящие трубы соединены меж­ду собой перемычками из шлангов или медных труб. В качест­ве рабочих жидкостей наиболее часто применяют масла АМГ-10, ЛУ и турбинные кислотно-земельной очистки, которые эксплуа­тируются до двух лет без замены. Используют и минеральные масла с антикислотными, антикоррозионными присадками, та­кими как АУП, ГМ-50И, АГМ, АМГ-10Ф и МГЕ-10. Продолжи­тельность эксплуатации этих масел без смены может быть 7— 10 лет, однако реальный срок службы масла зависит от условия эксплуатации гидросистемы, т. е. давления, температуры, кон­такта с водой, с цветными металлами и т. д.; 6) раз в год проверять и настраивать предохранительные и редукционные клапаны, а также проверять срабатывание за­щиты; 7) в случае длительного бездействия гидросистемы необхо­димо раз в месяц пускать гидромеханизмы и проверять все обо­рудование и гидроаппаратуру в работе. Во время работы техническое обслуживание производить в строгом соответствии с инструкциями по эксплуатации гидро­оборудования, необходимо внимательно следить за контрольно-измерительными

приборами и появлением посторонних шумов.

Общее состояние гидросистемы проверяют под нагрузкой, т. е. ма­шина должна быть укомплектована навесным или прицепным рабочим оборудованием.

Герметичность гидросистемы можно проверить в производственных условиях без применения специальной аппаратуры в следующем поряд­ке. Включив насос системы подъема-опускания навесного или прицепно­го оборудования, пускают двигатель машины и устанавливают макси­мальную частоту вращения его вала на холостом ходу. После этого руко­ятку гидрораспределителя системы, управляющего работой одного из основных гидроцилиндров, переводят в положение “подъем” и удержи­вают ее в этом положении в течение 1 мин. Затем проверяют все соеди­нения трубопроводов и места возможных утечек в насосах, гидрорас­пределителе и гидроцилиндре.

После устранения обнаруженных утечек рабочей жидкости и других неисправностей проверяют систему на герметичность вторично. При вы­
полнении этой работы, пере­ключая попеременно рукоятку гидрораспределителя в положе­ния “подъем” и “опускание” и наблюдая за характером напол­нения шлангов гидроцилиндра рабочей жидкостью, проверяют состояние запорных устройств (по напряжению шлангов). Так, если рабочий орган или другой элемент машины не поднимается (не переме­щается) и шланги (рис. 7.16) не напрягаются под дей­ствием проходящей по ним рабочей жидкости, это указы­вает на то, что шарик залег. Если же при этом шланги напрягаются, а рабочий или другой орган не поднимается или не перемещается, это указывает на то, что залег шарик. Если рабочий орган не опускается или не перемещает­ся, и шланги не напрягаются, залег шарик, а если шланги напрягаются, а рабочий или другой орган все же не поднимается или не перемещается, залег шарик. Обнаруженные неисправности устраняют.

Работу гидросистемы под нагрузкой проверяют на продолжитель­ность подъема-опускания или других перемещений рабочих или других органов. В зависимости от типа базовой машины и массы рабочего обо­рудования (отвал бульдозера, ковш скрепера, отвал грейдера и т. п.) техническими условиями устанавливается продолжительность подъема- опускания (перемещения) рабочего органа. Для наиболее распространен­ных базовых машин, какими являются гусеничные тракторы ДТ-75М, Т-130М, Т-150 и др., укомплектованные навесным и прицепным обору­дованием, допустимая продолжительность подъема рабочего органа не должна превышать 5 с, опускания — 3 с.

Рис. 7.16. Схема проверки неисп­равностей запор­ных устройств гидросистемы на герметичность

Рис. 7.17. Схема определения подачи насосов и проверки внут- ренних утечек в агрегатах гидро­системы:
1 – насос; 2 — прибор КИ-1097В; 3 — приспособление КИ-6272; 4 — технологический шланг; 5 — гидрораспределитель; 6 и 7 — трубопроводы; 8, 10 — шланги гидроцилиндра; 9 — мас­штабная линейка; 11 — шток гидроцилиндра; 12 — поршень; 13 — бак гидросистемы; 14 слиянии шланг; 15 — нагнета­тельный трубопровод

Если рабочее оборудование не поднимается или не перемещается или поднимается или перемещается медленно, необходимо проверить состояние гидросистемы и ее элементов. При неисправном насосе корпус его и прилегающие к нему участки трубопроводов на расстояние до 20 см от насоса нагреваются. При неисправности гидрораспределителя рабочая жидкость устремляется не в гидроцилиндр, а на слив, вследст­вие чего нагреваются все трубопроводы, особенно трубопроводы боль­шого диаметра. При неисправности гидроцилиндров (нарушение уплот­нений) нагреваются все металлические трубопроводы как большого, так и малого диаметров.

Подачу насосов, клапанов и золотниковых пар гидрораспределите­лей гидросистемы определяют прибором (расходомером) КИ-1097Б, используя при этом приспособление КИ-6272, предназначенное для от­ключения нагнетательного трубопровода от гидрораспределителя (рис. 7.17).

Приспособление КИ-6272 устанавливают на место поворотного угольника, соединяющего нагнетательный трубопровод насоса с гидрораспределителем. Свободный штуцер приспособления при этом за­глушают, сливной шланг от прибора КИ-1097Б опускают в горлови­ну бака гидросистемы, закрепив его, или соединяют с переходным штуцером, ввернутым вместо пробки заливной горловины бака для ра­бочей жидкости.

После этого переводят рукоятку прибора КИ-1097Б в положение “открыто” и ввертывают запорную иглу приспособления КИ-6272 до отказа. Затем включают насос, пускают двигатель и устанав­ливают номинальную частоту вращения вала отбора мощности. Вращая рукоятку прибора, поднимают давление в нагнетательной магистрали до 10 МПа. По шкале этого прибора определяют подачу насоса.

Для проверки герметичности золотников клапанно-золотникового гидрораспределителя типа Р (рис. 7.18) отсоединяют отводящую масло трубку и насухо вытирают штуцер. При этом система должна быть под давлением, а рычаг управления тем или другим золотником должен находиться в положении, как показано на приведенном рисунке. Исправ­ный и хорошо отрегулированный золотник не должен пропускать рабо­чей жидкости.

При контроле и регулировке гидрораспределителя проверяют поло­жение нажимных винтов, поскольку от нарушения заданного им поло­жения может происходить либо неполное закрывание золотника, либо неполное его открывание. Когда рычаг находится в среднем положе­нии, т. е. когда к нему прижаты оба ролика рукоятки управления, на­жимной регулировочный винт должен касаться стаканчика, а послед­ний при этом выступать из корпуса золотника на 16 мм и упираться в ограничитель. При переводе рукоятки в крайнее положение нажим­ной винт должен утопить стаканчик в корпус золотника настолько, чтобы головка стаканчика выступала из золотника не более чем на 4,5 мм. Этим обеспечивается величина хода распределителя золотника (11,5 мм), необходимая для полного открывания и запирания золотни­ка. Если после регулировки золотники все же пропускают рабочую жид­кость, требуется их ремонт или замена.

Рис. 7.18. О ема регулировки гидрозолотников

Регулировка давления в гидросистеме осуществляется изменением затяжки перепускного клапана.

Состояние перепускного и предохранительного клапанов гидро­распределителя проверяют в такой последовательности. Вывертывают запорную иглу прибора КИ-6272, открыв тем доступ рабочей жидкости в гидрораспределитель. Затем переводят рукоятку золотника одного из гидроцилиндров в положение “подъем”. Далее, повертывая рукоятку прибора, устанавливают давление в нагнетательной магистрали 10 МПа. По отметке на шкале прибора определяют расход рабочей жидкости, проходящей через этот прибор. При исправном состоянии клапанов рас­ход рабочей жидкости не должен отличаться от фактической подачи на­соса более чем на 5 л/мин.

Давление срабатывания предохранительного клапана измеряют при максимальной частоте вращения вала двигателя. При этом рукоятку од­ного из золотников переводят в положение “подъем” и, удерживая ее в таком положении, плавно перекрывают слив рабочей жидкости из при­бора КИ-1097Б. После этого фиксируют показания манометра.

Номинальное давление срабатывания предохранительного клапана гидросистемы для таких базовых машин, как тракторы ДТ-75М, Т-130, Т-150 и др., неодинаковое. Так, для гидросистемы трактора Т-130 оно будет: при рабочем давлении 10 МПа, а при регулировке (номинальное и максимальное) — соответственно 12—13 МПа.

Если давление срабатывания предохранительного клапана выходит за пределы допустимых значений, клапан регулируют. Для этого снима­ют защитный колпачок, ослабляют контргайку регулировочного винта и, ввертывая или вывертывая регулировочный винт, тем самым повышают или понижают давление, устанавливая его в требуемых пределах.

Давление срабатывания автоматов золотников измеряют при сред­ней частоте вращения вала двигателя. Рукоятку прибора КИ-1097Б уста­навливают в положение “открыто”, а рукоятку проверяемого золотника в положение “подъем” и, плавно повертывая рукоятку прибора, подни­мают давление до момента срабатывания автомата. После этого фикси­руют давление в системе. Если давление срабатывания автоматов золот­ников выходит за пределы допустимого, это указывает на необходи­мость регулировки пружин.

.Внутренниеутечки в золотниковых парах гидрораспределителя про­веряют при значительных транспортных усадках навесного рабочего обо­рудования. Для этого, подняв и опустив (4-6 раз) навесное рабочее обо­рудование, отсоединяют (см. рис. 7.17) от трубопроводов шланг, подающий рабочую жидкость в штоковую полость гидроцилиндра при среднем положении поршня в цилиндре, после чего соединяют трубопро­вод посредством шланга и переходного штуцера со свободным шту­цером приспособления КИ-6272 и ввертывают его иглу. Затем закрыва­ют трубопровод заглушкой и устанавливают рукоятку проверяемого золотника в нейтральное положение. После этого пускают двигатель и устанавливают среднюю частоту вращения вала. Обеспечив посредством прибора КИ-1097Б давление 10 МПа, измеряют линейкой величину пере­мещения штока за 5 мин. Усадка за указанное время не должна превы­шать 80 мм.

Герметичность гидроцилиндров проверяют, не изменяя ранее уста­новленного подсоединения (см. проверку величины внутренних утечек в золотниковых парах). Устанавливают рукоятку гидрораспределителя в “плавающее” положение и опускают навесное рабочее оборудование с таким расчетом, чтобы поршень гидроцилиндра при проверке находил­ся в крайнем положении. Затем отсоединяют от трубопровода шланг, подающий рабочую жидкость в поршневую полость цилиндра, и опуска­ют этот шланг в какой-либо мерный бачок. После этого закрывают трубопровод заглушкой, устанавливают давление 10 МПа, поворотом рукоятки прибора КИ-1097Б и с помощью секундомера измеряют утеч­ку рабочей жидкости из шланга в мерный бачок за 2—3 мин. Утечка ра­бочей жидкости более 100 см3 за 2 мин не допускается.

Если показатели работы гидросистемы и ее элементов не будут со­ответствовать приведенным выше значениям и требованиям, неисправ­ные узлы и сборочные единицы снимаются и передаются в ремонт.