Экспресс-метод определения износа узлов трения машин
Источник: Бутов Н.П. Экспресс-метод определения износа узлов трения машин./ Н.П. Бутов,С.В. Ковальков,С.А. Полуян//г.Зерноград,2000г.—c.c.15-17
По оснащенности средствами
диагностирования сельское хозяйство опередило многие другие отрасли. Но пока
они используются неудовлетворительно, не обеспечивают решение возлагаемых на
них задач. Это происходит из-за недостаточной приспособленности техники к диагностированию,
квалификации специалистов, отделения от плановых работ по восстановлению
работоспособности машин. Тем не менее, новые машины и методы диагностирования
приходят во все большее соответствие, что способствует его распространению,
росту эффективности.
Современное состояние приборостроения,
электроники и вычислительной техники позволяют расширить возможности как самого
диагностирования, так и прогнозирования на его основе. Сочетание этих
возможностей обеспечивает надежную, производительную и экономичную работу
машин.
Цель диагностирования - получение
показателей, характеризующих работоспособность или исправность машины.
Диагностические параметры позволяют определить техническое состояние их
сборочных единиц, но не дают возможности оценить состояние в целом. Поэтому на
практике надо использовать одновременно несколько методов и параметров или
выбирать наиболее подходящие для конкретного случая.
В последнее время все больше выпускается
диагностических приборов, использующих информацию от вибродатчиков, так
называемые виброметры, которые устанавливают в определенных местах агрегата.
Анализ шума и вибраций, возникающих при работе механизмов, дает возможность
контролировать все подвижные сопряжения, в которых возникают ударные нагрузки.
Этим методом можно проверять состояние кривошипно-шатунного и
газораспределительного механизмов.
Диагностирование автотракторной техники на
основе количественного и качественного состава отработавших газов двигателя
позволяет дать оценку технического состояния только двигателя и системы
питания. Например, используется такой параметр, как давление газов в картере
двигателя, измеряемый пьезографом. Этот способ определения технического
состояния цилиндропоршневой группы двигателя основывается на измерении утечки
газов из надпоршневого пространства. Чем больше газов в единицу времени
прорывается в картер двигателя, тем выше в нем давление, так как их выходу в
окружающую среду препятствует уплотнитель и система, соединяющая его с
окружающей средой через фильтр вентиляции, который может осмоляться и
засоряться.
Пока не удалось выявить количественную
зависимость давления газов в картере от технического состояния двигателя, но
для ориентировочной оценки технического состояния цилиндро-поршневой группы
этот метод вполне пригоден.
Расход масла на угар в результате
увеличенных зазоров в ее деталях - один из важных показателей износа двигателя,
но и он имеет недостатки. Главное в том, что для определения угара масла
требуется совершить пробег автомобиля не менее 50 км на эталонном участке
дороги с определенной скоростью движения и нагрузкой, и на это требуется около
трех часов. Методика измерения сгоревшего масла в двигателе с обеспечением
нужной точности сложна и трудно осуществима в обычных условиях. Использование
же данных об угаре масла по доливкам в картер за определенный период не даст
конкретных данных об износе двигателя и может служить лишь как дополнительный
параметр без количественного выражения степени износа цилиндро-поршневой
группы.
Расход масла на угар зависит от скоростного
и нагрузочного режимов двигателя, сорта, степени его разжижения топливом,
состояния системы вентиляции картера, температуры и целого ряда других
показателей, не связанных с его износом. Масло может вытекать через неплотности
уплотнительных манжет и прокладок, а также при повышенном давлении газов в
картере.
Состояние узлов трения во многом
определяет ресурс работы механизма. Один из показателей их состояния -
смазочный материал. В процессе эксплуатации в нем накапливаются продукты
износа. Определяя количество продуктов износа и внешних загрязнителей, можно
судить о состоянии таких узлов и системы очистки двигателя. Существующие методы
анализа смазочных материалов спектрографами и фотометрическими приборами
позволяют определить количественный и качественный состав продуктов износа. Они
используются при стационарных условиях и требуют дополнительного оборудования,
реактивов, затрат времени.
Для оперативного определения продуктов
износа в масле применяются экспресс-методы. Существующие приборы, например
ГОСНИТИ (ИЗЖ); позволяют определить только количество железа. Нами предлагается
использовать для определения продуктов износа в узлах трения прибор МУМ-5.
Малогабаритный универсальный монохроматор
фиксирует оптическую плотность анализируемых растворов и веществ в широком
волновом диапазоне - от 30 нм до 1200 нм. Он работает от различных источников
питания и предназначен для использования в полевых условиях.
Для определения концентрации железа,
хрома, свинца, алюминия, меди, кремния в масле монохроматором построены графики
зависимости оптической плотности от концентрации элементов на основе замера
оптической плотности калибровочных растворов масла с известной концентрацией
элементов, определенных на спектрографе МФС-5. В качестве растворителя для их
приготовления использовалось отстоенное дизельное топливо, которое смешивалось
с маслом до получения однородного раствора в следующих пропорциях: 98 ед.
дизельного топлива +2 ед. масла, а также 96+4; 94+6; 92+8; 90+10; 88+12; 86+14;
84+16; 82+18; 80+20.
Определение оптической плотности (см.
рисунок) приготовленных растворов проводилось на МУМ-5 по инструкции
эксплуатации в кюветах 1 мл при определенной длине волны (железа - 710 нм, меди
- 600 нм, хрома - 540 нм, алюминия - 530 нм, свинца - 520 нм, кремния - 325
нм).
Порядок определения концентрации элементов
в пробе масла следующий: пробу масла, взятую из картера двигателя или из других
масляных систем в минимальном объеме 10мл, растворяем с дизельным топливом в
следующем отношении: 90 единиц дизельного топлива + 10 единиц масла до
получения однородного раствора; полученный раствор помещаем в кювету объемом 1
мл и производим замеры оптической плотности, по калибровочным графикам
определяем концентрацию элементов в растворе, с последующим пересчетом на
концентрацию элементов в анализируемом масле. Время на проведение анализа одной
пробы масла составляет 20 минут, точность измерения 10 - 15%.