Разработать обоснованные технические решения по формированию системы предупреждения и обнаружения отказов гидроприводов
|
Раздел 1 7
1.1 Роль и место надёжности гидропривода в современном производстве 7
1.2 Классификация видов отказа гидропривода 9
Раздел 2 23
2.1 Основные пути повышения надёжности 23
2.2 Тестовое диагностирование надёжности гидропривода 49
Раздел 3. Современное оборудование по восстановлению и изготовлению элементов гидропривода 61
3.1 Восстановление деталей методом наплавки 61
3.2 Износостойкое покрытие хромом 63
3.3 Производство РТИ 63
Раздел 4 65
4.1 Виды рабочих жидкостей применяемых в гидросистеме
оборудования машиностроения 65
4.2 Современные фильтрующие материалы 74
Основные выводы 78
Список использованных источников
1.1 Роль и место надёжности гидропривода в современном производстве 7
1.2 Классификация видов отказа гидропривода 9
Раздел 2 23
2.1 Основные пути повышения надёжности 23
2.2 Тестовое диагностирование надёжности гидропривода 49
Раздел 3. Современное оборудование по восстановлению и изготовлению элементов гидропривода 61
3.1 Восстановление деталей методом наплавки 61
3.2 Износостойкое покрытие хромом 63
3.3 Производство РТИ 63
Раздел 4 65
4.1 Виды рабочих жидкостей применяемых в гидросистеме
оборудования машиностроения 65
4.2 Современные фильтрующие материалы 74
Основные выводы 78
Список использованных источников
На сегодняшний день, на оборудовании машиностроения ПАО КАМАЗ широко применяются гидроприводы, и стоит задача по снижению процента их отказа, повышения надёжности и повышение их эксплуатационных характеристик, а так же, уделяется большое внимание вопросам повышения работоспособности и экономичности.
В данной работе рассматриваются факторы, определяющие надежность эксплуатации гидравлического привода, а также комплекс мероприятий, направленный на ее повышение, на этапах проектирования, производства и эксплуатации гидропривода. Современные гидрофицированные машины решают большое количество производственных задач, поэтому важно эксплуатировать гидравлический привод с максимальной отдачей, что возможно в условиях обеспечения его надежности.
Под надежностью (по ГОСТ 27.002-89) понимают свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Надёжность в «широком» смысле - комплексное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации может включать в себя свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости, а также определённое сочетание этих свойств. Способность гидропривода выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения требует минимизации и устранения его недостатков, что необходимо учитывать как на этапе проектирования, так и в ходе производства гидроприводов и их непосредственной эксплуатации. [1]
Надежность гидропривода, должна обеспечиваться системой технического обслуживания и планово-предупредительных ремонтов. Совершенствование системы планово-предупредительных ремонтов занимает важное место в исследованиях по обеспечению надежности.
Актуальность
Исследования работы гидроприводов на оборудовании машиностроения ПАО КАМАЗ, Литейный завод показывают, что надежность гидроприводов находится на низком уровне. Так, например, на гидроприводы технологического оборудования автоматических формовочных линий (АФЛ) приходится 33-53,8% отказов от числа отказов по всей формовочной линии. Из всех элементов гидроприводов наибольшее количество отказов имеют рукава высокого давления (РВД) от 29,7 до 44,4% и золотниковые распределители - до 23,8%.
Выход из строя рукавов высокого давления приводит к большим потерям рабочей жидкости и снижению производительности оборудования в результате простоев. Сложность определения технического состояния гидрораспределителей затрудняет их контроль, что снижает срок службы и повышает затраты на ремонт, причем значительная часть распределителей отправляется в ремонт по причине разрегулировки, то есть с недоиспользованным ресурсом.
Одной из категорий надежности гидропривода является его долговечность, то есть способность сохранять работоспособность до наступления предельного состояния в течение всего периода эксплуатации при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Из всех составных частей долговечности гидропривода наибольший интерес представляет ремонтопригодность — свойство, заключающееся в приспособленности машины к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов. Обеспечение ремонтопригодности гидроприводов, имеющих наибольшее количество отказов, позволит повысить их долговечность, а, следовательно, и надежность.
Одним из эффективных средств профилактики отказов является техническое диагностирование гидроприводов, позволяющее предупредить и обнаружить неисправности, определить текущее рабочее состояние и годность их к дальнейшему использованию.
Следовательно, исследования гидроприводов по совершенствованию и разработке новых методов определения их технического состояния и вероятности безотказной работы, методик поиска оптимальной стратегии замены элементов гидроприводов, весьма актуальны.
Проблематика
Рост числа отказов гидроприводов и простои оборудования отрицательно сказывается на экономических показателях предприятия. Надёжность гидропривода зачастую снижается ряду причин:
Отсутствие регламентного технического обслуживания. Сюда входит: нарушение периода смены масла, очистки гидравлической системы, смены фильтрующих элементов, устранения утечек, проверки соответствия технических параметров гидравлической системы (давления, расход, уровень масла);
Неправильный выбор рабочей жидкости - применение масел с характеристиками, не соответствующими режиму эксплуатации;
Применение комплектующих, не соответствующих требованиям и параметрам системы. Например, таких деталей как: гидравлические узлы и агрегаты, фильтрующие элементы, уплотнения, рукава высокого давления;
Неверная настройка гидравлической системы - клапанов, регуляторов, насосов, реле давлений.
В результате чего требуется восстановление или же замена гидропривода.
Цель исследований
Повышение надежности гидроприводов на оборудовании машиностроения путем обеспечения их ремонтопригодности с помощью разработки доступных методов, определения вероятности безотказной работы, оптимальной стратегии замены элементов гидропривода, прогнозирования их остаточного ресурса.
Научная новизна
В классификации последствий отказов по степени тяжести и определении степени технического риска для гидроприводов в современных эксплуатационных условиях;
В разработке метода определения безразмерного коэффициента технического риска, учитывающего тяжесть последствий отказа и вероятность безотказной работы;
В разработке метода поиска отказов в гидросистемах, в том числе в автоматизированном режиме, учитывающего время, стоимость и количество элементов в системе, и вероятность их отказа, и метода оптимизации размещения контрольных точек;
В разработке метода определения поправочных коэффициентов к статической характеристике при использовании диагностики;
Практическая ценность
В методике поиска отказов в основных подсистемах гидроприводов машин и автоматизации определения схемы контрольных точек;
В методике прогнозирования состояния гидропривода в целом и его основных элементов в процессе эксплуатации;
В рекомендациях по применению диагностического оборудования для гидрофицированных машин, в том числе по стабилизации температурных режимов замкнутых контуров в заданных пределах для диагностических стендов;
В определении порога минимально необходимого повышения эксплуатационной производительности, при котором достигается экономический эффект от применения средств диагностики.
В данной работе рассматриваются факторы, определяющие надежность эксплуатации гидравлического привода, а также комплекс мероприятий, направленный на ее повышение, на этапах проектирования, производства и эксплуатации гидропривода. Современные гидрофицированные машины решают большое количество производственных задач, поэтому важно эксплуатировать гидравлический привод с максимальной отдачей, что возможно в условиях обеспечения его надежности.
Под надежностью (по ГОСТ 27.002-89) понимают свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Надёжность в «широком» смысле - комплексное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации может включать в себя свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости, а также определённое сочетание этих свойств. Способность гидропривода выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения требует минимизации и устранения его недостатков, что необходимо учитывать как на этапе проектирования, так и в ходе производства гидроприводов и их непосредственной эксплуатации. [1]
Надежность гидропривода, должна обеспечиваться системой технического обслуживания и планово-предупредительных ремонтов. Совершенствование системы планово-предупредительных ремонтов занимает важное место в исследованиях по обеспечению надежности.
Актуальность
Исследования работы гидроприводов на оборудовании машиностроения ПАО КАМАЗ, Литейный завод показывают, что надежность гидроприводов находится на низком уровне. Так, например, на гидроприводы технологического оборудования автоматических формовочных линий (АФЛ) приходится 33-53,8% отказов от числа отказов по всей формовочной линии. Из всех элементов гидроприводов наибольшее количество отказов имеют рукава высокого давления (РВД) от 29,7 до 44,4% и золотниковые распределители - до 23,8%.
Выход из строя рукавов высокого давления приводит к большим потерям рабочей жидкости и снижению производительности оборудования в результате простоев. Сложность определения технического состояния гидрораспределителей затрудняет их контроль, что снижает срок службы и повышает затраты на ремонт, причем значительная часть распределителей отправляется в ремонт по причине разрегулировки, то есть с недоиспользованным ресурсом.
Одной из категорий надежности гидропривода является его долговечность, то есть способность сохранять работоспособность до наступления предельного состояния в течение всего периода эксплуатации при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Из всех составных частей долговечности гидропривода наибольший интерес представляет ремонтопригодность — свойство, заключающееся в приспособленности машины к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов. Обеспечение ремонтопригодности гидроприводов, имеющих наибольшее количество отказов, позволит повысить их долговечность, а, следовательно, и надежность.
Одним из эффективных средств профилактики отказов является техническое диагностирование гидроприводов, позволяющее предупредить и обнаружить неисправности, определить текущее рабочее состояние и годность их к дальнейшему использованию.
Следовательно, исследования гидроприводов по совершенствованию и разработке новых методов определения их технического состояния и вероятности безотказной работы, методик поиска оптимальной стратегии замены элементов гидроприводов, весьма актуальны.
Проблематика
Рост числа отказов гидроприводов и простои оборудования отрицательно сказывается на экономических показателях предприятия. Надёжность гидропривода зачастую снижается ряду причин:
Отсутствие регламентного технического обслуживания. Сюда входит: нарушение периода смены масла, очистки гидравлической системы, смены фильтрующих элементов, устранения утечек, проверки соответствия технических параметров гидравлической системы (давления, расход, уровень масла);
Неправильный выбор рабочей жидкости - применение масел с характеристиками, не соответствующими режиму эксплуатации;
Применение комплектующих, не соответствующих требованиям и параметрам системы. Например, таких деталей как: гидравлические узлы и агрегаты, фильтрующие элементы, уплотнения, рукава высокого давления;
Неверная настройка гидравлической системы - клапанов, регуляторов, насосов, реле давлений.
В результате чего требуется восстановление или же замена гидропривода.
Цель исследований
Повышение надежности гидроприводов на оборудовании машиностроения путем обеспечения их ремонтопригодности с помощью разработки доступных методов, определения вероятности безотказной работы, оптимальной стратегии замены элементов гидропривода, прогнозирования их остаточного ресурса.
Научная новизна
В классификации последствий отказов по степени тяжести и определении степени технического риска для гидроприводов в современных эксплуатационных условиях;
В разработке метода определения безразмерного коэффициента технического риска, учитывающего тяжесть последствий отказа и вероятность безотказной работы;
В разработке метода поиска отказов в гидросистемах, в том числе в автоматизированном режиме, учитывающего время, стоимость и количество элементов в системе, и вероятность их отказа, и метода оптимизации размещения контрольных точек;
В разработке метода определения поправочных коэффициентов к статической характеристике при использовании диагностики;
Практическая ценность
В методике поиска отказов в основных подсистемах гидроприводов машин и автоматизации определения схемы контрольных точек;
В методике прогнозирования состояния гидропривода в целом и его основных элементов в процессе эксплуатации;
В рекомендациях по применению диагностического оборудования для гидрофицированных машин, в том числе по стабилизации температурных режимов замкнутых контуров в заданных пределах для диагностических стендов;
В определении порога минимально необходимого повышения эксплуатационной производительности, при котором достигается экономический эффект от применения средств диагностики.
В диссертационной работе разработаны обоснованные технические решения по формированию системы предупреждения и обнаружения отказов гидроприводов, что позволяет решить проблему повышения их надежности, обеспечить рост производительности машин и снижения себестоимости их эксплуатации.
Новизна проведенных исследований определена рядом новых теоретических положений, объединенных принципом сохранения требуемых качественных показателей гидроприводов в течение всего периода их эксплуатации, а также практических рекомендаций, внедрение которых создает новое направление в разработке средств обеспечения ремонто-пригодности, доступных для любого машиностроительного предприятия.
На этой основе получен ряд научных результатов и выработаны практические рекомендации по их использованию, которые отражены в нижеследующих пунктах.
1. Дана обобщенная характеристика надежности гидроприводов. Установлено, что существующие гидромашины имеют низкую эксплуатационную надежность гидроприводов их технологического оборудования. Элементами гидропривода, лимитирующими его надежность, являются рукава высокого давления и гидроаппаратура. Причем отказы рукавов высокого давления носят, как правило, внезапный характер, а различная гидроаппаратура отправляется в ремонт с недоиспользованным ресурсом по причине отсутствия доступных средств определения их технического состояния.
2. Выявлены отказы гидроприводов, вследствие чего происходят простои оборудования, что, безусловно, сказывается на экономических показателях.
3. Предложены пути решения проблем в области надёжности гидроприводов на оборудовании машиностроения.
4. Использован метод тестового диагностирования гидроприводов основанный на анализе возникающих при создании тестовых воздействий свободных затухающих колебаний, позволяет определять общее техническое состояние гидропривода в процессе проведения технического обслуживания или ремонтов машины.
5. Определение технического состояния РВД в процессе эксплуатации может быть выполнено упрощенным способом, визуальным осмотром.
6. Прогнозирование остаточного ресурса элементов гидропривода
можно проводить с помощью разработанного метода, основанной на определении вероятности безотказной работы с использованием разработанных средств диагностирования.
Новизна проведенных исследований определена рядом новых теоретических положений, объединенных принципом сохранения требуемых качественных показателей гидроприводов в течение всего периода их эксплуатации, а также практических рекомендаций, внедрение которых создает новое направление в разработке средств обеспечения ремонто-пригодности, доступных для любого машиностроительного предприятия.
На этой основе получен ряд научных результатов и выработаны практические рекомендации по их использованию, которые отражены в нижеследующих пунктах.
1. Дана обобщенная характеристика надежности гидроприводов. Установлено, что существующие гидромашины имеют низкую эксплуатационную надежность гидроприводов их технологического оборудования. Элементами гидропривода, лимитирующими его надежность, являются рукава высокого давления и гидроаппаратура. Причем отказы рукавов высокого давления носят, как правило, внезапный характер, а различная гидроаппаратура отправляется в ремонт с недоиспользованным ресурсом по причине отсутствия доступных средств определения их технического состояния.
2. Выявлены отказы гидроприводов, вследствие чего происходят простои оборудования, что, безусловно, сказывается на экономических показателях.
3. Предложены пути решения проблем в области надёжности гидроприводов на оборудовании машиностроения.
4. Использован метод тестового диагностирования гидроприводов основанный на анализе возникающих при создании тестовых воздействий свободных затухающих колебаний, позволяет определять общее техническое состояние гидропривода в процессе проведения технического обслуживания или ремонтов машины.
5. Определение технического состояния РВД в процессе эксплуатации может быть выполнено упрощенным способом, визуальным осмотром.
6. Прогнозирование остаточного ресурса элементов гидропривода
можно проводить с помощью разработанного метода, основанной на определении вероятности безотказной работы с использованием разработанных средств диагностирования.