Закономірності виміру головних показників роботи тракторів в експлуатації

Закономірності виміру головних показників роботи тракторів в експлуатації

Реферат

на тему:

Закономірності виміру головних показників роботи тракторів в експлуатації

Зміст

• 1. Закономірності виміру головних показників роботи тракторів в експлуатації
• 2. Зміни показників надійності тракторів і їхніх складових в експлуатації
• 2.1 Характеристика станів і формування експлуатаційних несправностей
• 2.2 Закономірності зношування основних з'єднань і гранично-допустимі стани
• 2.3 Зміна показників безвідмовності комплектуючих виробів тракторів
• 2.4 Зміна показників довговічності складових частин тракторів
• 2.5 Зміна показників ремонтопридатності тракторів
• 2.6 Значення оціночних показників характеристик ремонтопридатності вузлів, агрегатів і систем трактора
• 2.7 Зовнішні ознаки типових відмов і їхні можливі причини

1. Закономірності виміру головних показників роботи тракторів в експлуатації

За тривалий період експлуатації тракторів, зокрема такої його складової частини як двигун, характеризується певною зміною стабільності потужностних і економічних показників. Динаміка зміни цих показників у процесі експлуатації двигунів має певну закономірність, що проявляється практично незалежно від періоду випуску двигунів.

Слід зазначити, що моторними заводами разом з науково-дослідними організаціями постійно ведуться розробки по створенню нових ефективних конструктивних рішень двигунів, а такі по модернізації й удосконалюванню існуючих I конструкцій. Прикладом може бути проведення робіт з підвищення технічного рівня двигуна Д-240 (модифікація моделі 1411/12,5), установлюваного на одному з найпоширеніших в агропромисловому комплексі тракторі МТЗ - 80/82.

Ступінь фактичного підвищення технічного рівня двигунів Д-240 і наявна закономірність зміни параметрів добре ілюструються при порівняльному аналізі двох партій двигунів (по 6 шт. у кожній партії) за наробіток 8000 мотогодин (перша партія) і 9000 мотогодин (друга партія), експлуатованих (випробовуваних) на тракторах МТЗ-80/32 у південній зоні України. Причому за результатами випробувань першої партії двигунів Мінським моторним заводом і ОФ НАТИ були розроблені заходи, спрямовані на підвищення їхньої надійності. Ці заходи реалізовані I на двигунах другої партії, установлених на тракторах МТЗ-80/82,1 пріцюючих в ідентичних умовах.

Як відомо, технічний рівень тракторних двигунів оцінюється комплексом показників, у числі яких поряд з потужно-економічними показниками й показники безвідмовності. Як оцінний показник безвідмовності прийнятий середнє число відмов на один двигун.

Для оцінки ступеня зміни економічності двигунів використають коефіцієнти, що характеризують середні значення зміни питомої витрати палива

1

де, ? ge1i=|gen1i - get1i| - абсолютна величина відхилення питомої витрати палива двигунів першої партії при i-тім наробітку, j - порядковий номер двигуна, п. - кількість двигунів, gen1i - питома витрата палива двигунів першої партії до проведення операцій TO-3 при i - тому наробітку, get1i - питома витрата палива двигунів першої партії після проведення операцій ТЕ-3 при i - тому наробітку.

Аналогічно

2

тільки для двигунів другої партії.

Для оцінки потужностних показників використають коефіцієнти, що характеризують середні значення зміни потужності двигуна

3

де Nei1 = |Neni1 - Neti1| - абсолютна величина відхилення потужності двигунів першої партії в i - тім інтервалі наробітку;

Nei1 - потужність двигуна першої партії до проведення ТЕ-3 при i - тому наробітку;

Neti1 - потужність двигуна першої партії після проведення ТЕ-3 при i - тому наробітку.

Аналогічно

4

для двигунів другої партії.

Для оцінки ступеня поліпшення показників, що характеризують зміну питомої витрати палива, у кожному інтервалі наробітку використається коефіцієнт Q gei, обумовлений з відношення

5

а для оцінки ступеня поліпшення показників, що характеризують зміну потужності в кожному інтервалі наробітку, використається коефіцієнт QNei, обумовлений з відношення

6

Трактори із установленими на них двигунами обох партій I використалися на однакових видах робіт і приблизно в однаковому I обсязі (табл.1).

З таблиці видно, що частка транспортних робіт для тракторів першої партії склала - 47,2%, а для другого - 49,1%; суцільної культивації - 9,3 і 9,4% відповідно, міжрядної обробки - 3,5 і 12,2%, збирання кукурудзи на силос і зерно - 15 і 16,8%, імітації тягового завантаження (з баластовими завантажувальними пристроями при відсутності корисних робіт) - 11,9 і 4,1%.

Результати випробувань показали, що впровадження комплексу конструкторсько-технологічних заходів на двигунах другої партії забезпечило зниження середнього числа відмов у порівнянні I із двигунами першої партії в цілому в 1,3 рази {табл.1) у тому числі: по системі змащення в 2,35 рази, по головці циліндрів в 2,28 рази, по кривошипно-шатунному механізмі в 1,53 рази. Незначне зниження числі відмов по системі охолодження пояснюється тим, що встановлені на двигунах другої партії ущільнення водяних насосів типу "ВАЗ" не впали очікуваного ефекту через те, що система охолодження в експлуатації заповнювалася не антифризом, а водою.

Таблиця 1. Порівняльні дані по безвідмовності двигунів Д - 240

Впровадження паливного насоса 4УТНМ повністю виключило такі відмови як поломки пружин регулятора й насосних секцій, руйнування підшипників кулачкового вела. Разом з тим, необхідно продовжити роботи з підвищення довговічності стопорних гвинтів тол - I нагелів, прокладок насосних секцій, а також паливопроведення малого тиску. Впровадження захисних кілець із фторопласта на окантовках гільзових отворів прокладки головки блоку повністю виключив випадки прогоряння й прориву прокладок, стійки валика коромисел підвищеної твердості з додатковим кріпленням, шайби пружини клапанної збільшеної товщини дозволили знизити число I відмов по головці циліндрів в 2,29 рази. Впровадження поршнів з нерезистової вставкою під верхнє кільце, верхнього компресійного кільця із хромовим покриттям і бочкообразной формою робочої поверхні, других і третього компресійних кілець "хвилинного" типу й маслоз'ємні кільці коробчатого типу зі спіральним розширником, вкладишів з біметалу із трикомпонентним прироботочним покриттям, кришки коркового типу, маслозаливної горловини й ряду інших заходів знизило середнє число відмов по блоці циліндрів і кривошипно-шатунному механізму в 1,54 рази. Комплекс конструкторсько-технологічних заходів, впроваджений на другій партії двигунів повністю виключив відмови деталей гільзо-поршневої групи протягом заданого ресурсу, а число відмов деталей клапанного механізму знизив на 6055. Значно (в 2,4 рази) знизився вихід з ладу ременів вентилятора. Установка маслозаливної горловини із кришкою коркового типу забезпечила надійність фіксації кришки й виключила підтікання масла. Підвищилася надійність моноциклона зі зміненою фіксацією ковпака. У такий спосіб впровадження заходів знизило загальне число відмов по двигуні на 23%, у тому числі: на 7,1% по I групі складності, на 23,8% по 2 групі складності й на 33,3% по 3 групі складності. Наробіток на відмову підвищилася на 32,4%, у тому числі по I групі складності на 20,9%, по 2 групі - на 48% і по 3 групі складності на 68,8$. Більше інтенсивне зростання наробітку на відмову в порівнянні зі зниженням загального числа відмов пояснюється тим, що число відмов по першій партії двигунів враховано за період випробувань в обсязі 8000 мотогодин, а другий за 9000 мотогодин.

Заходи, впроваджені на двигунах другої партії, мали своєю метою зниження трудомісткості технічного обслуговування, поліпшення потужно-економічних показників, зниження витрати масла на вигар.

Таблиця 2. Зайнятість тракторів МТЗ - 80/82 по видах робіт (в%)

Зокрема, на цих двигунах (як і в цілому на тракторах) впроваджена нова система технічного обслуговування, що передбачає проведення ТО-Э із заміною масла в картері двигуна через 500 годин роботи, а не через 240, як це прийнято для серійних тракторів (табл.3), що дозволяє заощаджувати щорічно до 40 кг масла МІГ на кожний трактор.

Таблиця 3. Періодичність технічного обслуговування тракторів (двигунів)

У процесі випробувань для виявлення стабільності значень потужності й питомої витрати палива при кожному технічному обслуговуванні УЗ (ТЕ-3) проводилися випробування двигунів на гальмовому стенді. При цьому значення знімалися двічі. Безпосередньо після проведення трактором польових робіт (але 10-3) і потім відразу ж після проведення операцій технічного обслуговування з метою приведення значень показників у відповідність із вимогами технічних умов (ТУ) на трактор. На мал.2.1 представлені розподіли значень коефіцієнтів стабільності питомої витрати палива й потужності двигунів, розрахованих по формулах 1...4. Як видно з малюнка, названі показники хоча й краще у двигунів другої партії, але зберігають ту ж закономірність.

Наведені в табл.2.4 значення коефіцієнтів і розраховані по формулах 5 і 6 характеризують ступінь поліпшення значень потужності двигуна й питомої витрати палива другої партії двигунів стосовно двигунів першої партії. Закономірність зміни цих показників також зберігається.

Таблиця 4. Розподіл коефіцієнтів, що характеризують ступінь поліпшення значень питомої витрати палива й потужності двигунів другої партії

Як видно з таблиці 4 двигуни другої партії щодо цього значно краще. У цілому за наробіток 8000 мотогодин середній коефіцієнт поліпшення значень показника питомої витрати палива склав 1,36, а для потужності - 1,41.

На двигунах другої партії відзначене також зниження величини вигару масла (табл.5), що визначалася в результаті проведення вигарних циклів.

Таблиця 5

Зниження величини вигару масла за результатами контрольних вигарних циклів (у середньому на один двигун)

2. Зміни показників надійності тракторів і їхніх складових в експлуатації

Класифікація відмов, як фактора розпізнавання їхніх причинно-наслідкових зв'язків

Пошук резервів підвищення експлуатаційної надійності тракторів пов'язаний з вивченням причин основних відмов, до яких віднесені ресурсні відмови й повторювані відмови 2 і 3 груп складності. Аналіз цих відмов з урахуванням характеру їхнього виникнення I показав, що причиною виникнення відмов тракторів у реальній експлуатації є наступні три джерела:

конструктивно-технологічні недоробки заводів-виготовлювачів тракторів і комплектуючих виробів;

неякісний ремонт складових частин тракторів на підприємствах Держагропрому;

низький рівень технічної експлуатації тракторів у господарствах.

Для конкретизації джерел виникнення відмов останні класифіковані на заводські, ремонтні й експлуатаційні. У перше поняття включені конструктивні й виробничі відмови, пов'язані з діяльністю заводів-виготовлювачів, у друге - виробничі відмови, що виникли в результаті неякісного ремонту. З обліком того, що експлуатаційні відмови пов'язані з рівнем технічної експлуатації тракторів, така класифікація відмов дозволяє адекватно відбити зазначені джерела їхнього виникнення.

Приймаючи за основу узагальнену класифікацію відмов і несправностей, наведену в / /, доповнимо її деякими положеннями (мал.1). За вихідне відправлення в узагальненій класифікації прийнятий потік відмов, розділений на відмови по характерних ознаках.

Приймаючи, що відмови по джерелу виникнення розділені на заводські, ремонтні й експлуатаційні, розглянемо їхню подальшу класифікацію.

По зовнішньому прояві вони підрозділені на явні й неявні, по частоті появи - одиничні й систематично повторювані; по можливості прогнозування - прогнозовані й непрогнозовані, по впливі на довговічність - впливаючі на довговічність і не впливають на неї, через - не пов'язані з руйнуванням і обумовлені руйнуванням, по виду елемента, що відмовив, - конструктивні й неконструктивні, за умовою роботи елемента - працюючі в парі тертя й не в парі тертя.

Залежно від характеру прояву відмови можуть бути пов'язані з руйнуванням і розривом металевих конструкцій, ушкодженням неметалічних виробів, розрегулювання, поломкам, тріщинами, прогорянням, зношуванням, оплавленням, зривом і й. п. .

По способі усунення відмови можуть зватися тих операцій профілактичних впливів і ремонту, за допомогою яких вони усуваються (заміна, відновлення, регулювання, підтяжка, промивання, очищення й т.д.). По способі усунення з урахуванням розбірно-складальних робіт відмови прийнята класифікувати по трьох групах складності - 1, 2,3.

У класифікації виділені наступні групи характерних ознак відмов залежно від наступних особливостей, походження, зовнішній прояв, причина виникнення, частота появи, вид елемента, що відмовив, умови роботи, вплив на довговічність, характер прояву, спосіб усунення.

Узагальнена класифікація (з метою можливості оцінки відмов, що усувають у польових умовах) доповнена ще рядом ознак, що характеризують походження експлуатаційних відмов - місце усунення, умови виникнення (види виконуваних с. - г. робіт) і можливість визначення відмов убудованими засобами спостереження за технічним станом тракторі.

По ознаці походження експлуатаційні відмови підрозділяються на відмови, пов'язані з порушенням режимів роботи й агрегатування тракторів із с. - г. машинами, відмови, обумовленою роботою із забрудненими або використовуваними не по призначенню сортами масел і палива; відмови, що є наслідком порушення правил ТЕ.

По ознаці, що характеризує місце проведення відбудовних робіт, відмови (залежно від їхньої складності) класифіковані усува як безпосередньо в полі, тракторній бригаді, у майстерні господарства або на ремонтних підприємствах.

Залежно від можливості визначення моменту настання відмов убудованими приладами вони підрозділені на діагностируємі (контрольовані) і не діагностируємі (неконтрольовані) безпосередньо в процесі роботи трактора з місця тракториста.

Поряд з розмаїтістю відмов по номенклатурі для кожного виду виконуваних робіт існують їхні характерні риси. При роботі на оранці в умовах великого навантаження на двигун, запиленості, підвищеного температурного режиму виникають відмови по двигуні, гідронавісній системі, коробці передач; на транспортних роботах - відмови по гальмах, рульовому керуванню, електроустаткуванню, ходовій системі. Тому в узагальненій класифікації передбачений поділ відмов, що виникають при виконанні різних робіт (оранки, культивації, транспортних робіт, інших видів с. - г. робіт).

З урахуванням доповнених ознак пропонована класифікація відмов і несправностей дає можливість досить повно провести їхню якісну оцінку й, в остаточному підсумку, намітити шляхи по розробці рекомендацій, спрямованих на підвищення працездатності тракторів в експлуатації, уточнити номенклатуру й періодичність операцій ТЕ стосовно до реальних умов роботи.

За результатами експлуатаційних спостережень узагальнені дані по працездатності тракторів (на прикладі колісного трактора кл.3) проведена класифікація відмов і несправностей за узагальненою схемою.

На мал.2представлена діаграма, що характеризує появу відмов і несправностей в експлуатації.

Як видно з діаграми, по експлуатаційним причина л виникає 34% відмов, з них 13% через порушення правил ТЕ (несвоєчасне проведення або невиконання ряду операцій ТЕ), 14% - через непідготовленість тракториста й порушення режимів роботи тракторів, 3% через роботу із забрудненими маслами й паливом. У першу чергу до цих видів відмов варто віднести стабільність регулювань форсунок і паливних насосів, прогоряння прокладки головки циліндрів, текти масла з під ковпак головки циліндрів і води з-під манжети сальника крильчатки водяного насоса, зависання клапана витрати рульового керування, золотника розподільника гідросистеми, руйнування підшипників хрестовин карданів, порушення регулювання муфти зчеплення й т.д.

Відмови конструктивного й технологічного характеру, також як виникнення тріщин, різного роду поломки, руйнування, деформація й розриви виробів, на частку яких доводиться до 63%, обумовлені головним чином конструктивними недоробками, порушенням технології виготовлення й зборки, низькою якістю зварювання й інших технологічних процесів виробництва.

Усунення виникаючих відмов відбувається, в основному, шляхом заміни СЧ, РЄ й деталей (68%), відновленням виробів, що відмовили (20%) і лише 4% відмов усувається регулюванням, під тяжкої, очищенням, промиванням і іншими подібними прийомами. Разом з тим певне число відмов в умовах експлуатації практично не усувається (до 8%), Трактори нерідко працюють із підтіканням води, палива й масел, несправною світловою й звуковою сигналізацією.

Основною технічною базою для усунення виникаючих нескладних відмов є тракторна бригада, де усувається до 76% наслідків відмов I і 2 груп складності. Близько 18% відмов усувається в центральних майстерних господарств (відмови 3 групи складності) і тільки невелика частина відмов (до 3%), пов'язаних з розчленовуванням або заміною СЧ, усувається в ремонтних підприємствах. Безпосередньо в полі усувається до 3% відмов і несправностей. Таким чином, висока частка відмов, що усувають у бригаді господарства й самих трактористів, свідчить про необхідність удосконалювання пристосованості тракторів до умов експлуатації, зокрема, поліпшення технологічності їхніх конструкцій при усуненні наслідків відмов і несправностей.

Найбільш характерні прояви відмов (до 20%) виражаються в руйнуванні, оплавленні, зриві деталей з неметалічних матеріалів (наприклад, ущільнень водяного насоса, корпусів фільтрів і т.п.), поломках (кільця, пружини, вали) - I0%, поява тріщин (корпусні деталі, кришки, масло - і паливопроведення) - 9%, прогоряння (прокладок) - 6%, руйнування (підшипники, втулки) - 5%, механічні пошкодження (шини, прокладки) - 5%, зависання, провертання, деформація, вигин деталей - 28%, розрив металевих виробів (болти, шпильки) - 3%, зріз (різьблення, заклепки, шпонки) - 3%, обрив (по зварюванню) - 4%, замикання (проводка, обмотка) - 3%. Відмови по розрегулюванню не перевищують 3%, зокрема, по форсунці й муфті зчеплення.

По зовнішньому прояві до 46% неявних (схованих) відмов. Тільки виникнення 18; відмов піддається контролю убудованими засобами спостереження за технічним станом, однак більшість відмов (але 82%) поки ще не вдається вчасно визначити під час роботи трактора.

Для СЧ, РЄ й систем трактора характерні повторювані експлуатаційні відмови. Найбільш чутливий до порушень умов експлуатації двигун. До повторюваних відмов віднесене: прогоряння прокладки головки циліндрів двигуна, розрегулювання паливного насоса, розрив ременя вентилятора, порушення регулювань муфти зчеплення, різного роду течі робочих рідин і т.д.

На елементи конструкції тракторів, що працюють у парі тертя, доводиться лише 12% всіх відмов. Основна частина виникаючих відмов не впливає на довговічність сполучених деталей або трактора в цілому. І хоча частка відмов, що впливають на довговічність, невелика, вони трудомісткі при усуненні й, крім того, спричиняють більшу частину супутніх замін. Наприклад, несвоєчасна заміна підшипника, що відмовив, коробки передач приводить до зношування посадкового місця в її корпусі. Наявність значного числа конструктивних відмов, тобто відмов невідокремлюваних елементів, забезпечую їх необхідний активний зв'язок і нормальне функціонування всіх конструктивних елементів, свідчить про те, що останнім часом основні зусилля конструкторів і заводів були спрямовані на зниження числа складних відмов (до групи складності), усунення яких є досить трудомістким і дорогим процесом. До числа таких відмов ставляться провертання вкладишів, обриви поршнів, тріщини гільз і блок - картерів, злами деталей паливного насоса. Усунення можливостей появи складних відмов привело до значного скорочення їхнього числа на найбільш важкому виді с. - г. робіт - на оранці (до I2%). Разом з тим, інтенсивне застосування колісних тракторів на транспортних роботах позначилося й на збільшенні відмов саме на цих роботах (до 29%). Тому при використанні тракторів на різних видах робіт варто більш ретельно обслуговувати відповідні СЧ і РЄ на оранці - двигун, трансмісію й гідронавісну систему (в, на транспортних роботах - гальмову систему, рульове керування, ходову систему, електроустаткування й засоби сигналізації по безпеці руху.

З обліком обсягу й трудомісткості розбірно-складальних робіт відмови розділяються по трьох групах складності. Основна частина відмов (93,6%) усувається без розкриття внутрішніх порожнин СЧ і РЄ або із частковим їхнім розкриттям, але без розбирання (відмови I і 2 груп складності) і тільки для усунення 6,4% відмов (3 групи складності) потрібна розбирання або розчленовування тракторів і їх СЧ.

2.2 Закономірності зношування основних з'єднань і гранично-допустимі стани

Вивчення характеру й ступеня ушкоджень складових частин тракторів у процесі тривалої експлуатації дає можливість установити вид ушкоджень, виявися найбільш типові з них, одержати певні кількісні значення ступеня ушкодження. При цьому з'являється реальна можливість розробки конкретних заходів, ціль яких знизити або попередити появу ушкоджень, а також намітити оптимальні шляхи ремонту ушкоджених деталей. Проведені в цьому напрямку дослідження на прикладі колісних тракторів класу 1,1 і 3,0, а також гусеничних тракторів класу 3,0 і 5,0 після наробітку ними 6...10 тис. мотогодин при проведенні їм технічної експертизи (без обліку поточних відмов) дозволили виявити деякі характерні моменти їхнього технічного стану.

Так класифікація виявлених при експертизі видів порушення технічного стану складових частин трактора свідчить про те, що переважної з них є зношування (табл.1, 2,3). Практично явище зношування характерно для всіх складових частин трактора. Характерно, що складовим частинам двигуна властиво більше рівномірний розподіл ушкоджень чим складовим частинам шасі.

Наприклад, по двигуні А-01 гусеничного трактора кл.5 на зношування доводиться тільки 26,9% випадків порушення технічного стану.

Стільки ж деталей мають збільшення зазору в сполученнях, 15,4% доводиться на відколи зубів, викрашування, зминання. II, 6% деталей мають кільцеві ризики, а також задири, тріщини, натири, відшарування. У той же час по деталях шасі цих же тракторів на зношування доводиться вже 54,2%, на відколи зубів, викрашування, зминання - 14,5%.

Інші ушкодження розподіляються від 0,8 до 9,9%. Слід зазначити, що зі збільшенням наробітку (наприклад, з 6000 до 10000 мотогодин, колісний трактор) розподіл ушкоджень трохи змінюється. Так, збільшується число ушкоджень у результаті появи кільцевих рисок і т.д.

Розподіл ушкоджень складових частин тракторів по видах,%

Розподіл ушкоджень складових частин шасі тракторів по видах,%

Розподіл ушкоджень складових частин двигуна по видах,%

Страницы: 1, 2