CC BY
76
0,25 года при годовой программе ремонта 200 цепей (21 600 щек).
Список литературы
1. О состоянии сельского хозяйства в Приморском крае в 1997-2003 годах (аналитическая записка). — Владивосток: Центр изд. услуг Прим. край. комит. гос. стат., 2004. — 18 с.
2. Пивоваров, А.Д. Надежность комбайнов / А.Д. Пивоваров, С.А. Ищенко. — Уссурийск: Приморский СХИ, 1990. — 86 с.
3. Ищенко, С.А. Повышение долговечности гусеничных цепей рисоуборочных комбайнов, эксплуатируемых в условиях Дальнего Востока: автореф. дис. ... канд. техн. наук. — М.: МГАУ, 1989. — 16 с.
4. Иншаков, С.В. Диагностирование и ремонт гусеничных цепей составного типа / С.В. Иншаков, С.А. Ищенко. — М.: «УМЦ Триада», 2007. — 144 с.
5. Ищенко, С.А. Прогрессивные технологии технического сервиса автотракторной техники / С.А. Ищенко. — М.: «УМЦ Триада», 2005. — 80 с.
УДК 629.113.5:66.067.3.31
С.А. Зыков, канд. техн. наук, доцент
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»
Э.И. Удлер, доктор техн. наук, профессор А.В. Исаенко, канд. техн. наук, доцент
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Томский государственный архитектурно-строительный университет»
ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ ТРАКТОРОВ
Ресурс двигателей внутреннего сгорания (ДВС) предопределяется в первую очередь долговечностью цилиндропоршневой группы (ЦПГ), которая для серийных двигателей зависит от многих эксплуатационных факторов. К таким факторам следует отнести прежде всего географические и климатические условия, запыленность воздуха и состав пыли в зоне работы механизмов, а также техническое состояние агрегатов защиты деталей ДВС от коррозионно-механического изнашивания.
Для надежной защиты деталей ЦПГ от превалирующего вида изнашивания — абразивного — важное значение имеет состояние воздушных и топливных фильтров. Последние, кроме того, защищают детали топливоподающей аппаратуры (ТПА) от примесей, в той или иной мере всегда содержащихся в топливе. Роль ТПА в технико-экономических показателях ЦПГ специалистам известна.
В этой связи показателен анализ технического состояния ТПА дизелей тракторов различного назначения, проведенный авторами в условиях дорожного строительства в Сибирском регионе. Характеристика грунтов (следовательно, твердость пыли) этого региона представлена в табл. 1.
В таких условиях крайне важно обеспечить надежную защиту деталей топливоподающей систе-
мы от абразивного изнашивания. С этой точки зрения практический интерес представляет анализ технического состояния топливной аппаратуры тракторных дизелей, постоянно находящихся в зонах с повышенной запыленностью, которая без системы пылеот-деления составляет до 15 г/м3 на уровне топливных баков. При этом рабочая зона тракторов характеризуется следующим содержанием пыли с частицами размером: до 20 мкм — 50.. .60 %, от 20 до 40 мкм — 25...30 %, свыше 40 мкм — 10.15 %.
В дорожном строительстве используют в основном гусеничные бульдозеры марок Д-355ЛЗ «Комацу» (Япония), а также трактора Т-500 и Т-35.01 (Россия) с общей наработкой от 8 000 до 90 000 мо-точ, что соответствует от 9 до 340 % их износа.
Математическая обработка информации по отказам показала (табл. 2), что при больших рассеяниях средняя наработка на отказ тракторов составляет всего 287.350 моточ, что свидетельствует о значительной выработке их ресурса.
Таблица 1
Глубина залегания, м Характеристика грунтов Твердость по шкале М.М. Протодьяконова
сГ о Растительный слой с корнями, легкий суглинок 0,5. .1,0
о 2 6 7 Мелко- и среднезернистые песчаники 1,2. .2,0
0,2...8,8 Среднезернистые песчаники кварцевого состава 3,0. .4,0
Таблица 2
Характеристика распределения наработки Трактор Д-355АЗ Трактор Т-500, Т-35
Общая наработка дизеля Наработка на отказ Общая наработка дизеля Наработка на отказ
Математическое ожидание, мото-ч Среднеквадратическое отклонение, мото-ч Коэффициент вариации 53 000 17 063 0,32 350,7 342,68 0,98 42 000 24 525 0,58 287 215,25 0,75
Это подтверждается результатами анализа использования календарного времени занятости тракторов: в ремонте постоянно находится до 66 % общего числа тракторов с износом 200.300 %,
35 % общего числа тракторов с износом 100.200 %, 13 % общего числа тракторов с износом до 100 %.
При этом отказы механической части составляют в среднем 16 %, электрооборудования и гидросистем — 13 %, двигателей внутреннего сгорания — 38 %, прочие отказы — 6 %.
Основной причиной неисправности тракторов являются отказы дизеля. Наиболее вероятные отказы (45.50 %) характеризуются различными неисправностями топливной аппаратуры (табл. 3).
Анализ неисправностей топливной аппаратуры дизелей показывает, что отказы ТНВД по причине износа составляют 37.41 %, а форсунок — 23.26 %.
Отказы топливоподкачивающего насоса (ТПН), принимающего на себя основную абразивную нагрузку, составляют 12.13 %. Последнее объясняется недостаточно надежной защитой втулки и стержня насоса от изнашивания фильтрами грубой очистки топлива, которые удерживают механические
частицы размером 0,07 мм и выше, тогда как зазор в указанном сопряжении изначально значительно меньше этой величины [2].
При визуальном осмотре деталей ТПА на сопряженных поверхностях ТПН, плунжерных парах, запорных иглах и нагнетательных клапанах обнаружены царапины и риски различной глубины, а на штоках ручной подкачки в надпоршневой секции — следы коррозии в виде ржавчины, что обусловлено гидроабразивным воздействием механических загрязнений и воды, проникающих в топливную систему вместе с топливом.
Одним из опасных отказов ТНВД является заедание рейки, приводящее к разносу дизеля, т. е. когда частота вращения коленчатого вала выше максимально допустимой. Такой отказ дизеля составляет
Таблица 3
Неисправность топливной системы Марка трактора
Д-355А «Комацу» Т-500, Т-35.01
Потеря гидравлической плотности плунжерной пары (износ прецизионных поверхностей) 15,5 17,4
Заедание и зависание плунжера во втулке 4,7 5,7
Износ нагнетательного клапана или седла 14,6 15,1
Неисправность перепускного клапана головки насоса 3,1 3,8
Неправильная установка насоса 1,2 -
Заедание рейки насоса или поломка звена, соединяющего рейку с механизмом регулятора 3,7 2,13
Поломка и засорение топливопроводов низкого давления 0,65 1,3
Износ деталей регулятора 1,3 0,5
Износ рабочих органов подкачивающего насоса 11,6 13,3
Поломка пружины форсунки 7,25 6,2
Закоксовывание и износ распылителя форсунки 12,5 9,8
Зависание иглы распылителя форсунки на дизеле 6,2 7,06
Неправильная установка форсунки на дизеле 1,05 2,14
Засорение фильтроэлемента ФТО 11,1 8,12
Разрыв фильтрующей перегородки фильтроэлемента 0,6 1,1
Износ направляющих отверстий корпуса насоса под толкатели плунжера и рейку 2,1 3,25
Трещины корпусных деталей 0,77 -
Прочие 2,1 3,1
Итого 100 100
2.4 %. Причины заедания: механическое изнашивание втулок и приводов толкателей плунжеров; чрезмерное загрязнение моторного масла и изменение его вязкости в связи с прониканием топлива и воды в корпус ТНВД.
При помощи известных методов оценки технического состояния топливной аппаратуры по показателям надежности [3, 4] рассчитаны вероятность безотказной работы Р(/), вероятность отказа —^) и параметр потока отказов ю(0 деталей ТПА. По результатам расчета построены закономерности изменения этих величин (рис. 1, 2).
Из рис. 1 видно, что интенсивность отказа ТПН, составляющая 3,5-10-4/1000 моточ, в 8,6 раза ниже интенсивности отказа ТНВД и в 2,8 раза форсунок. В связи с этим средняя наработка на отказ Т при -^) = Р(0 составила: ТПН — 1920.2016 мо^го-ч; форсунок—840.892 моточ, ТНВД—650.723 мо-точ при средних квадратических отклонениях соответственно 1609, -^0,
712 и 577 моточ, что наглядно представлено на графиках вероятности отказов и безотказности рассматриваемых элементов ТПА (рис. 2).
Исследованием установлено следующее:
• срок службы основной части парка машин в 3-4 раза превышает норму, указанную в нормативно-технической документации;
• основной причиной выхода тракторов в отказ является отказ топливоподающей аппаратуры (ТПА);
• наработка на отказ деталей
ТПА в 1,1__1,5 раза ниже рег-
ламентной наработки между ТО-3, когда выполняются углубленные работы по системе питания;
• причиной выхода из строя топливоподкачивающих насосов является недостаточная эффективность фильтров грубой очистки топлива (ФГО). Для повышения надежности дизелей необходимо: скорректировать периодичность очередных ТО топливной аппаратуры в соответствии со средней наработкой на отказ; повысить эффективность работы системы грубой очистки топлива за счет перехода от ФГО-отстойников к ФГО-сепараторам; разработать устройство по предотвращению попадания механических загрязнений в топливные баки дизелей.
Рис. 1. Закономерность изменения потока отказов ТНВД (1), форсунок (2) и топливоподкачивающего насоса (3) совокупных тракторных дизелей
Список литературы
1. Механическое разрушение пород землеройно-рых-лительными агрегатами / В.И. Емельянов, Ю.А. Мамаев, В.В. Гриневич [и др.]. — Магадан.: Магаданское книжное изд-во, 1978. — 95 с.
2. Топливная аппаратура тракторных и комбайновых двигателей / Н.И. Бахтиарев, А.В. Белявцев, А.Т. Карамы-шев и др. — М.: Колос, 1980. — 160 с.
3. Тракторы промышленные и промышленные модификации сельскохозяйственных тракторов. Надежность. Сбор и обработка информации. — Челябинск: ЧФНАТИ, 1986. — 94 с.
4. Решетов, Д.М. Работоспособность и надежность деталей машин: учеб. пособие для машиностроительных специальностей вузов / Д.М. Решетов. — М.: Высшая школа, 1974. — 206 с.
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
1000 2000 Тр мoтo•ч
Рис. 2. Изменения вероятности безотказной работы и отказаТНВД (1), форсунок (2) и подкачивающего насоса (3) от наработки дизеля
