Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние вопроса и задачи исследования 10
1.1 Конструкция, принцип работы и применяемость аксиально-поршневых гидронасосов 10
1.2 Хн'ализ причин отказов аксиально-поршневых гидромашин с наклонным блоком 16
1.3 Способы восстановления изношенных деталей аксиально-поршневых гидромашин, обеспечивающие повышение межремонтного ресурса агрегата и экономию материальных ресурсов 26
1.4 Способы и средства оценки работоспособности аксиально-поршневых гидромашин с наклонным блоком 33
1.5 Анализ программных средств моделирования нагрузок методом конечных элементов 37
1.6 Цель и задачи исследования 41
Глава 2 Теоретические предпосылки к повышению межре монтного ресурса аксиально-поршневых гидромашин с наклонным блоком 44
2.1 Теоретическая оценка влияния зазоров соединений аксиально-поршневых гидромашин на их работоспособность. 44
2.2 Динамика снижения объёмного КПД по мере изнашивания рабочих поверхностей деталей. Ресурс соединений . 48
2.3 Исследования предельного и допустимого износов рабочих поверхностей соединений аксиально-поршневых гидронасосов с наклонным блоком 53
2.4 Моделирование нагрузок в аксиально-поршневых
гидронасосах с наклонным блоком 61
CL ASSГлава 3 Программа и методики экспериментальных исследований 68 CLASS
3.1 Программа исследований 68
3.2 Методика проведения стендовых испытаний новых, бывших в эксплуатации и отремонтированных аксиально-поршневых гидронасосов с наклонным блоком 69
3.3 Методика исследования дефектов и проведения микромет-ражных исследований 73
3.4 Методика многофакторного планирования эксперимента по установлению связи между КПД аксиально-поршневого гидронасоса и величиной износа ресурсолимитирующих соединений 83
3.5 Методика выбора рациональных технологических режимов восстановления и упрочнения рабочих поверхностей деталей ресурсолимитирующих соединений 90
3.6 Методика металлографических и микрогеометрических ис-. следований покрытий 93
3.7 Методика моделирования нагрузок в аксиально-поршневых гидронасосах - 96
3.8 Методика триботехнических исследований новых и восстановленных пар трения 99
3.9 Методика проведения эксплуатационных испытаний 104'
Глава 4 Результаты эксперементальных исследований 106
4.1 Результаты стендовых испытаний новых и бывших в экс
плуатации аксиально-поршневых гидронасосов с наклонным блоком 106
4.2 Результаты дефектации и микрометражных исследований деталей аксиально-поршневых гидронасосов с наклонным блоком 110
4.3 Результаты эксперимента по установлению связи между КПД аксиально-поршневого гидронасоса и величиной износа ресур-соопределяющих соединений 120
4.4 Выбор рациональных режимов способа технологического воздействия на рабочие поверхности деталей ресурсолимитирующих соединений 127
4.5 Результаты исследований по влиянию температуры на КПД
аксиально-поршневых гидронасосов 131
4.6 Результаты металлографических и микрогеометрических исследований покрытий, образованных в результате ЭИО деталей аксиально-поршневых гидронасосов с наклонным блоком 135
4.7 Результаты триботехнических исследований новых и восстановленных пар трения аксиально-поршневых гидронасосов с наклонным блоком 140
4.8 Результаты стендовых и эксплуатационных испытаний отремонтированных аксиально-поршневых гидронасосов 146
Глава 5 Разработка рекомендаций по ремонту аксиально- поршневых гидромашин с наклонным блоком, внедрение результатов исследования и их экономическая эффективность 150
5.1 Разработка методики и стенда для комплексной оценки технического уровня отремонтированных аксиально-поршневых гидромашин 150
5.2 Разработка технологических рекомендаций по ремонту аксиально-поршневых гидромашин с наклонным блоком 161
5.3 Технико-экономическая эффективность от внедрения разработанных технологических рекомендаций 167
Общие выводы 175
Список литературы
- Способы восстановления изношенных деталей аксиально-поршневых гидромашин, обеспечивающие повышение межремонтного ресурса агрегата и экономию материальных ресурсов
- Динамика снижения объёмного КПД по мере изнашивания рабочих поверхностей деталей. Ресурс соединений
- Методика исследования дефектов и проведения микромет-ражных исследований
- Результаты дефектации и микрометражных исследований деталей аксиально-поршневых гидронасосов с наклонным блоком
Введение к работе
В настоящее время на отечественные и зарубежные сельскохозяйственные, мелиоративные, лесные и строительно-дорожные машины (трактора манипуляторы Т-150К, погрузчики Беларус-ШО/ЮМ, ПУМ-500, бульдозеры ДЗ-180А и др.) устанавливаются аксиально-поршневые гидронасосы и гидромоторы серии 310.3.56 (313.3.56). Доля отказов аксиально-поршневых гидронасосов с наклонным блоком составляет около 19 % от общего числа отказов машин. Средняя продолжительность простоя машин при устранении отказов составляет около 52 часов. Изготовителем нормировано, что 90% до ($i ремонтный ресурс аксиально-поршневых гидромашин равен 3 500 часам, а 90% наработка до отказа не менее 1 000 часов работы. Фактически же наработка до отказа составляет 400 часов, что значительно ниже нормативного значения.
Аксиально-поршневые гидронасосы и гидромоторы относятся к роторно-поступательным гидромашинам, у которых подвижные рабочие звенья совершают вращательное и возвратно-поступательное движение.
Данные о техническом уровне, наработке до отказа и межремонтном ресурсе отремонтированных аксиально-поршневых гидронасосов серии 310.3.56 противоречивы, но эти показатели значительно ниже, чем у нового изделия. В связи с этим исследование работоспособности, наработки до отказа, ресурса отремонтированных гидронасосов серии 310.3.56 и разработка методов повышения их межремонтного ресурса является актуальной задачей.
Цель исследования - разработка технологических рекомендаций по ремонту аксиально-поршневых гидронасосов с наклонным блоком, обеспечивающих 100% технический уровень и 90% межремонтный ресурс.
Для достижения поставленной цели, наряду с разработкой технологических рекомендаций по ремонту, необходимо создать испытательный стенд и разработать методику испытания, позволяющие проводить комплексную оценку технического уровня аксиально-поршневых гидромашин, поскольку большинство существующих стендов, применяемых в ремонтном производстве, не позволяют проводить испытания согласно требованиям ТУ 22-1.020-100-95.
Объект исследования - процессы и технологии, определяющие надежность отремонтированных аксиально-поршневых гидронасосов с наклонным блоком серии 310.3.56 самоходных сельскохозяйственных машин.
На защиту выносятся:
- результаты стендовых испытаний по оценке работоспособности новых, бывших в эксплуатации и отремонтированных аксиально-поршневых гидронасосов с наклонным блоком серии 310.3.56;
- закономерности износа рабочих поверхностей деталей пар трения распределитель - блок цилиндров, поршень - отверстие блока цилиндров, шатун — поршень;
- результаты математического моделирования нагрузок в паре трения распределитель - блок цилиндров;
- математическая модель связи объемного коэффициента полезного действия (КПД) аксиально-поршневых гидронасосов с факторами, влияющими на утечку рабочей жидкости;
- результаты обоснования допустимых и предельных значений износов деталей и зазоров в соединениях аксиально-поршневых гидронасосов, определяющих допустимые и предельные значения объемного КПД;
- методика и стенд для комплексной оценки технического уровня аксиально-поршневых гидромашин;
- результаты экспериментальных исследований физико-механических свойств покрытий, полученных электроискровой обработкой (ЭИО);
- технологические рекомендации по ремонту аксиально-поршневых гидромашин с применением ЭИО для восстановления и упрочнения рабочих поверхностей деталей. Научная новизна;
- выявлены закономерности распределения износов рабочих поверхно-стеи деталей и зазоров в соединениях аксиально-поршневого гидронасоса серии 310.3.56;
- разработаны методика и стенд для комплексной оценки технического уровня аксиально-поршневых гидромашин;
- получена математическая модель связи объемного КПД с факторами, влияющими на утечки рабочей жидкости в аксиально-поршневом гидронасосе серии 310.3.56;
- установлены допустимые и предельные износы деталей и зазоры в ресурсоопределяющих соединениях аксиально-поршневых гидронасосов серии 310.3.56;
- математическим моделированием установлено значение предельного давления в контактной паре распределитель - блок цилиндров;
- определены физико-механические свойства восстановленных и упрочненных пар трения аксиально-поршневого гидронасоса, обеспечивающие повышение межремонтного ресурса;
- разработаны новые технологические рекомендации по ремонту аксиально-поршневых гидромашин с восстановлением и упрочнением деталей ресурсоопределяющих соединений, обеспечивающих 100% технический уро-вень и 90% межремонтный ресурс.
Программа исследований имела определенную последовательность: получение экспериментального факта, разработка теоретической модели падения объемного КПД методами однофакторного и многофакторного эксперимента, восстановление и упрочнение рабочих поверхностей деталей методом ЭИО. Достоверность полученных результатов оценивали стендовыми и эксплуатационными испытаниями. Обработка результатов исследований проведена с использованием методов математической статистики, с помощью современных вычислительных средств.
Практическая значимость исследований заключается в разработан ных технологических рекомендациях по текущему ремонту аксиально-поршневых гидромашин серии 310.3.56 с восстановлением и упрочнением изношенных деталей.
Реализация результатов исследования. Разработанные технологические рекомендации по ремонту аксиально-поршневых гидронасосов серии 310.3.56 внедрены в УНПЦ ИМЭ ГОУВПО «МГУ им. Н.П. Огарёва», на ОАО «Грачёвский завод Гидроагрегат» Ставропольского края и малом инновационном предприятии ООО «Ресурс».
Апробация. Основные положения и результаты работы были доложены на Огарёвских чтениях Мордовского государственного университета (г.
Саранск, 2006 - 2009 гг.), на VII республиканской научно-практической кон ференции «Наука и инновации в Республике Мордовия» (г. Саранск, 2008 г.), на заседании кафедры технического сервиса машин ИМЭ ГОУВПО «МГУ им Н.П. Огарева» и на секции восстановления и упрочнения деталей ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии (г. Москва, 2008 г.).
Технологические рекомендации по ремонту аксиально-поршневых гидромашин в составе других электроискровых технологий удостоены: диплома и серебряной медали X Международного салона «Архимед - 2007» (г. Москва, ВВЦ, 2007 г.), бронзовой медали 9-й Российской агропромышленной выставки «Золотая Осень - 2007» (г. Москва, 2007 г.), золотой медали XI Международного салона промышленной собственности «Архимед - 2008» (г. Москва - 2008 г.), диплома и серебряной медали 10-й Российской агропромышленной выставки «Золотая Осень - 2008» (г. Москва, ВВЦ, 2008 г.), диплома I степени Международной агротехнической выставки «Агросалон» (г. Москва, МВЦ «Крокус Экспо», 2008 г.).
Публикации. Результаты исследований опубликованы в 7 работах, в том числе в двух изданиях, входящих в перечень ВАК, получен патент на полезную модель № 74328 «Устройство для оценки технического состояния гидростатической трансмиссии». Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 186 страницах компьютерного текста, включает 56 рисунков и 30 таблиц, список литературы содержит 105 наименований. Работа оформлена в соответствии с требованиями и правилами, предусмотренными стандартом СТП 006 - 2004 Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева.
Автор выражает особую благодарность за оказанную помощь при выполнении диссертационной работы кандидатам технических наук, доцентам кафедры технического сервиса машин ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева» Ионову Павлу Александровичу и Величко Сергею Анатольевичу.
Способы восстановления изношенных деталей аксиально-поршневых гидромашин, обеспечивающие повышение межремонтного ресурса агрегата и экономию материальных ресурсов
В настоящее время для испытания аксиально-поршневых гидромашин используются следующие средства: серийные стенды КИ-4815М, КИ-28097-01М-03М производства ГОСНИТИ, стенд УГИ 400-16-С01 «ССМ-ТЯЖМАШ», СИ-НМ-В-1-20/250/60,5-Т «Уральского инжинирингового центра», «Стенд универсальный для обкатки, регулировки и проверки гидроагрегатов» Пензенского РМЗ и испытательная станция МН-100 фирмы MARUMA (Япония) [6].
«Стенд универсальный для обкатки, регулировки и проверки гидроагрегатов» Пензенского РМЗ (рис. 1.8) используемый дилерами и сервисными центрами ОАО «Пневмостроймашина». Особенность данного стенда заключается в возможности проверки, настройки и регулировки большого количества гидравлической аппаратуры: гидронасосов, гидромоторов, распределителей и др. При этом данный стенд рассчитан также на испытание насосных и моторных многопоточных установок и агрегатов типа УНА, с возможностью изменения частоты вращения от 400 до 1500 об/мин при помощи пускового масляного реостата, создания сопротивления в нагнетающей магистрали до 40 МПа, с возможностью измерения температуры рабочей жидкости, частоты вращения приводного вала и мощности приводного двигателя.
Недостатком стенда является его громоздкость, требующая наличие больших площадей; ограниченный диапазон регулирования частоты вращения, не позволяющий испытывать современные высокооборотистые гидромашины; длительный процесс проверки, из-за большого количества операций по настройке стенда.
Стенды КИ-4815М, КИ-2 8097-01М-03М ГОСНИТИ (Патент №2146339) применяется для испытаний гидроагрегатов объемных гидроприводов и аксиально-поршневых гидромашин после текущего и капитального ремонта (рис. 1.9)[28].
На данных стендах возможно испытание только небольшой номенклатуры гидромашин, поскольку двигатели стендов хотя и имеют мощность в 22 и 45 кВт, но этого недостаточно, так как гидромашины с рабочим объемом более 112 см3 потребляют мощность не менее 46 кВт; одна линия высокого давления, также не позволяет применять стенд для испытания многопоточных гидромашин, а невозможность регулирования частоты вращения приводного двигателя не позволяет использовать на данном стенде методики проверки заводов изготовителей и соответственно дает возможности проверки всех технических характеристик агрегатов.
Стенды «ССМ-ТЯЖМАШ» и «УГИ» предназначены для испытания гидронасосов и гидромоторов после текущего и капитального ремонта, для определения следующих параметров: отсутствие повышенной вибрации, ударов, стуков, резкого шума, толчков давления в магистралях, повышенного нагрева (функциональные параметры); отсутствие каплеобразования из-под крышек, пробок, фланцев, через стыки корпусных деталей (параметры герметичности); величину подачи рабочей жидкости и ее равномерность при заданном направлении вращения выходного вала, изменение значения подачи рабочей жидкости при работе механизмов регулирования, реакцию на изме нение нагрузки (давления на выходе), изменение частоты вращения выходного звена гидромотора при изменении подводимого расхода рабочей жидкости к рабочим полостям.
Данные стенды, как и стенд Пензенского РМЗ громоздки, имеют небольшой диапазон регулирования частоты вращения и измерения крутящего момента, хотя они и имеют мощные приводные двигатели 60,5 кВт. Также к недостаткам данных стендов можно отнести возможность регулирования температуры рабочей жидкости в небольшом диапазоне 0-30 С.
Динамика снижения объёмного КПД по мере изнашивания рабочих поверхностей деталей. Ресурс соединений
При контрольных испытаниях гидронасосов, поступающих на ремонт, для принятия правильного решения о текущем или капитальном ремонте не обходимо выбрать критерии выбраковки. По техническому условию гидроагрегат направляется на ремонт, если Ъ? Г1 fa где 77д- допустимое снижение КПД.
Значение 77„р задаётся постоянным, а г/д имеет случайный характер. Как правило, закон распределения среднего значения величины г[л подчиняется закону Стьюдента, следовательно, можно найти интервал, в который она по падёт с заданной вероятностью. Тогда безусловным критерием отправки гид "V ронасоса в капитальный ремонт является условие - sn где 7д и s — соответственно среднее и стандартное отклонение rja соответственно; п - объем испытания.
По- данным завода-изготовителя ОАО «Пневмостроймашина», крите рий предельного состояния аксиально-поршневых гидронасосов определяет ся по падению объемного КПД нового гидронасоса (770 = 0,95) на 20 %, то есть предельное значение объемного КПД составляет rjnp = 0,76, а допустимое ( $ значение rja= 0,83. Данных о том, когда гидроагрегат достигает предельного и допустимого снижения объемного КПД, не имеется. Поэтому одной из задач данной работы было определение износов деталей и зазоров в соединениях, при которых гидронасос достигает предельных и допустимых значений КПД.
Таким образом, для оценки новой технологии ремонта гидронасосов нужна информация о допустимых и предельных значениях объёмного КПД, а также зазоров в соединениях и износов рабочих поверхностей деталей.
Известно [72], что изнашивание соединений деталей машин подчиняет ся зависимости ф (2.9) где Vc - скорость изменения параметра U при /=1,0, уменьшенную в а раз, мкм/с; / - наработка соединения, часов; а - показатель степени, определяющий характер изменения износа соединения; /0 - показатель, характеризующий технологический зазор и приработку соединения, мкм; Z - отклонение величины U под воздействием внешних эксплуатационных факторов, мкм (рис. 2.3).
Для пар трения при / = 0, зазор UQ является конструктивно-технологическим зазором, который можно принять за нижнее значение фактора.
При фиксированном предельном изменении ипр функция случайного аргумента / определяется через преобразования [73] cp{t) = p0[R(t№ (tl где R(t) - обратная функция; R \t) - производная обратной функции.
Тогда плотность распределения ресурса рабочей поверхности или соединения (элемента) и распределении Vc по закону Вейбулла :»4" " v" и ЬКЇита np (2.10) ?( )= ехр mbJa+l (Hv Статистическая оценка параметров распределения ресурса исследуемой поверхности детали можно проводить по данным информации, которая получается при микрометражных исследованиях деталей агрегатов, поступивших на ремонт. Для проведения расчёта параметров распределения элемента детали по негруппированным данным, информации представляется в виде вариационного ряда, упорядоченного по наработкам т, { ,1,),1 = 1,2,3... где и, - значение г-той детали (поверхности) при наработке т,-; N — количество обследованных деталей.
Тогда по данным {и,,?",}, = 1,2,3...N, можно построить N графиков, один из которых показан на рис. 2.3. Как правило, реализация изменения износа имеет вид ломаной линии. Плавные штриховые линии, характеризуют экстраполяционную функцию с показателями Vc = Vt и а, и отклонения реализации от экстраполяционной функции Z. При стендовых испытаниях Z = О, следовательно, значения текущего и предельного износа можно записать в виде u3(t3)=Vct3a, (2.13) где u(t)=U(t)-Uo; UQ — исходный технологический зазор; Vc - случайная величина с плотностью распределения щ (Vc) и средним VQ. Из формулы (2.13) следует, что дШ _ ы Vcta - (2.15) Следовательно, при t = 1 Vc численно можно рассматривать как скорость изменения параметра и , уменьшенную в а раз.
Методика исследования дефектов и проведения микромет-ражных исследований
Последовательность проведения входного стендового контроля бывших в эксплуатации и отремонтированных гидронасосов состояла из следующих этапов:
1. Гидронасос (см. рис. 3.1) устанавливаем на установочной плите 3 стенда, совместив при этом соосно вал гидронасоса 4 и кардан привода стенда. Соединяем всасывающие и нагнетательные трубопроводы.
2. Включаем стенд. На пульте управления частотно-регулируемого привода двигателя устанавливаем минимальное значение частоты 2 Гц, что соответствует частоте вращения вала 6 об/мин. После заполнения рабочей жидко {Щ стью всех полостей гидронасоса и гидросистемы стенда, устанавливаем мини мальную частоту вращения вала гидронасоса (50 ± 5 об/мин), с последующим плавным увеличением до минимальной рабочей частоты вращения вала (400 ± 5 об/мин).
3. Обкатываем гидронасос до достижения рабочей температуры масла t = 50±5C.
4. Установив номинальное давление на выходе 20 МПа и номинальную частоту вращения вала 1500 об/мин фиксируем следующие значения: подачу гидронасоса по расходомеру (л/мин), потребляемую мощность (кВт), утечки рабочей жидкости в дренаж (л/мин); рассчитываем объемный КПД. С?- 5. Кратковременно повышаем рабочее давление жидкости до предельно возможного 25, 40 МПа. Длительность проверки не более 1 мин.
Результаты предварительных стендовых испытаний бывших в эксплуатации и отремонтированных гидронасосов типа 310.3.56 представлены в главе 4 и приложении А. После проведения входного стендового контроля аксиально-поршневые гидронасосы отправлялись на первичную дефектацию и микрометражные исследования. W 3.3 Методика исследования дефектов и проведения микрометражных исследований Для проведения микрометражных исследований была отобрана партия аксиально-поршневых гидронасосов поступивших на ремонт в УНПЦ. Перед проведением первичной дефектации и микрометражных исследований агрегаты разбирались, промывались в моечной машине и просушивались. Дефекты поверхностного слоя деталей (царапины, риски, сколы) определялись внешним осмотром, остальные - инструментальными методами контроля. Исследованиям подвергались детали, оговоренные в технических требованиях на капитальный ремонт [31], они перечислены в таблице 3.1.
Корпус Посадочная поверхность под подшипники Визуально, индикаторный нутромер НИ 100-160, измерительная головка с ценой деления 0,002 мм 01ООМ7(.о,оз5) 0100,05
Вал Шлицы вала по толщине Калибр 35xf7x2xg9 Зазор между зубом и калибром не более 0,5 мм Поверхности 8-ми сфер Визуально, эталон 022Н7(+О О2:) 021,979 Поверхность вала под подшипники Визуально, микрометр типа МК 50-75 с ценой деления 0,002 мм 055js4(±O,OO4) 054,975 Шейка вала по уп-лотнительной кромке манжеты Визуально, микрометр типа МРП 25-50 с ценой деления 0,002 мм 04ОН8(+О 039) 039,9 Шип Сфера шипа Визуально, эталон 022-О.ОО1 021,965 Поверхность бочкишипа Концевые меры 1-го класса, скоба СР25 012-0,016 1 -0,033 011,95 Продолжение таблицы 3.1 1 2 3 4 5
Крышка корпуса Плоскость прилегания Визуально, штангенциркуль ШЦ-П с отсчетом по нониусу 0,05 мм 38,5 Деталь Поверхность Способ установления дефекта и контрольный инструмент Размер по чертежу, мм Номинальный Допустимый Шатун Поверхность сферы Концевые меры 1-го класса, микрометр типа ИГ 0-25 с ценой деления 0,002 мм 022-0,001 021,965 Осевой зазор шатуна в поршне Приспособление для контроля осевого зазора 0,25 Поршень Поверхность поршня Микрометр типа МРП 0-25 с ценой деления 0,002 мм, концевые меры 1-го класса 01 Q Q-O.020 yJ lyi-7 -0,027 и -0,032020 2 " 20 019.9I2S 020020 173 и-0,020 Блок цилиндров Поверхность сферы блока цилиндров Визуально, эталон 140 140 (±0,5), риски глубиной 0,3
Поверхность блока цилиндров по торцу втулки Штангенциркуль 11111,-11 с отсчетом по нониусу 0,05мм 75,3м 1(.о,о19) 75,2
Поверхность отверстий блока цилиндров Индикаторный нутромер НИ 18-25 с измерительной головкой с ценой деления 0,002 мм 019,9Я6(+0,013) 02О+0,02302О +0,050 W V +0,023020,2 -013
Отверстие под втулку Индикаторный нутромер НИ 0-25 с измерительной головкой с ценой деления 0,002 мм 028/77() 028,065
Втулка блокацилиндров Внутреннее отверстие Индикаторный нутромер НИ 0-25 с измерительной головкой с ценой деления 0,002 мм 02О/7(Хо) 020,06 Наружный диаметр Микрометр МК 25-50 с ценой деления 0,002 мм 028/,7() 028,048 Распределитель Поверхность сферы распределителя Визуально, эталон 140 140(±0,5) Высота распределителя Штангенциркуль 11 IT 1,-П с отсчетом по нониусу 0,05 мм 15+0,05 14, Щ
При обследовании корпуса гидронасоса (рис. 3.2) визуальному контролю подвергались: трещины, обломы и забоины на наружных поверхностях (А), за боины на посадочном пояске (Б), задиры посадочной поверхности под подшипники (В), срыв резьбы под шпильки крепления крышки более 1 нитки.
Результаты дефектации и микрометражных исследований деталей аксиально-поршневых гидронасосов с наклонным блоком
Техническое состояние аксиально-поршневых гидронасосов серии 310.56 оценивалось по результатам стендовых испытаний по методике представленной в п. 3.2 и 5.1. При испытаниях, по техническим условиям завода изготовителя (ТУ 22-1.020-100-95), новые гидронасосы должны развивать при номинальной частоте вращения вала пн = 1500 об/мин и давлении Р = 20 МПа (номинальное давление), номинальную подачу насоса Оитіп не менее 80 л/мин, при среднем значении Отр — 82 л/мин, и потреблять мощность не более Nu = 29 кВт. При QHmin = 80 л/мин значение объемного КПД составляет 0,95. Предельно допустимое снижение КПД равно 0,76, а подачи О = 63,8 л/мин [3, 84].
Стендовые испытания 10-ти новых аксиально-поршневых гидронасосов серии 310.3.56 показали, что распределение подачи при пп = 1500 об/мин и давлении Р = 20 МПа, подчиняется закону Вейбулла с параметрами: сдвиг распределения С=80 л/мин; среднее значение Qcp = 1,27 л/мин; стандартное отклонение а= 0,57 л/мин; коэффициент вариации v = 0,45.
Средняя подача гидронасоса равна 81,27 л/мин, что на 0,9 % ниже среднего значения, установленного заводом-изготовителем (Оном — 82 л/мин). По значению объемного КПД проверенные гидронасосы удовлетворяют нормативным требованиям. Интегральная функция распределения подачи гидронасосов представлена на рис. 4.1.
Интегральная функция распределения подачи гидронасосов при номинальном давлении: Qmin - 80 л/мин - минимальная подача гидронасоса по техническим требованиям; Qcp - 81,27 л/мин - средняя подача гидронасоса по результатам стендовых испытаний; ном - 82 л/мин — средняя подача гидронасоса по техническим требованиям
Зависимость потребляемой мощности на валу гидронасоса от давления в линии нагнетания: Рноы — 20 МПа - номинальное давление в линии нагнетания, -Миш = 29,8 кВт —потребляемая мощность при Рном
Из рисунка видно, что значение потребляемой мощности при номинальном давлении в линии нагнетания Р = 20 МПа составляет 29,8 кВт, что незначительно выше требований технической документации (29 кВт) [84].
По результатам стендовых испытаний новых аксиально-поршневых гидронасосов серии 310.3.56 можно сказать, что технические характеристики выпускаемых агрегатов соответствуют ТУ 22-1.020-100-95.
Из поступивших на ремонт в УНПЦ ИМЭ N = 35 гидронасосов серии 310.3.56 контрольному испытанию подверглись только 57 % насосов (поскольку остальные имели дефекты основных деталей: трещины корпуса, лопнувшие блоки цилиндров и др.).
Испытания показали, что 85 % насосов не нагнетали номинальное давление, поэтому не удалось определить значения объемного КПД (см. прил. 3). Остальные 15 % насосов были испытаны на производительность.
На рис. 4.3 представлена интегральная функция распределения подачи бывших в эксплуатации гидронасосов серии 310.3.56, характеризующая вероятность неработоспособности, при частоте вращения вала 1500 об/мин и номинальном давлении в линии нагнетания Р = 20 МПа.
Интегральная функция распределения подачи, бывших в эксплуатации гидронасосов серии 310.3.56: Qcp = 36,03 л/мин - средняя подача; QH0M тг = 80 л/мин - поминальная подача, установленная заводом-изготовителем; QMax изг = 84 л/мин - максимальная подача, установленная заводом-изготовителем. По результатам стендовых испытаний установлено, что распределение подачи бывших в эксплуатации гидронасосов серии 310.3.56 подчиняется закону Вейбулла F(Q) = \-exp{-{Q/3%lf25). (4.2) Расчёты по формуле (4.2) показали, что средняя подача Qcp составляет 36 л/мин, что существенно ниже среднего нормативного значения.
Таким образом стендовые испытания гидронасосов серии 310.3.56 поступивших на ремонт показали, что 85 % агрегатов не развивают номинальное давление Р = 20,0 МПа, и ни один из исследованных гидронасосов не развивает подачу в 63,8 л/мин, соответствующую предельному КПД г/пр = 0,76, следовательно, все 100 % исследованных агрегатов считаются неработоспособными.
