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 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 BƠI 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 đoán động 3408 72 3.4.2 Hệ thống bôi trơn động 3408 73 3.4.2.1 Sơ đồ đường dầu bôi trơn từ te dầu đến đường dầu 73 3.4.2.2 Sơ đồ đường dầu bơi 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 mịn 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 cơng nghiệp dân dụng Với vai trị quan trọng mình, dầu nhờn trở thành loại vật liệu công nghiệp thiếu với phát triển xã hội loại máy móc, thiết bị, công 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 mịn, 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 mòn 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 5m 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 toàn 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 bôi trơn động cơ, với 20 tiêu hố lý dầu bơi trơn động làm sở cho việc chẩn đoán ban đầu động Căn vào biến đổi tiêu hố 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 đoán 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 5m Đối với hạt có kích thước lớn phải áp dụng phương pháp Ferrograph ... 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... thái chuẩn dầu bôi trơn 72 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-