Виброакустический метод диагностирования

Сущность виброакустического метода диагностирования заключается в том, что во время работы машины движение её деталей сопровождается соударением, в результате которого по механизмам распространяются упругие колебания.

Удары, вызванные резким изменением направления силового импульса деталей, движущихся с большой скоростью, рассматриваются как скоростные импульсные удары (перекладка поршня в зазоре и удар о стенку гильзы, удар клапана при посадке в гнездо, иглы форсунки и т.д.).

Математическая модель этого процесса может быть построена на основе выражения импульсов силы и приращения количества движения, вызванного соударением сопряженных деталей:

,

где V- скорость в конце удара;

V₀– скорость в начале удара;

m – масса ударяющейся детали;

k - коэффициент восстановления скорости;

R – ударный импульс.

При ударе .

Коэффициент k характеризует упругость соударяющихся деталей и экспериментально определяется путем измерения высоты падения h шарика на деталь и высоты отскока h¢, k определяет потерянную при ударе кинетическую энергию.

Импульсный удар вызывает в соударяемых деталях деформацию и упругие колебания с соответствующими амплитудами, фазами и частотами (рис. 2)

Энергия акустического сигнала возрастает с увеличением зазора между соударяемыми деталями. Поэтому амплитуда и фаза виброакустического сигнала могут достаточно точно характеризовать состояние кинематической пары.

Метод применения волоконной оптики

Этот метод основан на применении длинных гибких волокон, способных пропускать свет вдоль себя. Приборы с применением таких светопроводов позволяют заглянуть внутрь узлов и систем машины и осмотреть детали, выявив их техническое состояние.

Рис. 2 Импульсы вибрации при начальном и предельном зазорах

А₁, А₂ – амплитуды вибрации,

j₁, j₂ – фазы вибраимпульса.

Диагностирование мощностных и топливно-экономических

показателей тракторных двигателей

Мощность и топливная экономичность дизелей – основные обобщенные эксплуатационные показатели машин.

В зависимости от условий испытания дизеля и наличия приборов, приспособлений и оборудования применяют следующие методы диагностирования тракторных двигателей:

- бестормозные;

- парциальные;

- тормозные.

Бестормозной метод.

Сотрудниками СибИМЭСХ предложен оригинальный метод определения мощности двигателя за счет механических потерь самого двигателя.

Этот метод основан на измерении углового ускорения коленчатого вала двигателя в режиме свободного разгона, получаемого путем резкого повышения частоты вращения на холостом ходу с минимально устойчивой до максимально.

Как известно, ускорение маховика двигателя e во время разгона прямо пропорционально моменту крутящему М и обратно пропорционально моменту инерции вращающихся частей J.

.

Момент инерции двигателя – величина постоянная и её можно рассчитать или измерить заранее для каждой марки двигателя.

Поэтому, если измерить ускорение eмаховика во время разгона, то можно определить крутящий момент двигателя.

.

Мощность двигателя обычно измеряется при n_н. Поэтому ускорение маховика нужно измерить в тот момент, когда его скорость во время разгона достигнет номинального значения. Тогда, , где w -угловая скорость.

Парциальный метод.

Основан на сочетании бестормозного и тормозного методов. При этом методе наряду с частичной нагрузкой, создаваемой за счет механических потерь, осуществляется догрузка путем дросселирования масла в гидросистеме трактора.

Тормозной метод

Основан на использовании передвижной пневматической тормозной установки ПТУ-70 конструкции ГОСНИТИ, передвижного гидравлического тормоза Т-4 или стационарной тормозной установки КИ-4935 через вал отбора мощности трактора и карданный вал установки. Или используют тормозной стенд для колесных тракторов КИ-8948 (на СТОТ).

Инструментальное диагностирование машин осуществляется по различным диагностическим схемам.

Диагностическая система состоит из 3-х элементов: датчика, приемника и линии связи.

Рассмотрим некоторым диагностические схемы.

Параллельная диагностическая схема.

		- канал связи

Особенностью этой схемы является одно звено – датчик-приемник.

С помощью этой схемы можно изучить один из выходных сигналов механизма.

При достаточном числе каналов связи по показаниям приемников можно составить представление о состоянии всего механизма в целом.