Вход
Купить систему ГАРАНТ
Получить демо-доступ
Узнать стоимость
Информационный банк
Подобрать комплект
Семинары
Механизация строительства. Организация диагностирования строительных и дорожных машин. Диагностирование гидроприводов. МДС 12-20.2004
-
Приложение А (справочное). Назначение, измеряемые параметры, степень распространения и основные достоинства и недостатки методов диагностирования машин
-
Приложение Б. Параметры диагностирования гидросистемы и периодичность их контроля
-
Приложение В. Типовые схемы специализированных стендов для диагностирования гидроустройств
-
Приложение Г (справочное). Статистические данные по наработкам на отказ гидроустройств
-
Приложение Д (справочное). Вероятность безотказной работы основных элементов гидроприводов
-
Приложение Е (справочное). Изменение объемного КПД основных элементов гидроприводов
-
Приложение Ж. Наиболее распространенные средства диагностирования гидропривода машин
-
Приложение И. Трудоемкость выполнения диагностических операций
Механизация строительства. Организация диагностирования строительных и дорожных машин. Диагностирование гидроприводов
МДС 12-20.2004
Mechanisation of construction. Organisation of diagnosis of construuction# and road machines. Diagnosis of hydrodrives
Введение
В настоящее время объемный гидравлический привод является основным типом привода строительных, дорожных и других машин, используемых в строительстве. В связи с этим усилилась актуальность вопросов, связанных с проблемой повышения надежности гидроприводов машин, в частности повышения уровня технической готовности. Традиционные методы обеспечения надежности, основанные на системе планово-предупредительных ремонтов, не обеспечивают в полной мере необходимый результат для гидроприводов и ведут к большим материальным и финансовым издержкам.
Уменьшение затрат на техническое обслуживание и поддержание гидроприводов машин в исправном состоянии возможно за счет применения технической диагностики, что позволяет более точно устанавливать сроки и объем работ по обслуживанию и ремонту, исключить ненужные разборочно-сборочные работы, определить действительную потребность в регулировках, выявить и проконтролировать основные эксплуатационные показатели гидропривода во время работы, определить целесообразность проведения ремонтных работ, маневрировать сроками технического обслуживания в зависимости от напряженности работ, прогнозировать остаточный ресурс и наработку узлов и отдельных аппаратов.
Развитие процессов механизации строительных работ требует совершенствования теории и практики эксплуатации гидроприводов машин, в частности в области диагностики, поиска отказов и прогнозирования остаточного ресурса.
1 Область применения
Настоящий методический документ (далее - МДС) распространяется на гидропривод строительных и дорожных машин (далее - машин) и устанавливает общие правила и требования проведения и организации его диагностирования.
Настоящий МДС предназначен для применения во всех организациях строительной отрасли вне зависимости от форм собственности, а также в других отраслях, где эксплуатируется гидрофицированная строительная техника.
Настоящий МДС определяет методы, виды, сроки, параметры, методики, технологии, средства, организацию и учет результатов диагностирования гидропривода.
Требования по диагностированию гидроприводов машин разработаны в развитие и дополнение СП 12-105.
2 Нормативные ссылки
В настоящем МДС использованы ссылки на следующие документы:
ГОСТ 17752-81 Гидропривод объемный и пневмопривод. Термины и определения
СП 12-105-2003 Механизация строительства. Организация диагностирования строительных и дорожных машин. Часть 1. Общие требования
3 Термины и определения
В настоящем МДС применяются термины в соответствии с ГОСТ 17752 и СП 12-105, а также определения, приведенные ниже.
Методика диагностирования - установленный порядок действий, выполняемый при диагностировании гидропривода или его гидроустройств.
Гидротестер - средство диагностирования, состоящее из нескольких или одного датчика, предназначенное для измерения физических параметров гидропривода и нагружающего элемента.
Расходомер - средство диагностирования, состоящее из одного датчика, предназначенное для измерения расхода жидкости в трубопроводе.
Ультразвуковой течеискатель - средство диагностирования, предназначенное для измерения утечек жидкости по формируемым в процессе работы акустическим колебаниям.
Чистотомер - средство диагностирования, предназначенное для определения класса чистоты жидкости.
Режим холостого хода - режим работы машины, характеризуемый отсутствием внешней нагрузки на привод (вал гидромотора вращается, а шток гидроцилиндра движется, не преодолевая сопротивлений).
Клапанный режим - режим работы машины, характеризуемый отсутствием перемещений выходных звеньев гидродвигателей (валы гидромоторов не вращаются, а штоки гидроцилиндров не движутся), при этом давление в системе определяется настройкой одного или нескольких предохранительных клапанов, и вся жидкость, кроме утечек, сливается через клапан.
Тестовый (диагностический) режим - режим работы машины, при котором нагрузка на привод задается при помощи специальных устройств, устанавливаемых в сливной линии гидродвигателя, чем обеспечивается возможность нагружения всей гидравлической цепи.
Рабочий режим - режим работы машины, характеризуемый перемещением выходных звеньев гидродвигателей под внешней нагрузкой, возникающей при выполнении машиной своих основных и вспомогательных рабочих функций.
4 Общие положения
4.1 Общие положения технического диагностирования гидропривода машин должны соответствовать СП 12-105 и настоящему МДС.
4.2 Диагностирование гидропривода машин должно обеспечить их эффективное и безопасное функционирование в межконтрольный период с целью минимизации затрат на эксплуатацию.
4.3 Диагностирование представляет комплекс операций, проводимых в составе мероприятий системы планово-предупредительного технического обслуживания и ремонта строительных машин, выполняемых в плановом порядке, а также при необходимости (с целью поиска места и причин отказа).
5 Методы и виды диагностирования
5.1 Метод диагностирования гидропривода машин определяется совокупностью параметров, подлежащих измерению.
5.2 При диагностировании гидропривода машин могут быть применены следующие методы:
- параметрический (гидростатический) метод;
- метод амплитудно-фазовых характеристик (метод пульсаций давления);
- метод переходных характеристик (волновой метод);
- термодинамический метод;
- капиллярный электрофорез;
- метод спектрального анализа;
- метод индикации инородных примесей в гидрожидкости;
- акустический метод;
- виброакустический метод;
- силовой метод;
- метод измерения скорости нарастания усилия на исполнительном элементе;
- кинематический метод;
- аэродинамический (продувка сжатым воздухом) и др.
Назначение, измеряемые параметры, степень распространения и основные достоинства и недостатки методов диагностирования гидропривода машин приведены в приложении А.
5.3 В качестве основного метода диагностирования гидропривода строительных машин рекомендуется применять параметрический метод как наиболее обеспеченный метрологически и теоретически.
5.4 Виды диагностирования - в соответствии с СП 12-105.
6 Сроки диагностирования
6.1 Сроки и периодичность диагностирования гидропривода строительных машин - в соответствии с СП 12-105.
7 Параметры диагностирования
7.1 Параметры диагностирования гидропривода строительных машин подразделяются на:
- параметры общей оценки технического состояния гидропривода;
- параметры оценки внутреннего состояния гидросистемы и ее отдельных элементов;
- параметры оценки состояния рабочей жидкости.
7.2 Оценка общего технического состояния статического объемного гидропривода осуществляется по следующим параметрам:
- продолжительность рабочих циклов как отдельных, так и совмещенных операций (проводится сравнение аналогичных рабочих циклов испытываемой машины с однотипной, принятой за эталон);
- величина отклонения рабочего органа под действием силы тяжести или контрольной нагрузки при блокированных приводах за определенное время (определяются вязкостно-температурные свойства рабочих жидкостей);
- внешние утечки рабочей жидкости через уплотнения и соединения в режимах номинального рабочего давления и кратковременного максимального при различных скоростях движения (определяется состояние уплотнений);
- количественный и качественный состав загрязнений рабочей жидкости;
- температура рабочей жидкости и темпы ее изменения.
7.3 Параметры оценки внутреннего состояния гидросистемы и ее отдельных элементов подразделяются на общие для подавляющего числа гидроустройств и индивидуальные, характеризующие отдельные типы гидроустройств.
7.3.1 Общие параметры подразделяются на основные и вспомогательные.
7.3.2 При диагностировании внутреннего состояния гидросистемы и ее отдельных элементов основными параметрами являются:
- объемные потери рабочей жидкости;
- объемный КПД;
- номинальное и максимальное давление;
- перепад давления на гидроаппаратах и отдельных участках гидросистемы.
7.3.3 При диагностировании внутреннего состояния гидросистемы и ее отдельных элементов вспомогательными параметрами являются:
- виброакустические параметры (виброперемещение, виброускорение);
- интенсивность изменения давления в контуре;
- температура нагрева корпуса;
- температура рабочей жидкости;
- концентрация и гранулометрический состав механических примесей.
7.4 Оценка состояния рабочей жидкости осуществляется по следующим параметрам:
- температура рабочей жидкости;
- кинематическая вязкость жидкости при номинальной температуре;
- концентрация механических примесей;
- гранулометрический состав механических примесей;
- интенсивность нагрева рабочей жидкости;
- содержание воды;
- кислотное число;
- плотность;
- физическая стабильность;
- химическая стабильность;
- содержание присадок;
- вязкостно-температурные свойства жидкости.
7.5 При диагностике гидропривода обязательному контролю подлежат как общие, так и индивидуальные для каждого типа гидромашин и гидрооборудования параметры. Перечень диагностируемых параметров приведен в приложении Б.
8 Методика и технология диагностирования
8.1 Методика диагностирования гидропривода машины определяется применяемым методом диагностирования.
8.2 Диагностирование гидроустройств с применением технических средств диагностирования должно осуществляться после опроса машиниста и внешнего осмотра исследуемого гидроустройства.
8.3 Диагностирование гидроустройств перед установкой их на машину или при снятии их с машины, осуществляемое на стационарных участках организаций, эксплуатирующих машины, или исполнителей технического сервиса, должно осуществляться с применением специализированных или универсальных стендов для диагностики гидропривода.
8.3.1 Выбор специализированного или универсального стенда следует осуществлять в зависимости от объемов проводимых работ.
8.3.2 При небольших объемах работ следует ориентироваться на универсальные стенды, характеристики которых приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Размерная группа стенда | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Мощность основной насосной станции стенда, кВт |
11 | 37 | 75 | 132 | 250 | 500 |
| Емкость основного бака стенда, л | 70 | 180 | 360 | 700 | 1400 | 2000 |
Блок-схема универсального стенда для диагностирования гидропривода в соответствии с параметрическим методом приведена на рисунке 1.
Универсальный диагностический стенд
/---------------------------------------------------------------\
/--------| Нагрузочные устройства |------------\
| | (механические, гидравлические, электромеханические и т.п.) | |
| \---------------------------------------------------------------/ |
| /--+------------------+--------------+--------------------+----------------|
| | | | | | | | | |
| |
| /-----------------\ /----------------\ /------------------\ /------------------\ |
| | Пост испытания | | Пост испытания | | Пост испытания | | Пост испытания | |
| | насосов и | | гидроцилиндров | |гидрораспределите-| |контрольно-регули-| |
| | гидромоторов | | | | лей | | рующих аппаратов | |
| \-----------------/ \----------------/ \------------------/ | (регуляторов | |
| | | | |потока, клапанов, | |
| | | | | | | |дросселей и т.п.) | |
| | \---------------+--------------------+-----+-----| | |
| | | | | \------------------/ |
| | | | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
| /--------------------------------\ | | | |
| | Пульт управления стендом |---------------------+--------------/ |
\---| (включая гидроаппараты | | /-----------------\ |
| управления - распределители, | | | Вспомогательная | |
|нагрузочные клапаны и дроссели) | | |насосная станция |----/
\--------------------------------/ | | (станция |
| | подпитки) |
| | \-----------------/
| | |
/-----------------------\ | |
| Основная насосная | | |
| станция переменной |------------------------+-------/
| производительности | |
\-----------------------/ |
|
| /------------------\ | /-----------------\
| | Блок очистки | | | Вспомогательная |
/-------------\ | рабочей жидкости |-+-----|насосная станция |
| Основной | | (блок фильтров) | | \-----------------/
| гидробак |---------| | |
\-------------/ \------------------/ | /-----------------\
| | Бак для сбора |
\----| утечек рабочей |
| жидкости |
| (бак-отстойник) |
\-----------------/
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.
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 осуществляется по формуле
,
где - подача насоса, л/мин;
- рабочий объем насоса,
;
- обороты приводного вала насоса, об/мин.
8.7.2 Определение объемных потерь в распределителе осуществляется при разомкнутых муфтах (см. рисунок 2, поз. 5.1) по формуле
,
где - расход через клапан или гидротестер (при включении по Т-схеме), л/мин.
8.7.3 Определение объемных потерь в гидроцилиндре осуществляется по формуле
,
где - расход через клапан или гидротестер при соединенных муфтах, 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.
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), определют# собственные потери давления в системе, давление открытия обратных клапанов, потери давления на распределителе, потери давления на фильтре.
8.11.1 Частоту вращения коленвала дизеля с учетом близости производительности насоса на холостом ходу
к теоретической
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 () 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.
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
,
где и
- расходы, измеренные в напорной магистрали насоса при давлении соответственно
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 в клапанном режиме работы осуществляется по формуле
,
где - подача насоса, измеренная на его выходе при давлении Р, л/мин;
- 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
,
где и
- 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.
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.
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.
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.
8.17.3 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.
9 Средства диагностирования
9.1 Средства диагностирования гидропривода машин определяются в соответствии с СП 12-105 и данным МДС.
9.2 Средства диагностирования гидропривода машин подразделяются на:
- основные, предназначенные для определения характеристик гидропривода машин;
- вспомогательные, используемые для подключения средств диагностирования и обработки полученных результатов.
Перечень и назначение наиболее распространенных основных и вспомогательных средств диагностирования приведены в приложении Ж.
10 Организация диагностирования машин
10.1 Организация диагностирования осуществляется в соответствии с СП 12-105 и настоящим МДС.
10.2 К проведению диагностирования допускается обслуживающий персонал, прошедший специальную подготовку по обслуживанию гидравлических систем машин.
/-------------------------------------------------\
|Ежесменное диагностирование перед началом работы.|
/----------| Плановое диагностирование |
| \-------------------------------------------------/
| | |
| Гидропривод | | Гидропривод
| исправен неисправен
| /--------------------\ /------------------------------\
| | | Внезапный | |
| | Эксплуатация | отказ | Общее диагностирование |
| | |---------------| |
| \--------------------/ \------------------------------/
| | |
| |
| /------------------------------\ | /----------------------------------\
| | Техническое | | |Локализация подсистемы, содержащей|
\-------------| обслуживание | | | отказ |
\------------------------------/ | \----------------------------------/
| |
|
| /-------------------------\
| | Углубленное |
| | диагностирование |
| \-------------------------/
| |
|
/-------------------\ /-----------------------\ /-------------------\
| Хранение |------|Замена гидроустройства |-|Локализация отказа |
\-------------------/ \-----------------------/ \-------------------/
|
|
| /----------------------------------\
| | Снятие гидроустройства с |
| | эксплуатации |
| \----------------------------------/
| | |
| |
/-------------------------\ /------------------\ |
| Послеремонтный | | Ремонт | |
| контроль |--------------------| |
\-------------------------/ \------------------//----------------\
| Списание |
\----------------/
Рисунок 9 - Схема взаимодействия ремонтно-профилактических воздействий на строительную машину при применении диагностирования
10.3 Система диагностирования гидропривода машин может являться составной частью общей системы ремонтно-профилактических воздействий на машину.
10.4 Типовая схема взаимодействия ремонтно-профилактических воздействий на машину при применении диагностирования гидропривода представлена на рисунке 9.
10.5 Трудоемкость выполнения диагностических операций приведена в приложении И.
11 Учет результатов проведения диагностирования машин
11.1 Учет результатов проведения диагностирования гидропривода машин - в соответствии с СП 12-105.
Откройте актуальную версию документа прямо сейчас
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Механизация строительства. Организация диагностирования строительных и дорожных машин. Диагностирование гидроприводов. МДС 12-20.2004
Текст документа приводится по официальному изданию Госстроя России, ФГУП ЦПП, 2004 г.
1 Разработан рабочей группой Технического комитета по стандартизации ТК 376 "Эксплуатация строительно-дорожных машин и оборудования" в составе: Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ) (канд. техн. наук, доцент Гринчар Н.Г.), Московский государственный строительный университет (МГСУ) (канд. техн. наук, доцент Густов Д.Ю.), Владимирский государственный университет (ВлГУ) (докт. техн. наук, профессор Ким Б.Г.) и Управление государственной строительной политики (в том числе лицензирование) Госстроя России (Молоткова Л.Н. и канд. техн. наук Симонов С.Н.)