Delist.ru

Методы и средства повышения эксплуатационной надежности гидроприводов дорожных и строительных машин (07.09.2007)

Автор: Гринчар Николай Григорьевич

Для практической оценки возможностей автоматизированных систем на гидростенде был проведен эксперимент на гидростенде кафедры«Путевые, строительные машины и робототехнические комплексы» МИИТа. . Блок-схема представлена на рис. 6. Было установлено, что по подавляющему большинству элементов гидропривода объем снимаемой диагностической информации с введением автоматизации растет несущественно, кроме диагностики элементов сервопривода. Обобщенный коэффициент эффективности диагностического процесса (см. гл. 2) КЭ, практически не растет или даже снижается. Поэтому применение встроенных автоматизированных систем на машинах целесообразно только в том случае, если на них уже имеется бортовой компьютер управления, в частности, например, на путевых машинах тяжелого типа, применяемых на железных дорогах.

Рис. 6. Блок -схема работы автоматизированного модуля диагностики

Пятая глава посвящена разработке методов оценки изменения технического состояния гидропривода в процессе эксплуатации, прогнозирования ресурса гидроприводов дорожных, строительных и подъемно-транспортных машин, а также метода оценки технического риска.

Статопараметрический метод диагностирования предполагает, что основными диагностическими параметрами гидропривода и его элементов являются объемные потери рабочей жидкости и к.п.д. – общий и объемный – при нормированном давлении. Если в системе привода не развивается заданное давление, она однозначно относится к неисправным и подлежит ремонту.

Модель изменения диагностического параметра базируется на данных статистики изменения объемного к.п.д. в процессе эксплуатации.

Для небольших отрезков времени характер изменения объемного к.п.д. удовлетворительно описывается линейной зависимостью. Пусть приведены ?1

в момент t1 и ?2 в момент t2 . Отношение

назовем средней скоростью изменения ? на временном интервале (t1 ; t2). Если предположить, что эта скорость сохраняется и в дальнейшем, на протяжении некоторого отрезка времени ? <<( t2- t1 ), то можно предсказать значения объемного к.п.д., которое будет достигнуто после ? часов наработки.

? (ti+ ?)= ?i –?’??.

Как показывает опыт, для малых интервалов времени ? это допущение справедливо (примерно для интервала 240 – 300 ч. Наработки).

Для больших интервалов времени характер изменения ? удовлетворительно описывается зависимостью типа ? = at2 + b

Для группы машин зона снижения объемного к.п.д. будет, очевидно, ограничена кривыми ?1 = b – a1 t2; ?2 = b – a2 t2 ,

где B - начальное значение объемного к.п.д.

В таблице 4 представлены некоторые данные, полученные по результатам наблюдений.

Параметры изменения объемного кпд гидроприводов Таблица 4

0,895 0,0684/0,312

0,94 0,076/0,304

0,1353 0,92

Полученные данные можно использовать для прогнозирования остаточного ресурса. Знание характера падения объемного к.п.д. позволяет предсказать, что величина ? достигнет предельного значения с вероятностью Р = 0,9973 на участке от t1 до t2 (рис. 7). Будем считать закон распределения вероятности времени наработки до предельного состояния нормальным.

Тогда примем, что математическое ожидание времени наработки и среднее квадратичное отклонение будет равно

Функция распределения плотности вероятности на участке от t1 до t2

Проведя в момент t’ диагностику гидропривода установим новое реальное значение ? в момент t’ . Тогда вероятностная зона снижения объемного к.п.д. будет ограничен линиями K1’ и K2’ .

Соответственно изменится значение t1 , t2, t, ?, f(t). Получим

Рис. 7 Схема уточнения остаточного ресурса гидросистем по результатам

диагностирования

Следовательно, на участке ?t =t’1-t1 можно предсказать безотказную работу привода. Проведя в момент t’’ повторное диагностирование получим значения t”1 , t”2, t”, ?”, f3(t) и т.п., что позволит еще точнее определить интервал времени, когда следует ожидать отказа гидропривода с соответствующей вероятностью. Возможность такого уточнения позволяет существенно улучшить прогнозирование ресурса. На практике увеличение использования ресурса составляет около 50%. Коэффициент готовности машин повышается до 0,92.

Рассмотренный подход позволяет перейти от жесткой планово-предупреди-тельной системы замены элементов гидропривода к гибкой, учитывающей фактическое техническое состояние агрегатов, и может быть использован в качестве основы для оценки эффективности диагностики для некоторого парка (группы) машин. Пусть для определенной группы машин при некотором распределении зона снижения к.п.д. ограничена линиями ?1min (см. рис. 8)

Проведя в момент t диагностику мы получим некоторое распределение значений ?, ограниченное интервалом ?1 max –; ?(?/t) - есть плотность вероятности распределения t по ? в момент t .

?max=f1(t); ?min=f2(t).

Математическое ожидание увеличения времени наработки гидропривода до предельного состояния для группы машин

M[?tmin]=M[tmin1 – tmin0].

Рис.8 Схема прогнозирования ресурса гидросистем для группы машин

Имеем также t=f –1(?). После ряда преобразований получим

Приравнивая момент проведения измерений к t1 получаем

Для определения численных значений необходимо представить значения функции ?=f(t). Если ?min = a1 t2 + C; то тогда

Далее получаем

Проводя регулярные обследования гидропривода, можно увеличить использование ресурса примерно на 60% .

Выход из строя гидравлических систем и агрегатов происходит в основном либо в результате постепенного изменения рабочего параметра –объемного к.п.д., утечек, либо из-за внезапного отказа. Оценивая общую вероятность безотказной работы следует учитывать ее составляющие распределения вероятности для двух типов отказов. Тогда общая вероятность безотказной работы определится как

Q(t) = Q1(t)?Q2(t) .

Вероятность отказа при совместном действии отказов двух типов (т.е. вероятность наступления хотя бы одного из событий к моменту t, события независимы)

загрузка...