Лекция 12-3 АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО СЕРВИСА В СХ

ТЕМА 11

1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Автоматизация системы технического сервиса тракторов, авто­мобилей и другой сельхоз техники способствует об­легчению условий труда, повышению его качества и производи­тельности, снижению себестоимости и сокращению сроков ре­монта.

К основным ТП технического сервиса сельскохозяйственной техники можно отнести:

- мойку и очистку машин,

- разборку и сборку агрегатов,

- восстановление изношенных деталей,

- обкатку отремонтированных двигателей, машин.

Многие соединения, сопряжения деталей после эксплуатации машины, сборочной единицы весьма трудно поддаются ручной разборке, мойке, очистке. Качество отремонтированных изделий во многом зависит от соблюдения оптимальных режимов ТП. На­пример, если увеличиваются или уменьшаются необходимые плотность тока, температура и концентрация электролитов, то ухудшаются свойства гальванических покрытий. В то же время ра­бочему трудно обеспечить контроль и своевременную корректи­ровку указанных параметров. Поэтому облегчить условия ручного труда, повысить его производительность и достичь высокого каче­ства покрытий можно только при использовании специальных ав­томатических устройств.

Обкатка и испытания сборочных единиц, агрегатов, машин, яв­ляющиеся заключительным этапом ТП технического сервиса, тре­буют также применения специальных технических средств конт­роля и управления для достоверной оценки качества проведенно­го ремонта.

Таким образом, механизация и автоматизация основных ТП мойки и очистки машин, их разборки и сборки, восстановления деталей, сборочных единиц, а также обкатки агрегатов имеет пер­востепенное значение для правильной организации труда, повы­шения эффективности и культуры технического сервиса на ре­монтных предприятиях.

 

 

2. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТП МОЙКИ И ОЧИСТКИ МАШИН, АГРЕГАТОВ

 

Общие сведения. Сельхоз технику эксплуатируют в различных климатических условиях. Поверхности тракторов, ав­томобилей и сельскохозяйственных машин в результате контакта с почвой, растениями, топливно-смазочными материалами, удобрениями, а также из-за переменных температурных режимов работы покрываются загрязнениями разнообразного состава. По природе возникновения различают эксплуатационные и производственные загрязнения. К эксплуатационным относят дорожную грязь, расти­тельные остатки, остатки перевозимых продуктов, лакокрасочные покрытия, продукты коррозии, накипь, нагар, лаковые, асфальто-смолистые и масляно-грязевые отложения, различные смазки, мас­ла. Производственные загрязнения — это пыль, стружка, абразив, окалина, шлаки, продукты износа при обкатке и др.

Загрязнения различают также по механизму их возникновения и виду взаимодействия с поверхностью. Это загрязнения адгезион­но связанные (прилипание частиц веществ, пыли, смазочного мате­риала к наружным поверхностям машин); поверхностно-адсорбци­онные (загрязнения внутренних поверхностей в виде смазок, осад­ков, смолистых отложений и наружных поверхностей с большим содержанием органических веществ); технологические (глубинно связанные загрязнения, такие, как лак, нагар, краски, продукты коррозии и т.д.).

Загрязнения разных видов встречаются в самых разнообразных сочетаниях. В связи с этим применяют различные по составу, свойствам и назначению эффективные моющие средства. Так, по химическому составу различают синтетические и кислые моющие средства, органические растворители, растворяюще-эмульгирующие средства.

 

По физико-химическим основам моющего средства все спосо­бы очистки и реализующие их моечные машины делятся:

- струй­ные,

- погружные,

- комбинированные.

 

1. Наиболее распространен струйный способ, при котором подача раствора дополняется механическим воздействием струи на заг­рязнения. Этот способ реализован в мониторных и струйных мо­ечных установках:

- мониторные моечные машины, предназначенные для гидродина­мической очистки поверхностей ремонтируемой техники, пред­ставляют собой малогабаритные установки, состоящие из двигате­ля, насоса, устройства для нагрева воды и моющего раствора, а также ручного моечного пистолета. В последнем благодаря примене­нию насадок малого диаметра создается большая скорость струи (20…70 м/с), обеспечивающая быстрое удаление загрязнений;

- струйные машины применяют для очистки техники в сборе или ее отдельных узлов. Представляют собой камеру, в которой размещена система гидрантов для подачи моющего раствора на объект одновременно почти по всей очищаемой поверхности.

 

2. Сущность погружного способа заключается в подаче объекта очистки в моющий раствор с последующей выдержкой в нем. Со­здание эффективных моющих средств (типа растворяюще-эмульгирующих и др.) способствовало совершенствованию погружных моечных машин. Таким машинам свойственны вертикально-возвратно-поступательные переме­щения объекта очистки, колеба­тельные перемещения очищае­мых объектов вокруг горизонтальной оси и роторные переме­щения очищаемых объектов, а также активизация моющего ра­створа лопастными винтами. По­гружные машины являются ос­новным оборудованием для очи­стки деталей от асфальтосмолис­тых отложений, продуктов коррозии и остатков старых лако­красочных покрытий.

 

3. Наиболее распространены комбинированные способы очистки и реализующие их комбинированные моечные машины, представляющие собой сочетание погружных и струйных. Сочетая преимущества различных видов очистки, такие способы и устройства обеспечивают наиболее эффективные и экономичные режимы ТП.

 

Основные факторы, определяющие качество и эффективность мой­ки и очистки. Для качественного проведения очистных операций с минимальными энерго- и трудозатратами важно наряду с примене­нием эффективных моющих средств и установок соблюдать техно­логические режимы. На рисунке 1 изображены зависимости вре­мени очистки от основных технологических параметров.

Рисунок 1 - Зависимости времени очистки сборочных единиц агрегатов

от концентра­ции моющего раствора (2), концентрации загрязнений (1)

и температуры раствора (3)

 

Наруше­ния технологического режима очистки приводят к росту затрат на эту операцию либо к производству некачественной продукции. В связи с этим целесообразно автоматизировать контроль и регули­рование основных технологических параметров (температуры, за­грязненности, концентрации) в требуемых пределах.

Система автоматического регулирования температуры моющих растворов. В сельскохозяйственном ремонтном производстве при­меняют различные способы нагрева моющего раствора:

- за счет сжигания жидкого топлива в специальных камерах сгорания;

- про­пусканием пара (газа) по змеевику, помещенному в ванну с мою­щим раствором;

- электрический.

Последний способ как наиболее экономичный, надежный и простой широко применяют в автома­тических системах регулирования температуры жидкостей, газов. В системах, реализующих электрический способ нагрева, в каче­стве регулирующих элементов обычно используют ТЭНы погружного типа в сочетании с двухпозиционными регуляторами и дат­чиками, выполненными на базе манометрических электроконтак­тных термометров.

Принципиальная схема системы регулирования температуры моющего раствора приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Принципиальная схема CAP температуры моющей жидкости

 

Все ТЭНы раз­делены на две группы:

1) ТЭНы, включаемые контактором КМ3 и работающие только в период вывода температуры моющего раствора до заданного значения (в дальнейшем на всем протяжении работы эти ТЭНы отключены);

2) ТЭНы, включаемые контактором КМ2 и работающие на первой стадии совместно с ТЭНами первой группы, а после вывода температуры моющего раствора в желаемую область включаемые периодически для поддержания температуры в требуемом диапазоне.

Мощность ТЭНов первой группы в основном определяется временем вы­вода температуры моющего раствора в желаемую область и ко­личеством раствора, а второй группы — потерями теплоты в про­цессе мойки. В качестве датчика температуры моющего раство­ра используют манометрический электроконтактный термометр. В случае возникновения каких-либо неисправностей, сбоев, ко­торые могут вызвать превышение температуры моющего раст­вора относительно верхнего предела зоны регулирования, в схеме предусмотрено использование термодатчика КК1, реагирую­щего на это превышение. При этом размыкающий контакт КК1 обесточивает обмотку реле KV5, которое отключает нагрев и включает световую сигнализацию «Авария». Включение контак­тора КМ1 происходит после устранения неисправности в схеме и последующего нажатия кнопки SB2.

 

Контроль концентрации моющих средств в растворах. Качество очистки находится в прямой зависимости от концентрации мо­ющих средств. Причины ее изменения в ТП очистки — это добавление воды для компенсации слива раствора, а также мою­щего средства с целью восстановления концентрации раствора (изменяющейся вследствие его осаждения на деталях, химичес­кого реагирования с загрязнениями, солями и других случай­ных факторов).

Концентрацию растворов обычно оценивают по их плотности или щелочности. Плотность замеряют ареометром при конкрет­ной температуре, после чего по градуировочной зависимости оп­ределяют концентрацию растворов. Этот метод применяют только для чистых растворов, поскольку при наличии в последних (в процессе мойки) различных загрязнений контролируемая плотность растворов не будет соответствовать реальным её значениям. Ще­лочность достаточно точно определяют химическим анализом (методом титрования), который в производственных условиях весьма сложен и трудоемок.

В современном ремонтном производстве применяют моющие средства, основу которых составляют щелочные электролиты. Из­вестно, что электропроводность растворов (на основе таких мою­щих средств) имеет однозначную корреляцию с их концентрацией и температурой. Поэтому на практике для измерения концентра­ции растворов применяют метод оценки электропроводности с учетом их температурной погрешности.

Схема устройства, реализующего такой метод, изображена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Схема анализатора моющих растворов:

1 - генератор; 2 - усилитель; 3 - электролитическая ячейка;

4 - датчик температуры; 5 - амплитудный детектор

 

Прибор работает следующим образом. Сигнал с генератора импульсов 1 частотой 2,5 кГц подается на ключевой двухполярный усилитель 2, к выходу которого подключена электролитическая ячейка 3 с опорным сопротивлением R_ОП. Напряжение, снижаемое с этого сопротивления, пропорцио­нально протекающему в нем току, а, следовательно, и электро­проводности раствора. Ключевой усилитель обеспечивает зна­чительную напряженность электрического поля на электродах ячейки 3 и тем самым позволяет минимизировать влияние раз­личных загрязнений на значение контролируемого тока. В зоне электролитической ячейки помещен датчик температуры 4, под­ключенный к мосту М, в одно из плеч которого подсоеди­нен переменный резистор R. Сопротивление моста R_М изменя­ется прямо пропорционально температуре раствора. Оно под­ключено к входной цепи инвертирующего операционного усилителя DA1 с подстроенными резисторами R1 и R2. Выходное напряжение усилителя: UВЫХ = Сf(N), где С —коэффициент пропорциональности, определяемый параметрами устрой­ства; f(N) — функция, зависящая только от концентрации раствора.

На выходе амплитудного детектора 5 прибором РА1 регист­рируют напряжение, пропорциональное концентрации моющих средств в растворах. Переключателем SA1 изменяют число задей­ствованных в цепи токоограничивающих резисторов R3…R7, которые учитывают процент щелочной составляющей раствора.

Контроль загрязненности растворов. Если такие параметры, как температура, уровень концентрации растворов, поддаются регули­рованию, то снижение моющей способности растворов (из-за пре­вышения в них нормы количества загрязнений) вызывает необхо­димость их замены или регенерации (восстановления).

Известны технологии и оборудование для регенерации мою­щих растворов, которые обычно происходят в два этапа:

Первый этап (отстаивание) совершается в рабочем резервуаре как в про­цессе работы машины, так и при ее остановке (путем периодичес­кого удаления находящихся на поверхности раствора различных нефтепродуктов, а также осевшего на дно резервуара шлака с пос­ледующей фильтрацией раствора).

Второй этап (очистка), осуще­ствляемый с применением коагулянтов смеси Са(ОН₂) и FeSO₄, позволяет восстановить свойства растворов при насыщении их мелкодисперсными загрязнениями, не поддающимися отслаива­нию и фильтрации.

В связи с отсутствием простых и надежных средств контроля загрязненности растворов до сих пор о необходимости их восста­новления (или замены) судят субъективно по визуальному конт­ролю цвета раствора, а также по времени его работы.

Разработаны достаточно чувствительные, надежные и простые по конструкции оптические датчики контроля загрязненности ра­створов. Принцип действия такого датчика (рисунок 4) основан на избирательном поглощении частицами загрязнений светового из­лучения в видимой и инфракрасной областях спектра.

Рисунок 4 - Оптический датчик для контроля моющих растворов:1 - блок светового излучения; 2 - шпилька; 3 - защитное стекло-линза; 4 - втулка; 5 - изме­рительная камера; 6 - блок светоприёмника; 7 - основание; 8 - стакан; 9 – разъём; 10 - трубка; 11 - фотоэлемент; 12 - провода; 13 - корпус; 14 - защитный рукав; 15, 16 - про­кладки; 17 - осветительная лампа

Датчик вы­полнен в виде ступенчатого цилиндрического стакана, состоящего из блока светового излучения 1 с лампой 17 и блока светоприёмника-преобразователя 6 со светочувствительным элементом 11. Блоки соединены между собой шпильками 2. Измерительная ка­мера 5 образована рабочим объемом между блоками 1 и 6, ограниченными защитными стеклами-линзами 3. Оптическую длину ка­меры регулируют шпильками 2. Светочувствительный элемент 11 установлен на пластмассовом основании 7. Для дополнительного охлаждения элемента 11 служит трубка 10 и система отверстий в основании 7 и стакане 8. С целью исключения утечки раствора стекла-линзы 3 уплотнены резиновыми прокладками 15, 16 и втулкой 4. Для внутренних и внешних подсоединений электричес­ких проводов 12 на датчике установлен электрический разъём 9. Монтажные провода между блоками заключены в защитный рукав 14. При погружении датчика в раствор измерительная камера за­полняется раствором моющей среды. Оптическая характеристика датчика выбрана такой, что она не реагирует на компоненты мою­щего средства. При наличии загрязнений оптическая плотность раствора изменяется и датчик преобразует ее в электрический сиг­нал, пропорциональный концентрации загрязнений, который ре­гистрируется индикатором.

Диапазон значений измеряемой концентрации загрязнений 0…40 г/л, а относительная погрешность измерений не превышает 8 % при температуре контролируемой среды менее 85 °С.

 

Система автоматического управления ТП мойки. ТП мойки за­ключается в подаче в камеру мойки сборочных единиц и деталей, опускании шторки, закрывающей проём для исключения раз­брызгивания моющего раствора, включении насоса подачи раст­вора в сопла, обеспечении относительного перемещения деталей и струй жидкости. По истечении времени мойки двигатель насоса отключается, шторка, закрывающая входной проём, поднимается, и корзина с деталями возвращается в исходное положение. Для удаления паров моющей жидкости на всём протяжении мойки ра­ботает вытяжная вентиляция.

Схема автоматизации ТП мойки показана на рисунке 5.

Рисунок 5 - Схема автоматизации моечной машины

 

Для управления исполнительными механизмами установлены бескон­тактные путевые конечные выключатели SQ1…SQ5 в комплекте с промежуточными реле KV1…KV5 (рисунок 6).

Рисунок 6 – Принципиальная схема устройства управления мойкой

 

В исходном состоя­нии тележка находится в крайнем левом положении (включено реле KV1), шторка — в крайнем верхнем (включено реле KV2), При соблюдении этих условий и нажатии кнопки SB2 включается кон­тактор КМ1 и своим замыкающим контактом самоблокируется. При нажатии кнопки SB3 на обмотку пускателя привода каретки «Вперед» КМ2 подается напряжение. При подходе каретки к путе­вому выключателю SQ4 последний включает реле KV4, размыкаю­щий контакт которого обесточивает катушку пускателя КМ2, а замыкающий — подготавливает цепь питания катушки пускателя КМ2 по цепи KV3 — KV4 — KV5 — КМ3 и подает питание на катушку пускателя привода шторки КМ5.

Посредством пускателя КМ5 подается напряжение на обмотку другого пускателя-включателя вентилятора КМ7. Шторка, опус­тившись в крайнее нижнее положение, посредством выключателя SQ3 включает реле KV3, которое в свою очередь включает пуска­тель насоса КМ1, реле времени КТ1 мойки и пускатель привода каретки «Вперед». Каретка, продолжая движение вперед, воздей­ствует на выключатель SQ4. Движение каретки продолжается до срабатывания SQ5. Реле отключает питание с обмотки реле «Впе­ред» и подает его на обмотку реле «Назад». Движение каретки продолжается до тех пор, пока не сработают контакты реле време­ни (мойки), которое обеспечит включение пускателя привода шторки «Вверх». Она воздействует на SQ3. При этом реле отключается, питание с пускателя привода насоса прекращается, а цепь питания пускателя привода каретки «Вперед» разрывается. Второй замыкающий контакт KT1 подготавливает цепь питания катушки «Назад». Если контакты реле времени КT1 срабатывают, то карет­ка доходит до SQ5 и возвращается назад до SQ4. Если же контакты реле КТ1 замыкаются при движении каретки «Назад», то ее пере­мещение продолжается, так как привод ее будет получать питание при подъёме шторки в крайнее верхнее положение по цепи KV2 — КТ1 — KV1 — КМ2 — KV3. При этом каретка всегда возвращается в крайнее левое положение, вызывая срабатывание SQ1. Реле KV1 отключает питание с пускателя КМ3, и каретка останавливается. Это же реле отключает и реле времени КТ1. После замены очи­щенных деталей в тележке загрязненными и нажатия кнопки SB3 весь процесс подачи каретки с деталями в моечную камеру и сам процесс очистки повторяются. Вентилятор вытяжки работает по­стоянно. Отключают его нажатием кнопки SB1.

 

 

3. ДИАГНОСТИРОВАНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ

 

 

Диагностирование — это определение состояния объекта с ука­занием места, вида и причин дефектов, нарушений, повреждений и т. п. Внедрение технического диагностирования дает существен­ный технико-экономический эффект и является основным звеном планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники. Оно позволяет на 10…15 % повысить межремонтный ресурс сельскохозяйственных машин, уст­ранить необоснованную разборку сборочных единиц, ускорить, сни­зить на 30 % трудоемкость обслуживания и ремонта, повысить мощ­ность, экономичность и надежность техники. Благодаря своевремен­ному диагностированию и обслуживанию на 20 % сокращается число ремонтов и на 20…30 % — потребность в запасных частях. Постоянно совершенствуются методы и технические средства диагностирова­ния, разработаны электронные приборы и автоматические системы технической диагностики сельскохозяйственной техники.

Диагностирование делят на три основных этапа:

- получение ин­формации о техническом состоянии объекта;

- обработка и анализ полученной информации;

- постановка диагноза и принятие реше­ния.

На основе проведенной диагностики устанавливают вид и объем ремонтных работ, проверяют готовность машин и приводят их в работоспособное состояние.

 

При прямом диагностировании измеряют параметры деталей и по их отклонению от норм дают заключение о техническом состо­янии. Измерения выполняют при помощи специальных прибо­ров: микро- и миллиметров, нутромеров, щупов, масштабной ли­нейки, рулетки, штангенциркуля, угломеров, зубомеров, калибра­торов, тахометров и т. п. Широко используют также приборы из­мерения температуры, усилий, давления, вращающих моментов, расхода жидкостей и газов, ускорений и вибраций, состава отра­ботавших газов, жидкостей и других величин.

При косвенном диагностировании техническое состояние дета­лей и сборочных единиц оценивают по косвенным параметрам. Например, зазор в сопряжении поршень — цилиндр двигателя оп­ределяют по количеству газов, прорывающихся в его картер.

Прямые методы основаны на использовании простых измери­тельных приборов. Однако эти методы очень трудоемки и требуют разборки сборочных единиц. Косвенные методы обеспечивают большую информативность, не требуют разборки агрегатов, но для их реализации необходимо использовать сложные и дорогос­тоящие специальные приборы и системы.

Для оценки технического состояния сельскохозяйственной техники создано множество диагностических приборов и устано­вок, с помощью которых удается не только контролировать, но и повышать качество машин.

В сельскохозяйственном производстве широко применяют без­разборную диагностику и прогнозирование остаточного ресурса сборочных единиц с помощью КИП. Эти приборы помогают решать широкий круг задач диагнос­тики:

- измерить вращающий момент и мощность двигателя,

- силу тяги и тормозные усилия на колесах,

- подачу и давление масляных насосов,

- давление в смазочной системе и загрязненность фильт­ров гидросистемы,

- давление впрыска топлива форсунками,

- давле­ние сжатия в цилиндрах двигателя и момент подачи в них топли­ва,

- оценить качество распыла топлива форсунками.

Эти приборы позволяют также определить зазоры в кривошипно-шатунном механизме и механизмах трансмиссии.

 

Перечисленные методы выполняют при постоянном участии оператора-диагноста.

 

При автоматическом диагностировании функции оператора сво­дятся к включению системы в начале проверки и отключению ее в конце диагностики. Автоматические системы диагностики ис­пользуют виброакустические и спектрофогометрические методы контроля с набором электронных приборов.

Виброакустические методы диагностики позволяют регистри­ровать амплитуду акустических сигналов (шумов и вибраций) и оценить характер их изменений. Амплитуда и частота шумов и вибраций изменяются по мере изнашивания деталей и увели­чения зазоров сопряженных деталей. Задача виброакустической системы диагностики (рисунок 7) заключается в выделении сиг­нала, создаваемого возникшим дефектом, из многочисленных акустических помех, возникающих при нормальной работе агрегата,

Рисунок 7 – Функциональная схема акустической системы диагностики

 

т. е. из сложных ко­лебаний необходимо выде­лить информационную со­ставляющую сигнала. Для это­го используют приборы спек­трального анализа, позволяющие выявлять причину, частоту и мощность вибраций, воз­никших из-за дефектов.

Для этого на объекте диагностики ОД устанавливают датчик аку­стических колебаний ПП (первичный преобразователь), с которого электрический сигнал подается на усилитель У, а затем на анализа­тор А, На выходе анализатора поочередно выделяются составляю­щие (гармоники) акустических колебаний и в виде переменного напряжения подаются в квадратор К, а затем в интегратор И и из­мерительный прибор ИП. Квадратор на выходе дает значение мощ­ности (в виде квадрата напряжения), а интегратор осредняет мощ­ность вибраций исследуемого диапазона частот за определенный промежуток времени. Значение мощности регистрирует ИП.

Спектрофотометрический метод диагностики основан на оп­ределении содержания продуктов износа в пробе масла путем из­мерения спектров излучения при сжигании пробы масла в элект­рической дуге. Спектры фотографируют, а потом расшифровы­вают по специальным спектрограммам или с помощью ЭВМ. По результатам периодических анализов строят графики интенсив­ности изнашивания и прогнозируют работоспособность объекта диагностики.

Спектрофотометрическое диагностирование рекомендуется для предварительной экспресс-оценки технического состояния машин.

Для оценки технического состояния и регулировки двигате­лей внутреннего сгорания служат мотор-тестеры К-518, К-484, МТ-5 и К-195. С помощью этих приборов можно опреде­лить параметры системы зажигания карбюраторных двигателей, системы энергоснабжения и пуска двигателя, а также оценить эф­фективность работы его отдельных цилиндров.

Тестер К-518 (рисунок 8) подключают к двигателю в пяти точках.

Рисунок 8 - Схема мотор-тестера К-518:

1 - стрела; 2 - датчик импульсов; 3 - датчик первого цилиндра; 4 - осветитель;

5 – омметр-тахометр; 6 - комбинированный измеритель; 7 - экран осциллографа;

8 - образцы осциллог­рамм; 9, 10 - контрольные лампы комбинированного измерителя и омметра-тахометра; 11 - переключатель омметра-тахометра; 12 - кнопка выключения цилиндра; 13 - переключатель выбора цилиндров; 14 - переключатель «Программа»;

15 - кнопка переключения вольтметра; 16 - кнопка горизонтального расширения развертки осциллографа; 17 - переключатель числа цилиндров

 

Зажимы прибора М, Б и Пр подключают соответственно к клеммам «мас­са» автомобиля, «+» аккумулятора и контакту Пр прерывателя-распределителя. На высоковольтный провод, идущий от катушки зажигания к распределителю, размещают датчик импульсов 2, на провод первого цилиндра — датчик первого цилин­дра 3. Переключатель 17 устанавливают в положение, соответству­ющее числу цилиндров диагностируемого двигателя.

Переключатель 11 переводят в положение «тахометр». После пуска двигателя омметр-тахометр 5 показывает частоту вращения его коленчатого вала. С помощью переключателя 14 задают про­грамму испытаний, результаты которых отображаются как на ком­бинированном измерителе 6, так и на экране осциллографа в виде соответствующих осциллограмм.

Например, в первом положении переключателя 14 прибор показывает напряжение на зажимах ак­кумулятора, а на экране осциллографа отображается переходный процесс, проходящий на контактах прерывателя; во втором поло­жении — угол замкнутого состояния контактов прерывателя и асинхронизм; в пятом положении — напряжение на искровых све­чах зажигания. В седьмом положении переключателя 14 посред­ством мотор-тестера можно контролировать эффективность рабо­ты отдельных цилиндров двигателя путем их отключения с помо­щью переключателя 13 и кнопки 12.

За счет осветителя 4 тестер обеспечивает контроль установки начального угла опережения зажигания и работу центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания. Тестером контро­лируют и другие параметры.

У мотор-тестера К-484 по сравнению с К-518 меньше габарит­ные размеры и масса. Им измеряют силу тока до 500 А. Но у него нет встроенного осциллографа. Мотор-тестер К-295 аналогичен прибору К-484, но снабжен цифровой индикацией.

Дизельные двигатели диагностируют приборами К-297 и К-296, контролирующими частоту вращения коленчатого вала двига­теля, угол опережения начала подачи топлива и максимальное давление впрыска.

Для оценки экономичности двигателей используют расходоме­ры объемного ротаметрического и тахометрического типов. С их помощью определяют как мгновенные, так и средние значения расхода топлива карбюраторными двигателями и дизелями. Расхо­домеры объемного (К-516) и ротаметрического типов предназна­чены для измерения расхода топлива в диапазоне 2…70 л/ч. Расхо­домеры К-427 и КИ-13967 тахометрического типа позволяют из­мерять расходы соответственно 0,9…120 и 3...300 л/ч. Их преиму­щества — малые габаритные размеры и масса, а также возможность питания от бортовой сети автомобиля (12 В).

 

 

Работу системы питания карбюраторных двигателей прове­ряют по составу отработавших газов, контролируя содержание в них СО, СО₂ и СН. Для этих целей используют газоанализато­ры, принципиальная схема одного из которых показана на рисунке 9.

Рисунок 9 – Схема газоанализатора: 1 - зонд; 2, 3, 4 - фильтры; 5 - мембранный насос;

6, 18 - измерительные камеры; 7 - инф­ракрасный излучатель с параболическим зеркалом; 8 - синхронный двигатель; 9 - обтюратор; 10, 14 - сравнительные камеры; 11, 15 - инфракрасные лучеприёмники СО₂ и СН; 12 - мем­бранный конденсатор;

13, 16 - усилители; 17, 19 - индикаторы

 

Газ из выпускной трубы автомобиля забирается с помо­щью зонда 1 и мембранного насоса 5. Пройдя через систему филь­тров 2, 3, 4 газ поступает в измерительные камеры 6, 18 и удаляется в атмосферу. Сравнительные камеры 10 и 14 заполнены азотом или чистым воздухом. Инфракрасное излучение от накаленных спиралей излучателя 7 проходит через камеры 6, 18 и 10, 14. Часть инфракрасного излучения поглощается в измерительных камерах 6, 18 и фиксируется инфракрасными лучеприёмниками 11, 15, разностный сигнал усиливается усилиями 13, 16 и отображается аналоговыми или цифровыми индикаторами 19 и 17.

С помощью газоанализаторов ГИАМ-29, ACKOH-01 и 121ФА-01 можно измерить содержание СО, СО₂ и СН.

 

 

Бензонасосы карбюраторных двигателей проверяют специаль­ным прибором (рисунок 10, а), который состоит из манометра 1, шту­цера 3, трубок 4 и 8, корпуса крана 5, запорной иглы 7, переходни­ков 6 и 9. Прибор устанавливают между бензонасосом и карбюра­тором. С помощью прибора можно измерить давление, развивае­мое бензонасосом, определить герметичность его клапанов и запорной иглы карбюратора.

а) б)

Рисунок 10 - Схема прибора 527Б для проверки бензонасосов (а): 1 – манометр; 2, 4, 8 – трубки; 3 – штуцер; 5 – корпус крана; 6, 9 – переходники; 7 – запорная игла;

Компрессиметр (б): 1 - держатель; 2 - конус; 3 - трубка; 4 - манометр

 

Техническое состояние цилиндропоршневой группы (ЦПГ) оце­нивают разными методами. Наиболее простой из них основан на ис­пользовании к о м п р е с с и м е т р а (рисунок 10, б) для определе­ния давления, развиваемого в цилиндре в конце такта сжатия.

Рис. 11 - Схема пневмотестера К-272М: 1, 5 - муфты; 2 - штуцер; 3 - трубки; 4 – манометр

 

Пневмотестером К-272 (рис. 11) определяют состо­яние цилиндропоршневой группы по расходу воздуха через диаг­ностируемый цилиндр. Для этого пневмотестер посредством муф­ты 1 подключают к воздушной пневмосети, а с помощью муфты 5 — к проверяемому цилиндру. Падение давления на дросселе ха­рактеризует техническое состояние цилиндра. Давление подводи­мого к прибору воздуха 0,08…0,25 МПа, расход воздуха до 1,6 м³/ч, масса прибора 2,4 кг.

 

4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

 

Технология восстановления изношенных деталей сельскохо­зяйственной техники гальваническим способом основана на осаж­дении металлов путем электролиза водных растворов солей метал­лов или кислот (хромирования).

На деталь (катод) подводят отрицательный потенциал источни­ка питания. В качестве анода используют пластину из металла, ко­торый необходимо нанести на деталь, или пластины из нераствори­мого металла, например свинца (при хромировании). К пластинам присоединяют положительный потенциал источника питания.

Массу металла, осаждаемого на катоде, определяют по формуле: m = cIt, где с — электрохимический эквивалент, г/(А·ч); I — сила тока электролиза, F; t — продолжительность электролиза, ч.

Электрохимический эквивалент зависит от вида металла, рас­ходуемого на покрытие, плотности тока, температуры электроли­та, формы кривой тока электролиза и других параметров.

Детали перед гальваническим наращиванием проходят специ­альную обработку. Их шлифуют, промывают, обезжиривают, про­травляют в растворах серной, фосфорной или хромовой кислот, снова промывают, а затем помещают в электрохимические ванны и подсоединяют к отрицательному электроду источника питания. На места деталей, не подлежащие наращиванию металла, наносят электроизоляционные материалы.

Для получения качественного наращивания металлов исполь­зуют различные методы изменения полярности и формы тока электролиза:

а) автоматическое реверсирование тока, т.е. перио­дическую смену полярности напряжения на детали с отрицатель­ной на положительную, и наоборот;

б) асимметричный, т.е. вы­прямленный ток с различным коэффициентом выпрямления.

Реа­лизацию одного из таких методов рассмотрим на примере универ­сального источника тока для питания электролитических ванн (рис. 12).

Рисунок 12 – Электрическая схема электролитической установки

 

Устройство позволяет вести процесс наращивания металла на однофазном асимметричном и трехфазном выпрямленном токах с возможностью перехода с одного режима на другой без прерыва­ния тока и с высокой точностью стабилизации и регулирования составляющих тока.

Источник выполнен в виде двух функциональных блоков: си­лового и управляющего.

Силовой блок содержит понижающий трансформатор TV (10кВ·А), тиристорный блок ТБ, шунты R1 и R2 в цепях измерения тока. Блок управления имеет катодный КУ и анодный АУ усилители, регуляторы катодного РКТ и анодного РАТ токов, блоки фазоимпульсного управления катодными тирис­торами VD1…VD3 (БФУК) и анодным тиристором VD4 (БФУА), электродный коммутатор ЭК.

Переключая SA1 с помощью магнитных пускателей KM1…KM3, можно получить три значения выходного напряжения на трансформаторе ТV: 6, 12 и 26 В при максимально возможной силе тока 1200, 600 и 300 А. Амперметр PA1 измеряет значение анодного тока, амперметр РА2 — значение постоянной составляющей вы­прямленного катодного тока.

В качестве датчика силы тока используют сопротивление шун­та R2, через который протекают катодные и анодные составляю­щие тока. Напряжение сигнала с шунта R2 усиливается однополупериодными усилителями КУ и АУ, собранными на операционных микросхемах. Усилитель КУ одновременно инвертирует сигнал. Блок БФУК поочередно управляет коммутацией тиристоров VD1...VD3, а БФУА — коммутацией тиристора VD4. На блоки БФУК к БФУА подаются управляющие импульсы от электронного коммутатора ЭК с частотой 1 кГц. При отключенном переключа­теле SA2 работают тиристоты VD4 и VD1, которые обеспечивают асимметричную форму тока, показанную в левой части рисунка 13.

Рисунок 13 – Диаграмма изменения плотности тока при железнении деталей

 

При включенном SA2 работают тиристоры VDL..VD3. Они дают пульсирующую форму выпрямленного тока, показанно­го в правой части рисунка 13. Изменяя напряжение на пер­вичной обмотке трансформатора (переключением), устанавлива­ют заданную плотность тока на восстанавливаемой детали (от 3 до 6 кА/м²). При помощи программного механизма ПУ автоматичес­ки изменяют в процессе гальванопокрытий угол открытия тирис­торов VD1…VD4 в соответствии с временной диаграммой рисунка13. Процесс осаждения металла разбивается на несколько циклов. После погружения деталей в ванну и подключения элект­родов включается программное устройство НУ (см. рис. 12), ко­торое через определенную выдержку времени t₀ устанавливает заданные для детали плотности тока прямой полуволны (катода j_K) и обратной полуволны (анода j_a). Через время t₁ ≤ 1 мин программ­ное реле в течение t₂ = 3 мин плавно снижает плотность тока j_a до нуля. После этого за время t₃ происходит плавное увеличение плотности выпрямленного катодного тока до предельного значе­ния j_К.П. Плотность тока j_K и времени t₃ выбирают и корректируют в зависимости от заданных параметров микротвердости, сцепляемости и толщины наращиваемых покрытий, а также от температу­ры, кислотности и концентрации электролитов.

Выдержка деталей без тока продолжительностью t0 = 10…60 с необходима для выравнивания температур электролита и деталей, что обеспечивает лучшую сцепляемость первого слоя покрытия с деталью. Малая плотность тока (до 300 А/м²) и наличие анодного тока в периоды t₁ и t₂ обеспечивают осаждение мягкого подслоя железа с небольшими внутренними напряжениями. Применение асимметричного тока повышает производительность процесса в 2…3,5 раза, улучшает сцепление покрытия с основой и позволяет получать покрытие с заданной микротвердостью.

При помощи ПУ происходит автоматическое управление пара­метрами режимов обработки, а именно температурой электролита, плотностью тока, кислотностью растворов и временем выдержки деталей в ванне, обеспечивающим заданную толщину покрытий. Программное устройство имеет соответствующие регуляторы.

 

Автоматическое регулирование температуры особенно важно при хромировании, химическом никелировании и железнении. В этих процессах колебания температуры электролита не должны превышать ±2 °С. Для малых ванн применяют двухпозиционные регуляторы, для больших — регуляторы пропорционально-интег­рального действия, которые управляют электрическим обогрева­телем раствора.

Автоматическое регулирование плотности тока происходит за счет изменения угла открытия тиристоров VD1…VD4(см. рисунок 12).

Заданное значение плотности тока устанавливается программ­ным устройством ПУ в зависимости от режима электролиза, а фактическое — измеряется и определяется по значению падения напряжения на шунтах-резисторах R1 и R2. Фактическое значение тока доводится до заданного при помощи выпрямителей КУ и АУ, регуляторов тока PКT, PAT и блоков управления тиристорами БФУК, БФУА.

Автоматическое регулирование кислотности обеспечивает полу­чение качественных осадков металла на деталях. Кислотность из­меряют рН-метрами, а корректируют добавлением в электролит щелочи или кислоты.

Автоматическое регулирование заданной толщины покрытия осу­ществляется либо при помощи счетчика ампер-часов, либо при помощи программного реле времени.

Гальванические цехи оборудуют поточными линиями, в которых обрабатываемые детали транспортируются по определенной программе. Программой предусматривается необходимая после­довательность перемещения и время выдержки в ваннах деталей при обезжиривании, промывке, декапировании, гальванопокры­тии, сушке и других операциях. С этой целью гальванометричес­кие поточные линии составляют из манипуляторов и автооперато­ров, которые перемещают детали из ванны в ванну в соответствии с заданным технологическим процессом.

Автоматизация гальванометрических процессов повышает ка­чество покрытий, снижает стоимость обработки, трудоемкость ра­бот и расход химикатов, улучшает условия труда и ускоряет про­цесс ремонта.

 

 

5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ОБКАТКИ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

 

Обкатка — завершающая операция при ремонте двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Она обеспечивает приработку вза­имно трущихся поверхностей деталей. В процессе обкатки выяв­ляются и устраняются дефекты, снижающие надежность ДВС в эксплуатации. На мотороремонтных предприятиях применяют ком­бинированную тройную обкатку: холодную, горячую холостую и горячую под нагрузкой.

При холодной обкатке неработающий ДВС прокручивают от электродвигателя на малых оборотах. При горячей холостой об­катке ДВС работает на холостом ходу. Холостая обкатка начинает­ся с холодной, когда ДВС надежно запускается. В этом режиме электродвигатель отключен. При горячей обкатке под нагрузкой ДВС работает как первичный двигатель, вращающий тормоз или тот же электродвигатель. Электродвигатель переводят в режим ге­нератора. Вырабатываемая им электроэнергия поступает в общую электросеть. Нагрузка изменяется ступенчато от 10…20 до 85…100% номинальной мощности обкатываемого ДВС.

После обкатки на этом же стенде ДВС подвергают испытанию для выявления надежности его работы и определения основных технико-экономических показателей. Для обкатки ДВС исполь­зуют стенды с асинхронными электродвигателями мощностью 4…160 кВт с частотой вращения 10…25 Гц. Электродвигатели ис­пользуют с контактными кольцами в цепи ротора, к которым при­соединяют жидкостные реостаты. Изменяя глубину погружения электродов реостата в жидкость, регулируют частоту вращения.

На практике широко используют и автоматические обкаточно-испытательные стенды с асинхронно-вентильным усилителем мощностью выше 60 кВт (рисунок 4).

Рисунок 14 - Электрическая схема обкаточно-испытательного стенда:

1 - электродвигатель; 2, 4 - датчики; 3 - обкатываемый ДВС; 5, 6, 8, 11 - усилители-преобразователи; 7, 10 - сравнивающие органы; 9 - задатчик программы обкатки; 12 - блок управления; 13 - задатчик вращающего момента; 14 - тахометр; 15 - вто­ричная обмотка трансформатора инвертора тока; 16, 17, 18 - первичные обмотки трансфор­матора инвертора тока; 19, 20, 21- группа вентилей трансформатора; 22, 23, 24 - выпрямители

 

Стенд содержит кинематически соеди­ненный с валом обкатываемого ДВС 3 асинхронный электродви­гатель 1 с фазным ротором. Токи обмоток ротора выпрямляются выпрямителями 22, 23 и 24, инвертируются трехфаз­ным инвертором тока ИТ и через согласующий трансформатор 15 направляются в сеть. Благодаря наличию асинхронно-вентильно­го усилителя в сеть возвращается (рекуперируется) до 80 % по­требляемой стендом энергии.

Для АУ режимами обкатки стенд обо­рудован соответствующими приборами: датчиками 2 вращающего момента, датчиком 4 скорости изменения температуры, датчика­ми температуры масла в смазочной системе, тахометром 14 (дат­чиком частоты вращения), усилителями-преобразователями 5, 6, 8 и 11, сравнивающими органами 10 и 7, задатчиками программы обкатки 9 и вращающего момента 13 и блоком 12 для фазоимпульсного управления группами вентилей 19, 20 и 21 инвертора тока ИТ. Трансформатор инвертора тока имеет вторичную трехфазную обмотку 15 и три секционированные первичные трехфазные обмот­ки 16, 17 и 18. Задатчиками 9 и 13 залают временные програм­мы нарастания частоты вращения и тормозного момента при об­катке двигателя с учетом температуры нагрева масла. В органах сравнения 10 и 7 происходит сравнение фактических значений частоты и момента вращения с заданными значениями. При по­мощи усилителей 8, 11, блока управления 12 и инвертора тока ИТ происходит отработка заданной программы обкатки.

Переход с одного режима на следующий происходит автомати­чески от датчика 4 скорости изменения температуры масла. Как только температура масла в смазочной системе прекращает свой рост, то при холодной обкатке на ступень увеличивается частота вращения, а при горячей обкатке — вращающий момент. При по­вторной стабилизации температуры вырабатывается сигнал для перехода на следующую ступень обкатки.

На крупных моторостроительных предприятиях обкаточно-испытательные стенды оснащены программным управлением по 3...10 не­зависимым параметрам, устройствами контроля режима обкатки и микроЭВМ, соединенными сетью с ЭВМ предприятия.

На моторостроительных и мотороремонтных предприятиях применяют автоматизированные комплексы для обкатки и испы­тания ДВС. На этих комплексах происходит программное управ­ление обкаткой по 2…5 независимым параметрам, испыта­ние ДВС на неустановившихся режимах, контроль и обработка на ЭВМ параметров двигателей при обкатке с выводом результатов на печать.

Все обкаточно-испытательные стенды оснащены, как правило, двухуровневой системой управления, причем каждый стенд снабжен микроЭВМ, управляющей работой ДВС и стенда. Кроме того, микроЭВМ, или микропроцессоры, обеспечивают за­щиту ДВС и стенда от аварийных режимов работы, сбор, обработ­ку и протоколирование результатов измерений, а также выдают необходимые данные в управляющую вычислительную машину.

Кроме устройств программного управления представляют ин­терес экспериментальные образцы устройств управления време­нем обкатки в зависимости от скорости изменения технических параметров и устройства управления режимами обкатки в зависи­мости от значения этих параметров. Данные устройства при определённых условиях могут обеспечить оптимальную приработку трущихся поверхностей деталей обкатываемого ДВС, причем вре­мя обкатки определяется индивидуально для каждого двигателя.

Приработка контактируемых поверхностей деталей сопровож­дается усиленным трением и износом. По мере приработки деталей трение и износ снижаются, а по окончании приработки — стабилизируются. Изменение трения и износа во времени со­провождается соответствующим изменением температур трущих­ся поверхностей деталей. Показателями качества приработки мо­гут также служить изменения утечки воздуха, вводимого внутрь цилиндра на стадии холодной обработки, удельного расхода топ­лива и количества газов, прорывающихся в картер двигателя на стадии горячей обработки под нагрузкой. Характер изменения этих показателей позволяет оценить качество приработки трущих­ся поверхностей деталей при обкатке.

 

 

Контрольные вопросы и задания

 

1. Перечислите основные ТП технического сервиса.

2. Назовите основные способы очистки и основные виды моечных машин.

3. Как работает САК степени концентрации растворов?

4. Как осуществляется САК степени загрязненности растворов?

5. Объясните прин­цип действия САУ ТП мойки.

6. Перечислите приспособления для автоматичес­кой сборки и разборки агрегатов.

7. Разъясните принцип действия устройства для гальванического покрытия деталей.

8. Назовите виды обкатки ДВС.

9. Объясните принцип работы САУ режимами обкатки ДВС.

10. Для чего диагностируют маши­ны?

11. Назовите средства диагностирования машин.

12. Перечислите параметры для оценки мотор-тестеров.

13. Какие технические средства применяют для эко­логического контроля двигателей?

14. Какие приспособления используют для об­щего диагностирования сельскохозяйственных машин и автомобилей?