Методы оценки технического состояния механизмов мобильных машин с применением информационных технологий

• Автор: Гиберт, Альфред Иванович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 58 с. : ил.; 20х15 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Машинный парк сельского хозяйства в последние годы обновляется слабо, стареет. Например, в Новосибирской области за 1995 год число тракторов снизилось с 29 тыс. до 27,5 , кроме того, 47 % из них отработали свой ресурс, хотя используются за отсутствием замены, и такая тенденция сохраняется. Аналогична картина по зерновым комбайнам и автомобилям. По сравнению с 1990 г. выпуск тракторов снизился в 1999 г. в 16,5 раз, зерновых комбайнов - в 34,5 раза. Приобретение новой техники замедлилось в 16-20 раз. Проблема эффективного использования машин в условиях роста нагрузки на единицу сельскохозяйственной техники и сокращения остаточного ресурса может быть частично решена путем создания новых методов оценки технического состояния труднодоступных механизмов машин.
Экспрессные методы оценки технического состояния машин и систем с применением информационных технологий необходимы для своевременного выявления потребности в техническом обслуживании мобильных сельскохозяйственных машин и их агрегатов, восстановления параметров конструктивных и неконструктивных элементов в полевых УСЛОВИЯХ. •* •!.•«ьдППКИкйМЬ лаче-■я. Недостаточно предотвращения отказов. Своевременно восстанавливая расчетные параметры, можно предотвратить не только сокращение ресурса, производительности машины, перерасход горюче-смазочных материалов, но и дополнительное загрязнение окружающей среды.
Анализ показывает, что разработанные уже методы экспресс-контроля агрегатов трактора большей частью не касаются таких труднодоступных механизмов, как кривошипно-шатунный в ДВС, агрегаты трансмиссий с зубчатыми передачами^также надежных методов и средств контроля и диагностики топливной аппаратуры дизелей, особенно применительно к условиям эксплуатации.
Существующие методы диагностирования, например, кривошипно-шатунного механизма с помощью компрессорновакуумной установки (КИ-4942) громоздки, требуют демонтажа поля» '?а картера и определяют суммарный зазор в сопряжениях .,-,нный подшипник - вкладыш", "втулка верхней головки ша-т--ьг - палец", “палец - бобышки поршня". В зубчатых передачах определяется суммарный зазор всех пар соединенных кол£с и подшипников качения.

Для этих базовых механизмов требуется найти такие методы диагностирования и их совокупности, которые позволяли бы, во» первых, однозначно решать, требуется ли снимать агрегат с машины или нет, и во-вторых, достигать этой цели с меньшими удельными затратами при обязательном выполнении сельскохозяйственных работ.
Поэтому эта проблема представляется актуальной, ее решению и посвящена данная работа.
Цель исследований - повышение эффективности использования машинно-тракторного парка в сельскохозяйственном производстве за счет разработки экспресс-методов диагностирования базовых и топливодозирующих механизмов мобильных машин на основе применения информационных технологий.
Объект исследований - технологические, физические процессы при работе базовых и топливодозирующих механизмов мобильных машин в ходе их диагностирования на тестовых режимах.
Предмет исследования - зависимости диагностических параметров эвристического и аналитического характера от технического состояния механизмов машин.
Методы исследований - в аналитических исследованиях использовались методы спектрального анализа, математической статистики, информации, моделирования, теории колебаний и теории вероятностей. В экспериментальных исследованиях механизмов машин применялись методы планирования экспериментов, статистической обработки результатов, проводилась производственная проверка результатов лабораторных исследований. Использовались оригинальные методики измерений при исследовании траекторий центра нижней головки шатуна относительно шейки вала, при опенке состояния топливной аппаратуры, подшипников качения. Исследования проводились с применением ПЭВМ, электронных измерительных систем и установок, методов моделирования. Моделирование осуществлялось с использованием информационных и натурных моделей.
Научную новизну представляют:
- информационные, математические модели диагностирования технического состояния механизмов, труднодоступных и наиболее ответственных узлов трактора;
- совокупность теоретических и методологических предпосылок (парадигма), определяющих данное исследование, направленное на совершенствование проблемы информационною обеспече-

Например, в Новосибирской области работает 20500 условных тракторов, выработка на один составляет 1200 у. га. Средний перерасход топлива равен 15 % при допуске в 3 %. Экономия топлива Эт при этом будет равна:
^ _Цт Лт Нр ¥ т ^ руб.,
Эг Ї00%
где ЦТ - дена 1 кг топлива, руб.;
Пт - фактический процент перерасхода топлива;
НР - норматив расхода топлива, кг/у. э. га;
У - годовая выработка на 1 условный трактор, у. э. га; пг - число условных тракторов, шт.
3 _ 6,0-12-12-1200-20500 _ 212544000руб. 100%
На один эталонный трактор приходится 10368 руб. за сезон.
Исследования показывают, что своевременная регулировка топливной аппаратуры ДВС повышает срок его службы на 10 - 15 % . Использование всех методов способствует экономии до 40 % топлива, до 20 % запасных частей и повышает производительность парка до 20 %. В /14/ показано, что использование динамических и виброакустических методов диагностирования сокращает время получения нужной информации по сравнению с другими примерно втрое.
Время диагностирования основных параметров трактора по приведенной ниже таблице сокращается по сравнению с уже известными методами на 1,5 часа на один трактор за счет применения более оперативных методов контроля при одновременном измерении большего числа параметров.
В течение сезона каждый трактор 2-3 раза проходит диагностирование, при этом экономится от 3-х до 4,5 часов, что в рублях составляет около 54 руб. на условный трактор (1 час простоя равен 13-15 руб. на уел. трактор).
Таким образом только по этим двум показателям экономический эффект составляет 10420 руб. на 1 уел. трактор за сезон (в ценах конца 1999г.).
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1.Созданная информационная модель процесса диагностирования технического состояния базовых труднодоступных узлов и ответственных механизмов трактора позволяет проанализировать потоки инфор-