Nếu chuyển mạch tức thời van phõn phối 2, ỏp suất hệ thống sẽ thay ủổi tức thời. Quỏ trỡnh biến ủổi ỏp suất và tốc ủộ dịch chuyển của piston trong xylanh sẽ phụ thuộc vào ủộ lớn dũng dầu lọt, cú nghĩa là vào mức ủộ mài mũn piston Ờ xylanh thủy lực. Phõn tớch quỏ trỡnh chuyển tiếp của cỏc thụng số ỏp suất và tốc ủộ chuyển ủộng khi chuyển mạch van phõn phối sẽ xõy dựng ủược dấu hiệu chẩn ủoỏn xylanh.
` Hỡnh 3.13: .Sơủồ thớ nghiệm lọt dầu tại xy lanhthuỷ lực FL 1 2 m x, xỖ, xỢ 5 4 3 QL QB Q1 1- Bơm 2 Ờ Van phõn phối 3- Khe hở lọt dầu 4- Xy lanh thuỷ lực 5- Khối l−ợng quy đổi bộ phận làm việc
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ 78
3.3.3.4 Đánh giá trạng thái h− hỏng trong chẩn đoán hệ thống thuỷ lực Để đánh giá trạng thái h− hỏng và dự báo tuổi thọ còn lại của nhóm cấu trúc thuỷ lực cần phải biểu diễn sự thay đổi trạng thái theo thời gian sử dụng ( Hình 3.14) giới thiệu thắ dụ đánh giá trạng thái kỹ thuật của nhóm cấu trúc
thuỷ lực chuyển động quay trên máy xúc tự hành: Bơm dầu, động cơ bàn quay, động cơ truyền động tự hành
Hình 3.14: Thay đổi trạng thái sử dụng theo thời gian sử dụng của bơm và động cơ thuỷ lực
Fw- Động cơ truyền lực tự hành
Dw- Động cơ bàn xoay; Pu Ờ Bơm thuỷ lực
Phụ thuộc vào quan điểm kinh tế kỹ thuật của ng−ời sử dụng mà có thể quy định một trạng thái kỹ thuật giới hạn, theo đó có thể tắnh toán dự báo tuổi thọ còn lại của nhóm cấu trúc.
Phân tắch điều kiện sử dụng của các nhóm cấu trúc nghiên cứu cho thấy độ dốc của hàm s (góc β) phụ thuộc mạnh vào tắnh chất tải trọng là nguyên nhân chắnh gây hao mòn trong hệ thống.
S t β Fw Dw Pu Thời gian sử dụng T rạ ng t há i h− h ỏn g
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ 79
- Động cơ truyền động tự hành chịu tải trọng dạng xung áp suất nên hàm s dốc nhất dẫn đến tuổi thọ nhỏ nhất.
- Động cơ bàn xoay chịu tác động đảo chiều th−ờng xuyên - Bơm dầu chịu tải trọng đều đặn hơn nên tuổi thọ cao nhất.
Việc dự báo tuổi thọ còn lại có thể thực hiện theo các ph−ơng án sau: + Dự báo d−ới điều kiện sử dụng không đổi.
+ Dự báo d−ới điều kiện tải trọng thay đổi. + Dự báo khi ch−a biết các điều kiện tr−ớc đó.
3.4. Nghiờn cứu thực nghiệm xõy dựng bổ sung cơ sở dữ liệu cho hệ
thống chẩn ủoỏn dó ngoại
3.4.1 Mục ủớch thớ nghiệm
Mục ủớch nghiờn cứu thực nghiệm là xỏc ủịnh xõy dựng cỏc ủặc tớnh và cỏc thụng số tham chiếu ủể bổ sung vào ngõn hàng dữ liệu về mụ hỡnh tham chiếu của ủộng cơ diesel và xõy dựng mụ hỡnh tham chiếu cho hệ thống chẩn ủoỏn cỏc phần tử cấu trỳc thủy lực trờn cỏc mỏy xõy dựng tự hành.
3.4.2 đối tượng nghiờn cứu
Mỏy xỳc ủào CLG 908C của Trung Quốc ở trạng thỏi mới.
Bảng 3.2: Thụng số kỹ thuật chớnh của mỏy Xỳc ủào CLG 908C
đặc tớnh kỹ thuật đơn vị Thụng số
Tổng thể mỏy
- Dung tớch gầu
- Trọng lượng hoạt ủộng - Chiều dài khi di chuyển - Chiều rộng khi di chuyển - Chiều cao khi di chuyển - Khoảng sỏng gầm mỏy
Mỏy xỳc ủào thuỷ lực vạn năng một gầu di chuyển bằng giải xớch
Mỏy ủược trang bị lưỡi gạt ủể san phẳng bề mặt hiện trường. m3 Kg mm mm mm mm 0,32 7.700 6130 2180 2580 380
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ 80
động cơ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Nhón hiệu: Kiểu - Cụng suất
- Số xy lanh
- đường kớnh xy lanh hành trỡnh Piston - Thể tớch buồng ủốt Kw/vũng/phỳt cỏi mm cm3 B 3.3 T >60/2200 4 95 ì115 3300 Km/h 4,2 Hệ thống truyền ủộng - Tốc ủộ di chuyển - Khả năng leo dốc độ 35 Hệ thống bơm thuỷ lực - Áp lực làm việc của hệ thống thuỷ lực - Lưu lượng của bơm Mpa Lớt / phỳt Bơm Piston hướng trục 27,4 170 Hệ thống cụng tỏc - Lực ủào xy lanh gầu - Lực ủào xy lanh gầu - Chiều sõu ủào lớn nhất - Tầm vươn xa lớn nhất - Chiều cao ủào lớn nhất - Chiều cao ủổ tải lớn nhất KN KN mm mm mm mm 61 40,1 4150 6375 7150 5080
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ 81
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ 82
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ 83
3.4.3 Lựa chọn cỏc thụng sốủo chẩn ủoỏn
Nhằm ủỏp ứng mục ủớch nghiờn cứu thực nghiệm tụi ủó lựa chọn cỏc thụng sốủo và xử lý sau ủõy:
-Tốc ủộ quay của ủộng cơ diesel trong quỏ trỡnh tăng tốc tự do
-Áp suất dầu thủy lực trong quỏ trỡnh chuyển mạch của cỏc phần tử cấu trỳc chớnh của hệ thống thủy lực
3.4.4. Lựa chọn cảm biến và thiết bịủo
3.4.4.1. Cảm biến tốc ủộ quay ủộng cơ diesel ( Tương tự hỡnh 3.2 trong mục 3.2.1.1 )
Cảm biến quang cú hai photo diod ủược gắn phớa ủầu, trong ủú cú một diod phỏt tia hồng ngoại và một diod thu tia hồng ngoại. Trờn vành puly ủầu trục của ủộng cơ diesel ta dỏn một miếng giấy phản quang ( trường hợp tốc ủộ quay nhỏ và muốn tăng ủộ chớnh xỏc thỡ số miếng dỏn cần nhiều hơn ). Sensor ủược gắn cốủịnh trờn thõn mỏy sao cho trục sensor hướng vuụng gúc với vật phản xạ ( miếng giấy dỏn), với khoảng cỏch chừng 10cm. Khi puly trục cơ quay, cứ mỗi vũng quay cú một lần tia tới ủược phản xạ trở lại diod thu và tạo ra trong mạch ủiện một xung ủiện ỏp, xung ủiện ỏp này ủược chuẩn húa thành xung vuụng TTL cú biờn ủộ là 5V ủược ủưa tới bộ gom vào mỏy tớnh. Từủú chỉ cần ủo tần số xung f sẽ tớnh ra ủược tần số quay n của trục ủo nhờ quan hệ:
60 60 pn f f n p = ⇒ = (3.14)
Trong ủú p là số xung trong một vũng quay
Với ủộ chớnh xỏc 0,2 Ờ 0,5 %, tần số cảm nhận và biến ủổi rất lớn, ủõy rừ ràng là một phương phỏp ủo tốc ủộ quay hết sức ưu việt.
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ 84
3.4.4.2 Cảm biến ủo ỏp suất ( Tương tự hỡnh 3.10 trong mục 3.3.2.1 ) 3.4.4.3 Bố trớ cảm biến và hệ thống gom dữ liệu 3.4.4.3 Bố trớ cảm biến và hệ thống gom dữ liệu
đối tượng thớ nghiệm là ủộng cơ diesel mỏy xỳc và xylanh thủy lực cần gầu. Căn cứ vào nội dung và yờu cầu nghiờn cứu nờn ủó bố trớ cỏc cảm biến như hỡnh vẽ:
Sơ ủồ hệ thống gom và xử lý tớn hiệu ủược trỡnh bày trờn hỡnh 3.14
Hỡnh 3.17: Sơủồ hệ thống gom và xử lý tớn hiệu
3.4.5. Xõy dựng chương trỡnh thu thập và xử lý tớn hiệu
Phần mềm DasyLab 7.0 là một phần mềm chuyờn dựng thu thập và xử lý số liệu thớ ngiệm, trong ủú cú thư viện cỏc module ủựng sẵn với nhiều chức năng khỏc nhau cho phộp khai bỏo ủặc tớnh của module phần tử ủể thực hiện việc lọc nhiễu, tớnh toỏn, hiển thị và ghi kết quả ủo cũng như kết quả xử lý. Cỏc module ủược nối ghộp với nhau tạo thành một Worksheet làm việc như trờn hinh 3.21. đõy là phần mềm mở cho phộp lập trỡnh theo yờu cầu riờng.
Nguồn VDC Cảm biến n Cảm biến p Chuyển ủổi A/D Bộ gom tớn hiệu Mỏy tớnh với phần mềm DASYLAB
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ 85
Hỡnh 3.18: Chương trỡnh thớ nghiệm ủược module húa với DasyLab 7.0
3.4.6 Kết quả thớ nghiệm ủộng cơ diesel
động cơ ủược chuẩn bịở trạng thỏi kỹ thuật tốt. Cụ thể, hệ thống cung cấp hỗn hợp ủốt ủược kiểm tra ủiều chỉnh ủểủộng cơ làm việc ở chếủộ tụi ưu. Việc ủo cỏc tớn hiệu tần số quay ne, ủộ khúi D, tiờu thụ nhiờn liệu GT và nhiệt ủộ khớ xả Tk ủược thực hiện trong quỏ trỡnh tăng tốc tự do một cỏch ủột ngột từ giỏ trị gần với tần số quay khụng cực tiểu ( khoảng 700 Ờ 800 v/ph ) ủến giỏ trị gần với tốc ủộ quay khụng cực ủại ( khoảng 2350 v/ph). Với khoảng tăng như vậy ủảm bảo chắc chắn ủộng cơ sẽ làm việc trờn ủường ủặc tớnh ngoài.
Cơ sở xõy dựng ủặc tớnh mụ men quay Me = f (n) của ủộng cơ diesel Phương phỏp gia tốc là một phương phỏp ủộng lực học dựa trờn sự phõn tớch quỏ trỡnh chuyển tiếp xảy ra trong ủộng cơ khi tăng tốc tự do ( khụng cú tải trọng ngoài ). Khi kớch thớch tức thời làm tăng lượng cung cấp nhiờn liệu diesel qua tay thước nhiờn liệu, trục khuỷu của ủộng cơ sẽ thay ủổi trạng thỏi chuyển ủộng từ trạng thỏi khụng tải với ne nhỏ ủến chế ủộ khụng tải với ne cực ủại. Phương trỡnh chuyển ủộng của ủộng cơ cú dạng:
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ 86 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
= ip ( Mi ỜMm) (3.15)
Trong ủú: gia tốc của trục khuỷu
Ip- Số xylanh làm việc
Mi - Mụ men chỉ thị của một xylanh
Mm - Mụ men hao tổn cơ học của một xylanh
J - Mụ men quỏn tớnh của tất cả cỏc phần chuyển ủộng của ủộng cơ qui ủổi ủến trục khuỷu
Trong quỏ trỡnh tăng tốc tự do, phương trỡnh chuyển ủộng của ủộng cơ thỏa món cụng thức: J. = ( Me Ờ Mc) (3.16)
Với Mc = 0 thỡ Me = J.
Mụ men quỏn tớnh của ủộng cơ cú thể tra cứu trong tài liệu của nhà chế tạo hoặc xỏc ủịnh bằng cỏc phương phỏp khỏc nhau.
Gia tốc gúc của ủộng cơ trong quỏ trỡnh chuyển tiếp = ủược xỏc ủịnh bằng cỏch ủạo hàm ủường cong ne = f (t)m theo cụng thức:
(3.17)
Kết quả xử lý sơ bộủể xỏc ủịnh cỏc quỏ trỡnh, ne = f (t) ủược trỡnh bày trờn hỡnh 3.19
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ 87
Trờn cơ sở quỏ trỡnh tớn hiệu ủo ne = f (t) xỏc ủịnh khi tăng tốc tự do ủộng cơ B3.3T cú thể tiếp tục xử lý trong phần mềm DASYLAB ủể cú ủược cỏc ủường ủặc tớnh Me = f (n). Quỏ trỡnh chuyển ủổi cỏc ủồ thỡ Y Ờ t thành ủồ thị hai trục Y Ờ X cũng ủược xử lý hoàn toàn trong DASYLAB. Worksheet tổng hợp xử lý và ủồng bộ tớn hiệu ủể xõy dựng cỏc ủường ủặc tớnh Me, ủược thể hiện trờn hỡnh 3.20
Hỡnh 3.20 Worksheet tổng hợp ủể xõy dựng ủặc tớnh mụ men của ủộng cơ
đặc tớnh mụ men Me = f ( ne) trờn hỡnh 3.21 tương ủối gần với ủặc tớnh tốc ủộ ngoài của ủộng cơ B3.3T. 10000 1500 2000 2500 50 100 150 200 250 300 n (v/ph) M ( N m ) Hỡnh 3.21: đặc tớnh mụ men của ủộng cơ B3.3T xõy dựng bằng phương phỏp gia tốc
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ 88
Theo cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu ủó biết, mụ men hữu ớch Me và ủộ khúi D là hai thụng số hàm chứa rất nhiều thụng tin về trạng thỏi kỹ thuật của ủộng cơ diesel. Chế ủộ làm việc của ủộng cơ diesel trờn ủường ủặc tớnh ngoài rất nhạy cảm với cỏc trạng thỏi hư hỏng tiềm tàng trong ủộng cơ.
Trong ủiều kiện khụng cú ủặc tớnh chuẩn thỡ kết quả này cú thể coi là ủặc tớnh mẫu cho quỏ trỡnh chẩn ủoỏn cỏc ủộng cơ cựng loại.
3.4.7 Kết quả thớ nghiệm quỏ trỡnh chuyển tiếp ở xylanh cần gầu
Cỏc thớ nghiệm ủược thực hiện trờn xylanh cần gầu của mỏy xỳc CLG 908C ở trạng thỏi mới. Tải trọng ngoài cho xylanh ủược thực hiện bằng cỏch chất tải vào gầu xỳc. Quỏ trỡnh chuyển tiếp ủược thực hiện bằng cỏch chuyển mạch tức thời van phõn phối cú nghĩa là tăng ủột ngột lưu lượng cung cấp ủến xylanh. Diễn biến ỏp suất tại ủường ống ủến xylanh ủược biểu diễn theo thời gian tại một số kết quả dưới ủõy, như hỡnh 3.22.
Hỡnh 3.22: Kết quảủo thử nghiệm tốc ủộ quay của ủộng cơ diesel và ỏp suất của xy lanh thuỷ lực cần gầu bằng thiết bịủo và phần mềm dasylab
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ 89
Diễn biến ỏp suất của cỏc phần tử cấu trỳc khỏc trong hệ thống thủy lực cũng ủược xỏc ủịnh tương tự theo mục 3.3.3.
Kết quả thớ nghiệm cho cỏc trạng thỏi mới của cỏc phần tử cấu trỳc thủy lực ủược lưu giữ trong mụ hỡnh tham chiếu của hệ thống chẩn ủoỏn dó ngoại cho hệ thống thủy lực mỏy xõy dựng. đối với cỏc ủối tượng chẩn ủoỏn sau ủú ủược so sỏnh với mẫu chuẩn và ủỏnh giỏ trạng thỏi kỹ thuật tức thời.
3.5 Xõy dựng qui trỡnh chẩn ủoỏn dó ngoại 3.5.1 Qui trỡnh chẩn ủoỏn ủộng cơ diesel 3.5.1 Qui trỡnh chẩn ủoỏn ủộng cơ diesel
Qui trỡnh chẩn ủoỏn ủộng cơ diesel trong ủiều kiện dó ngoại ủó ủược giới thiệu trong [2] bao gồm cỏc bước sau :
1.Cho động cơ làm việc đến nhiệt độ n−ớc làm mát ≥ 650C (thể hiện qua nhiệt độ n−ớc làm mát và nhiệt độ dầu bôi trơn)
2.Lắp cảm biến đo số vòng quay, thiết bị đo khói và các cảm biến khác ( nếu có) tại các vị trắ xác định động cơ.
3.Kết nối với cạc chuyển đổi A/D, máy tắnh. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.Thực hiện gia tốc động cơ vài lần ở chế độ không tải để làm sạch đ−ờng thải tr−ớc khi đo. (chú ý không lắp cảm biến đo khói)
5.Lắp cảm biến đo khói và hiệu chuẩn thang đo. ( mức 0 và mức 100%) 6.Kết nối worksheet đo và xử lý sơ bộ các tắn hiệu ở dạng quá trình 7.Vận hành động cơ, để động cơ chạy ở tốc độ không tải ổn định trong khoảng 15-30 giây sau đó thực hiện chu trình tăng tốc tự do theo 3 giai đoạn:
- Giai đoạn tăng tốc: Đạp nhanh và hết cỡ bàn đạp ga để tăng tốc động cơ lên với số vòng quay không tải cực đại trong vòng thời gian không quá 5 giây.
- Giai đoạn giữ ổn định ở tốc độ tối đa: Giữ nguyên chân ga ở vị trắ lớn nhất trong khoảng thời gian từ 3-5 giây.
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ 90
- Giai đoạn trả về ở tốc độ không tải: Nhả nhanh bàn đạp ga về vị trắ tự do để tốc độ động cơ về số vòng quay không tải cực tiểu.
8. Kiểm tra kết quả hiển thị các quá trình Ne = f t( ) và D= f t( ) trên màn