Учебно-методический комплекс дисциплины «диагностика оборудования»
|
Скачать 2.44 Mb.
|
|
Введение: Понятие о технической диагностике. История развития диагностики. Цели и задачи диагностики ТСМ.
11. Диагностирование тормозных устройств. Требование технических ГОСТов и безопасности работ к состоянию тормозных устройств. Способы определения неисправностей, необходимое оборудование, приспособления и стенды для выявления неисправностей гидравлических и пневматических систем, механизмов торможения ТСМ. Инновационные способы контроля тормозных систем. 12. Диагностирование рабочего оборудования ТСМ. Способы диагностирования бульдозерно - эксковаторного оборудования, крановых и других подъемных устройств. Диагностирование гидравлических систем рабочего оборудования ТСМ. 5.3. Содержание лабораторных занятий. В последнее время проблема повышения надежности машин стала одной из первостепенных технических проблем. Попытки ее решения предпринимаются по многим направлениям, применение, усовершенствование методов и средств технической диагностики одно из них. Эффективный контроль готовой продукции закроет доступ к потребителям недоброкачественных изделий, а внедрение в эксплуатационную практику средств, позволяющих определять достаточно быстро и точно техническое состояние работающих устройств, даст возможность принимать правильные решения о сроках и содержании профилактических операций и ремонта. Дальнейшее повышение технического уровня, качество и надежность машин, улучшение их использования во многом зависят от развития средств технической диагностики. Диагностирование (от греческого diagnostikós – способный распознавать) – это совокупность методов и средств для определения основных показателей технического состояния отдельных механизмов и машины в целом без их разборки либо при частичной разборке. Диагностирование проводят, как правило, при техническом обслуживании и ремонте. Задачей диагностирования при ТО заключается в том, чтобы выявить качество функционирования механизмов и систем, а также установить потребность в ремонте машины или отдельных ее агрегатов и механизмов. В задачу диагностирования при ремонте входит: установить агрегаты машины, подлежащие полной разборке и восстановлению, а также оценить качество ремонтных работ. Диагностирование позволяет: снизить простои машин по техническим неисправностям за счет предупреждения отказов своевременной регулировкой, заменой или ремонтом отдельных механизмов и агрегатов; ликвидировать ненужные разборки отдельных механизмов и агрегатов и снизить скорость изнашивания деталей; правильно установить вид и объем ремонта и снизить трудоемкость текущего ремонта за счет сокращения разборочно-сборочных и ремонтных работ; полнее использовать ресурсы отдельных агрегатов и машины в целом, а следовательно, сократить общее количество ремонтов и расход запасных частей. Настоящий лабораторный практикум предназначен для студентов специальностей 0511 Дальневосточного государственного технического университета в соответствии с программой курса «Диагностика». В методических указаниях к каждой лабораторной работе приведены необходимые общие и теоретические сведения. При оформлении отчета студенты указывают: название, номер работы; цель работы; графики результатов измерений и расчетов, их краткое объяснение. Схемы и графики следует вычерчивать карандашом, применяя чертежные инструменты. Все элементы схем должны быть выполнены в соответствии с требованиями ЕСКД. При окончании выполнения работы студенты представляют отчёт и отвечают на вопросы с использованием технических средств контроля знаний. Перед началом лабораторного практикума студенты получают вводный инструктаж по технике безопасности и расписываются в журнале. При выполнении лабораторных работ студенты должны строго соблюдать дисциплину и правила техники безопасности. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 «ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ» Цель работы: Изучить закономерности изменения технического состояния машин; факторы, вызывающие изменение исходных характеристик машины; ознакомиться с задачами технического диагностирования. Краткие теоретические сведения Закономерности изменения технического состояния машин В процессе эксплуатации машины стареют: одни детали изнашиваются, в других происходят необратимые процессы усталостного и коррозионного разрушения. По мере старения изменяются технические характеристики машин. Например, при изнашивании деталей механизма газораспределения двигателя ухудшаются условия впуска в цилиндры воздуха и выпуска из них отработавших газов, что влечет за собой снижение мощности и экономичности двигателя. Известно, что межремонтный срок службы машин далеко не одинаков. Эта разница зависит не только от разнообразия условий эксплуатации, но и от качества ремонта и технического обслуживания машин. Повышение качества обслуживания требует, прежде всего, соблюдения установленных правил технического обслуживания. Высокая культура технической эксплуатации — одно из важнейших условий улучшения работы и продления срока службы машин. Соблюдать его возможно только при глубоком знании закономерностей изменения состояния машин, обусловленных в основном процессом изнашивания деталей в условиях эксплуатации. Детали машин и механизмов изнашиваются вследствие многих вредных воздействий, возникающих при трении сопряженных поверхностей. В зависимости от того, есть или нет смазка между трущимися поверхностями, различают следующие виды трения. Трение без смазки происходит при отсутствии на поверхностях трения обоих твердых тел смазочного материала всех видов. Такое трение сопровождается повышенными температурами на поверхностях трения, пластическими деформациями и даже схватыванием отдельных точек контакта, приводящими к интенсивному разрушению трущихся поверхностей. В условиях трения без смазки работают диски сцеплений, соединения: тормозной барабан — колодки, гнездо клапана — клапан, звенья гусениц — пальцы, а также звенья гусениц в паре с направляющими и ведущими колесами, с поддерживающими и опорными катками. Граничное трение двух твердых тел возникает при тонком слое смазки на поверхностях трения, не превышающем высоты шероховатостей соприкасающихся поверхностей. При сравнительно небольших нагрузках условия граничного трения оказывают положительное воздействие, интенсивность разрушения трущихся поверхностей резко снижается. Но при больших нагрузках масляная пленка разрушается, частицы ее попадают в образующиеся микротрещины и при сжатии их в местах контакта проявляют расклинивающее действие, увеличивая интенсивность разрушения трущихся поверхностей. При таком трении в машинах работают многие трущиеся пары: толкатель — кулачок распределительного вала, клапаны и толкатели с направляющими втулками и др. Жидкостное трение возникает между двумя телами, полностью разделенными слоем жидкости (смазки). Отсутствие контакта между поверхностями предохраняет их от разрушения. Заметные повреждения или разрушения поверхностей происходят только в моменты нарушения условий жидкостного трения или при попадании в смазку посторонних твердых частиц. При таком трении работают опорные шейки распределительных валов, коренные и шатунные подшипники коленчатых валов, поршневые пальцы и др. В условиях всех видов трения происходит разрушение трущихся поверхностей, иначе говоря, поверхности изнашиваются. Изнашивание — это процесс постепенного изменения размеров деталей вследствие работы трения, проявляющийся в отделении с поверхностей трения материала и (или) его остаточной деформации. Износ — результат изнашивания деталей, т. е. результат работы трения. Изнашивание деталей машин сопровождается сложными физико-химическими явлениями и многообразием влияющих на него факторов. Изнашивание зависит от материала и качества трущихся поверхностей, от характера и скорости их взаимного перемещения, от характера контакта, вида и значения нагрузки, вида трения и многих других факторов. Установлены три группы изнашивания в машинах: механическое, молекулярно-механическое и коррозионно-механическое. Каждая группа изнашивания делится на несколько видов (рис.1.1). Механическое изнашивание разделяют на абразивное, гидроабразивное, газоабразивное, эрозионное, усталостное и кавитационное. Абразивное изнашивание в машинах возникает в результате микропластических деформаций и срезания металла твердыми абразивными частицами, находящимися между поверхностями трения. Абразивные частицы, попавшие из окружающей среды или образовавшиеся при других видах изнашивания, часто по своей твердости превышают твердость трущихся поверхностей и действуют как режущий инструмент. Поэтому по своей природе и по механизму протекания абразивное изнашивание очень похоже на явления резания металлов. Абразивному изнашиванию подвержены детали машин, работающие в абразивной среде (ходовая часть гусеничных тракторов и дорожно-строительных машин и др.).  Рис.1.1. Виды изнашивания деталей. Гидроабразивное изнашивание вызывается абразивными (твердыми) частицами, перемещающимися потоком жидкостей. Абразивные частицы попадают в поток жидкости в результате загрязнения при небрежной заправке, плохой фильтрации и очистке. Этому виду изнашивания подвержены детали водяных, масляных и топливных насосов, гидроусилителей, гидроприводов тормозных и других систем. Газоабразивное изнашивание вызывается воздействием твердых частиц, увлекаемых потоком воздуха или газа. Самые эффективные способы борьбы с абразивным износом — повышение твердости и улучшение качества обработки трущихся поверхностей, тщательная герметизация всех уплотнительных устройств при ремонте, а также очистка топлива и смазки от механических примесей в процессе эксплуатации и поддержание в исправном состоянии уплотнительных (уплотнительные манжеты, уплотнительные прокладки, чехлы и т. п.) и очистительных устройств (топливные и масляные фильтры, воздухоочиститель). Эрозионное изнашивание деталей происходит в результате трения потока жидкости о металл. Эрозионное изнашивание в большинстве случаев проявляется совместно с гидроабразивным изнашиванием. Поток жидкости разрушает постоянно образующуюся окисную пленку металла, а абразивные частицы в потоке способствуют более интенсивному изнашиванию. Усталостное изнашивание возникает под действием больших удельных повторно-переменных нагрузок, превышающих предел текучести металла, в результате чего образуются микропластические деформации сжатия и упрочнения поверхностных слоев. Микро- и макротрещины по мере работы развиваются и приводят к усталостному отслаиванию частиц металла. На контактных поверхностях образуются одиночные и групповые осповидные углубления и впадины. Глубина впадин зависит от свойств металла, удельных давлений и размера контактных поверхностей. После заметного появления усталостного износа быстро наступает аварийное состояние. Усталостному изнашиванию преимущественно подвержены поверхности трения-качения подшипников и зубьев шестерен. Нарушение межосевого расстояния и соосности вызывает повышенные удельные давления и повышенный усталостный износ деталей. Меры борьбы с усталостным изнашиванием — правильный монтаж подшипников и зубчатых передач. Кавитационное изнашивание деталей объясняется появлением на поверхности металла гидравлических микроударов, образующихся при относительном перемещении жидкости и твердых тел. Этому виду изнашивания подвержены поверхности цилиндров и водяных рубашек современных двигателей, охлаждаемых турбулентным потоком жидкости, лопасти жидкостных насосов и другие детали. Молекулярно-механическое изнашивание вызывается одновременным воздействием механических и молекулярных или атомарных сил. В результате схватывания поверхностей в месте контакта происходит глубинное вырывание материала, поэтому его называют изнашиванием при заедании. Этот вид изнашивания разделяют на изнашивание схватыванием первого и второго рода. Изнашивание схватыванием первого рода возникает при трении поверхностей с малыми скоростями (до 1,0 м/с), отсутствии смазки и при больших нагрузках в местах контакта поверхностей. Под действием большой нагрузки между отдельными выступами трущихся поверхностей возникают металлические связи и упрочнение в месте схватывания. При перемещении происходит вырывание стружки из менее твердой поверхности или царапание ее упрочненным участком. Изнашивание схватыванием первого рода сопровождается наиболее высоким коэффициентом трения, выделением большого количества тепла и наибольшей интенсивностью изнашивания. Изнашивание схватыванием второго рода наблюдается при трении скольжения с большими скоростями, недостаточной смазке и со значительными удельными нагрузками. Оно также характеризуется интенсивным повышением температуры в поверхностных слоях и увеличением их пластичности. Эффективные меры, снижающие появление износа схватыванием, — достижение высокого класса шероховатости и правильной геометрической формы при обработке поверхностей, получение защитных окисных пленок, улучшение условий смазки, соблюдение (в начальный период работы после изготовления или ремонта) режимов обкатки, а также недопущение перегрузок в процессе всего периода эксплуатации. Коррозионно-механическое изнашивание происходит при трении поверхностей, непрерывно вступающих в химическое взаимодействие с окружающей средой. Это изнашивание разделяют на окислительное и изнашивание при фреттинг-коррозии. Окислительное изнашивание характеризуется протеканием одновременно двух процессов — пластической деформации малых объемов металла поверхностных слоев и проникновения кислорода воздуха в деформированные слои. В первой стадии окислительного изнашивания происходит разрушение и удаление мельчайших твердых частиц металла из непрерывно образующихся (от проникновения кислорода) пленок. Вторая стадия характерна образованием и выкрашиванием пластически недеформирующихся хрупких окислов. Окислительное изнашивание возникает при трении скольжения и трении качения. При трении скольжения оно становится ведущим, а при трении качения — сопутствующим другим видам изнашивания. Проявляется этот вид изнашивания при сравнительно невысоких скоростях скольжения и небольших удельных нагрузках, а также на таких деталях, как шейки коленчатых валов, цилиндры, поршневые пальцы и др. Изнашивание при фреттинг-коррозии возникает от трения скольжения с очень малыми возвратно-поступательными перемещениями в условиях динамической нагрузки. При ударах и вибрации происходит интенсивное окисление соприкасающихся поверхностей вследствие резкой активизации пластически деформируемого металла. В результате на рабочих поверхностях в местах контакта появляется резко выраженное разрушение. Изнашиванию при фреттинг-коррозии подвергаются посадочные поверхности подшипников качения и шестерен, болтовые и заклепочные соединения рам и другие детали. Наибольшему коррозионно-механическому изнашиванию подвержены мягкие стали, поэтому эффективным способом уменьшения этого изнашивания является повышение твердости рабочих поверхностей закалкой, нанесением твердых сплавов, хромированием и др. Многочисленными исследованиями установлено, что интенсивность нарастания износа деталей и изменение зазоров подвижных сопряжений в зависимости от продолжительности работы происходят с определенной закономерностью. Практически для всех деталей, подверженных изнашиванию, закон нарастания износа имеет вид кривой, представленной на рисунке 1.2. Типовая кривая износа, по оси абсцисс которой отложено время, а по оси ординат износ в миллиметрах или других единицах, несет три явно выраженных участка.  Рис.1.2. Типовая кривая нарастания износа деталей. Износ на участке I кривой ОА характеризуется быстрым нарастанием износа ОК за сравнительно малый период работы OA. Он выражает начальную работу сопряжения — период приработки деталей. Износ и степень интенсивности изнашивания в этот период во многом зависят от качества поверхности деталей, условий смазки и нагрузки. С увеличением шероховатости рабочей поверхности, а также с увеличением нагрузки в начальный период работы износ деталей значительно повышается. Участок II кривой наибольший по протяженности, характеризует нормальную работу детали или сопряжения. За время нормальной эксплуатации АВ износ деталей нарастает постепенно, часто с небольшой равномерной интенсивностью, и увеличивается на небольшое значение КК1. Износ на этом участке носит название естественного износа. Его значение зависит от условий эксплуатации, а также от своевременности и качества проводимого технического обслуживания. Возможны три формы кривой изнашивания на II этапе, а именно: линейный характер изменения параметра, когда скорость изнашивания постоянна на всем участке от момента окончания приработки до предельного значения параметра; кривая вогнута вверх, когда скорость изнашивания возрастает с увеличением наработки; кривая вогнута вниз, когда скорость изнашивания уменьшается с увеличением наработки. Скорость изнашивания остается постоянной в том случае, когда характер нагрузки, условия смазки, свойство материала с износом сопряжений не меняются или меняются весьма незначительно, например при изнашивании гусеничных и роликовых цепей, деталей механизма газораспределения, шин и др. В большинстве случаев по мере увеличения зазоров в сопряжениях скорость изнашивания возрастает в результате снижения твердости трущихся поверхностей вследствие их изнашивания, ухудшения условий смазки, увеличения динамических нагрузок на детали и др. Понижение скорости изнашивания на участке II наблюдается редко, например, при увеличении площади нагружения по мере изнашивания деталей. В случае чрезмерного увеличения зазоров динамические нагрузки возрастают настолько, что в подвижных сочленениях возникают удары, вызывающие дополнительные деформации деталей. Удары ухудшают процесс трения и резко повышают скорость изнашивания. Так начинается этап III, при котором наступает предельный (аварийный) износ. Увеличение зазоров может привести к поломкам деталей, поэтому длительно работать на этом этапе нецелесообразно. Участок III за точкой В1 характеризуется интенсивным нарастанием износа деталей и резким увеличением зазоров в сопряжениях. Работа сопряжений с износами деталей, превышающими значение ОК1 и как правило, сопровождается нарушением условий смазки, перегревом деталей, появлением шумов и стуков и часто заканчивается аварийным разрушением. Такие износы называют предельными. Зная закономерность (кривую) нарастания износа детали или увеличение зазора сопряжения, можно легко определить предельные и допускаемые износы деталей или зазоры сопряжения. Например, при измерении размера детали во время ремонта износ ее оказался равным ОМ (рис. 1.2). Отложив это значение на оси ординат, из точки М проводят прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с кривой износа в точке Б1 и опускают перпендикуляр на ось абсцисс. Если отрезок времени БВ равен или больше межремонтного периода, то такой износ считают допускаемым. Таким образом, допускаемый и предельный износы детали можно считать следующими. Кроме изнашивания, проявляющегося при трении, детали машин подвержены и другим видам разрушения: усталостному, коррозионному, потерям упругости или намагниченности, образованию нагрева и накипи и др. Усталостное разрушение проявляется в виде трещин и поломок деталей от длительного воздействия повторно-переменных нагрузок. Вначале возникают микроскопические трещины, которые затем развиваются вглубь детали, охватывая значительную часть сечения. Усталостную прочность деталей повышают пескоструйной или дробеструйной обработкой, накаткой роликом или наклепом молотком (пружины, листы рессор), а также тщательной обработкой поверхности и установлением правильных радиусов перехода от одного сечения детали к другому. Снижению усталостного разрушения способствует правильная сборка, соосность узлов и агрегатов. Особенно большое значение имеет обнаружение начальных усталостных трещин деталей при ремонте. Коррозия — это поверхностное разрушение металла детали вследствие его окисления. Процесс разрушения протекает самопроизвольно в результате химического и электрохимического взаимодействия металла с окружающей средой. Химическая коррозия возникает от химического взаимодействия металла с газами, растворами кислот, солей и щелочей, которые всегда имеются в окружающей среде, — это влага, углекислый газ, кислород и др. В результате такого взаимодействия на поверхности металла образуется рыхлый хрупкий слой окислов железа — ржавчина, которая значительно снижает долговечность деталей. Электрохимическая коррозия появляется в местах контакта двух разнородных металлов, образующих гальваническую пару. При взаимодействии в месте такого контакта растворов солей и кислот (электролита) возникает электролитический процесс, при котором разрушается более активный металл, занимающий левое положение в электрохимическом ряду. Меры предупреждения коррозионного разрушения — тщательная окраска и покрытие поверхностей деталей антикоррозионными составами и смазками, а наиболее ответственных деталей — хромом, цинком, алюминием и другими металлами, стойкими к воздействию коррозии. Электроэрозионное разрушение возникает в результате воздействия искровых электрических разрядов на поверхности деталей. Электроэрозионное разрушение деталей увеличивается при ослаблении усилия и ухудшении плотности прилегания контактируемых поверхностей, а также при нарушении или неправильной регулировке искровых промежутков между контактами. Деформация деталей проявляется в искажении всего геометрического контура детали: изгибе, скручивании, короблении или одновременно всех этих видов. Остаточные деформации возникают под действием ударных или периодически изменяющихся (циклических) нагрузок и температуры. Основная причина повышенной деформации деталей — неправильная эксплуатация машин и несвоевременное или недоброкачественное проведение технического обслуживания, что вызывает работу отдельных узлов и агрегатов машины с перегрузкой и нарушением теплового режима. Потеря упругости пружин, рессор, торсионных валов, поршневых колец и других деталей вследствие динамических нагрузок и теплового воздействия нарушает нормальную работу агрегатов и часто вызывает полную потерю работоспособности машин. Основная причина преждевременной потери или снижения упругости — это работа с перегрузками и нарушением теплового режима агрегатов. Потеря намагниченности якорей генераторов переменного тока и роторов магнето нарушает нормальную работу этих агрегатов и машины в целом. Причиной потери намагниченности служат сотрясения, удары, повышенный нагрев и недоброкачественный уход за этими агрегатами. Образование накипи и нагара на деталях в значительной степени ухудшает отвод тепла и нарушает тепловой режим агрегатов, в результате чего повышаются износ и другие разрушения многих деталей. Накипь — это отложения малорастворимых солей кальция, магния и других элементов на внутренних поверхностях деталей. Теплопроводность накипи в 50... 100 раз ниже металла. Поэтому неравномерное отложение накипи, кроме ухудшения отвода тепла, вызывает неравномерный нагрев деталей, в результате чего образуются коробление и трещины. Нагар — это твердые и прочные углеродистые отложения, образующиеся на деталях в результате неполного сгорания топливо-смазочных материалов или соприкосновения их с поверхностями сильно нагретых деталей. Образование нагара на поверхности камеры сгорания, клапанах, днище поршня и свечах зажигания двигателей резко снижает их мощность, повышает расход топлива и часто вызывает детонацию (преждевременное воспламенение рабочей смеси от раскаленных точек нагара). Образование нагара на соплах форсунок дизельных двигателей ухудшает качество распыла, вызывает перегрев и заедание иглы распылителя, в результате чего нарушается нормальная работа двигателя. |
Похожие:
 |
Учебно-методический комплекс дисциплины «Торговое оборудование» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |
|
Учебно-методический комплекс дисциплины «организационное поведение» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |
|
Учебно-методический комплекс дисциплины «Русский язык и культура речи» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |
|
Учебно-методический комплекс дисциплины «Системное программное обеспечение» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
 |
Учебно-методический комплекс дисциплины Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
|
Учебно-методический комплекс дисциплины Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
|
Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
|
Учебно-методический комплекс дисциплины архитектура ЭВМ 090104. 65... Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
|
Учебно-методический комплекс дисциплины «коммерческое право» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |
|
Учебно-методический комплекс дисциплины «римское право» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |
|
Учебно-методический комплекс дисциплины «Таможенное право» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |
|
Учебно-методический комплекс дисциплины «иностранный язык по специальности» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |
|
Учебно-методический комплекс дисциплины «Технология формирования имиджа» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
|
Учебно-методический комплекс дисциплины «право интеллектуальной собственности» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |
|
Учебно-методический комплекс дисциплины «защита прав потребителей» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |
|
Учебно-методический комплекс дисциплины «Рекламное дело» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |