Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ проблемы повышения качества эксплуатации, диаЕностирования и ремонти мобильных энергетически средств с шшгурбинным нащіувом 9
1.1 Исследование факторов, характеризующих нестандартные условия работы автотракторных турбокомпрессоров 9
1.2 Основные причины и следствия отказов турбокомпрессоров .,, 17
1.3 Влияние технического состояния турбокомпрессоров на экологические показатели мобильных энергетических средств 23
1.4 Обзор действующих безразборных способов определения технического состояния турбокомпрессоров 32
Выводы по главе 1 36
2. Теоретические основы вибрационных излучений турбокомпрессора, его износа и прогнозирования ресурса 37
2.1 Вибрация турбокомпрессора аэродинамической природы 33
2.2 Вибрации турбокомпрессора механической природы 44
2.3 Теория прогнозирования ресурса и процесс изменения параметров технического состояния машин 67
2.3.1 Прогнозирование остаточного ресурса по среднемстатическому изменению параметра технического состояния,,. 71
2.3.2 Прогнозирование остаточного ресурса по реализации изменения параметра технического состояния 75
Выводы но главе 2 78
3. Программа и МЄІПДИКУ экспериментальных иеелцдонавтий 30
3.1. Выбор и обоснование параметров диагностирования турбокомпрессоров 32
3.2 Регрессионная модель для параметрического прогноза ресурса турбокомпрессора 102
3.3 Описание экспериментальной установки 104
3.4 Методика проведения эксперимента 113
Выводы по главе 3 118
4. Результаты определения и прогнозирования остаточного ресурса турбокомпрессора 119
4.1 Методика обработки экспериментальных данных и определение качественных обусловленностей ресурса турбокомпрессора с диагностическими параметрами 119
4.2 Анализ поверхностей отклика основных параметров -факторов и определение фактической наработки турбокомпрессора 120
4.3 Параметрический прогноз остаточного ресурса
турбокомпрессора 129
4.4 Результаты оптимизации ресурса турбокомпрессора 134.
Выводы по главе 4 136
5 Технико-экономические обоснования проведенных исследовании 137
5.1. Методика экономической оценки предлагаемого технического решения |37
5.2 Расчет ожидаемого технико-экономического эффекта 140
Вывод по главе 5 142
Общие выводы 143
Литература
- Основные причины и следствия отказов турбокомпрессоров
- Обзор действующих безразборных способов определения технического состояния турбокомпрессоров
- Теория прогнозирования ресурса и процесс изменения параметров технического состояния машин
- Регрессионная модель для параметрического прогноза ресурса турбокомпрессора
Введение к работе
Актуальность темы. В сложившихся условиях, когда происходит повышенное старение машинно-тракторного парка, что отрицательно влияет на объемы сельскохозяйственного производства, актуальной становится проблема эффективного использования техники, В настоящее время уделяется большое внимание техническим мероприятиям (диагностике), направленным па поддержание техники в работоспособном состоянии во время ее заамортизационного периода эксплуатации. Учитывая высокую стоимость отказа машин, связанную также с дополнительным их простоем, особое значение приобретает выбор правильной стратегаи ТО и ремонта машин и оборудования. По данным ГОСНИТИ, стратегия ТО и ремонта по состоянию (по результатам диагностирования) при прогнозировании остаточного ресурса уменьшает в несколько раз вероятность отказа контролируемых составных частеймашин [6,56,131,132],
Наиболее трудоемким и ответственным является процесс ремонта двигателя внутреннего сгорания (ДВС), неисправность которого ведет к снижению производительности, увеличению расхода топлива или потере работоспособности машин и ухудшению экологических показателей. Статистика выхода из строя машинно-тракторного парка, данные для которой собраны на ремонтных предприятиях Оренбургской области, показалаз что 40% от всех отказов приходится на ДВС, на трансмиссию 20%, ходовую часть 15%, органы управления и контроля 20% и на остальные узлы 5% (рис.1).
Неисправность двигателя возможно устранить в более короткие сроки и с наименьшими затратами средств и труда. Так, своевременное обнаружение и устранение значительных неисправностей в системах питания или зажигания двигателя, агрегатов трансмиссии или ходовой части улучшает на 5-10% топливо-экономические показатели, увеличивает мощность двигателя, в 2-3 раза улучшает экологические показатели, повышает безопасность эксплуатации
МйШшш. Эффзктйвк(?еть такого profits йожст бъпъ д-хгяпзута за слет ВН^Др^НйЛ НОВОГО, ДО МНОГОМ, ПїОООДЯОЇО ОТ ї.іЛО0ТаїКОЇ* метода ~ меа ода лаМСВВ) yijl(>S ЗїрСГаП>В ПО ЮІ $&КУКЧеткому ТЄ^КЙЧаЖКОМУ СОСТОЯНИЮ 9
обоеиов&вков: необходимости [Ф]. Эго? метод предусматривает, как ло отработки агрегатам к гарщгекро^їгаого ресурса так я іюсїіїь яїххієззснкє нещї-грмщіот нліі пернодаческого жон-фодя її дк&гшхтшка іїйраметроїї,
олределзхштнх гезшйчгескре шетоявне агрегата с дйлыо лоддержшшй аадашд>го уровня его належносте в -эксплуатации, иадерйод до следующей провер-ot яак ремонш. Е целях таблатвремев.аоо йьїяйлєшій момеата достижения гредотказдого состояния, т ocso-вй диагностической информада,
Сдедодатездао. акту&йьяость задачи« нвяра&аекнйй на разработку эффективных методо» дяагвосгировааз-ш мобшв>)*ш міергатв^аеккк средств (МЭС), дра-іомераа, В кастошей работе отражены исследования частотных хіфакїсриелнк їіобстаезтйьїх хорпуезшх вибраций (СКВ) турбовї^азреххоров Щй*\ нытяажжтх фуякшо наддува s дизельных МЭС к уро-іїУсшШ ейособвтйлк йодшйййвжом скольженш ТКР сшзкн. В нолях дзагаосажд их .гдшедого прецизионного ys:sa - пояившивтеа ротові, в бовывей салено определяющего техническое состояние ТКР 35 целом.
і 5 Двигатель !
; ^ Траншисшя
! № Ходовая чзсть
І Ш Органе vnpa&n&wst и І
; ж~аа.;й«ац№і ї
РИС, 5 ї*аСПрЄДЄЛ«НІ-.«« С-ВУЧаВ ОТЕЗЗОй ОТДЙЛЪВЫХ уКЇОЇЇ SI arpSS'S.TOS ЬІЙЙІШВ
Щздкг неедодоздгшя. Пронесе измєнєшія гліхяіїчєсяого состояния ТКР мо6йдьй&"Х >ї5ергствческ&ч средств, Віібор обусловлен серьезной проблемо**, сложквжавея: в организациях^ :;ашшзющи>:е.« эжолуатапиоа МЗС, которое*
оснащены турбонагнетателями. Серьезность проблемы обусловлена преждевременным выходом из строя ТКР, в то время как общая наработка силовой установки еще не достигла первого капитального ремонта. Причиной такого негативного обстоятельства, являются нестандартные условия эксплуатации в сельскохозяйственном производстве, выраженные напряженной работой дизеля при сложных климатических условиях, запыленности воздуха и т.д.
Эги обстоятельства побуждают к поиску новых методов и средств, которые позволили бы с наименьшими затратами времени и необходимой точностью осуществлять оперативную диагностику эффективных показателей работы и технического состояния элементов турбонаддува дизелей МЭС.
Предмет исследования. Закономерности изменения параметров технического состояния ТКР при диагностировании виброакустическим способом.
Цель работы. Повышение эффективности функционирования ТКР МЭС за счет: обоснования средств диагностики, разработки устройств, повышающих долговечность ТКР, разработки методики оценки значений диагностических параметров с прогнозированием его остаточного ресурса.
Задачи исследования.
Провести анализ существующих методов и средств диагностирования ТКР мобильных энергетических средств с целью исключить основные недостатки в расчете и проектировании диагностического комплекса.
Изучить и сформулировать причинно-следственные связи дефектов ТКР.
Оценить влияние условий эксплуатации МЭС на диагностические параметры ТКР и установить закономерности изменения параметров, определяющих техническое состояние в процессе эксплуатации.
Разработать научные и методические основы для обоснования средств и методов диагностирования ТКР, а также выбора диагностических параметров.
Разработать и изготовить специальное техническое обеспечение (стенд, измерительно-регистрирующую аппаратуру), необходимое для проведения экспериментальных исследований.
Дать технико-экономическую оценку проведенным исследованиям.
Методы исследования. Теоретические и экспериментальные исследования выполнялись с использованием основных положений и методов математического анализа. Экспериментальные исследования проводились в производственных условиях в соответствии с действующими стандартами на основе общепринятых методик. Обработка результатов экспериментов выполнялась с использованием ПЭВМ, методами дисперсионного и корреляционного анализов. В экспериментальных исследованиях использованы турбокомпрессоры моделей: ТКР-7Н1, ТКР-8,5Н-1, K27-115-01 (Чехия),"
Научная новизна. Новизна научных исследований представлена следующим;
Определена и обоснована методика определения состояния подшипника ТКР по характеру изменения частоты СКВ на режиме «выбега» ротора. Скорость затухания, которых принята за основной диагностический параметр, как наиболее информативный, удобный в обработке и оперативно реагирующий на изменение технического состояния диагностируемого объекта.
Получена математическая модель эффективности использования диагностического комплекса в процессе планирования технического обслуживания и ремонта ДВС.
3. Разработаны технические мероприятия по продлению ресурса ТКР.
Практическая ценность. Выполненные исследования позволили дать
рекомендации по выбору диагностической оснастки и организации ремонта МЭС на предприятиях и хозяйствах. А также разработать диагностический комплекс, который обеспечивает снижение трудоемкости и стоимости технического обслуживания МЭС, получение достоверной информации о техническом состоянии подшипника ТКР по косвенным акустическим признакам. Экспериментальным методом определены зависимости значений диагностических параметров от структурных - износа подшипника скольжения
и вала ротора ТКР. Определены условия и режимы диагностирования. Обоснованы нормативные значения диагностических параметров.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований по виброакустической диагностике ТКР с прогнозированием остаточного ресурса получили практическую реализацию и внедрены на предприятии технического сервиса ООО «Оренбургский автоцентр КамАЗ». Акт внедрения приведен в приложении 1,
Публикации. По основным положениям диссертации опубликовано 6 работ, 2 из них в изданиях центральной печати рекомендованных ВАК.
Апробация работы. Основные положения диссертации, доложены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава» аспирантов и научных сотрудников Оренбургского ГАУ в 2005 - 2007 годах, на семинаре межрегиональной специализированной выставки «Техинформ. Связь. Безопасность - 2006». Разработаїшьій диагностический комплекс представлен на областной выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ-2007, опубликованы информационные листки в Российском объединении информационных ресурсов научно-технического развития (приложение I).
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы (146 наименований) и двух приложений. Работа изложена на 144 страницах, содержит 40 рисунков, 21 таблицу и 2 приложения.
На защиту выносится.
Обоснование диагностических параметров и средств оценки технического состояния ТКР,
Разработка и обоснование средства для повышения ресурса ТКР
Определение функциональной зависимости между диагностическими параметрами и техническим состоянием ТКР и их нормативных значений.
Методика расчета остаточного ресурса ТКР по косвенным параметрам.
Технико-экономическое обоснование результатов исследований и внедрение их в производство.
Основные причины и следствия отказов турбокомпрессоров
При всей своей кажущейся простоте турбокомпрессор является очень сложным агрегатом. Высокая частота вращения, большие динамические и температурные нагрузки обуславливают очень точное изготовление деталей турбокомпрессора, применение специальных материалов и технологий. Поэтому ТКР сильно чувствительны к каким-либо нарушениям правил их эксплуатации, что наглядно подтверждает статистика, проведенная в сельских хозяйствах Оренбургской области по всем отказам ДВС (рис.4). Основными факторами, влияющими на ресурс ТКР, являются [5,86,109,118]:
Конструктивный. Отказ возникает в результате нарушения установленных правил и (или) норм конструирования. Так, неправильный расчет на прочность, из-за которого уменьшен размер наиболее нагруженного сечения, неизбежно приведет к поломке. Для ТКР конструктивный фактор, снижающий его ресурс, выражен несовершенством условий и качеством смазки. Смазка подшипника осуществляется от общей смазочной системы двигателя, но тонкость очистки масла масляными фильтрами двигателя от механических частиц составляет. 0,04 - 0,09 мм, когда для подшипника скольжения требуется не более 0,002 мм [9,15,33], Ограничения очистных возможностей системы смазки двигателя обусловлены требованиями для смазки других узлов. Исследованиями установлено, что, например, в систему смазки двигателя трактора дозаправкой из-за утечек вносится 50 % загрязнений. Кроме того, при подтекании происходит своеобразная «фильтрация», когда чистое масло вытекает из системы, а загрязняющие примеси остаются [99], Также существенным фактором, влияющим на ресурс ТКР, является вращение ротора в подшипнике при. «выбеге» после остановки двигателя. В этот момент подача масла на подшипник прекращена, и трение происходит не в масляном клину, а по остаточной масляной пленке. Что ухудшает охлаждение подшипника и нередко приводит к заклиниванию ротора,
Отказ наступает щж изготовлении клн ремонте ж$ш?тж вки нарушения установденного технологического процесса. В большей степени оно характеризуется организацией эксплуатации, которая включает в себя обеспечение: - современной оснасткой для технического обслуживания и ремонта техники; - горюче-смазочными материалами соответствующих сортов и своевременной их заменой; - ремонтными комплектами; - соответствующим финансированием эксплуатации машинно-тракторного парка.
Поэтому будет не совсем корректно утверждать, что эксплуатационные отказы происходят только по вине водителей и механизаторов.
Так как в процессе эксплуатации технического обслуживания ТКР не предусмотрено, то в его конструкции отсутствуют элементы для входного. контроля состояния отдельных его частей- Об этом можно судить только по внешним объективным признакам: - повышенное дымление двигателя; - потеря мощности; - увеличенный расход масла и топлива и т.д.
Но, к сожалению, эти признаки являются всего лишь следствием уже основательно сформировавшегося дефекта, который очень сложно обнаружить на ранних стадиях проявления- Вообще, характер поломок ТКР в своей основе имеет широкий круг причинно-следственных связей. Из схемы причинно-следственных связей отказов ТКР (рис.6) можно сделать вывод о том, что основная «болезнь» турбокомпрессоров состоит как раз в выходе из строя подшипника скольжения, определяющего техническое состояние и надежность всего агрегата [71], Износ подшипника скольжения в основном определяется по расходу моторного масла (по его течи через ТКР).
Обзор действующих безразборных способов определения технического состояния турбокомпрессоров
В настоящее время разработка технических решений с глубокой проработкой поставленных научно-технических целей позволили выявлять дефекты подшипников скольжения роторов турбомашин еще на рашшх стадиях их развития [26,80,43], Так же, руководствуясь результатами проведенных исследований, удалось выяснить природу возникновения основных неисправностей ТКР и скорректировать технические мероприятия по их предотвращению.
Выявленные причины классифицированы по признакам (п.1.2): конструктивным, технологическим и эксплуатационным. Влияние их на износ и долговечность иногда проявляется раздельно, но значительно, чаще -комплексно.
Конструктивные подходы повышения долговечности весьма разнообразны. Они, прежде всего, основаны на модернизации заводами элементов и сводятся к своевременному выбору конструктивных решений.
Технологические возможности снижения износа деталей и повышения долговечности к настоящему времени не только не исчерпаны, но и недостаточно изучены [61].
Характер изменения частотных параметров собственной корпусной вибрации (СКВ) на выбеге ротора ТКР является одним из многих косвенных признаков его технического состояния.. И, как показали исследования, частотные характеристики СКВ дают более достоверную картину о состоянии автотракторных ТКР.
Исследованиями в области виброакустической диагностики технических средств транспорта занимался целый ряд выдающихся ученых: В Л. Аллилуев, А.В. Волков, З.Г. Гиоев, МД. Генкин, Б.В. Павлов, Э. А. Пахомов, В.В. Привалов, Ю.Е. Просвиров, Э.Э. Ридель, Э.Д. Тартаковский, Б.С. Цыпкин, ВЛ. Феоктистов, В.А. Четвергов, К.М. Рагульскис, В.И. Киселева, В.В.
Стрекопытов, И.И, Кравец, В,И Соловьев, Б.М. Пэлваиов, И.А, Костенко, А.А. Аугустайтис, В.Н Гуляев, В.И. Баженов, В.А. Левитский К.Н. Тимошенко, Ю.Н. Сидыганов, І1Е, Заблоцкий, М.К.Сидоренко и многие другие.
Вибрационные процессы в подшипниках скольжения и качения исследовали ученые: АЛ Черневский, И.А. Михеев, Ю.С Крючков, В,Б. Лившиц, З.Г- Гиоев, А.В. Волков и другие.
В настоящее время существует несколько безразборных способов диагностирования ТКР. В качестве исходных диагностических данных берутся косвенные признаки. Например:
- Определение технического состояния ТКР по времени «выбега» ротора после остановки двигателя позволяет косвенно судить о состоянии подшипников ротора и его балансировке. Этот метод получил большое распространение, но он не даёт полной характеристики состояния деталей турбокомпрессора. Здесь предполагается, что увеличение времени «выбега» происходит из-за увеличенного радиального зазора, а уменьшение — некачественной смазки, задевание лопатками турбины корпуса улитки, увеличенного дисбаланса ротора. Недостаток такого способа - малое время «выбега» и сложность измерения частоты вращения. А способ измерения.вибраций корпуса ТКР, при постоянных оборотах ротора, не приемлем, так как при таком режиме работы ТКР воздействуют другие источники вибрации двигателя.
- Определение технического состояния ТКР посредством измерения давления нагнетаемого воздуха. Недостаток такого способа состоит в большой зависимости от технического состояния двигателя. Это значит, что падение давления выхлопных газов может происходить по.причине падения мощности дизеля из-за сбоя фаз газораспределения, износа цилиндропоршневой группы, нарушения регулировок топливной аппаратуры и т.д.
- Определение продуктов износа в дизельном масле (по спектральному определению содержания того или иного металла). Этот метод заключается в том, что из системы смазки подшипников турбокомпрессора берутся пробы масла и определяют содержание в нём бронзы или другого металла. В основе этого метода лежит зависимость между интенсивностью спектральной линии излучения того или иного элемента и концентрацией этого элемента в анализируемой пробе. По увеличению содержания бронзы в смазочном масле судят об износе трущихся деталей. Данный метод позволяет определить величину износа не только без разборки агрегата, но и во время его работы. Однако этот метод позволяет определять лишь общий износ всех изнашиваемых деталей, и он приемлем для турбокомпрессоров лишь с индивидуальной смазкой подшипников- Тем более, на автотракторных дизелях такие конструкции не применяются,
Определение износа виброакустическим способом, В практике виброакустической диагностики технических средств уже имеется пример диагностирования ТКР тепловозных дизелей [22,23]. Данная методика диагностирования заключается в измерении собственной корпусной вибрации. ТКР, предварительно установленного на обкаточном стенде, на котором ротор ТКР сжатым воздухом, раскручивают до числа оборотов 320 и 1200 об\мин (что соответствует двум разным положениям контроллера управления работой-дизель-генератора тепловоза)- При этом на корпусе ТКР (в контрольных точках) производится замер уровня шума и вибрации. Далее, полученные, результаты отождествляются по таблице норм корпусных вибраций, распределенных в соответствии со значениями суммарных зазоров «на масло» в подшипниках. Соответственно зазор в подшипнике является прямым показателем технического состояния.
Теория прогнозирования ресурса и процесс изменения параметров технического состояния машин
Прогнозирование - необходимое условие оптимизации управления состоянием машинно-тракторного парка. Расчет любых показателей, характеризующих состояние объекта в будущем, основывается на элементах прогноза. Элемент прогноза используют почти во всех отраслях науки, техники, технологии, и в то же время он может быть выделен В самостоятельную научную дисциплину, имеющую комплексный синтезирующий характер.
При прогнозировании показателей технического состояния машин учитывают все категории восстановительных операций- Операции по потребности, предупредительные по наработке и состоянию характеризуются соответствующими величинами допустимого отклонения параметра [12,82]: D umD = OnO D ufi
Элементы восстанавливают в процессах ежедневного (смазывание подшипников, крепеж деталей) и периодического обслуживания (замена фильтрующего элемента, распылителя форсунки и т. п.); текущего (замена поршневых колец, притирка клапанов газораспределительного механизма и т. д.) и капитального ремонта (замена поршневой группы, шлифование коленчатого вала двигателя и т. п.).
Во всех случаях, кроме случая капитального ремонта, преобладают восстановительные операции, не требующие. большой трудоемкости. В процессе безразборного контроля состояния элементов, т, с- в процессе диагностирования машины, используют систему допускаемых значений параметров состояния элементов. Эти значения определяют среднестатистическим методом прогнозирования, учитывая заданную межконтрольную наработку. Предупредительные операции и операции по потребности проводят в этом случае в хозяйстве, где эксплуатируют машины.
Капитальный ремонт агрегата, или машины в целом проводят при необходимости выполнения сложных и трудоемких операций по потребности для восстановления ряда элементов. Его осуществляют на специализированных предприятиях, и сопровождается он значительными материальными затратами. Поэтому следует, как можно полнее использовать ресурс основных элементов, определяющих постановку агрегата или машины на капитальный ремонт. Для этих элементов при диагностировании необходимо индивидуально устанавливать (прогнозировать) их остаточный ресурс или допускаемое отклонение параметра.
Таким образом, используют два метода прогнозирования: по среднему статистическому изменению параметра элемента, отличающегося небольшой трудоемкостью восстановления, и по конкретной реализации изменения параметра элемента, отказ которого определяет капитальный ремонт агрегата или машины [38,40,44,121].
Теория прогнозирования содержит правила и приемы прогноза широкой номенклатуры показателей технического состояния и надежности машин. Прогнозирование с оптимизацией каждого показателя требует специфических правил, приемов и информации [76], Система знаний об их логическом обобщении, унификации и систематизации — это сущность теории прогнозирования технического состояния машин.
Исследования направляют на создание универсалышх простых типовых компонентов для построения прогноза любого показателя. Такими простыми компонентами служат вероятности отказа и предупредительных операций, средний ресурс деталей и сопряжений, механизмов, число их проверок в зависимости от управляющих показателей; издержки, связанные с устранением последствий отказа, выполнением предупредительных операций, диагностированием и т. д.
Прогнозирование конкретного показателя состояния надежности при наличии типовых компонентов начинают с составления целевой функции при определенном критерии оптимизации. Целевая функция дает представление о прогнозируемых и прогнозирующих показателях, критерии оптимизации, типовых компонентах прогнозирования и необходимых характеристиках [59Д07].
В качестве критерия оптимизации чаще всего используют универсальный экономический критерий, каким является минимум удельных издержек (на единицу наработки машины). При прогнозировании соблюдают следующую логическую последовательность, рассматриваемую на схеме прогнозирования и оптимизации показателей машин (рис,23)
Регрессионная модель для параметрического прогноза ресурса турбокомпрессора
В данной работе диагностирование подшипника скольжения проводится посредством аппаратурного анализа электрического сигнала преобразованного из механических колебаний корпуса ТКР путем разгона ротора до максимального числа оборотов с последующим прекращением разгонного действия газа на турбинное колесо [124]. Инерция ротора обеспечивает его «выбег» в течение определенного времени, при котором проводятся измерения. Под аппаратурным анализом понимается спектральный анализ, выполняемый анализатором спектра частот. Методы аппаратурного анализа основаны на разложении временной функции в ряд Фурье, Для проведения исследовательской части работы тип анализатора спектра подбирался исходя из принципов работы, конструкции, характеристик, теоретических основ и общих принципов организации эксперимента, изложенных в работах [11,55,65,66,128,137].
Для преобразования СКВ в электрический сигнал применялся пьезоэлектрический преобразователь ДН-4-М1 № 995 производства ООО «Измеритель» (г.Таганрог) рис.27. Его технические характеристики: - рабочая полоса частот вибропреобразователя от FH до 12600 Гц; электрическое сопротивление изоляции вибропрсобразоватсля при нормальных условиях - не. менее 10 Мом; электрическая емкость преобразователя с кабелем длиной 2 м (1526±300) пФ; номинальное значение коэффициента преобразования но напряжению на частоте 160 Гц - 1 мВх /м; действительное значение коэффициента преобразования вибропреобразователя не отличается от номинального значения более чем на ±6%,
Преобразованный электрический сигнал поступает на лабораторный усилитель с коэффициентом усиления 5000 и регулируемым уровнем выходного сигнала. Усиленный до уровня 5В сигнал, для ЭВМ, преобразуется в цифровую форму на аналоговом цифровом преобразователе АЦП J1A-50USB (рис.28) производства ЗАО «РУДНЕВ-ШИЛЯЕВ» (г.Москва), Технические
В ходе проведеных экспериментов было принято техническое решение для продления рабочего ресурса ТКР путем постоянного включения в систему смазки подшипника скольжения гидравлического устройства, описанного выше» В этом случае, помимо функции измерения устройство будет выполнять функцию поддержки давления масла на заданном уровне для стабилизации слоя смазки подшипника скольжения на режиме переменных нагрузок двигателя и сохранения слоя смазки при свободном «выбеге» ротора после остановки двигателя, исключая сухое трение в подшипнике. Далее данное устройство будем называть гидравлический компенсатор. Рабочий объем гидроаккумулятора устройства подобран таким образом, чтобы обеспечить поддержание масляного клина в подшипнике в течение максимального времени выбега. Для расчета рабочего объема Vpa6 взяты исходные значения - время максимального выбега 15с, максимальная частота вращения ротора 80000 мин 1, объем подшипника рассчитанный под слой смазки -1 10" м . Отсюда считаем: Fprf=(8-104) (МО"10) 15=12-10V (3.46)
Работа компенсатора протекает следующим образом. При работе двигателя масло, из системы смазки двигателя, через входной золотник 2, редукционный клапан 3, выходной золотник 4, фильтр 3, вентиль 5 поступает на прямую в подшипник ТКР, Одновременно с редукционного клапана 3 масло поступает в гидроаккумулятор 7, поддерживая его в заряженном состоянии. Редукционный клапан 3 отрегулирован на открытие при минимальном значении рабочего давления масла двигателя. Выходной золотник 4, при равенстве давлений в системе смазки двигателя и гидроаккумуляторе 7, закрыт. Входной золотник 2, напротив, при давлении в системе смазки двигателя большим или равным давлению в гидроаккумуляторе 7 открыт. Манометр 6, показаниями стрелки на измерительной шкале, отслеживает давление масла подводимого к подшипнику ТКР. При падении давления масла, в системе смазки двигателя, вызванное быстрым уменьшением числа оборотов коленчатого вала двигателя (резкое возрастание нагрузки на двигатель), в этот момент в работу вступает гидроаккумулятор 7, В результате неравенства давлений оговоренных выше, входной золотник 2 закрывается, а выходной золотник 4 открывается. Тем самым, отключая от ТКР систему смазки двигателя и подключая к нему расходную полость гидроаккумулятора 7. В таком режиме компенсатор находится до момента установления или увеличения оборотов двигателя, то есть до момента выравнивания давлений в системе смазки двигателя и гидроаккумуляторе 7. В результате для ТКР гидравлический компенсатор выполнил функцию по сглаживанию резкого изменения давления и расхода масла в системе смазки двигателя.
Следующая функция копенсатора заключается в задержке падения давления масла, подводимого к ТКР, при остановке двигателя. Как известно, ротор ТКР вращается с числом оборотов несколько десятков тысяч в минуту-и после остановки двигателя ротор останавливается в течение 7-15 секунд. И, к сожалению, в течение этого времени ротор вынужден вращаться в «сухом» подшипнике на остаточной масляной пленке. В этом случае стабилизатор, своим зарядом давления, обеспечивает смазку подшипника в течение остановки ротора.
