Đang tải... (xem toàn văn)
Chẩn đoán kỹ thuật động cơ bằng phương pháp ferrograph khi phân tích dầu bôi trơn Chẩn đoán kỹ thuật động cơ bằng phương pháp ferrograph khi phân tích dầu bôi trơn Chẩn đoán kỹ thuật động cơ bằng phương pháp ferrograph khi phân tích dầu bôi trơnChẩn đoán kỹ thuật động cơ bằng phương pháp ferrograph khi phân tích dầu bôi trơn Chẩn đoán kỹ thuật động cơ bằng phương pháp ferrograph khi phân tích dầu bôi trơn Chẩn đoán kỹ thuật động cơ bằng phương pháp ferrograph khi phân tích dầu bôi trơn
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỖ MẠNH TƯỜNG CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP FERROGRAPH KHI PHÂN TÍCH DẦU BƠI TRƠN Chun ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS PHẠM MINH TUẤN HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu luận văn riêng tơi hồn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác! Hà Nội, tháng 03 năm 2014 Học viên Đỗ Mạnh Tường LỜI CẢM ƠN Với tư cách tác giả luận văn này, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS TS Phạm Minh Tuấn, người tạo điều kiện hướng dẫn, góp ý hữu ích mặt chun mơn để tơi hồn thành luận văn Đồng thời xin trân trọng cảm ơn thầy cô môn Động đốt – Viện Cơ khí Động lực, Viện Đào tạo Sau đại học giúp đỡ sở vật chất suốt thời gian học tập làm luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình bạn bè, người động viên chia sẻ với nhiều suốt thời gian học tập làm luận văn Học viên Đỗ Mạnh Tường MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1.1 Vấn đề chung chẩn đoán động đốt 1.1.2 Chẩn đốn động sở mơ hình trợ giúp 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯƠC 12 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước 12 1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 13 CHƯƠNG 16 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MÒN CÁC CHI TIẾT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG VÀ PHÂN TÍCH DẦU BƠI TRƠN TRONG CHẨN ĐỐN MỊN 16 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CHẨN ĐỐN MỊN CỦA ĐỘNG CƠ 16 2.1.1 Phương trình nồng độ hạt mài dầu tốc độ mịn khơng tính đến hiệu lọc 16 2.1.2 Phương trình nồng độ hạt mài tốc độ mịn bề mặt ma sát có tính đến hiệu lọc23 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HƯ HỎNG DO MỊN CỦA VẬT LIỆU 27 2.2.1 Thơng số vật liệu ma sát 27 2.2.2 Vật liệu cặp ma sát 28 2.2.3 Tập hợp tải ma sát 29 2.2.4 Điều kiện tiếp xúc 29 2.3 QUY LUẬT MÒN CỦA CÁC CHI TIẾT MA SÁT TRONG ĐỘNG CƠ 32 2.3.1 Các dạng hao mòn hư hỏng bề mặt ma sát 32 2.3.2 Quy luật mòn chi tiết ma sát động 32 2.4 DẦU BƠI TRƠN ĐỘNG CƠ 35 2.4.1 Thành phần hố học phân đoạn dầu mỏ 35 2.4.2 Thành phần dầu bôi trơn 36 2.4.3 Biến chất dầu bôi trơn động Điezen 37 2.5 CÁC TÍNH CHẤT LÝ - HỐ DẦU BƠI TRƠN ĐỘNG CƠ DÙNG CHUẨN ĐỐN 39 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ PHỤC VỤ CHẨN ĐỐN ĐỘNG CƠ QUA PHÂN TÍCH CÁC HẠT MÀI MỊN TRONG DẦU BÔI TRƠN 45 3.1 PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ ĐỂ XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CÁC HẠT MÀI MỊN TRONG DẦU BƠI TRƠN 45 3.1.1 Sự xuất phổ hấp thụ nguyên tử 45 3.1.2 Nguyên tắc phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 46 3.1.3 Kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu 46 3.1.4 Trang bị phép đo AAS 47 3.2 PHƯƠNG PHÁP TÁCH HẠT MÀI MỊN TRONG DẦU BƠI TRƠN 48 3.2.1 Phương pháp tách hạt mài mòn kim loại dầu bơi trơn 49 3.2.1.1 Đặc tính kỹ thuật máy Ferrograph 49 3.2.1.2 Đặc tính kỹ thuật Ferroscope TFX-X1 50 3.2.1.3 Sự phân bố hạt mài mòn Ferrogram 51 3.2.2 Kỹ thuật lấy mẫu dầu 52 3.2.3 Chuẩn bị pha loãng mẫu 53 3.2.4 Kỹ thuật Ferrograph 53 3.2.5 Đọc Ferrogram 55 3.2.6 Xử lý nhiệt Ferrogram 56 3.3 CÁC HẠT MÀI MỊN VÀ NGUỒN GỐC CỦA CHÚNG 58 3.3.1 Hình thái dạng mài mòn chủ yếu hạt mài mòn tương ứng từ chi tiết chịu ma sát động Điezen 58 3.3.2 Các kim loại tách từ chi tiết động 63 3.4 CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐIEZEN 3408 LẮP TRÊN XE CAT 769C 72 3.4.1.Các thông số dầu dùng để chạy chẩn đốn động 3408 72 3.4.2 Hệ thống bơi trơn động 3408 73 3.4.2.1 Sơ đồ đường dầu bơi trơn từ te dầu đến đường dầu 73 3.4.2.2 Sơ đồ đường dầu bôi trơn bên động điezen 3408 74 3.4.3 Chẩn đoán động phương pháp kiểm tra lấy mẫu định kỳ 75 3.4.4 Ví dụ chẩn đốn động xe CAT 769C 78 KẾT LUẬN 85 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1: Phương pháp nhận biết lỗi sở mơ hình trợ giúp Hình 2: Quan hệ hư hỏng- Triệu chứng theo ý nghĩa vật lý chẩn đốn Hình 1: Đồ thị ảnh hưởng nồng độ hạt mài theo thời gian 17 Hình 2: Đường cong thay đổi nồng độ hạt mài mịn 19 Hình 3: Những thông số quan trọng hệ thống ma sát 27 Hình 4: Cấu tạo khu vực bề mặt kim loại 28 Hình 5: Các dạng tải ma sát 29 Hình 6: Các loại ma sát động 30 Hình 7: Đồ thị phụ thuộc lượng mòn U vào thời gian 34 Hình 8: Sơ đồ đơn giản trình biến chất dầu động 38 Hình 9: Nhớt kế chảy ngược 42 Hình 10: Dụng cụ đo nhiệt độ chớp cháy cốc hở 43 Hình 1: Thể mẫu lắng đọng Ferrogram 50 Hình 2: Máy phân tích Ferrograph Hình 3: Ferroscope 51 Hình 4: Sự phân bố hạt mài Ferrogram 51 Hình 5: Đường truyền ánh sáng kính hiển vi lưỡng sắc 54 Hình 6: Phương pháp đọc Ferrogram 55 Hình 7: Giao thoa ánh sáng bề mặt hợp kim 56 Hình 8: Cơ chế tạo thành hạt mài hình cầu 60 Hình 9: Hạt mài hình cầu 61 Hình 1: Sơ đồ đường dầu bôi trơn 73 động Điezen 3408 từ te dầu đến đường dầu 73 Hình 2: Sơ đồ đường dầu bôi trơn 73 bên động Điezen 3408 73 Hình 3.12: Lưu đồ chẩn đốn động Điezen 3408 80 Hình 3.13: Đồ thị biến đổi độ nhớt 400C 81 Hình 3.14: Đồ thị biến đổi độ nhớt 1000C 81 Hình 3.15: Đồ thị biến đổi nhiệt độ chớp cháy 81 Hình 3.16: Đồ thị biến đổi trị số kiềm tổng ( TBN) 82 Hình 3.17: Hạt hợp kim đồng trước xử lý nhiệt 83 Hình 3.18: Hạt hợp kim đồng loại sau xử lý nhiệt 83 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Những tiêu đánh giá dầu bôi trơn động 39 Bảng 2: Các nguyên nhân chủ yếu làm thay đổi độ nhớt 41 Bảng 1: Độ phóng đại kính hiển vi quang học 51 Bảng 2: Thời gian lấy mẫu cho thiết bị 53 Bảng 3: Cách nhận biết hạt mài mịn khơng từ tính màu trắng 64 Bảng 4: Vật liệu số chi tiết chịu ma sát động Điezen 71 Bảng 3.5: Các thông số giới hạn sử dụng dầu chạy chẩn đoán 72 động 3408 72 Bảng 3.6: Áp suất dầu bôi trơn động xe CAT 769C 78 Bảng 3.7: Kết phân tích mẫu dầu xe CAT 769C 79 MỞ ĐẦU Trong q trình khai thác, tính kỹ thuật máy móc tổng thành nói chung động nói riêng thay đổi dần theo hướng xấu Kết phương tiện giảm tính động lực, giảm tính an tồn, tính kinh tế, giảm độ tin cậy thường xuyên xảy cố kỹ thuật làm tăng thời gian sửa chữa Để giải vấn đề này, nhiệm vụ đặt nhà quản lý cần đánh giá thực trạng máy móc thiết bị có phương án xử lý thích hợp Trên sở cách nhìn nhận vậy, việc nghiên cứu xác định tình trạng kỹ thuật dự báo thời hạn sử dụng số chi tiết động đốt sử dụng phương tiện giao thông vận tải cần thiết Kết nghiên cứu giúp sở quản lý khai thác phương tiện làm tốt công tác vật tư dự phòng, nâng cao lực khai thác phương tiện, đảm bảo tính tin cậy, khả hoạt động hiệu khai thác cao Chẩn đoán kỹ thuật loại hình tác động kỹ thuật vào q trình khai thác sử dụng tơ, nhằm đảm bảo cho hoạt động tơ có độ tin cậy, an toàn hiệu cao cách phát dự báo kịp thời hư hỏng, tình trạng kỹ thuật tuổi thọ làm việc tiếp tục mà không cần phải tháo máy nhằm nâng cao độ tin cậy, an toàn hiệu sử dụng máy, nâng cao độ bền lâu, giảm chi phí phụ tùng thay thế, giảm độ hao mòn chi tiết tháo rời tổng thành, giảm tiêu hao nhiên liệu, dầu bôi trơn nhờ phát điều chỉnh kịp thời phận máy, đưa trạng thái làm việc tối ưu, giảm công lao động cho công tác bảo dưỡng kỹ thuật sửa chữa Trên giới nay, dầu nhờn chất bôi trơn chủ yếu ngành công nghiệp dân dụng Với vai trò quan trọng mình, dầu nhờn trở thành loại vật liệu công nghiệp thiếu với phát triển xã hội loại máy móc, thiết bị, cơng cụ đưa vào ứng dụng công nghiệp dân dụng ngày nhiều Trước vấn đề cấp thiết đó, tập thể khoa học lớn khơng ngừng nghiên cứu thành phần, tính chất dầu mỏ nói chung câu từ nói riêng để hồn thiện phương pháp khai thác chế biến nguồn tài nguyên quý giá Khi sử dụng dầu nhờn làm chất lỏng bôi trơn bề mặt lớp tiếp xúc chi tiết máy móc nhằm mục đích giảm mài mòn, giảm ma sát, tản nhiệt, làm mát Nhờ giảm tiêu hao lượng để thắng lực ma sát sinh chi tiết máy chuyển động Nói chung, dầu nhờn có ứng dụng rộng rãi đời sống Đặc biệt có tầm quan trọng lớn loại máy móc, thiếu chúng máy móc thiết bị khơng thể làm việc Phân tích dầu nhờn cho biết tình trạng mài mịn cặp chi tiết động thiết bị nội dung mà tác giả lấy đề tài nghiên cứu: “Chẩn đoán kỹ thuật động phương pháp ferrograph phân tích dầu bơi trơn” làm nội dung luận văn Mục đích nghiên cứu: Dựa vào kết phân tích tính chất lý hố với hạt mài mịn kim loại lắng đọng dầu bôi trơn qua sử dụng để kịp thời phát cố trình vận hành tránh hư hỏng đáng tiếc xảy Phương pháp chẩn đoán lấy làm tiền đề cho phương pháp bảo dưỡng phòng ngừa theo tình trạnh thiết bị thay cho phương pháp bảo dưỡng cũ lạc hậu Đối tượng nghiên cứu: Áp dụng phương pháp nghiên cứu để theo dõi phân tích mẫu dầu động 3408 lắp xe ô tô vận tải CAT 769C kỳ thay dầu khác Phương pháp nghiên cứu: Từ lý thuyết chung chẩn đoán động cơ, hệ thống bôi trơn động ô tô lý thuyết thực tiễn ma sát mài mòn chi tiết động đốt tác giả theo dõi chẩn đốn q trình mài mịn khơng bình thường động qua chu kỳ thay dầu qua rút đánh giá chất lượng hệ thống bôi trơn Với phương pháp nghiên cứu tác giả đưa quy trình chẩn đốn kỹ thuật động cơ, công việc mà trước làm cách rời rạc qua theo dõi thông số thiết bị Bằng phương pháp ferrograph sử dụng để tách hạt mài mịn kim loại có kích thước lớn 5m khỏi dầu bôi trơn động nhằm phát q trình mài mịn bất thường cặp ma sát từ tìm ngun nhân biện pháp khắc phục giảm thiểu hư hỏng thiết bị Nội dung luận văn bao gồm: Chương I: Tổng quan chẩn đoán động đốt Nêu lên vấn đề chung chẩn đoán động đốt trong, đánh giá việc sử dụng thiết bị khai thác đơn vị sản xuất sau nêu khái qt tình hình nghiên cứu ngồi nước chẩn đốn động từ thấy rõ tính cấp thiết đề tài Chương II: Cơ sở lý thuyết mòn chi tiết động đốt phân tích dầu bơi trơn chẩn đốn mịn Nêu lên biến đổi nồng độ hạt mài mịn dầu bơi trơn theo thời gian hoạt động tốc độ mài mòn cặp ma sát trường hợp có bầu lọc khơng có bầu lọc dầu Tiếp theo chế đặc tính mịn phụ thuộc vật liệu tiếp xúc cặp ma sát, tải ma sát chi tiết nói chung, sở lý thuyết mài mòn chi tiết chịu ma sát động Kết hợp biến đổi chi tiêu hố lý điển hình dầu hạt mài mòn từ chi tiết tách dầu bôi trơn chương tạo nên tranh tồn cảnh chế độ mài mịn động giúp chẩn đốn xác khắc phục kịp thời nhờ hồn tồn làm chủ thiết bị dự trù chi tiết thay cách hợp lý giảm thời gian dừng máy không cần thiết Phần cuối chương tác giả giới thiệu sở lý thuyết phân tích dầu bơi trơn chẩn đốn mịn gồm phân đoạn dầu mỏ thành phần hoá học dầu bơi trơn động cơ, với 20 tiêu hố lý dầu bôi trơn động làm sở cho việc chẩn đoán ban đầu động Căn vào biến đổi tiêu hoá lý điển hình đốn nhận q trình bơi trơn khơng bình thường động sớm đưa hành động khắc phục Chương III: Phương pháp thiết bị chẩn đốn động qua phân tích hạt mài mịn dầu bơi trơn Giới thiệu phương pháp phân tích hạt mài mịn phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) Nồng độ hạt mài mịn định lượng qua đánh giá tượng mài mịn khơng bình thường chi tiết chịu ma sát khối lượng hạt mài vượt giới hạn cho phép Hạn chế phương pháp AAS định lượng hạt mài mòn với kích thước nhỏ 5m Đối với hạt có kích thước lớn phải áp dụng phương pháp Ferrograph 3.4.2 Hệ thống bôi trơn động 3408 3.4.2.1 Sơ đồ đường dầu bôi trơn từ te dầu đến đường dầu Hình 1: Sơ đồ đường dầu bôi trơn động Điezen 3408 từ te dầu đến đường dầu 1- Đến đường dầu 5- Bơm dầu 2- Van an tồn qua lọc 6- ống hút dầu 3- Két làm mát dầu 7- Các lọc dầu 4- Van an toàn qua két làm mát Dầu hút từ te dầu đẩy tới đường dầu sau qua két làm mát bình lọc nhờ bơm Trên hệ thống có ba van an toàn: van an toàn đặt bơm dầu nhằm giữ áp suất dầu phía sau bơm khơng vượt q mức quy định, van an toàn qua lọc van an toàn qua két mát Hai van nhằm giữ cho dầu liên tục đến đường dầu lọc bị tắc máy khởi động dầu cịn lạnh khơng qua két làm mát (Hình 4.1) Hình 2: Sơ đồ đường dầu bôi trơn bên động Diezen 3408 73 Trong đó: 1- Đến máy nén khí 2- Đến bánh cân phía sau 3- Đến trục cần bẩy xu páp 4- Đến truyền động 10- ống (làm mát đỉnh Pittông, xi lanh) 11- Đến tubor tăng áp 12- Đường dầu bên trái 13- Đến bánh truyền động trục cam 14- Đến bánh truyền động trước 15- Từ van lắp theo mạch rẽ 16- Đường dầu bên phải 17- Bạc cổ động 5- Đến trục bơm nhiên liệu 6- Trục cam 7- Đến trục cam thân xu páp 8- Đến thân xu páp 9- Bôi trơn trục cam Chú ý: Trong trường hợp ống 10 (làm mát phần đầu pittông xi lanh) bị tắc gãy cần phải xử lý tránh tượng gây kẹt pittông xi lanh 3.4.2.2 Sơ đồ đường dầu bôi trơn bên động điezen 3408 Từ đường dầu dầu vào đường dầu 16 đến 12 thân xi lanh, trước tiên vào hốc chứa dầu bạc trục khuỷu 17 bạc trục cam bôi trơn mặt ma sát Từ bạc trục qua đường dẫn trục khuỷu bôi trơn bạc, trục đầu to truyền Một phần nhỏ dầu bôi trơn từ đường dầu tách qua đường ống phun 10 để làm mát pittơng xi lanh (Hình 4.2) Từ rãnh phía bạc trục cam dầu tiếp tục theo đường 7, đến bôi trơn bạc đội đỉnh thân xu páp, đũa đẩy trục cần bẩy Đường dầu đưa dầu đến bôi trơn bơm cao áp Bạc trục bánh cân phía trước động bơi trơn đường dầu chảy trục cân nối với đường dầu 14 Bạc trục bánh cân phía sau động bơi trơn đường dầu chảy trục cân nối với đường dầu Bạc trục bánh truyền động phía sau bơi trơn dầu trích từ đường dầu bên trái thân xilanh Đường 11 đưa dầu đến bơi trơn tubor tăng áp sau bơi trơn ổ trục bánh đà (với động 3408 dầu te) Ổ dẫn động quạt gió động bơi trơn đường dầu trích từ đường dầu bên trái qua ổ bánh truyền động trục cam quay (ổ quạt gió Động 3408 bôi trơn mỡ cho ổ bi) Dầu với áp suất cao đến trục bánh bạc sau chảy tự để bơi trơn bề mặt bánh Sau hồn thành nhiêm vụ bơi trơn chi tiết chịu ma sát dầu bôi trơn chảy tự quay trở te động 74 3.4.3 Chẩn đoán động phương pháp kiểm tra lấy mẫu định kỳ 3.4.3.1 Phương pháp lấy mẫu phân tích mẫu dầu bơi trơn định kỳ Một vài phương pháp sử dụng để lấy mẫu dầu định kỳ: - Sử dụng lấy mẫu đường ống có van lấy mẫu đặt cố định - Sử dụng lấy mẫu ống gắn cố định đặt te động - Sử dụng lấy mẫu dầu ống thay dầu Trong trường hợp theo dõi chẩn đoán để đảm bảo lấy toàn hạt mài mòn từ chi tiết chịu ma sát động tác giả sử dụng lấy mẫu đường ống dẫn dầu trước bầu lọc dầu Phân tích dầu bôi trơn định kỳ đưa phép kiểm tra bản: - Phân tích hạt mài mịn; - Phân tích tiêu hố lý thơng thường dầu; - Phân tích điều kiện làm việc dầu bơi trơn Phân tích hạt mài cách đo lượng hạt mài mịn tìm thấy dầu bơi trơn qua sử dụng Thông qua việc giám sát hạt mài mịn qua sử dụng phát xu hướng phát triển hạt mài Rất nhiều hư hỏng động phát thông qua xu hướng phát triển hạt mài mòn vượt giới hạn cho phép Phương pháp phát hư hỏng thơng qua hình thành hạt mài mịn hạt bị nhiễm bẩn Tuy nhiên, chẩn đoán hư hỏng động phương pháp phân tích hạt mài mịn khơng thể chẩn đốn cố xảy cách đột ngột chẳng hạn việc tiêu hao dầu bôi trơn với số lượng lớn thời gian ngắn, hay việc đột ngột xuất phần tử lạ thâm nhập vào dầu bôi trơn Kiểm tra tiêu hóa lý dầu dùng để phát nhiễm bẩn dầu qua sử dụng lẫn sản phẩm phụ như: nước làm mát, nhiên liệu, chất đông tụ nhiễm bẩn vượt giới hạn cho phép Kiểm tra biến chất dầu sử dụng cách xác định sản phẩm sulfur, oxy hố, nitrat bồ hóng có mặt dầu Khơng thơng qua phân tích dầu bơi trơn cịn kiểm sốt khả suy giảm phụ gia phát ethylen glycol từ giúp xác định thời gian kéo dài trình sử dụng dầu 3.4.3.2 Phương pháp chạy chẩn đoán động Thay dầu cũ, đổ dầu - Đỗ xe vị trí phẳng, xả dầu dầu máy cịn nóng (nếu cần phải cho động hoạt động khoảng 10 phút trước xả dầu); - Tháo nút xả két làm mát dầu, xả toàn dầu cũ bầu lọc dầu; - Lấy mẫu dầu cũ để tiến hành kiểm tra tình trạng trước thay dầu mới; 75 - Lắp ráp lại toàn chi tiết tháo rời Súc tráng động (chỉ súc tráng động trước dùng loại dầu khác) - Đổ lượng dầu vào te động cơ, rút thước thăm dầu kiểm tra đảm bảo đủ mức dầu quy định; - Nổ máy vận hành khoảng 10 phút để súc rửa toàn chi tiết bơi trơn động (một thể tích dầu xúc tráng tối đa 05 động cơ); - Lặp lại bước để tháo hết dầu xúc tráng; - Thay tồn bầu lọc dầu bơi trơn trước đổ dầu vào thử nghiệm; - Đổ dầu vào theo mức quy định Theo dõi lấy mẫu Lái xe thường xuyên kiểm tra ghi lại số đồng hồ áp suất nhiệt độ dầu bơi trơn (nếu có thay đổi bất thường vận hành động cần báo với cán kỹ thuật để kịp thời xử lý) Các mẫu dầu lấy theo số quy định để phân tích kiểm tra chất lượng Mẫu dầu lấy làm 07 lần: Sau 10 phút, 50 giờ, 100 giờ, 150 giờ, 200 giờ, 225 giờ, 250 Thời gian lấy mẫu nói áp dụng cho động trước có cố, động trung tu cần phải theo dõi chế độ đặc biệt, tuỳ thuộc vào mức độ quan trọng thay đổi thời gian theo dõi nói Thông thường với dầu động người ta dùng để lấy mẫu dầu thời điểm trước thay dầu Phân tích mẫu Mỗi lần lấy 02 mẫu mẫu 0.5 lít (chú ý sau lần lấy mẫu dầu cần phải bổ sung lượng dầu lấy ra) Mẫu kiểm tra phân tích tiêu hốlý, tiêu triệu chứng dùng để đưa việc chẩn đoán cuối 3.4.3.3 Những triệu chứng dùng chẩn đoán Những triệu chứng (dấu hiệu chẩn đoán) sử dụng để đánh giá : - Độ nhớt dầu 400C; - Độ nhớt dầu 1000C; - Nhiệt độ chớp cháy cốc hở; - Trị số kiềm tổng (TBN); - Áp suất dầu nhờn động số vòng quay Max, Min; - Hàm lượng kim loại dầu đo phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS); - Đánh giá hạt mài phương pháp Ferrograph 76 3.4.3.4 Các bước tiến hành chẩn đoán - Với yêu cầu khai thác thiết bị cách tối đa điều kiện sản xuất nước ta việc áp dụng công nghệ đại giới để chẩn đoán động cần phải lựa chọn cho phù hợp mặt kinh tế lẫn công nghệ Các bước tiến hành chẩn đốn hồn tồn phù hợp với mơ hình trình bày hình 3.12 Trong mơ hình chẩn đốn giá trị theo dõi: độ nhớt, nhiệt độ chớp cháy cốc hở, trị số kiềm tổng, hàm lượng kim loại phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS, phân tích kim loại Ferrograph Các giá trị triệu chứng quan hệ hư hỏng- triệu chứng giúp phân tích đưa kết luận cuối chẩn đoán Chẩn đoán động Điezen tuân thủ theo bước sau : - Bước 1: Lấy mẫu dầu bôi trơn động theo nguyên tắc, đảm bảo mẫu dầu đại diện đem phân tích thời gian ngắn được; - Bước 2: Phân tích kiểm tra tiêu hố lý dầu bơi trơn bao gồm: độ nhớt động học 400C, 1000C, nhiệt độ chớp cháy cốc hở, trị số kiềm tổng, hàm lượng số kim loại điển Fe, Cu, Pb Khi giá trị nằm giới hạn cho phép khơng cần phải tiếp tục kiểm tra tiêu mà người chẩn đoán kết luận tình trạng thiết bị Khi nằm giới hạn cho phép đặc biệt ý đến hàm lượng kim loại dầu bôi trơn phải tiếp tục kiểm tra theo bước 3; - Bước : Phân tích mẫu dầu Ferrograph để phát khu vực mài mòn chi tiết động cơ, cần tuân thủ nguyên tắc sau: Ban đầu quan sát hạt kim loại độ phóng đại thấp (khoảng 400 lần), đặc biệt ý đến hạt mài có kích thước 15m- hạt mang dấu hiệu tượng mài mịn khơng bình thường Cần phân biệt hạt từ tính hạt khơng từ tính kể hạt phi kim loại- hạt bị nhiễm bẩn mơi trường bên ngồi Việc phân biệt hạt mang tính chất từ tính khơng từ tính cần phải làm cẩn thận tránh chẩn đoàn nhầm ảnh hưởng đến kết cuối cùng, cần xử lý nhiệt hoá chất NaOH 1M HCl 1M Sau bước người chẩn đốn phần biết nguồn gốc tượng mài mịn khơng bình thường chi tiết vào vật liệu hạt mài mịn Sau quan sát hạt mài mịn nghi vấn nói độ phóng đại cao 640 lần 1008 lần để thấy bề mặt hạt Sau quan sát độ phóng đại cao người chẩn đốn cần phân biệt hình dạng, màu sắc trước sau xử lý nhiệt hạt mài mịn phân biệt ngun nhân mài mịn khơng bình thường chi tiết vào hình dạng (hạt cầu, hạt dẹt, hạt dạng phoi tiện…) 77 Để đến kết luận cuối phương án xử lý người chẩn đoán cần phải vào Bảng 3.4 (Vật liệu số chi tiết chịu ma sát động Điezen) để xác định rõ vị trí mài mịn khơng bình thường chi tiết động Đồng thời cần phải biết nguồn gốc mẫu, thời gian, địa điểm, vị trí lấy mẫu, khơng người chẩn đoán phải biết rõ lý lịch thay phụ tùng thiết bị thời gian tháng - Bước : Kết luận phương án xử lý 3.4.4 Ví dụ chẩn đoán động xe CAT 769C Xe CAT 769C theo dõi chu kỳ thay dầu đưa vào bảo dưỡng 250 phân xưởng vận tải Số hoạt động luỹ kế: 28893,0 Số hoạt động động sau trung tu: 4565 Bảng 3.6: Áp suất dầu bôi trơn động xe CAT 769C Số hoạt áp suất dầu Số vòng quay Nhiệt độ lấy động đo đo áp suất mẫu ( kG/cm2) (vòng/phút) 5.2 700 6.0 2300 3.6 700 5.6 2300 5.2 700 6.1 2300 4.0 750 5.8 2300 4.4 750 6.0 2300 3.0 750 5.6 2300 10 phút 43.3 78 138 202 238 250 - 600C 3.8 750 5.8 2300 78 Ghi 700C Bổ sung 03 lít dầu 600C - 650C Bổ sung 01 lít dầu 700C Bổ sung 04 lít dầu 700C Bổ sung 04 lít dầu 650C Bảo dưỡng thay dầu Bảng 3.7: Kết phân tích mẫu dầu xe CAT 769C TT Tên tiêu Độ pháp 43 78giờ 138giờ 202giờ 238giờ 250giờ 106.22 102.21 106.01 Mẫu 110.69 Mẫu Mẫu 112.35 112.69 D445 14.33 14.41 14.89 15.06 15.10 218 215 212 211 210 210 10.41 10.07 9.55 9.31 8.83 9.17 - - - - - - - Mg - - - - - - - Zn - - - - - - nhớt ASTM C D445 D92 TBN, KOH/g Mẫu T0CC cốc hở, ASTM Mẫu 14.46 Độ 100oC,cSt Mẫu nhớt ASTM 40oC,cSt Phương mg ASTM D2896 H/L kim loại:% CMM80- Ca 81 - Fe 0.0030 0.0075 0.0082 0.0094 0.0130 0.0130 - Cu 0.0015 0.0020 0.0027 0.0052 0.0060 0.0060 - Pb Không Không 0.0003 0.0004 0.0009 0.0009 - Al Không Không Không Không 79 Không Không ĐỘNG CƠ ĐIÊZEN Mẫu dầu - Phân tích triệu chứng (chỉ tiêu hoá lý): Độ nhớt: 400C, 1000C Nhiệt độ chớp cháy cốc hở Trị số kiềm tổng (TBN) Áp suất dầu bơi trơn số vịng quay khác Phân tích hàm lượng kim loại dầu phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS, hàm lượng cặn không tan Pentan Toluen Không đạt Phân tích kim loại phương đatt pháp Ferrograph đạt Đạt Nhật ký thiết bị KẾT LUẬN Hình 3.12: Lưu đồ chẩn đoán động Điezen 3408 80 Đồ thị biến đổi thông số 114 cSt 112 110 108 106 104 Giới hạn sử dụng Max 139,4 Min 78,64 102 100 50 100 150 200 250 h 300 Hình 3.13: Đồ thị biến đổi độ nhớt 400C 15,2 cSt 15,1 15 14,9 14,8 14,7 14,6 14,5 Giới hạn sử dụng 14,4 Max 18,55 Min 10,388 14,3 14,2 50 100 150 200 250 h 300 Hình 3.14: Đồ thị biến đổi độ nhớt 1000C 235 0C 230 225 220 215 Giới hạn sử dụng Min 170 210 h 205 50 100 150 200 250 300 Hình 3.15: Đồ thị biến đổi nhiệt độ chớp cháy 81 TBN Giới hạn sử dụng Min 0 10 15 20 25 h 30 Hình 3.16: Đồ thị biến đổi trị số kiềm tổng ( TBN) Đánh giá kết quả: Bước1: Mẫu dầu bôi trơn xe lấy thời điểm nhiệt độ động (600C-700C) chưa đến nhiệt độ sử dụng Bước 2: Phân tích kiểm tra tiêu hố lý dầu Nói chung thơng số theo dõi nằm giới hạn cho phép thay đổi không nhiều chu kỳ chạy - Nhìn vào bảng 3.6 3.7 cho thấy động sử dụng gần đến kỳ trung tu nên chu kỳ 250 lượng dầu bổ sung lên tới 12 lít - Hiện tượng lọt nhiên liệu vào dầu bôi trơn động không đáng kể làm cho giá trị nhiệt độ chớp cháy dầu thay đổi không nhiều so với dầu Cũng lượng dầu bổ sung lớn nên nhìn vào đồ thị biến đổi độ nhớt dầu kể nhiệt độ sử dụng gía trị độ nhớt cuối chu kỳ cịn cao chí cịn cao độ nhớt dầu xu hướng động điezen khơng có tượng lọt nhiên liệu vào dầu - Do số lượng dầu bổ sung chu kỳ lớn nên trị số kiềm tổng cao vào thời điểm chuẩn bị phải thay dầu (9.17 mg KOH/g thời điểm 250 giờ) - Hàm lượng kim loại cuối bảng 3.7 cho thấy giá trị Fe Cu vượt giới hạn cho phép Mẫu dầu tiếp tục chuyển sang phân tích Ferrograph bước 82 Bước : Phân tích mẫu dầu Ferrograph Hạt mài hợp kim đồng mẫu dễ dàng nhận biết màu vàng đỏ đặc trưng chúng Những hạt sắt có mầu nâu vàng khó nhầm lẫn với hạt hợp kim đồng chúng kết đọng theo đường sức từ trường Ferrogram (đồng khơng có tính chất từ tính) Để tránh nhầm lẫn hạt mài hợp kim đồng hạt mài dạng khác ta đưa Ferrogram lên xử lý nhiệt 3300C quan sát bề mặt Theo lý thuyết hợp kim đồng, xử lý nhiệt Ferrogram chúng phải chịu nhiệt trình hình thành tạo màu nóng Về hạt đồng hợp kim đồng thường xuất màu vàng chói trước sau xử lý nhiệt bề mặt chúng có màu xanh đồng sau xử lý nhiệt Tất nhiên tính chất khơng từ tính nên hạt đồng phân bố cách ngẫu nhiên bề mặt Ferrogram với hạt lớn đường vào Ferrogram hạt nhỏ phân bố đường Ferrgram Hình 3.17: Hạt hợp kim đồng trước xử lý nhiệt Hình 3.18: Hạt hợp kim đồng loại sau xử lý nhiệt Hạt hợp kim đồng mẫu sau xử lý nhiệt nhiệt độ 3300C quan sát độ phóng đại 1008 lần Trên bề mặt hạt có màu xanh đồng ảnh hưởng q trình oxy hóa khơng bề mặt hạt xử lý nhiệt Bước 4: Kết luận phương án xử lý Qua phân tích tiêu hoá lý dầu, phát hạt mài mòn đồng Ferrogram kiểm tra lại lý lịch thiết bị cho thấy thời điểm 3.900 sau trung tu có thay tồn bạc lót đầu nhỏ truyền nên vào chu kỳ có 83 tượng chạy rà cặp chi tiết làm tăng đáng kể hàm lượng Cu dầu So sánh bảng 3.4 kết cấu động CAT cho thấy tồn bạc lót trục bạc lót đầu nhỏ truyền làm hợp kim đồng Như nguồn gốc hạt đồng Ferrogram xác định Động tiếp tục theo dõi hai chu kỳ cho thấy khơng có tượng mài mịn khơng bình thường mẫu dầu đặc biệt cuối chu kỳ, hàm lượng kim loại đồng giảm giới hạn cho phép Qua nội dung chương đến kết luận: - Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) định lượng tất kim loại mài mòn từ chi tiết ma sát động với thời gian ngắn, độ xác cao - Tùy loại thiết bị, loại động đốt chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa, dùng phương pháp Ferrograph định kỳ kiểm tra phát mài mòn bất thường thiết bị khí nói chung động nói riêng từ ngăn chặn kịp thời hư hỏng đáng tiếc xảy mà không cần phải mở máy, giảm đáng kể chi phí bảo dưỡng sửa chữa - Khác với phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử phát hạt mài mòn bên động với cỡ hạt 5m, phương pháp Ferrograph phát cỡ hạt lớn hơn, loại hạt xuất báo hiệu dẫn đến cố tiếp tục hoạt động - Phương pháp Ferrograph phát dạng hạt mài tách từ chi tiết động 16 loại hạt mài kim loại điển hình mài mịn từ bề mặt ma sát - Căn vào hạt mài mịn bất thường tìm thấy thơng qua phương pháp Ferrograph kết hợp bảng vật liệt số chi tiết chịu ma sát động đưa kết luận hư hỏng tìm phương án xử lý - Phương pháp chẩn đốn động Điêzen CAT 3408 thơng qua dầu bơi trơn bổ xung với phương pháp chẩn đốn thơng qua phần mềm chuyên dụng nhà sản xuất cung cấp góp phần giúp nhà quản lý thiết bị làm chủ phương tiện khai thác Với động Điezen khác khơng có phần mềm chẩn đốn chun dụng phương pháp chẩn đốn thơng qua dầu bơi trơn có chứa hạt mài mịn kim loại phương pháp tối ưu giúp người quản lý nhánh chóng tìm nguyên nhân kịp thời khắc phục cố thiết bị 84 KẾT LUẬN 1- Thông qua tín hiệu phong phú, tỉ mỉ thu sở phân tích tính chất lý hố dầu, qua thành phần, số lượng, hình dạng, kích thước hạt mài mịn chứa dầu thơng số hoạt động động mặt bôi trơn, mài mịn qua tìm ngun nhân thực bảo dưỡng sửa chữa kịp thời thoe trạng thái thiết bị làm tăng độ tin cậy động vận hành 2- Phân tích hạt mài mịn phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, phương pháp Ferrograph cho phép tìm hoạt động bất thường hệ thống bơi trơn động Tín thu từ hạt mài mịn giúp chẩn đốn xác xử lý kịp thời tránh gây hư hỏng lớn Các chi tiết hư hỏng tháo để kiểm nghiệm chứng tỏ tính xác việc chẩn đoán 3- Sử dụng phương pháp chẩn đoán luận văn không phát hoạt động bất thường hệ thống bơi trơn mà cịn phát cố hệ thống khác gây nên hệ thống nhiên liệu, hệ thống nạp không khí vật liệu làm ảnh hưởng tới tính kinh tế, kỹ thuật động 4- Quy trình chuẩn đoán kết hợp với phần mềm chẩn đoán chuyên dùng làm tiền đề thực bảo dưỡng phòng ngừa theo tình trạng thiết bị với mục tiêu trì thiết bị có kỹ thuật tốt đồng thời đảm bảo chi phí chung cho bảo dưỡng sửa chữa động hợp lý 5- Phương pháp chuẩn đoán chủ yếu thực phịng thí nghiệp nên thuận tiện, khơng làm ảnh hưởng tới q trình sản xuất thiết bị, việc lấy mẫu dầu bôi trơn thực đơn giản theo chu kỳ định Thời gian kiểm tra phân tích dấu hiệu chẩn đốn nhanh Q trình chẩn đốn khơng cần phải tháo rời chi tiết đọng nên giảm giá thành việc chẩn đoán Trong trình đưa kết luận cuối việc chẩn đốn động hoạt động bình thường giảm thời gian phải ngừng máy 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Bào (1984), Nghiên cứu hao mịn nhóm chi tiết động e den ngành địa chất, Luận án phó tiến sỹ khoa học kỹ thuật BHBK Hà Nội [2] Tào Văn Chiêu (1969), Nghiên cứu khả ứng dụng phương pháp nghiên cứu hao mòn chi tiết quan trọng máy kéo, máy nông nghiệp dùng Liên xô vào điều kiện Việt Nam, Luận án phó tiến sỹ khoa học kỹ thuật 1969 [3] GS.TS Đinh Thị Ngọ (2001), Hố học dầu mỏ dầu khí, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [4] Nguyễn Hải Hà (2002), Ứng dụng công nghệ tin học máy xây dựng hệ thống giám sát chuẩn đoán tình trạng thiết bị dựa lý thuyết dao động, chương trình KC-05, Đề tài-05-13, Hà Nội – 2002 [5] GS.TS Hàn Đức Kim, GS.TS Nguyễn Anh Tuấn (1995), Xác định phương pháp đánh giá tình trạng kỹ thuật động đốt công nghệ Tribology công nghệ khác, Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước KC-04-12 Hà Nội [6] D.P.C Dajdas (1993), Dầu mỡ bôi trơn, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [7] Sổ tay sử dụng dầu mỡ bôi trơn (1991), Nhà xuất khoa học kỹ thuật [8] B.I.Koxtetxki (1977), Ma sát trơn hao mòn máy móc, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [9] Kiều Đình Kiểm (1999), Các sản phẩm dầu mỏ hoá dầu, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1999 [10] Nguyễn Tuấn Minh (2000), Nghiên cứu bôi trơn động khảo nghiệm sử dụng dầu APP SAE 40M cho động 1HZ lắp xe TOYOTA LANDCRUISER, Luận văn tốt nghiệp cao học, Trường đại học Bách khoa Hà Nội [11] Hồ Viết Q (2000), Phân tích Lý – Hố, Nhà xuất giáo dục [12] GS.TS Nguyễn Tất Tiến (2000), Nguyên lý động đốt trong, Nhà xuất giáo dục, 2000 [13] PGS.TS Bùi Hải Triều (2002), Một số vấn đề chuẩn đốn tơ, máy kéo, Trường Đại học nông nghiệp I Hà Nội – Bộ giáo dục đào tạo, Hà Nội 2002 [14] GS.TS Nguyễn Anh Tuấn, PGS Nguyễn Văn Thêm, (1990), Kỹ thuật ma sát biện pháp nâng cao tuổi thọ thiết bị, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [15] VS.GS.TSKH Nguyễn Anh Tuấn, TS Phạm Văn Hùng 2005, Ma sát học, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội-2005 86 [16] Nguyễn Tuấn Minh (2008), Chẩn đoán kỹ thuật động điêzen sở phân tích tính chất lý hố dầu bơi trơn hạt mài mòn dầu Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 87 ... phần dầu bôi trơn 36 2.4.3 Biến chất dầu bôi trơn động Điezen 37 2.5 CÁC TÍNH CHẤT LÝ - HỐ DẦU BƠI TRƠN ĐỘNG CƠ DÙNG CHUẨN ĐỐN 39 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ PHỤC VỤ CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ QUA PHÂN... sở lý thuyết phân tích dầu bơi trơn chẩn đốn mịn gồm phân đoạn dầu mỏ thành phần hố học dầu bơi trơn động cơ, với 20 tiêu hoá lý dầu bôi trơn động làm sở cho việc chẩn đoán ban đầu động Căn vào... loại dầu bôi trơn giới, dầu bôi trơn động xếp nhóm dầu quan trọng Để phục vụ tối ưu đa dạng kích cỡ động dạng sử dụng, dầu bơi trơn động cần có yêu cầu bôi trơn khác Trong thực tế dầu bơi trơn động