CC BY
39
© В.С. Квагинидзе, А.П. Розентуль, 2002
УДК 66.232.8.004.12+658.382(043.3)
В.С. Квагинидзе, А.П. Розентуль,
МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ГИДРООБОРУДОВАНИЯ БУРОВЫХ СТАНКОВ «ДМ-Н»
ценка уровня качественного состояния гидрооборудования бурстанков является одним из важнейших условий поддержания машины в максимально эффективном использовании.
Для достоверной оценки необходима объективность собранной информации. По характеру информации методы диагностики подразделяются на три группы: 1) методы, дающие информацию о техническом состоянии гидропривода, но не характеризующие его функциональные возможности; 2) методы, обеспечивающие
О получение информации о функциональных возможностях гидропривода, но не об их техническом состоянии; 3) комбинированные методы.
Диагностическими параметрами могут служить явления, сопутствующие неисправностям. При выборе диагностических параметров к ним предъявляются требования однозначности, стабильности, широты поля измерения (коэффициента относительной дифференциации), доступности и удобства измерения, информативности, технологичности и т.д.
Под однозначностью понимают соответствие каждому значению диагностического параметра только одного вполне определенного значения параметра выходного процесса. Широта поля измерения предусматривает наибольшее отклонение выходного параметра при заданном абсолютном измерении структурного параметра. Широта поля измерения может характеризоваться отношением величины изменения диагностического параметра к соответствующей величине структурного параметра.
Доступность и удобство измерения диагностического параметра определяется конструкциями машин и диагностических средств. Информативность параметров определяется удельным весом отказов гидропривода (число и стоимость отказов) в общем объеме отказов. Так для акси-
ально-поршневых насосов наиболее информативным является объемный КПД, позволяющий выявить и предупредить около 90 % отказов.
Технологичность измерения параметров определяется удобством подключения диагностических датчиков или приборов, простотой измерения и скоростью обработки результатов измерений. В целом технологичность измерения характеризуется трудоемкостью и стоимостью диагностирования.
Диагностические параметры подразделяются на частные и общие. Частный параметр указывает на вполне определенную неисправность узла. Общие параметры характеризуют общее техническое состояние гидропривода или отдельного узла. Например, сниженный КПД насоса - параметр, характеризующий общее отклонение от заданных параметров, но не указывающий, что именно послужило причиной этого состояния.
А вот частные параметры укажут на конкретную причину - снижение КПД при одновременном увеличении давления масла в корпусе насоса говорит об изношенной опорной части плунжеров, а снижение КПД подачи без увеличения корпусного давления позволит определить критический износ торцевой распределительной пластины. Теперь появилось еще одно разделение параметров диагностики - зависимые и независимые.
Независимый параметр самостоятельно указывает на конкретную неисправность - разорвавшийся шланг гидропровода, скрученный вал гидродвигателя, погнутый шток цилиндра, все это говорит о техническом состоянии деталей гидропривода без какой-либо дополнительной информации. А вот причину прекращения подачи насоса, можно определить только при наличии данных о давлении в цепях управления, о положении контрольного флажка наклонной шайбы производительности, о длине штока пропорционального приво-
да загрузки насоса, о давлении в корпусе насоса и о наличии давления в контрольных точках коммутирующей гидролинии. Основой классификации методов определения параметров технического состояния гидропривода или отдельных агрегатов являются: способ измерения, информативность и технологичность измерений.
Для диагностирования гидрооборудования бурового станка <ЮМ-Н» ремонтный персонал применяет к каждому отдельному агрегату гидропривода свой «персональный» метод диагностики его технического состояния. Это связано с многообразием конструкций силовых агрегатов и наличием сложной разветвленной сети гидромагистралей. Также эти методы диагностики могут служить руководством для выявления некоторых неисправностей гидропривода. Для проведения диагностики некоторых узлов необходимо предварительно провести подготовительные операции, позволяющие включить нужный режим работы, или установить нужный нам узел в необходимый режим, например: в режим стопора, в режим холостого хода или в режим, обеспечивающий согласованную работу нескольких механизмов с нужной нам степенью загруженности.
1. Метод диагностики гидродвигателей хода:
• буровой станок домкратится до высоты, необходимой для свободного перемещения гусениц;
• на ведущую звездочку крепится метка для подсчета оборотов колеса;
• селекторный переключатель переводят в режим хода, а для возможности движения гусениц отключается реле блокировки хода при опущенных домкратах;
• теперь рычагами главных насосов даем максимальный ход вперед и считаем число оборотов ведущей звездочки за одну минуту.
Из практики эксплуатации бурстанков <ЮМ-Н» знаем, что для достижения заданной скорости при максимальной производительности главных насосов двигатели хода придают ведущей звездочке скорость вращения 3,5 оборота в минуту.
2. Метод диагностики гидроцилиндров тормоза хода:
Тормоза хода смонтированы внутри ходового редуктора, поэтому ни визуально, ни касательно их состояние определить невозможно, поэтому приходится применять косвенный метод их диагностирования:
- селекторный переключатель ставим в режим хода;
- приопускаем один из домкратов до выключения контрольной лампочки срабатывания концевика домкрата (произойдет блокирование хода путем принудительного наложения тормозов);
- рукоятки главных насосов полностью переводим в положение «вперед»;
- никаких признаков движения гусениц быть не должно, противное указывает на неэффективное состояние тормоза хода.
После диагностики двигателей хода и возможной регулировки главных насосов для уравнивания их скоростей, может значительно измениться число оборотов вращателя. Для ревизии привода вращения бурового става применяется метод диагностики гидродвигателей вращателя.
3. Метод диагностики гидропривода вращателя бурового става:
• буровой став в полном сборе (две полуштанги по 9 метров, забурник и шарошечное долото) немного приподнят над забоем пробуренной скважины;
• на контрольном порту редукционного клапана вращения - манометр;
• ключом страгивания зажимается буровой став, а рукоятка вращения передвигается в положение бурения;
• теперь, одним из главных насосов, плавно (по манометру вращателя в кабине) повышаем давление до 700-900 psi, при этом, рост давления в цепях управления должен прекратиться на уровне 500 psi и дальше не подниматься (показания снимаются с манометра, подсоединенного к контрольному порту редукционного клапана);
• далее этим же насосом нагружаем привод вращателя до предела - 3000 psi, при большей загрузке насосов должны сработать предохранительные клапана линии вращения;
• не уменьшая давления, снимаем показания с манометров, заранее установленных в корпуса двигателей вращателя (оно не должно превышать 125 psi, иначе - двигатель бракуется);
• теперь отводится ключ страги-вания, а ставу дают максимальную скорость бурения, тахометр в кабине должен показать 110 оборотов в минуту,
при этом наблюдаем положение контрольных флажков двигателей вращения.
Контрольные флажки на обоих двигателях вращения должны наклониться на одинаковый угол, сектор наклона должен занять 2/3 от всего диапазона указателя. Если один из двигателей собран неправильно и система управления не может выдержать нужный угол наклонной шайбы, тогда тахометр покажет величину около 200 об/мин. Так как оба двигателя включены параллельно, то исчезновение рабочего объема одного двигателя повлечет за собой кратное увеличение оборотов другого двигателя.
Повышенное давление в корпусе покажет на ошибку при сборке механизма управления, как показала практика, именно оттуда может происходить перелив масла на вновь собранном агрегате. Также на ошибку при сборке укажет посторонний шум при работе гидродвигателя.
Помимо вращения, на буровой став, посредством гидродвигателей подачи, подается осевое усилие, которое и дополняет процесс бурения. Для оценки качества работы механизма подачи става на забой применяется метод диагностики привода подачи.
4. Метод диагностики гидромоторов подачи:
• для выявления возможности создавать максимальное усилие на долото, необходимо создать режим стопора, это достигается путем подвода стопорной вилки в лыски полуштанги и упора в нее става;
• давление в системе подачи создается плавным наклоном рукоятки медленной подачи, при этом смотрим на манометр усилия подачи (в кабине машиниста), стрелка которого должна дойти и остановиться на значении 3000 psi;
• далее, в этом же режиме, контролируем давление забуривания, которое в самом начале наклона рукоятки равно 600 psi;
• давление в корпусе гидромотора подскажет о состоянии цилиндропоршневой группы.
Основной узел, питающий энергией все основные рабочие операции, состоит из двух главных насосов с подачей 255 литров в минуту, каждый. Это гидравлические машины переменной производительности объемного регулирования, реверсивные, со встроенным питательным насосом и трансмиссионным блоком согласования, созданным для воз-
можности включения насоса в цепь с замкнутым контуром.
Их конструкция очень высокотехнологична, цепь управления содержит обратные связи по потоку и по давлению, привод управления имеет обратную связь по положению выходного штока. Поэтому полная диагностика этих машин возможна только на специальном стенде для испытания гидравлического оборудования. В рабочих условиях возможен лишь неполный контроль доступных параметров.
5. Метод диагностики главных насосов бурстанка <ЮМ-Н» :
• бурстанок поднимается на домкратах до свободного провисания гусеничных лент, при этом отключаем блокировку режима хода;
• отсоединяем электрический привод загрузки главных насосов (чтобы исключить неисправность по электрической части);
• переключаем селектор в режим хода - никакого движения гусениц быть не должно, при этом сами консоли приводов насосов должны свободно покачиваться рукой, и иметь одинаковый свободный зазор с обоих сторон от лапки загрузки насоса;
• в режиме нейтрали разница давлений в контрольных портах магистралей «А» и «В» не должна превышать 65 psi;
• корпусное давление должно уложиться в пределах до 125 psi при ак-симальной производительности насоса; также необходимо замерить полный выход штока привода управления (1 дюйм), и при крайних положениях проверить угол наклона контрольных флажков, которые должны отклоняться на весь сектор в обе стороны;
• при заглушенных выходных магистралях главного насоса проверяется максимально создаваемое насосом давление, равное 4250 psi;
• подсоединив к магистрали «В» расходомер и, загрузив насос на полный объем, можно получить картину о настоящем КПД насоса.
Два последних пункта на практике никогда не применялись. Большая трудоемкость и длительность процедуры, сопровождающейся потерей и без того дорогого масла, возможность попадания грязи и ветоши в систему при ее разгерметизации, все это ведет к игнорированию этих пунктов. Тем более что сбой этих двух параметров хорошо диагностируется наблюдением за изменением
производительности любого механизма с гидравлическим приводом. Например, значительная разница в регулировке наклона шайбы для равномерного хода левой и правой гусениц.
В том случае, когда все узлы и агрегаты гидропривода своевременно и правильно настроены и не имеют отклонений по своим техническим требованиям, эффективность работы привода тогда в целом зависит от самого источника передачи энергии - гидравлического масла.
