Delist.ru

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

Автор: Гринчар Николай Григорьевич

где: Q(t) – вероятность безотказной работы привода;

t – наработка привода.

где t - текущая координата наработки; - интенсивность внезапных отказов;

( - параметр нормального закона (среднеквадратичное отклонение);

Т- математическое ожидание наработки по износовым отказам

Рис. 10 Изменение относительного показателя чувствительности приводов в процессе эксплуатации; а) –для подъемно-рихтовочного устройства ВПР,

б) – для привода главной лебедки крана КС-4573

На рис. 11 представлены соответствующие зависимости изменения коэффициента риска R(t) для рассматриваемых приводов. Из их анализа следует, что для гидрофицированных машин, имеющих аксиально-поршневой привод, после полутора тысяч часов наработки коэффициент технического риска начинает резко и нелинейно возрастать, и, следовательно, необходимо произвести профилактику или замену ряда агрегатов.

При определении предельно допустимых значений объемного к.п.д. обычно принят технико-экономический подход.

Предельные значения определяются наработкой, при которой сумма потерь стоимости недовыпол-ненного объема выше стоимости заменяемых агрегатов, т.к. для основной массы машин повышение стоимости единицы продукции зависит от эксплуатационной производительности машины и соответственно от объемного к.п.д.

Для приводов, работающих в режиме по давлению ниже настройки предохранительного клапана, снижение объемного к.п.д. сказывается на снижении производительности с самого начала эксплуатации.

Рис. 11 Изменение коэффициента риска от наработки привода

1 – подъемно-рихтовочное усиройство ВПР; 2- лебедка крана

На практике, в реальных условиях, замену гидроаппаратов производят когда эксплуатационная производительность падает ниже некоторого критического уровня. В этом случае необходимо применять метод селективной замены гидроаппаратов по критерию

kз = ??/C = (?1- ?0)/C,

где ?0,, ?1- объемный к.п.д. привода до замены i-того аппарата (предельное значение) и после, соответственно; C - стоимость замены.

В шестой главе рассмотрен вопрос об экономической эффективности применения систем диагностики.

Для определения экономического эффекта от применения средств технической диагностики гидроприводов следует учитывать ряд таких факторов в их взаимосвязи, как повышение эксплуатационной надежности, ресурсосбережение, снижение трудоемкости технического обслуживания, повышение культуры производства, повышение эксплуатационной производительности машин, увеличение затрат на капитальные вложения, увеличение эксплуатационных расходов и др. Схема взаимовлияния основных факторов на экономическую эффективность от применения системы диагностики представлена на рис. 12

Рис. 12 Схема взаимовлияния основных факторов на экономическую эффективность от применения системы диагностики

Главным образом, эффективность системы определяется тем, насколько диагностическая система дорога по сравнению со стоимостью парка основных машин и насколько результативно применение диагностического комплекса. Для определения экономически рациональных параметров систем технической диагностики анализ основных факторов целесообразно проводить в относительных или условных единицах, что позволило бы избежать влияния конкретных для каждой марки машин эксплуатационных показателей, договорных цен и прочих факторов, которые в современных экономических условиях могут различаться на порядок даже в пределах одного региона.

Очевидно, что внедрение системы диагностики будет эффективно в том случае, если при этом произойдет снижение удельных затрат на единицу продукции. Данное допущение справедливо только в том случае, если диагностирование не вызвано необходимостью обеспечения безопасности персонала.

Для определения экономически рациональной зоны применения систем технической диагностики анализ действия основных факторов целесообразно проводить в относительных или условных единицах, что позволило бы избежать влияния конкретных для каждой марки машин эксплуатационных показателей, договорных цен, конкретной стоимости устранения отказов и ущерба от его возникновения, стоимости выполнения профилактических операций ТО и ремонтов и прочих показателей, которые в современных экономических условиях, сложившихся в России в начале века могут различаться на порядок даже в пределах одного региона.

Проведенный численный анализ показал, что имеется зона устойчивого экономического эффекта при коэффициенте роста годового объема продукции более 10% с одной стороны и при снижении эксплуатационных затрат также на 10% с другой стороны.

В приложении 1 дано краткое описание современных методов диагностики гидроприводов и приведены характеристики средств для их реализации, в т.ч. гидротестеров и стендов.

В приложении 2 приведен пример программы минимизации количества контрольных точек в гидросистеме на языке «Бейсик».

В приложении 3 приведена программа для расчетов поправочных коэффициентов к тарировочной характеристике турбинных расходомеров.

В приложении 4 дано описание работы автоматизированного модуля диагностики.

В приложении 5 приведены акты внедрения средств диагностики и реализации результатов работы.

заключение

Диссертационная работа посвящена решению крупной научно-технической проблемы, заключающейся в обеспечении безотказной работы в «окно» на железных дорогах гидрофицированных строительных и дорожных машин на основе формализации и оптимизации процессов поиска отказов и прогнозирования ресурса.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили сделать следующие основные выводы:

1. Существующая на сегодняшний день система обеспечения надежности гидроприводов дорожных и строительных машин, основанная на жесткой системе технического обслуживания и планово-предупредительных ремонтов, не обеспечивает необходимого уровня поддержания коэффициента готовности и безотказности гидроприводов, что ведет к значительным технико-экономическим потерям. Доминирующим фактором последствий отказа является простой машин.

2. Анализ последствий отказов показал, что наиболее чувствительными к отказам в гидроприводах дорожных и строительных машин являются подсистемы сервоуправления и выносных опор (аутриггеров). Имеется критическая зона наработки, после достижения которой для большинства подсистем резко возрастает коэффициент технического риска и дальнейшая эксплуатация возможна только после проведения профилактических и ремонтных мероприятий и контроля.

3. Успешный переход от жесткой системы технического обслуживания и планово-предупредительных ремонтов гидроприводов машин к гибкой системе, когда сроки ремонтов назначаются по фактическому техническому состоянию, возможен только при создании и внедрении в эксплуатацию комплексной системы диагностирования, применение которой позволяет увеличить использование ресурса гидроаппаратов в среднем на 50-60 %.

4. В основу оптимизации поиска отказов должен быть положен метод, учитывающий структуру гидросистемы, информативность проверок, скорость получения информации и затраты на ее получение. Анализ взаимосвязей в гидроприводе с учетом возможных неисправностей показал, что они могут быть разделены на четыре подгруппы по характеру проявления и количество контрольных точек для измерения диагностических параметров может быть минимизировано.

5. Система диагностики должна базироваться на едином методе и включать стационарные, мобильные и встроенные средства. Целесообразна унификация по элементной базе и типоразмерам, соответственно расходным характеристикам гидроприводов.

6. При использовании турбинных расходомеров в качестве датчиков расхода для повышения точности измерений необходимо введение поправочных коэффициентов к их статическим характеристикам, лежащих в диапазоне 1,01/1,3.

7. Испытания гидроаппаратов целесообразно проводить по рекуперативным схемам в замкнутом контуре с дросселированием и подпиткой. При этом монтажная схема должна обеспечивать температурную стабилизацию замкнутого контура в диапазоне 40- 60 С0.

8. Предложенный алгоритм работы автоматизированной системы диагностики позволяет локализовать отказы гидропривода и его основных элементов, в том числе специфические, возникающие при работе в динамических режимах, определять мгновенные значения параметров, контролировать герметичность системы в целом, следить за уровнем температуры.

9. Анализ изменения объемного к.п.д. гидроприводов машин, как основного диагностического параметра и его взаимосвязи с производственным процессом показал, что назначение предельных значений зависит от условий эксплуатации, в частности от категории грунтов.

загрузка...