2438

Експлуатація і обслуговування машин

Практическая работа

Логистика и транспорт

Мета і завдання курсу Експлуатація і обслуговування машин. Планування технічного обслуговування та ремонту будівельних машин. Види і періодичність ТО тракторів і машин. Вплив степеня очищення повітря. Вплив стану експлуатаційних матеріалів на надійність роботи двигуна. Зберігання і консервація машин.

Украинкский

2013-01-06

902 KB

70 чел.

Міністерство освіти і науки України

Національний університет водного господарства

та природокористування

Інтерактивний комплекс

Навчально-методичного

забезпечення Дисципліни 

“ Експлуатація і обслуговування машин ”

Кредитно-модульна система

організації навчального процесу

Для студентів напряму підготовки

6.050503 “Машинобудування”

Рівне 2008

2. МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ВИВЧЕННЯ ТЕОРЕТИЧНОГО КУРСУ ЗМІСТОВИХ МОДУЛІВ ТА ТЕМ

Змістовий модуль 1

ОРГАНІЗАЦІЙНІ ОСНОВИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ МАШИН

Тема 1. Мета і завдання курсу “Експлуатація і обслуговування машин”

2.1.1. Основні поняття, терміни і визначення ЕіОМ

Основним стандартом ЕіОМ є ДБН В.2.8-4-96 (державні будівельні норми України) “Система технічного обслуговування та ремонту будівельних машин. Загальні вимоги”. На спеціальні питання з експлуатації машин є відповідні ДСТУ, ДБНи, ГОСТи і т.д. [9].

Основними поняттями, термінами і визначеннями при ЕіОМ є:

Об'єкт – предмет певного цільового призначення. Об'єктами в машинах можуть бути: агрегат, система, механізм, вузол і деталь. Об'єктом є і сама машина. Надалі під об'єктом будемо вважати конструктивний елемент (КЕ) машини.

Розрізняють п'ять видів технічного стану машини [9]:

Справний стан (справність) – стан машини, при якому він відповідає усім вимогам нормативно-технічної і (чи) конструкторської (проектної) документації (НТКД).

Несправний стан (несправність) – стан машини, при якому він не відповідає хоча б одному з вимог НТКД.

Працездатний стан (працездатність) – стан машини, при якому значення всіх параметрів, що характеризують здатність виконувати задані функції, відповідають вимогам НТКД.

Непрацездатний стан (непрацездатність) – стан машини, при якому значення хоча б одного параметра, що характеризує здатність виконувати задані функції, не відповідає вимогам НТКД. Непрацездатна машина завжди несправна, а працездатна може бути і несправною.

Граничний стан – стан машини чи її КЕ, при якому подальша експлуатація неприпустима чи недоцільна, настає при перевищенні припустимих меж експлуатаційних параметрів. При досягненні граничного стану потрібно проводити ремонт КЕ чи машини в цілому. Наприклад, неприпустимість і недоцільність експлуатації двигуна, що досяг граничного стану, обумовлена зменшенням потужності, зростанням токсичності, шумів, витрат палива, олив і т.д.

Події зміни технічних станів – ушкодження, відмова, дефекти.

Ушкодження – подія, що полягає в порушенні справного стану КЕ машини при збереженні працездатного стану.

Відмова – подія, що полягає в порушенні працездатного стану машини.

Поняття відмови є одним з найважливіших у ЕіОМ. Варто розрізняти наступні види відмов:

Конструктивна відмова – відмова, що виникла через зв'язані з недосконалістю чи порушенням установлених правил і (чи) норм проектування чи конструювання машини.

Виробнича (технологічна) відмова – відмова, що виникла через зв'язані з недосконалістю чи порушенням установленого процесу виготовлення чи ремонту машини.

Експлуатаційна відмова – відмова, що виникла у зв'язку з порушенням установлених правил чи умов експлуатації машин (наприклад, при перевантаженні машини вийшов з ладу елемент підвіски).

Незалежна відмова – відмова, обумовлена відмовою інших КЕ машини (наприклад, при пробої піддона картера витікає моторна олива – відбуваються задири та подряпини на поверхнях тертя деталей двигуна, заклинювання деталей).

Раптова відмова – відмова, що характеризується стрибкоподібною зміною значень одного чи декількох параметрів машини (наприклад, обрив шатуна поршня).

Поступова відмова – відмова, що виникає в результаті поступової зміни значень одного чи декількох параметрів машини (наприклад, відмова генератора внаслідок зносу щіток ротора).

Збій – відмова, що самоусувається, чи однократна відмова, що усувається незначним утручанням (улучення води на гальмівні колодки - гальмівна ефективність до висихання води порушена).

Перемежовані відмови – багаторазово виникаючі відмови, що самоусуваються, того самого характеру (наприклад, провал-виникнення контакту лампи світлового приладу).

Явна відмова – відмова, що виявляється візуально чи штатними методами і засобами контролю і діагностування.

Прихована відмова – відмова, яку не можливо виявити візуально або штатними методами і засобами контролю і діагностування, але можна виявити спеціальними методами.

Деградаційна відмова – відмова, обумовлена природними процесами старіння, зношування, корозії й утомі при дотриманні усіх установлених правил і (чи) норм проектування, виготовлення й експлуатації.

Ресурсна відмова – відмова, у результаті якої машина чи її КЕ досягають граничного стану.

Тема 2. Система ППР, її основні положення

2.1. Система планово-попереджувальних ремонтів

2.2.1. Загальні положення системи

Загальні положення системи визначають її як нормативно-технічний документ, що регламентує заходи щодо підтримки і відновлення працездатності машин. В Україні діють державні будівельні норми України – ДБН, які регламентують експлуатацію будівельних машин [1, 2, 6-9]:

Система технічного обслуговування і ремонту машин є комплексом організаційно-технічних взаємозалежних заходів, що виконуються у плановому порядку на  протязі  всього  строку  служби будівельних  машин  і визначають технологію й організацію проведення робіт з технічного обслуговування і ремонту машини для конкретних умов експлуатації з метою забезпечення необхідних показників якості, передбачених відповідною нормативно-технічною документацією.

Плановою система називається тому, що усі види технічного обслуговування проводять після строго встановленого часу роботи машини чи після виконання нею певного напрацювання за заздалегідь складеним план-графіком.

Попереджувальною система вважається тому, що вона передбачає чітко регламентовану періодичність і обов'язковий склад технологічних операцій, що попереджають виникнення технічних несправностей, підвищених чи аварійних зносів і поломок деталей машин.

Система ППР складається з підсистем: планування, організація, технологія, матеріально-технічне забезпечення та кадри виконавців.

Система ППР повинна забезпечувати: максимальне подовження термінів служби окремих деталей, вузлів і машини в цілому; максимальне підвищення коефіцієнта технічної готовності машин; установлення контролю за правильною експлуатацією і ремонтом машин.

Система ППР на практиці реалізується шляхом: розробки планів технічного обслуговування і ремонту; розробки та здійснення організаційно-технічних заходів, що забезпечують своєчасне та якісне виконання робіт по технічному обслуговуванню і ремонту;  організації систематичного обліку наробки машин; контролю за реалізацією планів технічного обслуговування і ремонту, якістю виконання робіт.

2.1.2. Структура системи планово-попереджувального технічного обслуговування та ремонту будівельних машин (ППР)

Система складається з двох основних видів заходів:

- технічного обслуговування (безумовне планування робіт за  строками та обсягами, виконання їх в обов'язковому порядку) - ЩТО - щозмінне технічне обслуговування; ТО - періодичне технічне обслуговування; СТО - сезонне технічне обслуговування;

- ремонту (умовне планування робіт за строками та обсягами, виконання їх за потребою П - поточний; К - капітальний ремонт).

2.1.3. Технічне обслуговування будівельних машин

Технічне обслуговування (ТО) - це комплекс операцій попереджувального характеру, які спрямовані на підтримання справності та працездатності будівельних машин і проводяться в процесі їх експлуатації (використання за призначенням, зберігання, транспортування).

ТО включає миття і очистку машин, змащувальні, заправні, контрольно-діагностичні, кріпильно-регулювальні, допоміжні операції.

ТО передбачає обов'язковий, завчасно встановлений обсяг робіт для кожного типу машин і умов їх експлуатації, який виконується згідно з нормативами періодичности і трудомісткості, які наведені в ДБН В.2.8-3-95. Вказані норми та показники розроблені з урахуванням умов експлуатації будівельних машин на місцевості з дещо горбистою поверхнею до 1000 м, у другій кліматичній зоні, з напрацюванням до 75 відсотків нормативу до капітального ремонту та парку машин чисельністю до 200 одиниць. В інших умовах періодичність технічного обслуговування і ремонту може бути перерахована за допомогою додаткових коефіцієнтів [3].

Власники будівельних машин ведуть облік їх наробки в обсязі, що передбачений експлуатаційною документацією у відповідності з ГОСТ 2.601-68 (додаток 10 ДБН В.2.8-3-95).

Операції ТО виконуються з попереднім контролем технічного стану машин і їх складальних одиниць. Основним методом контролю є технічне діагностування (ТД) як складова частина технічного обслуговування. Метою технічного діагностування полягає у визначенні дійсної потреби у виконанні операцій ТО, прогнозуванні залишкового ресурсу складальних одиниць і деталей.

В залежності від періодичності, трудомісткості та обсягу робіт для будівельних машин встановлені такі види ТО:

    - щозмінне технічне обслуговування;

    - періодичне технічне обслуговування;

    - сезонне технічне обслуговування;

    - технічне обслуговування при зберіганні та транспортуванні.

В складних умовах використання будівельних машин (велике запилення, високогір'я, низькі температури та ін.) проводиться спеціальне ТО із зменшеним значенням періодичності.

Щозмінне ТО (ЩТО) повинно забезпечити працездатність машини на протязі всієї робочої зміни шляхом контролю технічного стану основних її частин: гальмового обладнання, ходової частини, органів керування, сигналізації, двигуна та усунення виявлених несправностей, а також дозаправлення паливо-мастильними матеріалами, робочою та охолоджувальною рідинами. Виконання ЩТО покладається на машиністів будівельних машин.

Періодичне технічне обслуговування виконується з метою зниження інтенсивності зносу деталей і складальних одиниць, визначення їх залишкового ресурсу, усунення наявних несправностей; здійснюється спеціалізованими бригадами (ланками) за участю або без участі машиністів, за якими закріплені машини. Періодичність виконання та обсяг робіт періодичного ТО залежать від типу машини, що обслуговується. В залежності від обсягу передбачених робіт, послідовності їх виконання кожному періодичному ТО надається порядковий номер (ТО-1, Т0-2, ТО-3). До обсягу робіт ТО з більш високим порядковим номером включаються роботи, які передбачені до виконання при ТО з більш низькими порядковими номерами.

ТО-3 проводиться разом з поточним ремонтом. Трудомісткість поточного ремонту містить і затрати праці на ТО-3.

Сезонне технічне обслуговування (СТО) виконується двічі на рік при переведенні машин на експлуатацію в умови весняно-літнього або осінньо-зимового періоду. СТО  поєднується з проведенням чергового періодичного ТО.

З метою збереження працездатності будівельних машин при їх транспортуванні та зберіганні проводяться спеціальні види ТО, які регламентуються вимогами експлуатаційної документації.

2.1.4. Ремонт будівельних машин

Ремонт - це комплекс робіт, що відновлюють ресурс і забезпечують працездатність та справність будівельних машин в процесі експлуатації. Ремонт включає контрольно-діагностичні, розбірно-складальні, слюсарні, зварювально-наплавні та інші роботи.

Встановлюється два види планового ремонту будівельних машин: поточний і капітальний.

Поточний ремонт призначений для підтримання працездатності та справності машин шляхом відновлення або заміни окремих складальних одиниць і деталей, крім базових; їх обсяг визначається технічним станом машин.

Капітальний ремонт призначений для відновлення справності та повного чи близького до нього ресурсу машин шляхом заміни або відновлення складальних одиниць і деталей, включаючи базові.

Крім планових ремонтів проводяться непланові ремонти, необхідність в яких виникає внаслідок відмов або аварій.

2.1.5. Система контролю технічного стану будівельних машин

Контроль технічного стану будівельних машин здійснюється методами та засобами технічного діагностування, яке є складовою частиною технічного обслуговування та ремонту (ТОіР).

Діагностування будівельних машин в залежності від призначення, переліку робіт, періодичності і трудомісткості підрозділяється на загальне та поглиблене. Загальне діагностування має за мету визначення технічного стану складальних одиниць будівельних машин, поглиблене - визначення несправностей, виявлення їх причин і характеру. Технологічний процес технічного діагностуваня будівельних машин організується з урахуванням взаємозв'язку операцій діагностування з основними роботами ТО і Р.

2.2.6. Планування технічного обслуговування та ремонту будівельних машин

Власники будівельних машин складають річний план і місячний план-графік ТОіР будівельних машин.

Річним планом встановлюється кількість технічних обслуговувань і ремонтів для кожної машини, групи однотипних машин і парку машин в цілому (ДБН В.2.8-3-95, додаток 8). На підставі річного плану визначається потреба в матеріальних і трудових ресурсах на виконання ТОіР, потреба в виробничих площах ремонтних майстерень, технологічному обладнанні, пересувних засобах ТОіР.

Місячний план-графік визначає строки постановки машини на технічне обслуговування та ремонт (ДБН В.2.8-3-95, додаток 9).

2.1.7. Організація проведення технічного обслуговування та ремонту будівельних машин

Власники машин забезпечують проведення ТОіР у відповідності з річним планом і місячним планом-графіком. Операції ТОіР мають виконуватися у відповідності з вимогами технологічних карт, технічних описів і інструкцій по експлуатації будівельних машин.

Організація ТОіР будівельних машин забезпечується завчасною інженерно-технологічною підготовкою виробництва, що включає забезпечення експлуатаційною та ремонтною документацією; оснащення технологічних процесів спеціальним обладнанням, оснасткою та інструментом; матеріально-технічне забезпечення запасними частинами, комплектуючими виробами та ремонтно-експлуатаційними матеріалами; підготовку та підвищення кваліфікації робітників, які зайняті ТОіР, і машиністів будівельних машин; удосконалення ремонтно-експлуатаційної бази; контроль якості робіт по ТОіР.

При виробничій необхідності і погодженні з замовником власник машин може змінювати строки проведення технічного обслуговування, але не більш як на три дні.

ТО і Р будівельних машин виконуються як в умовах стаціонарних майстерень, так і безпосередньо на місцях роботи за допомогою пересувних засобів ТОіР. Капітальний ремонт будівельних машин, їх складових частин та складальних одиниць, як правило, здійснюється централізовано на ремонтних і ремонтно-механічних підприємствах, а також на базах механізації.

Доцільність постановки будівельної машини в ремонт, передбачений планом-графіком, визначається комісією, очолюваною головним інженером (головним механіком) власника. Якщо будівельна машина за своїм технічним станом не потребує ремонту в строки, що передбачені планом-графіком, комісія дає дозвіл на подальше її використання за призначенням і встановлює нову дату огляду.

Організація та проведення робіт по ТОіР здійснюється у відповідності з правилами безпеки виконання робіт і протипожежної безпеки, а також мають бути передбачені заходи щодо запобігання забруднення навколишнього середовища.

2.2. Обґрунтування періодичності ТО

Існує декілька критеріїв, по яких встановлюють періодичність ТО:

- по максимальній продуктивності машини;

- по середньому значенню наробітку між відмовами;

- по мінімальних питомих затратах;

- по мінімальній ймовірності відмови і ін.

Метод визначення періодичності ТО по максимальній продуктивності машин полягає в тому, що з часом, в результаті розрегулювання і зносу складових частин, продуктивність машин (потужність двигуна) зменшується. При технічному обслуговуванні показники відновлюються. Чим частіше виконують ТО, тим менше знижується потужність двигуна, яка тісно пов'язана з продуктивністю машини. Але при збільшенні кількості ТО зростають простої машини на періоди відновлення потужності двигуна. Недолік методу полягає в тому, що він не враховує розсіювання випадкової швидкості зниження потужності або продуктивності однотипних машин.

Визначення періодичності ТО по середньому значенню наробітку між відмовами усуває цей недолік шляхом обліку як середнього наробітку Тср. так і середнього квадратичного його відхилення σ. Якщо прийняти за періодичність ТО середнє значення наробітку, то 50% машин до цього часу відкажуть, тобто ТО для них буде з запізненням. Тому необхідно проводити ТО раніше на величину середнього квадратичного відхилення наробітку ніж відмовами:

                                    (2.1)

При нормальному закону розподілу наробітку між відмовами не 50, а 13,5% машин вийдуть з ладу, а для решти буде проведено попереджувальні операції ТО. Метод є приблизним, так як в одних випадках, коли затрати, викликані усуненням наслідків відмов, великі, періодичність буде завищеною, а коли малі - заниженою.

Метод обґрунтування періодичності ТО по критерію мінімуму питомих витрат усуває згадуваний недолік. Крім того, цей метод дозволяє одночасно встановлювати допустиме значення параметра, залежне від періодичності. Отже змінюючи періодичність, необхідно в обов'язковому порядку змінювати і відповідно допустиме значення параметра.

Функція оптимізації періодичності контролю і при необхідності, відновлення параметра, а також його допустиме значення в простішому випадку має вид:

  (2.2)

Д<<Uгр; 0 < tн .

де А,С,В - відповідно середні затрати на усунення наслідків відмови

з врахуванням втрат від простою машини, на попереднє відновлення параметра і його контроль, грн; Q(Д,tн) - ймовірність відмови по параметру в залежності від його допустимого відхилення Д від номінального значення і між контрольного наробітку tн. Цю ймовірність визначають протягом середнього фактичного наробітку до відмови або відновлення, в залежності також від Д і tн величини – Тср(Д,tн) в одиницю наробітку; Кп(Д,tн) - число перевірок складової частини вимірювання параметра протягом Тср(Д,tн).

Перший додаток в фігурних дужках дорівнює ймовірності питомих витрат на усунення наслідків відмови; другий додаток - питомим витратам на попереджувальне відновлення параметра; третій - на вимірювання параметра.

Змінюючи технічні вимоги Д і tн, встановлюють шуканий мінімум затрат. При цьому Д і tн будуть оптимальними.

Розглянемо пучок прямих, що розсіюються і характеризують відхилення параметру (продуктивність, потужність і т.д.) від номінального його значення із випадковою швидкістю зношення (рис.2.1). Перетин пучка прямих з ординатою Uгр, що відповідає граничному відхиленню, формує безперервну щільність розподілення наробітку між відмовами складової частини по параметру. При наявності допустимого відхилення параметра Д випадкова величина наробітку стає дискретно безперервною. Дискретність з'являється внаслідок заміни складової частини з відхиленням параметра більшого Д в момент контролю tм, 2tм, 3tм і т.д. Складові частини повинні були б вийти з ладу в інтервалах tм...t(1);  2tм...t(2); 3tм ...t(3). Але після контролю(діагностування) при ТО їх попереджувально замінюють або ремонтують.

Складові частини, відхилення параметрів стану яких менше допустимого, виходять з ладу по досягненні граничного відхилення внаслідок відносно великої швидкості зміни параметру. Ймовірність відмови таких складових частин відповідає заштрихованим площам, обмеженим кривою розподілу наробітку між відмовами φ(t)і інтервалами t(1); t(1)... 2tм; t(2)...3tм, а також штриховими лініями зміни параметра. По мірі збільшення Д і наближення його до Uгр, ймовірність попередньої заміни зменшується, а ймовірність відмови (заштрихована площа) зростає. При допустимому відхиленню зазору, рівному граничному, ймовірність відмови стає рівною одиниці, а степінь використання наробітку між відмовами складає 100%.

Таким чином, змінюючи періодичність контролю або міжконтрольний наробіток tм і Д, можна збільшити або зменшити ймовірність відмови, витрату запчастин, і тим самим керувати технічним станом машин згідно функції (2.1).

Рис. 2.1. Вплив допустимого відхилення і між контрольного наробітку параметра на ймовірність відмови і попереджувальної заміни елемента

Аналізуючи графік на рис.2.1 можна вивести формулу ймовірності відмови в залежності від технічних вимог tм  і Д при лінійній зміні параметру. Якщо щільність розподілу ресурсу - φ(t), то ймовірність відмови в і-му експлуатаційному періоді

                            (2.3)

де із подібності трикутників

                         (2.4)

де і = 1,2,...,n1 

При і = 1 величина tі-1 = 0. Відмови спостерігаються при умові, що верхня межа інтегралу (2.3) більша за нижню. Із збільшенням і ця різниця зменшується.

Останній експлуатаційний період, в якому буде спостерігатись відмова.

                            (2.5)

Квадратні дужки вказують на те, що потрібно брати цілу частину числа.

Ймовірність відмови складової частини по параметру в залежності від його допустимого відхилення і періодичності контролю

                      (2.6)

У випадку універсальної степеневої функції зміни параметру при Z(t) = 0 (розглядаються плавні криві)

.        (2.7)

При нормальному розподіленні ресурсу і α = 1

,      (2.8)

де  Fb-кратність періодичності і перелік операцій при кожному ТО.

Для більш точного рішення задачі використовують критерій мінімуму питомих затрат, застосовуючи вираз для основних параметрів стану, при цьому задаються різною встановленою періодичністю і кратністю при визначенні видів ТО для розглянутих параметрів стану.

2.4 Види і періодичність ТО тракторів і машин

Види, періодичність, а також основні вимоги до проведення технічного обслуговування будівельних машин наведені в ДБН В.2.8-4-96 Система технічного обслуговування та ремонту будівельних машин [1]. Загальні вимоги – в ДБН В.2.8-9-98 [9, п. 9]. В ДБН В.2.8-3-95 “Технічна експлуатація машин”[2] містяться крім загальних положень також структура системи планово-попереджувального технічного обслуговування та ремонту будівельних машин (система ППР) і питання планування ТО і Р будівельних машин, порядок розрахунку, наведені норми періодичності і трудомісткості операцій ТОіР.

Розрізняють ТО при експлуатаційній обкатці, використанні, збереженні і в особливих умовах роботи тракторів і машин.

При експлуатаційній обкатці тракторів і машин ТО проводять поетапно: при підготовці до обкатки, в процесі обкатки і по закінченні обкатки.

При використанні тракторів і машин передбачені такі види ТО:

щозмінне, номерні (ТО-1, ТО-2, ТО-3), сезонне.

ТО тракторів і машин при зберіганні (при підготовці, в процесі і при знятті з зберігання) проводиться у відповідності з ГОСТ7751-85.

ТО в особливих умовах враховує особливості експлуатації тракторів на піщаних, кам'янистих і заболочених ґрунтах, в умовах високогір'я і при низьких температурах.

Періодичність ТО для тракторів і машин на їх базі встановлена в мотогодинах наробітку, а для несамохідних машин встановлюється в годинах основної роботи під навантаженням, періодичність ТО може вказуватись в інших одиницях, еквівалентних наробітку (літри витраченого дизельного пального - для тракторів, комбайнів; фізичні або умовні еталонні гектари; кілограми або тони виробленої продукті і т.д.).

Допускається відхилення фактичної періодичності (випередження або залізнення) ТО1 та ТО-2 до 10%. а ТО-3 - до 5% від встановленої. Щозмінне технічне обслуговування (ЩТО) проводиться через кожні 10 год або в кінці кожної зміни.

Сезонне технічне обслуговування при переході на весняно-літню експлуатацію (СТО-ВЛ) проводиться при встановленні температури навколишнього середовища більше +5°С. при переході до осінньо-зимової експлуатації (СТО-ОЗ) - нижче +5°С. сезонне технічне обслуговування суміщається з проведенням чергового номерного ТО.

Цикл технічного обслуговування при новій періодичності (50, 250, 1000 м.-г.) без врахування ЩТО і СТО буде таким: ТО-1 –ТО-1 – ТО-1 – ТО-1 – ТО-2,  ТО-2 – ТО-2 – ТО-2 – ТО-3.

2.5. Стратегії технічного обслуговування

Люба система експлуатації повинна мати стратегію заміни і обслуговування елементів обладнання. Під стратегією розуміють принцип, за яким проводиться оцінка технічного стану машини та визначається періодичність проведення операцій з ТО.

Рис. 2.2. Загальна класифікація стратегій.

Стратегія "За часом". При даній стратегії періодичність проведення планових робіт з ТО суворо регламентується незалежно від кількості непланових та аварійних ситуацій в міжремонтний період. Графічно – рис.2.3 а.

Рекомендується для елементів, для яких трудоємкість і витрати на проведення ТО, включно з вартістю простою при усуненні відмов менше, ніж при проведенні планово-попереджувальних операцій з ТО, а самі відмови не викликають аварійних ситуацій та не знижують безпеку експлуатації.

Стратегія "За напрацюванням". Рекомендується для обладнання, в якого трудоємкість та витрати на проведення ремонтних робіт, включно з витратами від простою, при проведенні непланових та планових замін однакові. Рис. 2.3, б. Загальна трудоємкість ТОіР при даній стратегії нижче, ніж "За часом". Стратегія "За ресурсом" найбільш доречна для обладнання, що працює в стаціонарних та мало змінних режимах роботи.

Стратегія "За відмовою" Рис. 2.3 в. Застосовується при відсутності планово-попереджувального ремонту і є ефективною для елементів, в яких параметр потоку відмов ω(t) = const

ω(t) =

nּ(t+Δt) – n(t)

= const, год.-1

Δt

де n(t), nּ(t+Δt) – відповідно кількість відмов елементів до моментів часу t і (t+Δt).

Ситуація, коли ω(t)=const, означає, що ймовірність безпечної роботи не характеризується зносом або старінням елементу, а закон розподілу напрацювання експоненційний, який відображає випадкові значення часу напрацювання на вімову tно, що визначається випадковою відмовою. Прикладом можуть служити: пориви тягових ланцюгів, злам зубців рейки, пошкодження силового кабелю, перегоряння запобіжника та ін. В таких випадках планові заміни не усувають випадкової відмови, але можуть призвести до втрат на простоювання та тимчасового зниження надійності за рахунок припрацювання. При даній стратегії необхідно суворо дотримуватись планового режиму ТОіР, приділяючи велику увагу ремонтним оглядам.

Стратегія "За кількістю відмов" (Рис. 2.3 г.). Застосовується в системах, в яких накопичення відмов призводить до суттєвої зміни їх якості, незважаючи на проведення відновлення. Допустима кількість відмов не залежить від часу напрацювання на відмову τр. Зазвичай застосовується в пристроях систем електрозабезпечення, автоматики.

Для таких систем може також прийматись стратегія "Планових перевірок" (Рис. 2.3.д.) з плановою заміною елементу при nn – ній перевірці (на рис.2.3. nn=2) при її роботі в черговому режимі (Д). Якщо в процесі контролю виявлено відмову (τа), то час наступної планової заміни τр відліковують від моменту відмови та заміни τа.

Стратегія "За параметром". Є найбільш ефективною та може забезпечити безпечну роботу системи при наявності необхідних засобів діагностування технічного стану, необхідній та достатній кількості параметрів контролю та обґрунтованому діапазоні їх виміру. Заміна елементу (період τз, Рис. 2.3 е.) настає при досягненні амплітуди вібрації А(t) (корпуса підшипника і т.д.) (Рис. 2.3.е1) максимально допустимої величини А(t)max, або при допустимих значеннях Pmax i Pmin (Рис. 2.3.е2) – величини тиску в запобіжному клапані та ін. При величині настройки клапана Рпр.к.

Стратегія "За результатами огляду". Ця стратегія широко застосовується в системі ППР і може бути ефективною при наявності певних нормативних контрольних ознак, що визначають технічний стан обладнання. Ефективність стратегії висока у випадку, коли ймовірність відмови в період між оглядами близька до нуля.

Рис. 2.3. Режими стратегій ТО і Р: а – за часом, б – за напрацюванням, в – до відмови, г – за кількістю відмов, д – за плановою перевіркою,  е – за параметром. t - час, Pa – аварійний режим (відмова), P – робочий режим, Pn – режим планової заміни, Пр – планова перевірка, Д – черговий контроль, Зп – заміна планова, n – кількість відмов, tмо – час напрацювання на відмову, τp – час роботи, τn – час планової заміни, τa – час заміни після відмови, τз – час заміни.

Тема 3. Служба експлуатації машин і експлуатаційно-ремонтна база

3.1. Служба експлуатації машин і експлуатаційно-ремонтна база

3.1.1. Служба експлуатації і ремонту машин вищого рівня виконує такі функції: організовує розміщення машин для проведення КР на ремонтних заводах і контролює хід ремонту; веде облік техніки і її перемощення; приймає участь в складанні заявок на машини, обладнання, складальні одиниці, запчастини; контролює правильність списування техніки; керує підвідомчими ремонтними підприємствами (при їх наявності), центральними пунктами технічного обслуговування (ПТО); організовує навчання працівників служби експлуатації первинних організацій і забезпечує їх нормативними і інструктивними матеріалами по експлуатації.

Служба експлуатації і ремонту машин первинних організацій (ПМК, БУ, БМУ): відповідає за експлуатацію і ремонт машин; здійснює заходи по ліквідації аварійних ситуацій; організовує облік роботи машин; розробляє річні, квартальні і місячні план-графіки ТО і Р, а також контролює їх виконання; складає заявки на запчастини, експлуатаційні матеріали; представляє в об'єднання (трести) дані про виконання планів ремонту і складає акти на списування техніки; розробляє плани роботи ЦРМ і пересувних засобів ТО і Р машин; забезпечує підрозділи технічною документацією і нормативними матеріалами; розробляє заходи по техніці безпеки і підготовці кадрів.

3.1.2. Експлуатаційно-ремонтна база складається із виробничо-експлуатаційних баз первинних організацій і ремонтно-механічних заводів.

Виробничо-експлуатаційна база первинних організацій (машинний двір) представляє собою комплекс споруд і майданчиків для зберігання, ТО і поточного ремонту машин, а також зберігання пально-мастильних матеріалів, запчастин і складальних одиниць. Така база має в наявності ЦРМ, пересувні засоби для ТО, ремонту і заправки машин на місці їх роботи.

Центральні ремонтні майстерні включають бокси для ТО (профілакторії), а також розбірно-складальне, механічне, зварювальне, ковальське, мідницько-жестяницьке, електротехнічне, деревообробне і інші відділення. технологічне обладнання цих відділень дозволяє виконувати ТО, поточні ремонти і різні господарчі роботи, а також виготовляти нескладні пристосування і обладнання.

Штат, необхідний для проведення ТО і Р визначають за формулою:

 Рр = Т / (Фдр Кпн),                       (3.1)

де Т - трудомісткість відповідного виду робіт, люд./год.; Фдр - дійсний фонд робочого часу робітника, год.; Кпн - коефіцієнт перевиконання норм, Кпн = 1,15...1,2.

Дійсний фонд робочого часу робітника:

Фдр = [dк - (dв + do)] tзм Кр , люд.год.,  (3.2)

де dк, dв, do - кількість календарних, вихідних, святкових і відпускних днів на період, що планується, дн.; tзм - тривалість зміни, год. (tзм = 8,2 год.); Кр - коефіцієнт, що враховує вимушені втрати часу через хворобу та з інших поважних причин (Кр = 0,97...0,98).

Пересувні засоби включають пересувні агрегати ТО, ремонтні і ремонтно-діагностичні майстерні, механізовані заправочні агрегати і засоби для транспортування техніки.

Засоби технічного обслуговування машин

а. Характеристика засобів ТО

Засоби ТО включають в себе технологічне оснащення і споруди. Вони призначені для виконання всіх видів ТО і дозволяють підвищити його якість, зменшити затрати праці і часу, що сприяє підвищенню технічної готовності машин і кращому їх використанню.

Засоби ТО бувають стаціонарні і пересувні.

До стаціонарних відносяться:

- пункти технічного обслуговування;

- виробничі бази ТО та Р;

- станції технічного обслуговування тракторів;

- ремонтно-обслуговуючі комплекси.

Всі вони служать основною виробничою базою для виконання ТО в любий період року при дотриманні технічних вимог, а також санітарно - гігієнічних умов для обслуговуючого персоналу, для них відповідно розроблені комплекти стаціонарних засобів ТО (КСТО чотирьох рівнів), які відрізняються складом обладнання, яке вибирають, виходячи з технічної бази і об'єму робіт.

До пересувних засобів відносяться:

- АТО на шасі автомобіля, двохвісного причепа або самохідного шасі;

- пересувні ремонтні і ремонтно-діагностичні майстерні з електрозварювальним апаратом;

- пересувні діагностичні установки на шасі автомобіля-фургона;

- механізовані заправники.

Ці пересувні засоби призначені для проведення в польових умовах ТО-1 і ТО-2, виявляти і усувати відмови і несправності машин, а також заправляти паливом, мастилами і водою.

Кількість АТО, необхідна для проведення ТО:

КАТО = ΣТАТО / ФАТО·Кзм·Кв·Кг·Кр·Кн,              (3.3.)

де: ΣТАТО – трудомісткість операцій ТО по всьому парку машин, що виконується АТО; Кзм - коефіцієнт змінності АТО (Кзм=0,65...0,85); Кв - коефіцієнт внутрішньозмінного використання (Кв=0,65...0,85); Кг - коефіцієнт готовності (Кг=0,8...0,95); Кн - коефіцієнт нерівномірності прибуття техніки на ТО (Кн =0,7...0,9); Кр - коефіцієнт розсіювання парку машин на об'єктах робіт (Кр=0,6...1,0), ФАТО  - річний фонд часу АТО.

Середньорічна кількість робітників спеціалізованих ланок, бригад:

NАТО = ТАТО / [(Р1 + Р2)·Фдр·Сн],                     (3.4)

де ТАТО - сумарний об`єм роботи пересувних засобів технічного обслуговування, люд./год.; Р1 - кількість постійних робітників спеціалізованої ланки, Р1  = 2 чол.; - коефіцієнт, що враховує час, який витрачається постійними робітниками спеціалізованої ланки на допоміжні роботи (переїзди, підготовка до роботи, оформлення документів, поповнення запасів паливо-мастильних матеріалів в ємностях агрегатів і т.д.),  = 0,5...0,7; Р2 - кількість  машиністів залучених до технічного обслуговування, чол.; Сн - коефіцієнт, що враховує нерівномірність заїздів машин на технічне обслуговування і виконання робіт, які непередбачені ТО (Сн = 0,7...0,85); Фдр - дійсний фонд робочого часу робітника, год.

Фдр= (Фнр-dв)·Ко,                                      (3.5)

де - кількість днів відпустки за плановий період (dв=24 дня); Ко - коефіцієнт, що враховує вимушені втрати часу через хвороби та інші поважні причини (Ко=0,97...0,98).

Фнр - номінальний фонд робочого часу робітника, год

Фнр = (dк – dсв) · t зм,                         (3.6)

де - кількість календарних днів в році; dсв - кількість святкових і вихідних днів; tзм - тривалість зміни, год.

б. Класифікація загальна характеристика засобів ТО

Операції технічного обслуговування машин можна розділити на 7 основних груп. Кожна група операції ТО має чітке призначення і характерні особливості. Для цих операцій розроблені і серійно випускаються стенди, установки, обладнання, прилади, пристосування, інструмент і т.д. Таким чином, за основу класифікації засобів ТО машин прийняті вищеназвані групи операцій.

1. Мийно - очищувальні засоби ТО призначені для зовнішнього і внутрішнього очищення машин. Для зовнішнього очищення широко застосовують високопродуктивні моніторні мийні машини, як для закритих приміщень, так і для відкритих майданчиків.

Принцип очищення полягає в подачі на очищувану поверхню водяної струмини під тиском від 5 до 40 МПа і температурою 5...80°С. Комплексна дія динамічного тиску струмини, високої температури і миючих засобів забезпечує ефективне очищення поверхні в тому числі від мастильних матеріалів і продуктів їх розпаду.

Для внутрішнього очищення машин в основному застосовують обладнання для промивання системи мащення ДВЗ і інших агрегатів. Ця операція дозволяє видалити залишки відпрацьованого мастила, продуктів розпаду і зношення деталей із системи мащення, при цьому правильна промивка системи мащення забезпечує збільшення фактичного ресурсу моторної оливи в 1,5 рази.

До мийно-очищувальних засобів відноситься обладнання для очищення паперових фільтрувальних елементів повітроочисників, від яких в значити мірі залежить довговічність ДВЗ. Очищення може здійснюватись 2 способами: обдування стиснутим повітрям (суха очистка); очищення за допомогою миючого розчину з наступною сушкою струменем підігрітого повітря.

До мийно-очищувальних засобів також відноситься обладнання для очищення мастил, які за своїми фізико-хімічними показниками знаходяться в допустимих межах для експлуатації, за винятком механічних домішок неорганічного походження.

2. Контрольно-діагностичні засоби ТО призначені для визначення технічного стану машин, отримання інформації для прийняття рішення про характер і об'єм операцій, які необхідно виконати при ТО, або про вид, строки і місце ремонту машин.

3. Мастильно-заправні засоби ТО призначені для оперативного змащування і заправки машин мастильними матеріалами, робочими і охолоджуючими рідинами із збереженням їх якості, обліку витрати, збору відпрацьованих мастил для подальшої їх регенерації.

4. Паливо-заправні засоби призначені для заправки машин паливом з обліком відпускаємої кількості.

5. Регулювальні засоби призначені для відновлення регулювальних параметрів технічного стану, до них відносяться стенди, установки, прилади і пристосування для регулювання робочих органів, елементів паливної системи двигунів, зазорів в з'єднаннях, натягу пасових передач, тиску і т.д.

6. Кріпильні засоби призначені для перевірки і підтягування кріплення складових частин машин, для їх часткового розбирання і складання при ТО (рожкові і торцеві ключі, викрутки, зйомники і інші пристосування, електро-, пневмо- гідро- інструмент).

7. Консерваційні засоби ТО призначені для оперативної підготовки машин до зберігання і зняття їх після зберігання. З їх допомогою виконують операції очищення, нанесення на деталі і поверхні консерваційних матеріалів, а також для розконсервації машин.

в. Вимоги до засобів технічного обслуговування

Засоби технічного обслуговування повинні відповідати таким вимогам:

1 - повне і якісне виконання всіх видів робіт передбачених технічними умовами; 2 - універсальність використання; 3 - виконання ТО з мінімальними затратами праці, часу і матеріалів; 4 - швидку заправку машин ПММ без втрат і забруднень; 5 - безпечне проведення ТО; 6 - надійність в роботі; 7 - високу прохідність.

3.2. Приймання машин в експлуатацію

Види випробувань і порядок їх здійснення - ДБН В.2.8-2-95 [8].

Метою приймання є визначення технічного стану і придатності машини для використання по призначенню. Розрізняють такі види приймання машин [9, п. 6]:

- приймання нових машин;

- приймання машин після капітального ремонту;

- приймання машин з інших організацій;

- між змінне приймання.

Всі машини, що поступають в організацію (з заводу-виготовлювача, ремзаводів і інших організацій) повинні прийматись спеціальною комісією з обов'язковим складанням приймально-здаточного акту по формі № ОС-1 статуправління. Для цього в кожній організації створюють постійно діючу комісію, яка затверджується наказом керівника, в склад комісії, як правило, повинен входити машиніст, який буде працювати на цій машині.

При отриманні нових машин та відвантажених з нею вантажних місць перевіряють цілість упакування і відсутність пошкоджень, а також наявність пломб, при виявленні дефектів, або відсутності пломб складають акт і претензії направляють транспортуючій організації.

Після зовнішнього огляду знімають пломби, виймають товарно-супроводжувальну документацію, в тому числі наявність експлуатаційної і ремонтної документації, в разі некомплектності або виявлення несправності складають акт-рекламацію, для складання двостороннього акту - рекламації організація зобов'язана в 3-х денний термін викликати представника заводу, в повідомленні вказується: назва, марка і номер машини, дата випуску і короткий опис дефекту, представник заводу зобов'язаний прибути в 3-х денний термін з дня отримання повідомлення, не враховуючи часу на дорогу, в разі неприбуття представника заводу в передбачений термін, організація має право скласти акт з участю представника незацікавленої компетентної організації. Такий акт має силу двостороннього акту.

Вантажно-підйомні машини до вводу в експлуатацію реєструються в органах теруправління держнагляду охорони праці, а самохідні машини на базі автомобіля ставлять на облік в ДАІ.

На машини, які прийняті комісією, наносять інвентарний номер, розпізнавальні надписи і умовні зображення (емблеми) прийняті в даному міністерстві (відомстві), але так, щоб вони не займали місце для встановлення номерних знаків ДАІ. Машини вводяться в експлуатацію письмовим розпорядженням або наказом керівника.

Аналогічно приймаються машини після капітального ремонту.

При прийманні машин з інших організацій перевіряють комплектність відсутність поломок, справність складових частин, правильність регулювань і технічний стан машини в цілому. В акті приймання вказують її наробіток з початку експлуатації, скільки разів машині проводили поточний і капітальний ремонт і дату останнього капітального ремонту.

Міжзмінне приймання машин проводять при передачі машини одним машиністом іншому, машина повинна бути змащена і заправлена експлуатаційними матеріалами. Машиніст, що здає машину, інформує машиніста, що приймає машину, про помічені неполадки і несправності, які заносяться в приймально-здавальний журнал.

3.3. Експлуатаційна обкатка машин

Введення БіММ в роботу під навантаженням без попередньої обкатки заборонено.

Період обкатки залежить від складності машини і може бути від 10 до 100 год., а для транспортних засобів – 1000 км. пробігу.

Обкатку сучасних машин з гідроприводом проводять протягом 20-30 год. поетапно, з різним ступенем навантаження:

- обкатка ДВЗ на хх. = 15 - 20 хв.;

- обкатка гідронасоса на хх. = 30 - 60 хв.;

- обкатка машини на хх. = 4 - 5 год.;

- обкатка машини в різних режимах =15-25 год.

Якщо в процесі обкатки відхилень не виявлено, то приймають нижній діапазон часу. При обкатці двигуна перші 5 хв. він повинен працювати на мінімальних обертах, з поступовим переходом на максимальні. При цьому перевіряють покази приладів, прослуховують роботу, контролюють щільність з'єднань, тиск мастила в магістралі повинен бути не менше 0,5 МПа на номінальних обертах і не менше 0,1 МПа - на мінімальних обертах.

При обкатці гідронасоса встановлюють частоту обертання колінвалу ДВЗ не більше 1000 об/хв і плавно включають насос на 5-10 с, повторюючи операцію 3-4 рази для заповнення порожнин насоса маслом, і поступово переводять на постійний режим, через кожні 10-15 хв. переводять насос на роботу в середньому режимі і максимальному, контролюючи температуру робочої рідини. Переконавшись в нормальній роботі, обкатують машину в цілому на ґрунтах 1-ї категорії при 1/3; 1/2 та 3/4 навантаження, закінчують обкатку ТО-1. Після обкатки складають акт, в якому вказують перелік виконаних операцій, роблять відповідний запис в формулярі і дають дозвіл на експлуатацію.

3.4. Технічний огляд машин

Технічному огляду підлягають вантажопідйомні крани всіх типів, вантажні електричні візки, електричні ручні талі, лебідки для підйому вантажу і людей, екскаватори, призначені для роботи з крановим обладнанням, змінні вантажопідйомні органи (крюки, грейфери, електромагніти) , всі види вантажнозахватних пристосувань (траверси, стропи і т.п.).

Технічний огляд за об’ємом може бути повним і частковим, за часом виконання – черговим і позачерговим.

Повному технічному огляду підлягають нові вантажнопідйомні машини і змінні вантажнозахватні пристосування до пуску їх в роботу, а також ті, що вже експлуатуються, з періодичністю не менше одного разу в три роки. Позачерговий повний технічний огляд призначається після монтажу, що викликав переміщення машини в інше місце, після реконструкції, а також після ремонту металоконструкції або заміни певного механізму, крюка і в деяких інших випадках. Повний технічний огляд включає огляд, статичні і динамічні випробування.

В процесі огляду перевіряють стан металоконструкції, крюка, канатів, електрообладнання, приладів безпеки і т.д.

При статичних випробування перевіряють міцність машини і її окремих частин, у стрілових кранів перевіряють також вантажну стійкість. Статичні випробування проводять вантажем на 25% більшим за вантажопідйомність машини, в навантаження також включають вагу всіх допоміжних пристосувань. При випробуваннях козлових, мостових і пересувних консольних кранів вантаж піднімають на висоту 200-300 мм і витримують в такому положенні 10хв. У стрілових кранів стрілу ставлять в положення найменшої стійкості крана і вантаж піднімають на висоту 100-200 мм. Після опускання вантажу в металоконструкціях машини не повинно бути залишкових деформацій.

Самочинне опускання кінця стріли або вантажу не повинне перевищувати 100 мм. Після зняття навантаження роблять зовнішній огляд вантажопідйомного обладнання, при цьому в металоконструкціях і вузлах не повинне бути залишкових деформацій, тріщин, розходження зварних швів, ослаблення кріпильних місць, інших дефектів. Для визначення залишкових деформацій у металоконструкціях у найбільш характерних місцях за допомогою керна наносять ряд точок. Розміри заміряють до початку статичних випробувань і після їх виконання, заносять у таблицю та звіряють.

Динамічні випробування проводять для перевірки дії механізмів і їх гальм. При динамічних випробуваннях періодично піднімають і опускають вантаж, як правило на 10% більше за максимальну вантажопідйомність, але допускається застосування і робочого вантажу, в обсязі 10 умовних циклів.

Умовний цикл включає наступні операції: підйом вантажу на повну висоту, складання і випрямлення верхньої ланки стріли; опускання вантажу до горизонтального положення стріли; поворот стріли на 180°, втягування і висування вантажу; опускання вантажу на вантажну площадку.

Частковий технічний огляд вантажопідйомних машин проводиться без статичних і динамічних випробувань, але не менше одного разу в 12 місяців [ДБН В.2.8-6-96. Технічне обслуговування та ремонт кранів самохідних стрілових.].

При технічному огляді знімні вантажозахватні пристрої (стропи, траверси, кліщі, захвати й ін.) повинні оглядатись і випробовуватись навантаженням, у 1,25 рази більше їх номінальної вантажопідйомності. Періодичність огляду: траверси - через кожні 6 міс; кліщі й інші захвати - » 1 міс; стропи - кожні 10 днів

Крім названих машин, періодичному технічному огляду підлягають парові і водонагрівні котли і ємності, що працюють під тиском. Для них проводять у встановлені строки внутрішній огляд і гідравлічні випробування, в певних випадках виконують дострокові огляди. Порядок проведення технічних оглядів визначений Правилами Держнагляду охорони праці. Машини підлягають реєстрації в ДАІ щорічно, і після капітального ремонту.

3.5. Списання машин

Техніка, що морально застаріла, або повністю втратила виробниче призначення через фізичне зношення, а також непридатна внаслідок аварії або стихійного лиха, а модернізація технічно недоцільна і економічно невиправдана, підлягає списанню з балансу.

Для визначення непридатності техніки до подальшого використання на виробництві, неможливості або неефективності проведення відновлювального ремонту, а також для оформлення відповідної документації на списання техніки, створюється постійно діюча комісія, в обов'язки якої входить: огляд об'єкту, що підлягає списанню, визначення його стану, можливість відновлення і подальшого використання; встановлення причини, що викликала необхідність списання машини (зношення, передчасний вихід з ладу внаслідок порушення правил експлуатації або аварії), а в необхідних випадках - винуватців цього; визначення можливості використання окремих вузлів, деталей і матеріалів машини, що списується і оцінка їх; складання акту на списання.

Відновлення машини (обладнання), що вийшла з ладу внаслідок аварії або стихійного лиха, вважається економічно недоцільним, якщо в результаті огляду встановлена неремонтопридатність трьох і більше основних базових деталей (блок двигуна, рама, коробка переміни передач або задній міст, кабіна і т.д.).

Після списування машину розбирають на вузли, деталі та агрегати із складанням акту про ліквідацію, придатні вузли, деталі та агрегати для ремонту інших машин, ставляться на прихід. Непридатні для подальшого використання деталі, вузли і агрегати оприходуються як металобрухт по відповідній ціні.

Змістовий модуль 2

ЗМІНА ТЕХНІЧНОГО СТАНУ МАШИН ПІД ЧАС

ЕКСПЛУАТАЦІЇ ТА ЇЇ ПОПЕРЕДЖЕННЯ

Тема 4. Основні несправності машини та їх  зовнішні ознаки

4.1. Несправності двигуна

В процесі експлуатації машин виникають несправності і відмови в роботі складових частин машин, тому дуже важливо навчитися визначати їх як по зовнішніх якісних ознаках, так і за допомогою діагностичних засобів. Розглянемо основні несправності і їх зовнішні ознаки для двигуна, трансмісії, гальмівної системи та електрообладнання.

Несправності двигуна частіше всього виникають внаслідок порушення теплових і навантажувальних режимів роботи, герметичності внутрішніх порожнин, а також використання неякісних сортів дизельного палива і мастила.

Циліндро-поршнева група (ЦПГ). По мірі зношення ЦПГ, а також при закоксовуванні або поломці кілець, герметичність робочого об'єму циліндра стає недостатньою. Це приводить до зменшення тиску і температури стисненого повітря, наслідком чого є ускладнений запуск двигуна і перебої в його роботі. Зовнішніми ознаками несправності ЦПГ є димлення із сапуна, перевитрата мастила, втрата потужності, білий дим при пуску, синій - при роботі.

Підшипники колінчатого вала і шатунів працюють у важких умовах. На них діють інерційні сили мас, що рухаються, (поршнів і шатунів), зусилля, що виникають у камерах згоряння від запалення палива й утворення робочих газів, крутильні коливання колінчатого вала, обумовлені перемінними навантаженнями. Крім того, у ряді випадків ускладнене підведення мащення до шийок колінчатого вала і верхніх голівок шатунів.

Кривошипно-шатунний механізм (КШМ) працює в умовах значних знакозмінних навантажень, один з основних факторів, що впливають на роботу з’єднань колінчатого вала і шатунів, — зазори в підшипниках. Від їх значень залежить тиск оливи в магістралі. При нормальних умовах роботи справного двигуна в масляній магістралі підтримується тиск, необхідний для забезпечення оптимальних режимів змащення поверхонь (порядку 2,5—3,6 кгс/см2). При зношування підшипників колінчатого вала і, отже, збільшення зазорів у них полегшується протікання через підшипники оливи, у зв'язку з чим тиск у масляній магістралі знижується. Звичайно мінімально припустимий тиск при номінальній частоті обертання колінчатого вала дорівнює 0,7—1,0 кгс/см2. При більш низькому тиску в шатунні підшипники надходить недостатня кількість оливи, що викликає різке погіршення змащення гільз циліндрів, поршнів і поршневих кілець. Зовнішні ознаки збільшення зазорів: зменшення тиску мастила (при справній системі мащення), а також стуки, що прослуховуються на певних режимах роботи.

При роботі двигуна в картерну оливу попадають забруднення, основними джерелами яких є засмоктуваний у циліндри з повітрям абразив, продукти зносу. Ці забруднення проникають в головну масляну магістраль і, насамперед, шкідливо діють на підшипники колінчатого вала, найбільше шийки колінчатого вала. Це пояснюється тим, що при ударному прикладанню до шийок навантаження, викликаному інтенсивним згорянням палива і різкою зміною сил інерції обертових мас тверді тіла (абразиви, пісок і ін.), що потрапили в масляний шар, проникають в м'який підшипниковий матеріал і дряпають шийки вала. Зі збільшенням зазорів і зі зниженням тиску в магістралі, унаслідок недостатнього шару оливи і наявності великих перемінних навантажень на шейки колінчатого вала відбувається зближення поверхонь шийок і вкладишів. Росте інтенсивність внутрішнього нагрівання плівки оливи, що спричиняє надмірне зниження в'язкості оливи і, отже, ще більше зближення  поверхонь тертя. При надмірно тонкому мастильному шарі механічні домішки, що знаходяться в ньому, викликають посилене абразивне зношування поверхонь тертя. У цьому випадку також зростає імовірність розриву масляної плівки і зіткнення шорсткостей, у результаті якого відбувається молекулярно-механічне (контактне) зношування шийок і вкладишів.

В міру збільшення зазорів у підшипниках колінчатого вала й у верхніх голівках шатунів поряд з порушенням умов рідинного тертя зростають динамічні навантаження, поступово здобуваючи ударний характер. Такі навантаження викликають додаткові напруги на деталях, що можуть привести до аварій. Зазор, при якому порушуються умови рідинного тертя, з'являються стуки, і різко зростає інтенсивність зношування з’єднань, вважають граничним. Розрахункові значення граничних зазорів у підшипниках колінчатого вала тракторних дизелів складають 0,4— 0,6 мм, а у верхніх головках шатунів 0,3...0,4 мм.

На характер і інтенсивність зношування деталей кривошипно-шатунного механізму великий вплив роблять сорт оливи, тепловий і навантажувальний режими двигуна, частота обертання колінчатого вала, стан агрегатів системи мащення й інших факторів.

При надмірній в'язкості оливи надходження її до підшипників (особливо до шатунного) ускладнено, у зв'язку з чим відбувається їх підвищене зношування. Якщо в'язкість оливи занадто низька, то товщина масляної плівки в підшипниках також недостатня, щоб забезпечити рідинне тертя, унаслідок чого інтенсивність зношування поверхонь тертя також зростає. Аналогічний вплив на інтенсивність зношування деталей робить тепловий режим двигуна.

Негативна дія на роботу пар тертя чинять різка зміна частоти обертання колінчатого вала і навантаження. При кожному різкому підвищенні частоти обертання колінчатого вала олива, що подається насосом, не встигає проходити через фільтри (особливо коли вони забруднені), у зв'язку з чим у ці моменти відкривається пропускний клапан і, отже, до підшипників надходить нефільтрована олива. Крім того, у потоці повітря, засмоктуваного через повітроочисник, відбувається гідравлічний удар. Швидкість потоку повітря на короткий час падає, а потім знову зростає. У моменти падіння швидкості потоку повітря погіршується робота інерційного повітроочисника, внаслідок чого в циліндри з повітрям попадають порції пилу. Відзначені явища несприятливо відбиваються насамперед на зносостійкості шийок колінчатого вала і вкладишів.

Щоб запобігти небажаним наслідкам, необхідно швидше прогрівати двигун після запуску і підтримувати нормальний тепловий стан при роботі трактора, плавно змінювати швидкісний режим, вчасно промивати масляні фільтри і заміняти оливу в картері.

Газорозподільний механізм (ГРМ) забезпечує оптимальні умови наповнення циліндрів повітрям. При нормальному технічному стані механізму газорозподілу забезпечуються задані кути початку відкриття і кінця закриття клапанів щодо верхніх і нижніх мертвих точок поршнів (фази газорозподілу), а, значить, і оптимальні умови наповнення циліндрів повітрям, не порушується динаміка руху деталей механізму і відбувається помірне наростання їхнього зносу.

При взаємодії кулачків з тарілками штовхальників відбувається зношування їхніх поверхонь під впливом сил тертя, ковзання і кочення. Крім того, на процес зношування кулачків впливають навантаження, швидкість переміщення поверхонь тертя, якість змащення, температура й ін.

Нерівномірне зношування профілю кулачків приводить до зміни їх форми, у зв'язку з чим зменшується час відкриття клапанів, зростають втрати у впускній і випускний системах. Погіршуються умови наповнення циліндрів повітрям і очищення їх від відпрацьованих газів. Усе це знижує потужність і економічність двигуна. Так, при зносі кулачків по висоті на 1 мм потужність тракторного двигуна знижується на 5—7%.

У процесі експлуатації двигуна відбувається зношування робочих фасок клапанів і гнізд головки циліндрів, у результаті чого порушується їх герметичність. Це спричиняє посилений прорив газів через нещільності клапанів на тактах стиску і розширення, отже, зниження потужності й економічності двигуна. При прориві гарячих газів через нещільності випускних клапанів, що мають високу температуру, відбувається їх обгорання, що, у свою чергу, підсилює інтенсивність пропуску газів. Якщо вчасно не зупинити цей процес, то можливий обрив клапана і вихід двигуна з ладу. Тому необхідно періодично притирати клапани до гнізд.

Нещільне прилягання клапанів до гнізд спостерігається також при відсутності чи недостатності теплового зазору між їх стрижнями та бойками коромисел. При цьому різко знижується компресія в циліндрах унаслідок значних витоків стиснутого повітря, а також відбувається швидке обгорання фасок клапанів у результаті витоку газів з камер згоряння.

В міру зношування деталей механізму газорозподілу змінюються фази газорозподілу, порушуючи робочий процес двигуна. Зі збільшенням наробітку відбувається зрушення фаз убік запізнювання відкриття і закриття клапанів, що пояснюється головним чином зносом шестерень приводу і підшипників розподільного вала.

Вказані несправності спричиняють появу металевих стуків в зоні клапанного механізму, ускладнений запуск двигуна, перебої в роботі і втрату потужності. Двигун димить і не розвиває повної потужності. Можливі випадки зіткнення тарілок клапанів і днищ поршнів, що приводять до зриву різьблення шпильок чи коромисел, пробою днищ поршнів.

На систему живлення припадає від 25 до 50% всіх несправностей, що спостерігаються в дизельних двигунів. Про незадовільну роботу паливної апаратури свідчить важкий пуск двигуна, нестійка робота, димлення відпрацьованих газів, зниження потужності і економічності.

Нестійка робота дизеля відбувається через попадання в циліндри води, наявності в паливі повітря, закоксовування або залягання голки в корпусі розпилювача, надмірного зношення прецезійних пар паливного насоса, нерівномірності подачі палива в циліндри, значного зношення механізмів регулятора, можливі також перебої в подачі палива до паливного насоса або подачі  в недостатньому об'ємі через забруднення паливопровода.

Технічний стан системи мащення оцінюють по тиску мастила і його температурі, на тиск і температуру мастила впливають стан системи охолодження, тепловий і навантажувальний режим дизеля, сорт мастила, яке застосовується.

Система охолодження повинна забезпечувати нормальний тепловий режим. Однією із основних умов її справної роботи є герметичність сорочки охолодження. Порушення герметичності системи охолодження може бути через ряд причин: при просіданні гільз, нещільності стику головки з блоком, при тріщинах головки або блока, а також при виході з ладу ущільнювального кільця, коли вода проникає в циліндри або картер. Виявляють несправність за кольором відпрацьованих газів і при відборі невеликого об'єму мастила через зливний отвір піддона, або по масляних плямах на поверхні води в радіаторі.

Причинами перегріву двигуна може бути: несвоєчасне підключення радіатора клапаном-термостатом; забруднення радіатора; накип в трубках; послаблення натягу пасу привода вентилятора. При експлуатації іноді в радіаторі спостерігається пінення охолоджуючої рідини. Це, як правило, пов'язано з наявністю мастила в охолоджуючій рідині і обов'язково супроводжується перегрівом двигуна. Причиною появи мастила в охолоджуючій рідині може бути пористість лиття або тріщина головки блока циліндрів (тиск мастила в системі мащення в декілька раз більший, ніж в системі охолодження, то на прогрітому двигуні масло через пори або тріщину просочується в систему охолодження).

Система пуску дизеля виконує відносно прості функції і працює короткочасно. Але несправності її складових частин можуть суттєво ускладнити експлуатацію трактора.

До показників технічного стану пускового двигуна відносяться: стан електродів свічки запалювання і зазор між ними; зазор між контактами перервника, ступінь намагніченості ротора магнето, кут випередження запалювання, стан регулятора частоти обертання та карбюратора.

Основними параметрами технічного стану передавальних механізмів служать ступінь зносу дисків і правильність регулювання зчеплення  і механізму виключення редуктора пускового двигуна. При розрегулюванні і надмірному зношенні дисків зчеплення пробуксовує. Якісний признак цього - сповільнене обертання колінчастого валу дизеля при підвищеній або нормальній частоті обертання колінчастого валу пускового двигуна.

4.2. Несправності електрообладнання

Одним із найбільш вразливих елементів в електрообладнанні є електропроводка. Обрив проводів і наконечників, пошкодження ізоляції, яке приводить до короткого замикання - все це наслідок механічного і теплового впливу, недопустимого натягування або скручування проводів, тертя їх з металевими частинами. Часті випадки відмов в роботі акумуляторних батарей, стартерів, генераторів і реле-регуляторів. Несправності і відмови в роботі електрообладнання виникають головним чином через несвоєчасне і неякісне їх технічне обслуговування.

До основних показників технічного стану електрообладнання відносяться: степінь зарядженості і стан контактних виводів акумуляторних батарей, величина струму і напруги при роботі генератора; струм спрацювання захисту; струм, який споживається стартером в момент замикання контактів електромагнітного реле.

Несправностями акумуляторних батарей є: сульфатація і коротке замикання пластин; прискорений саморозряд батарей (не менше 3% за добу), викликаний сторонніми домішками в електроліті; тріщини і пробої в моноблоці.

Ознаки сульфатації пластин - зниження ємності акумулятора, швидке закипання електроліту при зарядці і прискорений розряд при користуванні стартером. Коротке замикання пластин характеризується зменшенням щільності електроліту і різким падінням до "нуля" при користуванні навантажувальною вилкою, а також незначним підвищенням щільності електроліту при зарядці акумуляторної батареї.

Працездатність акумуляторної батареї в значній мірі залежить від справності зарядного ланцюга. Несправність зарядного ланцюга проявляється як відсутність або мале значення зарядного струму. Причинами цього можуть бути: пробуксовування пасу проводу генератора, несправність самого генератора (обрив обмоток, коротке замикання), розрегулювання реле-регулятора. В такому випадку акумуляторна батарея недозаряджується. Систематичне недозарядження акумуляторної батареї відбувається також через окислення її контактів і недостатньої затяжки клем. Незадовільна робота стартера при справній акумуляторній батареї спостерігається при замасленні колектора і щіток, розрегулюванні реле включення, короткого замикання в обмотках стартера, відсутності контакту стартера з масою. Обрив в ланцюгу живлення - основна причина втрати працездатності любого споживача струму.

Операції по пошуку несправностей доцільно проводити в певній послідовності, що забезпечує мінімальні витрати праці і скорочує непродуктивні простої.

Для карбюраторного двигуна, коли двигун не запускається і для дизельного - двигун раптово зупиняється спочатку перевіряють систему пуску, тобто стартер і все, що з ним пов'язано. Якщо із системою пуску все нормально, то перевіряємо справність системи запалювання і потім живлення. Для цього знімаємо один із проводів високої напруги із свічки, підносимо провід на 10-12 мм від "маси", включаємо запалювання і провертаємо колінчастий вал. Якщо іскра відсутня, то несправність шукаємо в системі запалювання. Якщо ж іскра є, то переходимо до пошуку несправності в системі живлення.

Для цього, знявши кришку повітряного фільтра, заглядаємо в горловину карбюратора, різко натискаємо на важіль привода дроселя. При справній подачі палива із розпилювача повинна бризнути струмина бензину. Якщо її нема, то несправність слід шукати в системі живлення. І остання з можливих причин - втрата компресії через прогорання клапана або залягання поршневих кілець.

Тепер більш детально про роботу з кожною системою двигуна

Коли не працює стартер, то спочатку перевіряємо стан акумуляторної батареї, включаємо дальнє світло фар і стартер. Якщо фари тухнуть або їх світло помітно слабне - причина в акумуляторі.

А якщо фари не тухнуть, перевіряємо з'єднання проводів і стан контактів акумулятора. Якщо і після цього несправність невиявлена, перевіряємо справність замка запалювання. Для чого відповідним провідником з'єднуємо клему стартера із замком запалювання – і, якщо стартер запрацював, необхідно замінити контактну групу або замок в цілому. В разі не виявлення причини, знімають стартер і перевіряють його на стенді.

Тепер розглянемо інший варіант: стартер працює нормально, а двигун не запускається. Пошук "іскри" починаємо з первинного ланцюга. Знімаємо кришку і ротор розподілювача, провертаємо колінчастий вал до повного замикання контактів. Включаємо запалювання, виймаємо із кришки центральний провід і утримуємо на відстані 10-12 мм від "маси" і розмикаємо контакти викруткою. При цьому повинна проскочити іскра, що свідчить про справність котушки запалювання і первинного ланцюга. Якщо іскри нема, то необхідно виявити в чому причина - в конденсаторі, контактах чи вторинному ланцюгу.

Перевіряємо контакти. Для цього ще раз прокручуємо колінчастий вал (до розмикання контактів) і викруткою замикаємо рухомий контакт з нижньою пластиною розподільника. Якщо іскра відсутня, то контакти справні. Значить справа в конденсаторі. Знімаємо його (не від'єднуючи провід) і не допускаючи контакту корпусу конденсатора з "масою", повторюємо операцію викруткою. Наявність іскри вказує на пробій конденсатора, який підлягає заміні. Якщо іскри нема, то ймовірно існує обрив в провіднику від рухомого контакту до клеми первинного ланцюга.

Перевірку вторинного ланцюга виконують, як правило, візуально. Уважно оглядають проводі високої напруги, кришку і ротор розподільника на наявність пошкоджень. Якщо явних пошкоджень нема, перевіряють ротор. Для цього виймають із кришки центральний провід, і, утримуючи його на віддалі 5-6 мм від ротора, прокручують колінчастий вал стартером. Якщо при цьому проскочила іскра - значить ротор пробитий і підлягає заміні. Якщо іскри нема - то ротор справний.

І останнє в цій системі - свічки запалювання. Вони можуть бути залиті бензином при запуску, забруднені маслом і нагаром, мати порушений іскровий зазор.

Менш ймовірна причина відмови - в системі живлення. Для перевірки бензонасоса від'єднують бензопровід від впускного штуцера карбюратора, натискають декілька разів на важіль ручного підкачування. Якщо паливо поступає, то несправність слід шукати в карбюраторі. Якщо подачі палива нема, перевіряють справність трубопроводу. Послідовно перевіряють справність самого насоса, підтікання палива в бензопроводі, наявність вакуумного "замка" в бензобаку. Він може виникнуть тоді, коли засмітилась кришка бензобака. Якщо при ручній перевірці трубопроводу вияснилось, що паливо подається, - тоді несправний бензонасос. Якщо паливо не подається, то або забитий трубопровід, або в бензобаку є вакуумний "замок". Але якщо при цьому засмоктується повітря, то це вказує на те, що в баку нема палива через підтікання трубопроводу.

4.3. Несправності трансмісії і гальмівної системи

Основні причини появи несправностей механізмів трансмісії - їх розрегулювання, негерметичність картерів, порушення режимів змащування, а також зношення і збільшення зазорів з'єднань, що викликають суттєве зростання ударних навантажень в кінематичних парах і підшипниках трансмісії.

Нормальна робота фрикційних муфт в більшості випадків залежить від справності механізмів керування. Збільшений вільний і повний хід педалі приводить до неповного виключення зчеплення, воно "веде", а зменшення вільного ходу приводить до неповного включення зчеплення і пробуксовування дисків гальма погіршують свою роботу до таких причинах: замаслювання або надмірне зношення гальмівних стрічок і колодок, а також в результаті розрегулювання приводу.

Тема 5. Експлуатаційна надійність основних систем і механізмів

5.1. Вплив режиму роботи двигуна

Аналіз стану регулювань автотракторних двигунів в умовах експлуатації показав істотні відхилення від нормальних значень основних показників паливоподачі, максимальної частоти обертання під впливом регулятора, зазорів у клапанному механізмі і натягу ременів привода вентилятора. Перевіркою стану регулювань паливної апаратури дизелів в умовах рядової експлуатації встановлено, що кут випередження початку подачі палива, циклова подача палива, тиск початку підйому голки форсунки коливаються в дуже широких межах, що істотно перевищує гранично припустимі значення.

Відхилення регулювань паливної апаратури від нормальних настановних значень викликає підвищення динамічних і температурних показників робочого циклу, збільшення навантажень на деталі ЦПГ і КШМ двигуна. Підвищення цих показників викликає форсований знос сполучень і знижує наробіток на відмову деталей циліндра двигуна і форсунок.

Часто в циліндрах робочий процес характеризується низькими значеннями максимального тиску згоряння, що істотно відрізняються від нормального. Процес згоряння, як правило, затягується. Зниження потужності і паливної економічності дизелів в умовах експлуатації — наслідок несправностей і порушень регулювань паливної апаратури.

Для дизелів із завищеною цикловою подачею палива було встановлене зниження надійності їхньої роботи. У процесі роботи таких дизелів виникали тріщини в перемичках між циліндрами, прогоряли прокладки голівок блоку, вода проникала в камеру згоряння, поршневі кільця закоксовувались, клапани пригоряли і заклинювалися.

Спостереження за тракторними дизелями протягом тривалої експлуатації показали, що потужністні і паливні показники змінюються в основному в зв'язку з порушенням у роботі паливної апаратури. Основна частина двигунів після відповідних регулювань забезпечувала номінальну потужність і питому витрату палива.

Вплив регулювань двигуна на зносні показники двигуна.

В умовах навантажувальної характеристики двигуна протікання кривої швидкості зношування деталей ЦПГ аналогічно протіканню кривої витрати палива, а крива питомої швидкості зношування аналогічна кривої питомої витрати палива (рис. 5.1).

Залежності динамічних показників робочого циклу (максимального тиску Рz і максимальної швидкості наростання тиску в циліндрі dР/dφ, питомої витрати палива gе, температури газів, що відробили, tг і швидкості зношування верхнього поршневого кільця tgα від кута випередження початку подачі палива φn для двигуна Д-20 приведені на рис 5.2, а, б. Дослідження впливу φn на швидкість зношування верхнього поршневого кільця в радіальному напрямку (рис. 5.2, а) і по висоті (рис. 5.2,б) при n = 1600 об/хв. З рис 5.2, а, б видно, що відхилення φn проти настановного значення (φn=30° п. к. в. до ВМТ) на 5° убік збільшення при Ре=0,527 МПа викликає зростання швидкості зношування більш ніж на 30%, що є наслідком зростання динамічних показників циклу Рz і dР/dφ. Зменшення φn також приводить до форсованого зносу. У цьому випадку визначальне вплив на знос робить підвищення середньої температури за такт розширення ТφPср і температурного режиму деталей ЦПГ, що характеризується збільшенням температури газів, що відробили, tp у міру зменшення φn. Слід зазначити, що зростання відносної швидкості зношування δtgα у зв'язку з відхиленням φn відбувається більш інтенсивно, чим зростання відносної питомої витрати палива gе (швидкість зношування tgα  і питома витрата палива gе прийняті за 100% при  φn =30° повороту колінчатого вала-п.к.в.-до ВМТ).

Рис.  5.1. Зміна зношувальних і паливних показників дизеля в умовах навантажувальної характеристики при n=1600 об/хв. –– швидкість  зношування tg α  в умовних одиницях і питомій  швидкості зношування верхнього поршневого кільця в радіальному напрямку; – – паливні   показники  (за 100% прийняте значення   показників при Р =0,59 Мпа).

Вплив тиску затягування пружини форсунки Рвпр на питому витрату палива, температуру газів, що відробили, і швидкість зношування двигуна показано на рис. 5.3.

Погіршення якості розпилювання і сумішоутворення при зменшенні Рвпр у дизелі з об'ємним сумішоутворенням приводить до збільшення швидкості наростання тиску в циліндрі в процесі згоряння і до підвищення температури газів у процесі розширення і випуску, що викликає істотне зростання швидкості зношування.

Завищення циклової подачі палива відносно номінального її значення викликає також форсований знос двигуна. Так, для дизеля Д-20 з камерою згоряння в поршні при збільшенні циклової подачі палива на 16% стосовно номінального значення швидкість зношування зростає на 41%; для вихрекамерного дизеля Д-50 це зростання швидкості зношування складає 20%.

Рис. 5.2. Зміна показників робочого циклу Рz, dР/dφ, tг, питомої витрати палива gе , швидкості зношування верхнього поршневого кільця tg α  у залежності від кута випередження початку подачі палива φn для дизелів Д-20 при n=1600 об/хв: а — радіальний знос кільця при Р = 0,527 МПа; б- знос кільця по висоті; 1 - Ре=0,4 МПа; 2 — Ре =0,527 МПа; 3 - Ре = 0,586 МПа.

Рис. 5.3. Зміна питомої витрати палива gе, температури газів, що відробили, tг і швидкості зношування tgα  у залежності від тиску затягування пружини форсунки Рвпр двигуна Д-20 (n=1600 об/хв, Ре=0,527 Мпа).

У зв'язку з впливом розрегулювання паливної апаратури на швидкість зношування, крім динамічних показників циклу, впливає також температурний режим циклу, що визначає температурний рівень і термічні деформації деталей ЦПГ. При цьому високий загальний (середній) рівень температурного стану деталей циліндра викликає несприятливу зміну зазорів і натягів у сполученнях двигуна; високі значення максимальної температури деталей обумовлюють погіршення механічних властивостей матеріалів; висока температура в окремих зонах деталей викликає утворення відкладень, що порушують умови охолодження, і це призводить до погіршення умов змащення, порушенню рухливості кілець, ущільнень і умов тепловіддачі.

На рис. 5.4 показаний вплив теплового режиму двигуна на знос поршневих кілець. Характер   кривих зносу компресійних кілець показує, що оптимальною температурою варто вважати температуру в системі охолодження двигуна 75—85°С. Те ж відноситься і до сумарного зносу деталей двигуна. Сумарний знос поршневих кілець, гільзи і підшипника нижньої голівки шатуна при роботі з температурою охолодної рідини на виході 30°С отриманий у 6,5 рази більшим, ніж при температурі охолодної рідини 85°С. При збільшенні температури до 115°С сумарний знос у 1,5 рази вище в порівнянні зі зносом на нормальному тепловому режимі. При цьому спостерігається інтенсивне зростання лакових відкладень на поршні, що свідчить про швидке окислювання і старіння оливи.

Рис. 5.4. Вплив температурного режиму двигуна на знос компресійних поршневих кілець (стендові умови, n=1500 об/хв) 1, 2, 3—перше, друге і третє кільця.

Завищення максимальної частоти обертання на холостому  ходу, що спостерігається в умовах експлуатації під впливом регулятора в зв'язку з неправильним регулюванням натягу пружини регулятора викликає також форсований знос двигуна. Зі збільшенням частоти обертання швидкість зношування двигуна зростає, тому що збільшується температура деталей ЦПГ, а також динамічні навантаження і робота сил тертя.

Неправильне регулювання зазорів у клапанному механізмі, що спостерігається при експлуатації двигунів впливає на показники роботи двигуна і на довговічність роботи деталей ГРМ.

При недостатньому зазорі в клапанному механізмі посадка клапана буде нещільною, що викликає витік газів і обгорання фасок; при збільшеному зазорі клапан буде відкриватися пізніше, погіршиться наповнення циліндрів і знизиться потужність двигуна.

При дослідженні впливу зазору на знос сідла клапана встановлено, що при зміні зазору з 0,152 до 0,508 мм знос збільшився в 8 разів, що пояснюється зростанням швидкості посадки клапана (з 0,336 до 0,732 м/с), а енергія удару пропорційна квадратам цих значень.

Таким чином, у забезпеченні ефективності, економічності і довговічності двигуна найважливіша умова — забезпечення нормальних експлуатаційних регулювань двигуна, підвищення рівня технічної експлуатації.

Найчастіше зношування елементів машин описують виразом:

І (t) = a + btλ

a, b – постійні коеф. що залежать від режиму роботи спряження;

λ - показник степеня, залежить від виду спряження (плуж. пари, клапани та коромисла, кулачки мех. газорозподілу,  λ=1,1, КШМ – 1,2 – 1,6)

На рис. 5.5 показані залежності середньої швидкості зношування деталей основних з’єднань двигунів і їх ресурсу від навантаження на трактор. Видно, що зміна середнього навантажувального режиму впливає на швидкість зношування деталей, а отже, і на ресурс двигуна. Так, збільшення середнього навантаження в три рази (з 11 до 33 кН для К-700 і з 14 до 42 кН для К-701) веде до скорочення ресурсу двигунів у середньому відповідно в 1,78 і 1,98 рази.

Рис. 5.5. Залежність середньої температури tм мастила в картері двигуна від середнього тягового зусилля Рт тракторів К-700 (1) і К-701 (2), залежність швидкості зношування гільз циліндрів (αг)- компресійних кілець (αк), шатунних шийок (αш), верхніх шатунних вкладишів (αв) і ресурсу компресійних кілець (к) і верхніх шатунних вкладишів (в) від навантажувального режиму роботи двигунів ЯМЗ-238НБ (а) і ЯМЗ-240Б (б): Рn — частка використання трактора на оранці і культивації.

Рис. 5.6. Залежність швидкості а зношування деталей двигуна від температури tм оливи в двигуні і температури tв навколишнього повітря

Як показали дослідження, спостерігається квадратична залежність швидкості зношування деталей від температури мастила в картері двигуна (рис. 5.6). Оптимальне значення температури, при якій спостерігається мінімальна швидкість зношування, складає 80...90°С. Такий оптимальний тепловий режим відзначений при використанні трактора з підвищеним навантаженням при температурі навколишнього повітря 0 °С. Підвищення температури повітря в період оранки викликає квадратичне збільшення швидкості зношування, а отже, і скорочення ресурсу за інших рівних умов.

Таким чином, на швидкість зношування деталей, а отже і на ресурс двигунів істотно впливає навантажувальний режим, що свідчить про доцільність коректування його в залежності від основних експлуатаційних факторів. При плануванні ремонту двигунів облік впливу навантажувального режиму на їх ресурс дозволяє скоротити недовикористання його на легких роботах і частку аварійних відмов через перевищення граничного стану основних з’єднань при важких роботах.

5.2. Вплив степеня очищення повітря

Герметичність впускного повітряного тракту дизелів (ВПТ) відноситься до числа найважливіших параметрів їх технічного стану. Відомо, що тільки при надійному захисті від влучення абразивних часток у камери згоряння можна досягти повного використання ресурсу, безвідмовної й економічної роботи дизелів. Наявність нещільностей у з'єднаннях ВПТ приводить до надходження в камери згоряння неочищеного повітря, що прискорює в 30...50 разів знос в сполученнях ЦПГ і КШМ в цілому.

З огляду на це, велика увага приділяється герметизації ВПТ і методом її перевірки. У нашій країні така перевірка обов'язкова при ТО і регламентована ДСТ 20793—81. Методи перевірки герметичності ВПТ передбачають комплексний чи поелементний контроль його з'єднань.

Комплексний контроль ВПТ здійснюється шляхом перекриття впускної труби повітроочисника працюючого дизеля. При цьому, якщо він глохне, ВПТ вважають герметичним. Недоліки: по-перше, щоб дизель продовжував працювати при перекритому впускному тракті, в останньому повинні бути занадто великі нещільності; по-друге, при такому методі перевірки не представляється можливим знайти конкретне місце порушення герметичності.

Комплексну перевірку ВПТ на непрацюючому дизелі здійснюють перекриттям впускної труби повітроочисника, створюючи заданий надлишковий тиск у ВПТ. Потім визначають тривалість падіння тиску до встановленого значення і оцінюють герметичність.

Цей метод також недосконалий, оскільки вимагає додаткового джерела стиснутого повітря, відрізняється порівняно великою трудомісткістю, складністю забезпечення порівнянності перевірок, що передбачають установку колінчатого вала різних дизелів в однакове вихідне положення.

Поелементно з'єднання ВПТ контролюють на працюючому двигуні за допомогою спеціального пристосування (рідинний індикатор КИ-4870), виявляючи зони розрідження в місцях можливих нещільностей (стики, шви й ін.). Недоліки такого контролю — низька чутливість пристосування, неможливість повної перевірки всіх з'єднань внаслідок обмеженості доступу до них.

Перераховані недоліки методів, що рекомендуються, обумовили обмежене застосування їх у практиці.

Є новий (1985р) метод, який полягає у пневматичному опресуванні ВПТ, визначенні тривалості створення в ньому заданого перепаду тиску і встановленні місць порушення герметичності. Пневматичне опресування здійснюється шляхом перекриття впускного патрубка повітряного тракту і прокручування колінчатого вала дизеля пусковим пристроєм до моменту стабілізації тиску у ВПТ  (нижче атмосферного), створюваного в результаті насосної дії поршнів у циліндрах дизеля, що працюють у режимі прокручування (без подачі палива). Тривалість зміни тиску в заданих межах вимірюють після зупинки колінчатого вала дизеля, спостерігаючи за показаннями вакуумметра, вмонтованого в заглушку ВПТ. Місця порушення герметичності також визначають на слух по характерному шумі повітря, усмоктуваного через нещільності.

Процес надходження повітря у ВПТ  послу зупинки колінчатого вала характеризується залежністю

                 (9.1)

де р, рн, pa — тиск повітря у ВПТ: поточний, початковий на момент перевірки, атмосферне, кПа; G — провідність ВПТ , л/с;  — тривалість надходження повітря, с; v — обсяг впускного тракту і надпоршневого простору сполучених з ним циліндрів, л.

Результати перевірки у виробничих експлуатаційних умовах показали, що переважна більшість дизелів працює з негерметичним впускним трактом (від 40 до 70 %).

Основні причини порушення герметичності — неповне прилягання піддона повітроочисника до прокладки корпуса внаслідок їх механічної деформації чи ушкодження (50 %), ослаблення кріплення сполучного гумового патрубка (22 %), раковини в зварному шві з'єднання впускної труби з корпусом повітроочисника і тріщини у впускному колекторі (17%), нещільне сполучення головки з блоком циліндрів (5%),  нещільності між впускним колектором з головкою блоку (5%) і інші.

Рис. 5.7. Залежність тиску р і тривалість його зміни від діаметра d разгерметизуючого отвору у впускному тракті дизеля Д-240 при прокручуванні колінчатого вала стартером ( n ≈ l50 хв-1): t — тиск у ВПТ , 2 — тривалість наростання тиску від початкового значення до 100 кП, J — тривалість наростання тиску з 50 до 100 до Па

5.3. Вплив стану мастила

Інтенсивність зношування деталей тракторних дизелів значною мірою залежить від якості моторного мастила. Зокрема, зменшення концентрації присадки в моторному мастилі веде до збільшення зносу верхніх компресійних кілець. Збільшує знос деталей дизеля і підвищений зміст кварцових часток і продуктів зношування в мастилі. Тому, сповільнюючи процес спрацьовування присадки і забруднення моторного мастила при експлуатації дизеля, можна не тільки забезпечити необхідну якість моторного мастила до моменту заміни його в картері дизеля, але і сповільнити процес зношування деталей останнього.

Зміна властивостей свіжого моторного мастила починається практично відразу після заливання його в картер дизеля. Дослідженнями встановлено, що вже за період прогріву (0,2 год) дизеля СМД-62 відбувається значна зміна показників якості моторного мастила. При проведенні фізико-хімічного та спектрального аналізу проб свіжого мастила М-10Г2, (ДСТ 8581-78) із заправної ємності і з картера дизеля після його прогріву було виявлено наступне. За період прогріву дизеля лужне число моторного мастила, що характеризує наявність присадки, що містить метал, зменшується в середньому на 10%, зміст кремнію підвищується в 1,3 рази, а концентрація заліза збільшується в 8,6 рази. Різке початкове погіршення якості моторного мастила в цей період відбувається через наявність у внутрішніх порожнинах системи змащення й у картері залишків відпрацьованого мастила, кількість якого, за даними експериментів, може досягати 1,5...2 кг. Це прискорює процес старіння мастила і збільшує імовірність роботи дизеля на маслі, що уже втратило необхідні якості. Значно поліпшити початкові показники якості моторної оливи можна шляхом промивання системи змащення дизеля при заміні. Тому ця операція була включена в перелік рекомендуються при виконанні ТО-2 тракторів, наприклад з використанням установки ОМ-2871А-ГОСНИТИ для промивання систем мащення дизелів.

Тема 6. Зміна технічного стану машин в процесі експлуатації

6.2. Вплив стану експлуатаційних матеріалів на надійність роботи двигуна

ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ БЕНЗИНУ

6.2.1. Що таке бензин?

Бензини - це складна суміш легких ароматичних, нафтенових, парафінових вуглеводнів і їхніх похідних з числом вуглецевих атомів від 4...5 до 9. .10, середньої молекулярної маси близько 100, що википає в межах 35 ...200 0С. Бензини - легкозаймисті безбарвні чи злегка жовті (без спеціальних добавок) рідини. Основну масу бензину одержують при переробці нафти (пряма перегонка, термічний і каталітичний крекінг) чи нафтових газів. Дуже невелику кількість виробляють зі смол твердих видів палива (сланці, кам'яне вугілля). Бензини - легколетючі рідини, температура спалаху мінус 20...40 0С, застигання - нижче мінус 60 С. Кінематична в'язкість приблизно вдвічі менше, ніж у води. Розчинність води в бензині складає близько 6·10-5 кг/кг, кисню - 5,4·10-6 м3/кг. Теплоємність 2,0...2,8 кдж/(кг·°С), температурний коефіцієнт об'ємного розширення 0,0012 °С-1.

6.2.2. Вимоги, що пред'являються до бензинів

Надійна, ефективна, довговічна й економічна робота будь-якого бензинового двигуна буде забезпечена тільки в тому випадку, якщо бензин задовольняє наступним вимогам:

  •  має високі карбюраційні властивості, забезпечує легкий пуск двигуна й усталену роботу при всіх можливих режимах;
  •  не викликає детонації двигуна;
  •  забезпечує повне згоряння, не викликає смоло- і нагароутворення на деталях двигуна;
  •  має високу стабільність, тобто при тривалому збереженні, перекачуваннях і транспортуванні склад і властивості залишаються без істотних змін;
  •  при збереженні не викликає корозії металу резервуарів, баків, паливопроводів, а при згорянні - деталей двигунів від дії продуктів згоряння (має високі антикорозійні властивості);
  •  максимально можлива теплота згоряння паливної суміші. 

Карбюраційні властивості

Якість паливної суміші залежить від карбюраційних властивостей бензину; випаровуваності, прихованої теплоти пароутворення, пружності пар, щільності, в'язкості і поверхневого натягу. Основний вплив на якість суміші робить випаровуваність.

Випаровуваність - це здатність палива переходити з рідкого стану в пароподібне. На інтенсивність випаровування впливають багато факторів: температура навколишньої атмосфери і нафтопродукту, тиск насичених пар, теплопровідність, теплоємність, величина поверхні й ін. Утворення пальної суміші в двигунах здійснюється при динамічному випарі, коли основний вплив роблять швидкість руху середовищ і ступінь розпилення бензину.
Випаровуваність бензинів оцінюють
фракційним складом. Оскільки бензин, як і інші нафтопродукти, не є індивідуальним з'єднанням, а сумішшю вуглеводнів, він не має фіксованої температури кипіння, а випаровується в інтервалі температури 35...200 0С.

Легкі фракції бензину (по кривій від початку кипіння до википання 10 %) характеризують (рис. 6.1) пускові властивості палива: чим нижче температура викіпання 10 % палива, тим краще пускові властивості. Для пуску холодного двигуна необхідно, щоб 10 % бензину википало при температурі не вище 55 °С (зимовий сорт) і 70 °С (літній). Знаючи температуру википан 10 % бензину, можна приблизно оцінити мінімальну температуру навколишнього повітря, при якій можливий пуск двигуна

Tпов = 0.5*t10% - 50,5

При температурі навколишнього повітря нижче мінус 25...30 0С для пуску холодного двигуна необхідний попередній підігрів чи використання спеціальних пускових рідин.

Легкі фракції потрібні тільки на період пуску і прогріву двигуна, надалі вони починають інтенсивно випаровуватися в паливному баці, бензопроводах. Разом з рідиною через жиклер карбюратора надходить пара, знижується коефіцієнт наповнення циліндрів, падає потужність, двигун перегрівається. У паливоподаючій системі утворяться парові пробки, виникають перебої в роботі, двигун глохне. Особливо це часто спостерігається при використанні зимових сортів бензину влітку. У зв'язку з цим кількість легкокиплячих вуглеводнів у бензині обмежують; температура початку кипіння для всіх сортів бензину повинна бути не нижче 350С.

Основну частину палива називають робочою фракцією (по кривій розгонки від 10 до 90 %). Від випаровуваності робочої фракції залежать утворення пальної суміші при різних режимах роботи двигуна, тривалість прогріву (переходу з холостого ходу під навантаження), приємистість (можливість швидкого переходу з одного режиму на іншій). За стандартом робочу фракцію нормують 50 % точкою. Чим вона нижче, тим однорідніше склад палива і пальної суміші по окремих циліндрах, стійкіше працює двигун, краще приємистість (рис. 6.1).


Рис. 6.1. Основні фракції бензину.

Важкі вуглеводні (від 90 % до кінця кипіння) у паливі небажані, тому що випаровуються не повністю. Залишаючись у краплинно-рідкому стані, через зазори між циліндром і поршневими кільцями вони проникають у картер двигуна, змивають мастильну плівку, збільшують знос деталей, розріджують оливу, збільшують витрату палива. Чим менше інтервал температури від 90 % до кінця кипіння, тим вище якість палива, менше його схильність до конденсації, краще економічність і нижче темп зношування деталей двигуна. Температура википання 90 % палива характеризує його схильність до конденсації, що часто називають точкою роси.

6.2.3. Вплив фракційного складу на експлуатаційні властивості бензину

На рис 6.2 показаний вплив фракційного складу бензину на його експлуатаційні властивості при різній температурі повітря. Горизонтально заштрихована зона характеризує значення температури википання бензинів (ліва границя для зимових видів, права для літніх).

Рис.6.2 Вплив фракційного складу на експлуатаційні властивості бензину: а-10%; б-50%; в - кінець кипіння

При використанні зимових бензинів забезпечується надійний запуск до температури -15...-20 °С, а можливий - до -30 °С, у той же час при температурі близько 5 С починається утворення парових пробок. Застосування літнього бензину цілком виключає утворення пробок і зв'язаних з цим неполадок у роботі двигуна, але запуск уже при -5 °С стає складним, а при -20 С - неможливим.

6.2.4. Смоло- і нагароутворення в двигуні

Інтенсивність смоло- і нагароутворення залежить від якості використовуваного палива і моторної оливи. Чим важче фракційний склад бензину, вище його щільність, більше зміст неграничних і ароматичних вуглеводнів, тим вище схильність до смолоутворення. Основний показник якості, що характеризує схильність бензину до утворення відкладень у двигунах - вміст смолистих речовин.

Важкі молекули вуглеводнів, що містяться в бензині, що входять до складу смол, не можуть випаруватися, вони накопичуються на гарячих стінках трубопроводів, забивають жиклери. Значне нагромадження смолистих речовин приводить до зменшення прохідних перетинів різних ділянок паливної апаратури. Усе це знижує потужність і погіршує економічність двигуна.

У зоні високої температури (клапани, днище поршня, камера згоряння, поршневі канавки) смолисті відкладення поступово ущільнюються, частково вигорають, утворять крихкі і тверді нагари, що в основному складаються з вуглецю. При великому нагромадженні нагарів у двигуні підвищується знос, погіршується процес згоряння, збільшується витрата палива. Стандартом нормують кількість фактичних смол, тобто з'єднань, що знаходяться в бензині в момент визначення. Якщо вміст фактичних смол відповідає вимогам стандарту, то двигуни тривалий час працюють без підвищеного смоло- і нагароутворення. Нерідко ж при експлуатації техніки зміст смол у паливі значно вище. На рис 6.3 показаний вплив вмісту фактичних смол на інтенсивність нагромадження відкладень у впускному трубопроводі. Аналогічна закономірність для всмоктувального клапана. Якщо вміст фактичних смол у 2...3 рази більше норми, то моторесурс карбюраторного двигуна знижується на 20...25 %. Крім цього, при експлуатації виникають різні неполадки: зависають клапани, закоксовуються кільця.

На інтенсивність забруднення істотно впливають кількість і чистота повітря, що надходить для згоряння бензину. У смоло- і нагаро утворенні також беруть участь тонкодисперсні вуглеродисті продукти (сажа), що виділяються при неповному згорянні палива, що осідають на гарячих деталях двигуна. У складі високотемпературних відкладень, що накопичуються на клапанах і в камері згоряння, містяться також оксиди свинцю, що входить до складу антидетонаторів.

Рис. 6.3. Вплив змісту смол на інтенсивність нагромадження відкладень:
1 - у впускному трубопроводі;

2 - на всмоктувальному клапані.

Абразивні домішки, різко збільшують витрату бензину, скорочують в 2...3 рази термін служби паливної апаратури. Механічні домішки проникають у зазори між поршневими кільцями і гільзою циліндра, викликаючи їхній підвищений знос.

Зміна вмісту смол у процесі збереження

Крім фактичних смол, у бензині містяться смолоутворюючі речовини. Це різні нестійкі з'єднання, наприклад неграничні вуглеводні, що з часом, від підвищені температури, кількості кисню в повітрі і від інших факторів окисляються, полімеризуються, конденсуються та переходять у смоли. Недостатньо стабільними є бензини, до складу яких входить велика кількість продуктів крекінгу з високим вмістом неграничних вуглеводнів. Чим гірше умови транспортування і збереження бензину, тим більше утвориться смол. При збільшенні вмісту смол і смолоутворюючих речовин погіршується повнота згоряння бензину, знижується його детонаційна стійкість.

Стабільність бензину оцінюють індукційним періодом – це здатність бензину зберігати незмінним свій склад при правильних умовах транспортування, збереження і застосування і характеризується часом у хвилинах від початку штучного окислювання бензину до активного поглинання їм кисню.

Після того як час окислювання перевищить індукційний період, починається значне нагромадження смол і інших продуктів окислювання, експлуатаційні властивості бензину неприпустимо погіршуються. Якісний бензин можна зберігати до 1,5 років без помітного погіршення якості.

Основний вплив на нагромадження смол робить температура збереження. Крім того, істотне значення має ступінь заповнення ємності. Так, в бензині, що зберігався 6 місяців у повній (заповнення 93 %) бочці, вміст фактичних смол зріс у 4 рази, а при заповненні 50 % — у 12 разів. Наявність в емкостях старих продуктів окислювання, води, механічних домішок, окалини інтенсифікує процеси окислювання і нагромадження смол.

У ряді випадків для підвищення стабільності в паливо вводять дуже невелику кількість (тисячні, соті частки відсотка) стабілізаторів (антиокислювачів): деревинно-смоляний, оксидо-фениламін і ін., що гальмують процес окислювання, збільшуючи тим самим індукційний період.

6.2.5. Корозійні властивості бензину

Корозія резервуарів, цистерн, паливних баків, трубопроводів, деталей паливної апаратури, відбувається при наявності в паливі корозійно-агресивних з'єднань, таких як водорозчинні (мінеральні) кислоти і луги, активні сірчані з'єднання, вода, низькомолекулярні органічні кислоти. Вуглеводні палива корозію металів не викликають.

Найбільш активні сірчані з'єднання, мінеральні кислоти і луги, а також вода. Наявність усіх цих речовин у бензині не допускається. Присутність активних сірчистих з'єднань визначають випробуванням мідної пластинкою, а водорозчинних кислот і лугів - перевіркою реакції водяної витяжки, що повинна бути нейтральною.

Для визначення присутності мінеральних кислот чи лугів у ділильну лійку наливають 20...30 мол бензину і приблизно стільки ж гарячої дистильованої води. Кілька хвилин перемішують уміст лійки і дають відстоятись до поділу шарів. Потім у дві сухі пробірки наливають по 3...4 мол нижнього шару води. В одну капають метилоранж, при наявності кислоти вода забарвлюється в рожевий колір. В іншу додають 1...2 краплі фенолфталеина: якщо є луг, то вода забарвлюється в червонясто-малиновий колір.

Вода в бензині може знаходитися як у розчиненому, так і у вільному стані (механічні суспензії, емульсії).

Органічні кислоти в невеликій кількості завжди присутні в бензині. Основну масу кислих з'єднань складають нафтенові кислоти (R - СООН) і феноли (частіше С6Н5ОН). Їхня корозійна активність набагато нижче, ніж у мінеральних. Найбільше енергійно вони взаємодіють з кольоровими металами (свинець, цинк), на чорні метали (сталь, чавун) діють слабко. З підвищенням температури активність органічних кислот зростає. Зі збільшенням молекулярної маси активність кислот зменшується.

При тривалому збереженні бензину, особливо з низьким індукційним періодом, вміст кислих органічних сполук збільшується в результаті окислювання палива і його корозійність зростає.

На корозійний знос деталей і систем двигуна (камера згоряння, поршневі кільця, клапани, вихлопна система), крім перерахованих факторів, значний вплив робить загальна кількість неактивних сірчистих з'єднань, що містяться в бензині. Експериментальними роботами встановлено, що при збільшенні сірки з 0,05 до 0,10 % знос деталей двигуна зростає в 1,5...2,0 рази, а при підвищенні кількості сірки до 0,20 % — ще вдвічі (рис 6.4).

Рис. 6.4. Вплив змісту сірки в бензині на знос двигуна: 1 - штовхальники; 2 - поршневі кільця; 3 - стрижень клапана; 4 - циліндр.

У цілому можна констатувати, що корозійний знос залежить від технічного стану двигуна (ступеня зношеності), якості бензину, тобто вмісту сірки, органічних і мінеральних кислот, води; умов експлуатації; температури навколишнього повітря; ступеня завантаження двигуна; кваліфікації водія; своєчасності проведення технічного обслуговування.

Основна маса сірчаних з'єднань, що містяться в нафті, при одержанні палива переганяється з вуглеводнями, що википають при температурі вище 200 С. Тому загальна кількість сірки в бензині рідко перевищує 0,10...0,15 %, інтенсивність корозії, яка викликана сірчаними з'єднаннями для якісних бензинів в цілому незначна.

6.2.6. Вплив складу паливної суміші на роботу двигуна

У карбюраторних двигунах бензин згоряє з коефіцієнтом надлишку повітря 0,90...1,15. У період розгону, коли за короткий час потрібно розвити велику потужність, збагачують суміш (а = 0,90...0,95), на сталому режимі суміш збіднена.

Склад пальної суміші визначає повноту згоряння палива, а отже, і темп зносу двигунів. В міру збагачення суміші знос деталей двигуна зростає (рис. 6.5). Причиною збільшення зносу є підвищення неповноти згоряння, зростання розрідження оливи паливом і змивання плівки оливи зі стінок циліндра.

Рис. 6.5. Вплив складу суміші на знос двигуна:
1 - кінець кипіння 195
0С;

2 - кінець кипіння 215 0С.

Якщо прийняти знос при роботі двигуна на самому економічному режимі (а = 1,15...1,20) за 100 %, то при складі суміші, що відповідає режиму максимальної потужності, знос зростає на 30...60 % у залежності від фракційного складу бензину. Тому при експлуатації двигуна (особливо при пуску) необхідно встановлювати оптимальне регулювання карбюратора.

Склад продуктів згоряння бензину

Склад і межі концентрацій випускних газів з бензинових двигунів приведені в табл. 6.1. Утворення токсичних продуктів залежить від багатьох факторів: конструктивних особливостей двигуна, організації процесу згоряння, режимів роботи, якості і відповідності бензину даній марці двигуна, коефіцієнта надлишку повітря й ін. Для того щоб краще здійснити процес горіння, знизити токсичність випускних газів, необхідно для кожного двигуна правильно підібрати марку бензину і сорт відповідно до кліматичних умов. Крім того, необхідні оптимальне регулювання системи запалювання, повсякденний контроль за технічним станом двигуна.

Середній склад випускних газів, % по об’єму   Таблиця 6.1.

Найменування

компонента

Хімічна

формула

Межа концентрацій, %

Нетоксичні: азот

N2

74...76

кисень

O2

0,1...7,0

пари води

H2O

4,0...13,0

диоксид вуглецю

CO2

5,0...12,0

Токсичні:

оксид вуглецю

CO

1,0...10,0

оксиди азоту (сумарно)

NOx (NO, NO2, N2O5)

0,004...1,0

оксиди сірки

SO2, SO3

0...0,15

альдегіди (сумарно)

CH2O (формальдегід)
CH
2-CH-CHO(акролеин)

0...0,2

сажа (вуглець)

C

0...100 мг/м3

вуглеводні простої будови (сумарно)

CH, CH4, C3H6 і ін.

0,15...3,0

бенз-a-пирен

C20H12

0...25 мг/м3

6.2.7.  Згоряння бензину

Нормальне згоряння бензину

У карбюраторному двигуні паливо згоряє в два етапи (рис. 6.6). Перший продовжується з моменту подачі електричної іскри (ділянка а) за кутом повороту колінчатого вала до початку запалювання. У цей період паливо окислюються, нагрівається і спалахує. Другий період - безпосереднє згоряння (ділянка б) - продовжується до максимального підйому тиску від продуктів згоряння, які розширюються, і закінчується через кілька градусів після верхньої мертвої точки (ВМТ). Чим вище температура робочої суміші до моменту подачі іскри, тим інтенсивніше відбувається горіння. В міру згоряння палива швидкість процесу горіння зменшується, поршень переміщується вниз (до нижньої мертвої точки). Обсяг, займаний продуктами згоряння збільшується, відбувається корисна нормальна робота двигуна. При нормальному згорянні швидкість поширення фронту полум'я складає 20...40 м/с. На швидкість згоряння істотний вплив роблять хімічний склад і кількість палива, його співвідношення з повітрям, величина залишкових газів у циліндрі, температура і тиск суміші, конструкція камери згоряння і т.д. Найбільше інтенсивно йде процес при невеликому збагаченні паливної суміші (α =0,95). Подальше збагачення чи збідніння суміші знижує швидкість горіння (у першому випадку збільшується неповнота згоряння палива, у другому - витрачається тепло на нагрівання надлишкового кисню й азоту).

Рис. 6.6. Індикаторна діаграма роботи карбюраторного двигуна.

У двигунах з більш високим ступенем стиску процес згоряння інтенсифікується: підвищуються температура і тиск паливної суміші, а за певних умов може наступити детонація - вибухове згоряння бензину.

 Детонаційне згоряння найчастіше відбувається при неправильному виборі бензину для двигунів з високим ступенем стиску. При детонаційному горінні швидкість поширення фронту полум'я різко збільшується до 1500...2000м/с. Оскільки простір камери згоряння невеликий, пружні детонаційні хвилі багаторазово вдаряються і відбиваються від стінок камери згоряння, що викликає характерний для детонації металевий стукіт. Віддзеркалювані ударні хвилі порушують нормальний процес згоряння, викликають вібрацію деталей двигуна, у результаті чого значно зростає знос. Випускні гази здобувають темний, іноді чорний колір (при детонації збільшується неповнота згоряння палива). При сильній детонації можливе пригоряння кілець, прогар клапанів, поршнів, руйнування підшипників. Зовнішні ознаки і наслідки детонації (знос, руйнування деталей) обумовлені її силою.

б. Інтенсивність детонації залежить від того, яка частина циклового заряду палива перейде у вибухове згоряння, що визначається головним чином хімічною будовою вуглеводнів палива, температурою і тиском газів. Якщо нормально згоряє 93...95 % робочої суміші, а детонує 5...7 %, то спостерігається слабка детонація. Якщо ж з вибухом згоряє 20...25 % циклового заряду, то виникає дуже сильна детонація, що часто приводить до аварії.

У марці бензину цифра характеризує мінімальне значення октанового числа за моторним методом. Якщо зазначена буква "И", то октанове число визначене дослідницьким методом. АИ-93 - автомобільний бензин з октановим числом за дослідницьким методом не менш 93, а за моторним - 85.

Вимогливість карбюраторних двигунів до детонаційної стійкості бензину визначається комплексом конструкційних особливостей, у першу чергу ступенем стиску і діаметром циліндра. Орієнтовно октанове число можна підрахувати за формулою:

ОЧ = 125,4 - 413/e- + 0.183dц,

де ОЧ - необхідне октанове число (за моторним методом);

e - ступінь стиску; dц - діаметр циліндра, мм.

6.2.8. Підвищення детонаційної стійкості

а) ТЕС. Найбільше часто октанове число підвищують, вводячи в бензин антидетонатори. Як антидетонатор використовують тетраетилсвинець (ТЕС) - Pb(C2H5)4; ТЕС - це густа безбарвна отрутна рідина; щільність - 1659 кг/м3; температура кипіння 200 °С; легко розчиняється в нафтопродуктах і не розчиняється у воді. ТЕС гальмує утворення перекісних з'єднань у паливі, що зменшує можливість виникнення детонації. Найбільш ефективне додавання ТЕС до 0,50...0,80 г на 1 кг бензину. ТЕС вводять у виді етилових рідин (ЕР) що складаються з антидетонатора і виносників свинцю.

б) Марганцеві антидетонатори - це неотруйні рідини, однак їхнє застосування дотепер стримується через зниження довговічності двигуна. Застосування антидетонаційної добавки КАД-А в базових бензинах дозволяє одержувати неетиловані бензини   товарних  марок  А-76, АИ-92, АИ-95, АИ-98 . Перевага добавки  КАД-А  перед  метилтретбутиловым  ефіром  (МТБЭ) ,  полягає в  тому , що  ефект  підвищення  октановых чисел бензинів у 3,0 рази вище в  порівнянні  з  чистим  МТБЭ .

Рис. 6.7. Вплив концентрації ТЕС (1) і ароматичних вуглеводнів (2) на нагароутворення.

в) Органічні сполуки заліза

В даний час як антидетонатори досліджені пентакарбоніл заліза, дициклопентадиенилзалізо чи ферроцен і диізобутиленовий комплекс петакарбоніла заліза.

Використання пентакарбонілу заліза як антидетонатору було припинено: при його згорянні утворювалися оксиди заліза, що порушують роботу свіч запалювання; одночасно збільшувався знос стінок циліндра двигуна і поршневих кілець. Дотепер не підібраний «виносник» для окислів заліза, що утворяться в камері згоряння.

Диізобутиленовий комплекс пентакарбоніла заліза має формулу [Fe(С)5]38Н16]5 (співвідношення пентакарбоніла і диізобутилена дорівнює 3:5) по антидетонаційній ефективності комплекс близький до пентакарбонілу заліза.

г) З'єднання марганцю. У 1954 р. вперше отриманий циклопентадіенилтрикарбонілмарганець (ЦТМ) С5Н5Мn(С)3. Протягом декількох наступного років були синтезовані «сендвічні» з'єднання ряду інших металів: з'єднання марганцю— циклопентадіенилтрикарбонілмарганець (ЦТМ) і метилциклопентадіенилтрикарбонилмарганець (МЦТМ) СН3С5Н4Мn(С)3.

МЦТМ вдвічі ефективніше ТЕС при визначенні октанового числа по дослідницькому методі і рівноцінний ТЕС при оцінці по моторному методі. Однак деякі з цих з'єднань, наприклад метоксиметилпохідне, по ефективності перевершують ЦТМ. Антидетонаційна ефективність ацетилтрифторциклопентадиенилтрикарбонилмарганцю (АТФЦТМ) СF3СОС5Н4Мn(С)3 у сумішах ізооктану з н-гептаном у середньому перевищує ефективність ЦТМ (октанове число на 2—3 вище).

При цьому для одержання однакового приросту октанового числа в бензин А-72 потрібно вносити з АТФЦТМ у два рази менше марганцю, ніж у бензин із ЦТМ. Антидетонаційна ефективність АТФЦТМ при оцінці його вмісту в грамах металу більше, ніж для ЦТМ.

д) Як підвищити октанове число без антидетонаторів?

З метою зменшення забруднення атмосфери токсичними вихлопними газами при використанні етильованих бензинів октанове число підвищують за рахунок додавання високооктанових вуглеводнів (алкілбензини, ароматичні вуглеводні). Однак через їхню дефіцитність, а також негативного впливу ароматиків на експлуатаційні характеристики двигунів ці способи малоперспективні. Один з напрямків розширення виробництва високооктанових неетильованих бензинів - використання ефірів і спиртів як присадок до палива. Серед них найбільш ефективні метилтретичнобутиловий ефір МТБЕ CH3OC4H9і (Октанове число по дослідницькому методі - 117) вторинний бутиловий спирт ВБС (C4H9OH – ОЧ - 110). 

6.2.9. Зниження детонації при експлуатації

На виникнення детонації, крім хімічного складу палива, конструкційних особливостей двигуна (головним чином, ступеня стиску), деякий вплив роблять умови експлуатації. Виникненню детонації сприяє згоряння палива при коефіцієнті надлишку повітря, близькому до одиниці. При збагаченні пальної суміші кисню стає недостатньо для утворення перекісних з'єднань. При збіднінні суміші теплота витрачається на нагрівання надлишкового повітря, схильність до детонації зменшується.

Розповсюдженим прийомом зниження детонації є зменшення кута випередження запалювання, коли скорочується час на підготовку пальної суміші до запалення, а згоряння й утворення речовин, що містять кисень відбувається за менший час. Збільшення частоти обертання колінчатого вала також знижує схильність до детонації, тому що скорочується час, що відводиться на цикл. Прикриваючи дросельну заслінку, зменшують  порцію пальної суміші, що теж знижує інтенсивність детонації.

Літом, особливо в південних районах, коли в двигун надходить тепле повітря і схильність до детонації зростає, необхідно краще охолоджувати двигун. Якщо в двигун надходить вологе повітря, то частина теплоти затрачається на випар води, детонація зменшується. Отже, усі  причини, що сприяють зниженню тиску і температури в циліндрі двигуна, зменшують схильність до виникнення детонації і навпаки.

Зміною умов експлуатації можна лише якоюсь мірою послабити інтенсивність детонації, але цілком виключити її не можна. Основним є правильний підбор бензину для кожного типу двигуна.

6.2.10.  Калільне запалювання

Калільне запалювання - це некерована реакція запалення робочої суміші від розпеченої речовини, наприклад нагару, що утворився в камері згоряння, чи від перегрітих деталей - центральних електродів, нижніх частин запальних свіч, випускних клапанів і ін. Калільне запалювання порушує процес нормального згоряння бензину, має безпосередній зв'язок з розвитком чи виникненням детонації. Боротьба з калільним запалюванням полягає в поліпшенні конструкції камери згоряння, використанні для роботи двигуна моторної оливи, рекомендованого для даного типу двигуна, зміні складу і властивостей нагару, що утвориться в камері згоряння, за рахунок введення в бензини спеціальних присадок. 

Змістовий модуль 3

ОБСЛУГОВУВАННЯ МАШИН під час транспортування, зберігання і в особливих умовах

Тема 7. Транспортування машин

7.1. Способи транспортування

Меліоративні та будівельні машини, обладнання транспортують з заводів - виробників до місць їх експлуатації, проведення ремонту і технічного обслуговування, встановлення на зберігання. Транспортують машини своїм ходом або буксирують, перевозять на причепах-ваговозах, залізничним, водним та авіа транспортом [9, п.8].

Переміщення машин своїм ходом пов'язане з витратами технічних ресурсів машин, що значно скорочує строк їх служби. Останнє обумовлюється тим, що ходова частина меліоративних і будівельних машин не пристосована до чисто транспортних цілей. Тому переміщення їх своїм ходом на відміну від автомобілів (до 150 км і більше) допускається лише на невеликі відстані: для машин на гусеничному ходу — до 5...10 км, а на колісному — до 10...15 км.

Перед початком руху виконують цикл робіт з техніки безпеки. Перелік цих робіт залежить від типу машини. Переміщують екскаватори, крани та інші меліоративні і будівельні машини на гусеничному ходу лише на І передачі, змащуючи деталі через кожні 1,5...2 км. Машини при цьому розміщують так, щоб їх робоче обладнання було спереду, а ведучі колеса ззаду.

Особливої обережності дотримуються при пересуванні гусеничних машин по болотах. Ретельно досліджують характер болота, товщину шару торфу, поздовжній і поперечний профілі дна і характер ґрунту. Глибину болота вимірюють дерев'яною жердиною діаметром 30...40 мм і довжиною 1,5...2,5м, а щільність— щільноміром. При вимірюванні щільності болота нижній кінець штока встановлюють у точці замірювання, потім, підтримуючи щільномір рукою у вертикальному положенні, піднімають гирю до упора і дають їй вільно падати. Кількість ударів, необхідних для занурення штока у болото на всю довжину, характеризує його щільність. Наведемо співвідношення між кількістю ударів гирі щільноміра і допустимою масою гусеничної машини для безпечного її проїзду по торф'яному болоту при товщині торфу не менше 600 мм.

Таблиця 7.1.

Кількість ударів

5

7

10

15

20

25

30

35

40

Маса машини, т

-

5

10

20

30

35

40

45

50

Якщо пересування машини по болоту неможливе, то роблять підсилювальні покриття (колійні або суцільні).

Колійні покриття— це мати або щити шириною 1...1,4м. їх виготовляють з підтоварника, жердин, брусів або колод. Підвищену вантажопідйомність мають щити з брусів і колод. Щити з жердин діаметром 60...80 мм для машин масою до 15т, а щити з колод діаметром 160 мм — до 25 т. Пересування по болоту машин масою понад 25 т дозволяється лише по суцільних покриттях.

Суцільні покриття роблять з дерев’яних, залізобетонних, металевих щитів, які укладають поперек руху машини впритул один до одного.

Експлуатація і пересування по болотах машин на пневмоколісному ходу не дозволяються.

Перевезення машин на буксирі. Машини на гусеничному ходу можна буксирувати лише на невеликі відстані (лише до 5...10 км), а машини на пневмоколісному ходу — до 100...150 км. Машини буксирують за допомогою жорстких дишел, які вільно повертаються. Для екскаваторів і кранів на гусеничному ходу можна використовувати канати. Довжину канатів вибирають такою, щоб робоче обладнання екскаватора або крана не розміщувалось над тягачем. Як тягачі використовують вантажні автомобілі і трактори.

При підготовці машин до буксирування розвантажують двигуни, коробки передач і частково рушії. У одноківшових екскаваторів встановлюють поворотну платформу так, щоб робоче обладнання було спрямовано за ходом руху екскаватора. Закріплюють робоче обладнання на висоті 0.8...1 м від землі. Включають гальма і стопор поворотного механізму. Замінюють мастило у всіх точках гусеничного ходу.

До роботи допускають лише досвідчених водіїв. Машиніст повинен перебувати у кабіні машини, яку буксирують.

Екскаватори і крани на гусеничному ходу буксирують з швидкістю не більш як 1 км/год. Через кожні 2...3 км змащують гусеничний хід згідно з картами мащення. Марку тягача вибирають залежно від тягових зусиль, необхідних для буксирування гусеничних машин (табл. 7.2).

Залежність тягового зусилля          Таблиця 7.2.

при буксируванні машин від характеру дороги

Маса машини, т

Тягові зусилля, кН

на асфальті

на твердому ґрунті

на вологому піску

на сухому піску

10

14

22

14

23

18

26

23

32

20

27

44

28

45

35

52

44

62

30

39

65

41

67

51

77

66

92

35

46

77

47

78

60

90

77

111

Перевезення машин на причепах-ваговозах. Причепи-ваговози дають можливість перевозити машини на відстань до 150 км і більше. Промисловість випускає причепи-ваговози вантажопідйомністю 6, 12, 20, 25, 30, 40, 60 і 120 т. Багато причепів-ваговозів обладнані викотним переднім візком. Це дає можливість перевозити машини на напівпричепі, що підвищує маневреність поїзду, скорочує його довжину і збільшує зчеплення ведучих коліс тягача з ґрунтом.

Машини навантажують на причепи-ваговози своїм ходом і за допомогою лебідок причепів-ваговозів або тягачів. Враховуючи те, що в більшості причепів-ваговозів трапи мають великий кут підйому (до 20°), навантаження машин слід проводити дуже обережно (особливо екскаваторів і кранів на гусеничному ходу). При найменшій неточності або проковзуванні однієї гусениці можливі перекошування, розвертання машини і навіть аварія. Тому навантажувати гусеничні машини на причепи-ваговози рекомендується лише за допомогою лебідок.

Навантажені машини загальмовують і надійно закріплюють за допомогою обмежувальних брусів, клинів, розпорів, а також дротяних або спеціальних розтяжок.

Розтяжки виготовляють з м'якого стального дроту. Його діаметр і кількість ниток у розтяжці встановлюють залежно від маси машини, дальності перевезень і характеру дороги (табл. 7.3).

При виборі марки тягача враховують необхідність долання крутих підйомів, спусків і косогорів, а також труднощі пересування по ґрунтових дорогах, по заболочених ділянках, через водні перешкоди, по засніжених дорогах та пісках.

Діаметр дроту і кількість ниток у розтяжках      Таблиця 7.3

Дорога

Відтань

перевезення, км

Розтяжки для машин масою, т

20

40

діаметр дроту, мм

кількість ниток

діаметр дроту, мм

кількість ниток

Асфальтова  

До 100

4

2

5

2

 

Понад 100

4

3

5

3

Ґрунтова

До 100

5

2

6

2

Понад 100

5

3

6

3

Можливість долання крутих підйомів перевіряють розрахунком, виходячи з двох умов: необхідної потужності двигуна і достатнього зчеплення ведучих ходових органів тягача з ґрунтом.

Розрахунок за першою умовою зводиться до визначення суми опорів руху і до порівняння цього значення з тяговим зусиллям, яке розвиває тягач. З цієї умови найбільший кут підйому визначають за формулою

де Т —тягове зусилля, яке розвиває тягач, кг; Q1 —маса тягача, що припадає на ведучу вісь, кг; Q2 — маса причепа-ваговоза і машини, яку перевозять, кг; f1 і f2 —коефіцієнти опору руху відповідно для тягача і причепа-ваговоза.

Найбільший кут підйому з умови зчеплення ведучих ходових органів тягача з ґрунтом визначають за формулою

де φ - коефіцієнт зчеплення ведучих ходових органів тягача з ґрунтом (табл. 7.4).

У тих випадках, коли потужність одного тягача виявляється недостатньою, використовують два, один з яких застосовують як штовхач. Сумарне тягове зусилля тягачів звичайно приймають таким, що дорівнює 0,8 суми їхніх тягових зусиль.

Можливість переборення крутих спусків також перевіряють розрахунком, виходячи з умови повного гальмування поїзду за рахунок гальмових пристроїв (поїзд зупиняється або рухається «юзом»).

Таблиця 7.4

Середні значення коефіцієнтів φ і f залежно від характеру доріг

Дороги

Значення коефіцієнтів

φ

f

Для пневмоколісних машин

Асфальтобетонне покриття у сухому стані

0,4...0,5

0,01...0,02

Гравійне, щебеневе шосе, бруківка у сухому стані

0,5...0,7

0,025...0,045

Піщане покриття

0,1... 1,0

0,1...0,15

Сніг, лід .

0,15...0,2

0,035...0,05

Для гусеничних машин

Асфальтові

0,5

0,45

Ґрунтові

0,7

0.07

Поле

0,7

0,08

Пісок

0,4

0,15

Щільний сніг

0,4

0,2

Найбільший кут похилу (спуску), при якому поїзд буде зупинятися або рухатися «юзом» при повністю затягнутих гальмах, визначають за формулою

При цьому слід пам'ятати, що тривала робота гальм на спуску сприяє інтенсивному спрацюванню і викликає небезпечне перегрівання. Тому на великих схилах поєднують гальмування гальмами з двигуном або використовують додатковий тягач, застосовуючи його гальмову систему.

Якщо за маршрутом руху поїзда зустрічаються косогори, то виникає небезпека його перевертання. Кут перевертання причепа-ваговоза можна визначити з достатньою для практики точністю з статичних умов стійкості за формулою

tg β = 0.34ּb / H

де b - поперечна база причепа-ваговоза, м; Н - висота розміщення загального центра ваги причепа-ваговоза і машини, що перевозять, м.

Значення Н визначають з такого виразу

H = qм(hм+hп)qпhп / Q

де qм -  маса машини, яку перевозять, кг; qп - маса причепа-ваговоза, кг; hм — висота центра ваги машини, яку перевозять, м; hп — висота центра ваги причепа-ваговоза, м; Q — сумарна маса машини, яку перевозять і причепа-ваговоза, кг.

При перевезенні великогабаритних машин маршрут необхідно узгоджувати з організаціями, що відповідають за дорожнє господарство, і з автоінспекцією. Швидкість пересування поїзда не повинна перевищувати допустиму для дороги даного типу і наведену у технічній характеристиці причепа-ваговоза.

Перевезення машин залізницею. Машини перевозять залізницями на відстань понад 150 км. При їх перевезенні додержують певних правил. Розміри машин повинні вписуватись у габарит В-1 (рис. 7.2), а їх маса не повинна перевищувати вантажопідйомності платформи. Машини розміщують на платформі таким чином, щоб навантаження на її осі було приблизно однаковим. Висота центра ваги машини не повинна перевищувати даних, наведених у табл. 7.5.

Рис. 7.2. Схема залізничного габариту

Машини вантажать на платформи своїм ходом або кранами. Якщо немає навантажувальних засобів, то для пересування машин своїм ходом викладають навантажувальну естакаду з шпал з кутом підйому 10...15°. В'їжджають на платформу на І передачі, не зупиняючись на рампі. Повертати машину на платформі не дозволяється, тому в'їжджати на неї можна лише з тупикової рампи. Схему завантаження машини узгоджують з представником залізниці.

Максимальна висота центра ваги машин     Таблиця 7.5

Двовісні платформи

Чотиривісні платформи

Маса вантажу, т

Макс висота центра ваги, м

Маса вантажу, т

Макс висота центра ваги, м

До 15

1,7

До 35

1,8

15...20

1,6

35...40

1,7

Підготовка машини до навантаження зводиться до наступного. Всі механізми очищають від бруду, снігу і льоду, зливають паливо, масло і воду після закінчення навантаження. Знімають і готують до перевезення деталі, що виступають за габарити В-1 або порушують рівномірне завантаження платформи. Знімають, змащують та упаковують у ящики прожектори, звукові сигнали, електричні лампи та інші частини машини, які легко знімаються, а також запасні частини та інструмент. Закривають пробками всі зовнішні отвори, покривають захисним мастилом оброблені поверхні і закривають з середини всі двері (крім дверей машиніста) Двері у кабіну машиніста закривають ззовні і пломбують після закінчення навантаження машини на платформу. На навантажену машину складають опис, в якому наводять кількість місць, накладених пломб і перелік деталей, знятих з машини. Опис кріплять зсередини на ліве бокове скло або до однієї з добре видимих деталей машини.

Встановлення і кріплення машини на платформі залежать від маси і габаритів машини. Наприклад, екскаватори і крани вантажать на одну або дві платформи. При навантаженні на одну платформу екскаватори встановлюють, як показано на рис. 3. Під поворотну платформу з боку противаги розміщують козла або спеціальну підставку. Ківш і стрілу вкладають на підкладку. Якщо робоче обладнання знімають з екскаватора, то його кладуть поруч. Там же встановлюють зняті з машини ящики з упакованими запасними частинами, інструментом та електрообладнанням.

Рис. 7.3. Схема встановлення екскаватора на залізничній платформі:1- козла; 2- дерев'яні клини; 3...6 - розтяжки;

7 - дерев'яний брус; 8 - підкладка під ківш.

Завантажені машини надійно закріплюють за допомогою поперечних і поздовжніх брусів, клинів, розпірок і дротяних розтяжок. Діаметр дроту, кількість ниток у кожній розтяжці і кількість розтяжок залежить від маси машини.

Машини на пневмоколісному ходу можна вантажити на зчепи з двох платформ. При цьому крайні машини закріплюють так, як і при одиничному навантаженні, а середню машину—лише на платформі, на якій розміщена найважча її частина. Колеса другої частини машини закріплюють лише поздовжніми брусками.

Перевезення машин водним шляхом. Водою звичайно перевозять машини у тих випадках, коли об'єкти робіт розміщуються на берегах судноплавних рік або водойм. При зручних місцях для навантаження і вивантаження водні перевезення є найбільш економічним.

Для перевезення використовують баржі, понтони і пароми відповідної вантажопідйомності. Машини вантажать своїм ходом або за допомогою лебідок, які встановлюють на плавучих засобах. Якщо немає обладнаної пристані, то вибирають місце причалу, де баржа може підійти найближче до берега. Біля причалу викладають клітки з шпал від берега до баржі, скріплюють їх скобами і зверху накладають колійний або суцільний, настил. Для запобігання крену баржі настил влаштовують так, щоб він перекривав не менше як 0,3 її ширини, і надійно приєднують до кліток і палуби баржі. При навантаженні баржу кріплять до берега канатами.

В'їжджають на машині обережно, але швидко. Перед в'їздом на настил машину зупиняють, перевіряють правильність напрямку руху, відсутність надмірного крену баржі, а потім на другій швидкості без зупинки в'їжджають на палубу. На середині палуби машину зупиняють, повертають поворотну платформу екскаваторів так, щоб стріла розміщувалась вздовж осі баржі. Опускають ківш або стрілу на накладки і закріплюють машину так, як на залізничній платформі.

7.2. Вибір оптимального способу транспортування

Вибір способу транспортування машин залежить від відстані, терміновості перевезення, особливості конструкції машини, маси і габаритів її, виду транспортних засобів, стану доріг та інших факторів. Найбільш раціональним способом транспортування машин вважають той, який стосовно до конкретних умов перевезення забезпечує кращу збереженість машини, меншу тривалість транспортування і менші витрати засобів.

На практиці роботи будівельних організацій найбільш поширене перевезення машин на причепах-ваговозах. Цей спосіб найефективніший, найбільш економічний, оскільки дає змогу транспортувати колісні і гусеничні машини безпосередньо до будівельного об'єкта без розбирання і перевалочних операцій.

Ефективне також транспортування машин з пневмоколісним ходом на буксирі. Перевезення машин залізницею економічно лише на великі відстані. Це пов'язано з виконанням великого обсягу навантажувально-розвантажувальних робіт, а також робіт по доставці машин на станцію відправлення і з вивезенням їх з станції призначення.

Меліоративні і будівельні машини транспортують по заздалегідь розроблених маршрутах з додержанням всіх правил техніки безпеки, правил руху по вулицях і дорогах, а також по залізницях і водним шляхом. При виборі маршруту слід враховувати, що на дорогах є обмеження (тунелі, мости та ін.), а також важко прохідні ділянки (круті підйоми, спуски, косогори, водні перепони, заболочені і засніжені ділянки, піски та ін.). Вибраний маршрут повинен бути найкоротшим, з найменшою кількістю труднопрохідних ділянок.

Повітряним шляхом транспортувати машини дорого, але при цьому забезпечуються високі швидкості. У ряді випадків цей спосіб—єдиний засіб пересування, який дає змогу доставити машини у важкодоступні райони, наприклад у гірські місцевості.

Для повітряних перевезень використовують вертольоти вантажопідйомністю до 40 т і вантажні літаки вантажопідйомністю до 80 т з розмірами вантажного трюму 4х4х20 м.

Сучасні вантажні літаки і вертольоти здатні повністю перевозити такі машини, як бульдозери, автогрейдери і навіть екскаватори.

При використанні зовнішньої підвіски вертольоти можуть транспортувати машини без їх розбирання, незважаючи на їх габарити.

7.3. Техніка безпеки при транспортуванні машин

По автомобільних дорогах машини можуть транспортуватися своїм ходом, на буксирі, у кузову автомобіля і на причепі-ваговозі.

При перевезенні машин необхідно розробляти маршрут руху виходячи з таких вимог техніки безпеки: величина поздовжніх похилів дороги не повинна перевищувати 15 %0, а поперечних 5 %0; на шляху руху не повинно бути перепон (вибоїн, ям, канав та ін.).

Перевезення самохідних і причіпних машин власним ходом допускається лише при їхній повній справності. Перед цим необхідно ретельно оглянути машину і виконати необхідні кріпильні роботи. На шляху руху слід стежити за станом кріплень.

При транспортуванні машин на ділянках доріг з поздовжніми похилами понад 10 %0 необхідно забезпечити можливість ефективного гальмування.

Для запобігання сповзанню машин вниз при зупинках на крутих підйомах під ходові частини слід підкладати гальмові башмаки.

Всі роботи по транспортуванню будівельних машин і механізмів на машинах та причепах необхідно провадити за нарядом-допуском під керівництвом інженерно-технічного працівника, призначеного наказом (розпорядженням) керівника підприємства. При цьому перебування людей на платформах і в кабіні техніки, яку перевозять, не допускається.

При перевезенні у темний час доби тягач, а при потребі і причіпні машини повинні бути обладнанні: а) передніми фарами, що забезпечують достатню видимість шляху, по якому рухається машина, і прилеглих до нього ділянок; б) освітленням робочих органів і механізмів керування; в) задніми ліхтарями; г) покажчиками поворотів.

До перевезення важких машин необхідно оглянути штучні споруди на шляху руху і визначити їх фактичну вантажопідйомність.

Транспортування причіпних машин допускається лише на жорсткій зчіпці. Через штучні споруди допускається буксирування їх на довгому стальному канаті.

Перевезення важких машин необхідно доручати особам, які знають правила перевезення і мають необхідний досвід. При транспортуванні негабаритних машин необхідно мати дозвіл дорожньо-експлуатаційної служби в ДАІ.

При перевезенні самохідних машин (екскаватори, бульдозери та ін.) на причепах-ваговозах навантаження їх на причіп здійснюють власним ходом по трапах, укладених у задній частині причепа. Несамохідні машини, що мають колісний хід, втягують на причіп за допомогою лебідки, встановленої на платформі причепа або на землі за причепом. Лебідка повинна бути надійно закріплена.

При затягуванні або вкочуванні самохідних і несамохідних .машин на причепи-ваговози необхідно: а) загальмувати тягач і причіп, встановивши їх на горизонтальному майданчику; б) забезпечити правильне і стійке положення напрямних або брусів; в) вжити заходів проти бокового звалювання машин при затягуванні або накочуванні шляхом правильного направлення машини на підйом; г) заборонити при затягуванні наближатись до причепа ближче безпечної відстані, яка визначається особою, що керує навантаженням.

При перевезенні машин у кузові автомобіля перебування людей у кузові забороняється. Швидкість транспортування визначається якістю дороги і не повинна перевищувати 15...25 км/год.

Роботи з підйому важких деталей та їх навантаження у транспортуючі машини дозволяється вести лише у присутності механіка за його вказівкою. Самовільно вести ці роботи категорично забороняється.

У випадку непередбаченої зупинки при транспортуванні машин необхідно виставити знак аварійної зупинки на відстані 20...25 м з обох боків, вивішуючи з настанням темноти червоні ліхтарі.

Всі вантажопідйомні засоби, що використовуються при навантаженні і розвантаженні машин, а також при їх монтажі і демонтажі, потрібно надійно закріплювати на місці їхнього встановлення. Під час підйому і опускання важких частин машин (стріла) робітники повинні перебувати на відстані, безпечній у випадку обриву троса і падіння важкої частини.

Розтяжки, що використовуються для кріплення машин, можуть бути з дроту, металевих стержнів, смуг, ланцюгів, стальних тросів. Кожну розтяжку слід закріплювати одним кінцем за деталі машини, а другим за торцеві і бокові стоякові скоби платформ. Кріпити розтяжки до інших деталей платформ забороняється. Кількість ниток у розтяжці і площу її поперечного перерізу визначають у найслабкішому перерізі між місцями закріплення. Розтяжка повинна складатися не менш як з двох ниток.

На платформах з внутрішніми боковими стояковими скобами розтяжки закріплюють за скоби з внутрішнього боку бортів.

На платформах з зовнішніми і стояковими скобами розтяжки (обв'язки) пропускають при наявності металевих бортів під бортами або крізь борт, якщо борти дерев'яні — під борт.

Перед навантаженням підлогу платформи, опорні поверхні машин, підкладки, прокладки, бруски і поверхні вантажу під обв'язками потрібно очистити від снігу, льоду і бруду. Взимку підлоги вагонів, поверхні підкладок у місцях спирання вантажу відправник повинен посипати тонким шаром (1...2 мм) чистого сухого піску.

Дріт для кріплення вантажу повинен використовуватися м'який термічно оброблений згідно з ГОСТ 3282—74 і круглий гарячекатаний діаметром не менш як 4 мм. На зовнішній поверхні дроту не повинно бути тріщин, розшарувань, задирок та інших пошкоджень. Довжина окремих ниток дроту у розтяжках, ув'язках та інших елементах кріплення повинна бути однаковою. Дротяне кріплення туго натягують, наприклад, шляхом закручування ломиком. Повторне використання дроту в розтяжках (обв’язках) і ув'язках стояків не допускається.

При закріпленні дерев'яних деталей цвяхи необхідно забивати вертикально до полу платформи без загинання головок на відстані не менш як 30 мм від країв і не менш як 90 мм від торців дощок підлоги вагона. Цвяхи повинні мати довжину на 50...60 мм більше висоти деталі кріплення з тим, щоб при закріпленні цих деталей цвяхи пробивали дошки підлоги вагона. Не допускається забивати цвяхи між дошками підлоги вагона. Клини, упорні і розпірні бруски та інші дерев'яні деталі кріплення прибивають цвяхами так, щоб дерево не мало тріщин. Якщо використовуються тверді листяні породи дерева (дуб, граб та ін.), то перш ніж забивати цвяхи, необхідно просвердлити отвори.

Тема 8. Зберігання і консервація машин

8.1. Значення зберігання машин

Загальні правила зберігання будівельних машин (далі - машин) та їх складових частин регламентуються ДБН В.2.8-14-2000 Правила зберігання будівельних машин [7].

Зберігання машин — це комплекс організаційних, технологічних та економічних заходів і операцій, що забезпечують захист машин, їх складальних одиниць і деталей від корозії, старіння, деформації та інших руйнівних дій, яким піддаються машини у неробочий період [9, п.10].

Заходи по забезпеченню правильного зберігання машин є складовою частиною діючої системи ППР технічної експлуатації техніки.

До організаційних заходів належать: забезпечення і обладнання місць зберігання; організація і оплата праці при зберіганні машин; ведення обліку і відповідальність за техніку, що зберігається; додержання техніки безпеки і протипожежного захисту.

До технологічних заходів входять: очистка і миття машин; зняття складальних одиниць, що підлягають зберіганню на складі; встановлення машини на підставки на відведеному місці зберігання; нанесення захисних покрить; герметизація отворів і порожнин машини для виключення проникнення вологи і пилу; обслуговування машини у період зберігання; зняття машини із зберігання.

Для нормальної організації зберігання техніки підприємства повинні мати: місця зберігання з обладнанням для розміщення машин (гаражі, навіси, сараї і відкриті профільовані майданчики з твердим покриттям); набір відповідного обладнання для механізації робіт, пов'язаних з технічним обслуговуванням машин при зберіганні; технологічну документацію з організації і планування робіт та обліку техніки, що зберігається; кваліфіковані кадри.

8.2. Організація зберігання машин. Види і способи зберігання

Види зберігання. Машини, що не використовуються за  призначенням  понад 10 днів, ставлять на короткочасне зберігання, понад 2 місяця – на тривале зберігання (консервацію). Короткочасне зберігання машин можна здійснювати на місцях їх використання, а тривале - на спеціально відведених майданчиках i в приміщеннях, якi забезпечені протипожежними засобами.

Умови зберігання кожного типу машин повинні  вiдповiдати вимогам експлуатаційної документації. При зберiганнi машини розміщують за їх видами та  марками.

Підготовку та постановку  машин  на  тривале  зберігання здійснюють у вiдповiдностi з експлуатаційною документацією i  ГОСТ 9.014 ЕСЗКС. Временная противокоррозионная защита изделий.

При міжзмінному зберіганні необхідно створювати умови, що забезпечують пуск двигуна і запобігають пошкодженню машин під впливом факторів зовнішнього середовища. Як правило, міжзмінне зберігання меліоративної техніки здійснюється на об'єкті робіт.

У зимовий час запобігають примерзанню ходових органів машини до ґрунту і забезпечують збереженість і легкий пуск двигуна, для чого відразу після його виключення зливають воду з системи охолодження, а при значних морозах (мінус 20 °С і нижче) зливають також і масло з картера.

На короткочасне зберігання машини встановлюють відразу після закінчення робіт комплексно без зняття з них складальних одиниць і деталей з повністю заповненою паливом паливною системою і відключеними акумуляторними батареями. Машини з пневматичними шинами, що не використовуються протягом до 10 днів, допускається зберігати без підставок, але обов'язково з доведеним до норми тиском у шинах. Якщо таку техніку передбачається зберігати, протягом понад 10 днів, то необхідно шини розвантажити і знизити тиск в них до 0,7...0,8 від нормального.

На тривале зберігання у закрите приміщення машини ставлять в основному комплектне (за винятком складальних одиниць, що потребують особливих умов зберігання), але при цьому машини готують відповідно вимогами стандартів. При зберіганні на відкритих площадках зняттю і відправці у складські приміщення підлягають більше складальних одиниць, ніж при закритому зберіганні, а до підготовки до консервації техніки ставлять більш жорсткі вимоги. Повна підготовка техніки до тривалого зберігання повинна бути закінчена не пізніш як через 10 днів після припинення її експлуатації. Спосіб зберігання залежить від багатьох факторів: конструктивних особливостей машин, їх кількості, структури парку машин і характеру його використання, зонально-кліматичних умов, наявності складських приміщень, навісів і відкритих майданчиків у ПМК.

Існує три способи зберігання машин у неробочий період: закритий, відкритий і комбінований.

При закритому способі машини зберігають у приміщенні (сараї, гаражі), що дає змогу зберегти їх від атмосферних впливів і розукомплектувань, а також зменшити затрати праці і витрати засобів на виконання операцій по підготовці до зберігання і обслуговуванню в процесі зберігання. Закритий спосіб зберігання має важливу перевагу — відпадає необхідність виконання спеціального захисту пневматичних шин, коліс та інших гумовотехнічних виробів від сонячної радіації; деякі складальні одиниці (пневматичні шини, паливна апаратура дизельних двигунів, приводні паси, втулково-роликові ланцюги та ін.) можна не знімати з машини для зберігання у спеціальних складах.

При відкритому способі машини зберігаються на відкритому майданчику або під навісом, який істотно не поліпшує умов зберігання машин.

Комбінований спосіб зберігання суміщає у собі переваги відкритого і закритого способів. При ньому частина складних і дорогих машин, а також тих, що мають деталі з гумовотекстильних, дерев'яних та інших матеріалів, що легко пошкоджуються, зберігають у закритих приміщеннях, а прості машини (плуги, борони, котки та ін.) — на відкритих майданчиках. Співвідношення і види машин, що рекомендуються для зберігання відкритим і закритим способом, залежать від місцевих кліматичних умов, наявності закритих приміщень або засобів для їх будівництва.

Місця зберігання машин. Місця зберігання меліоративної техніки розміщують на території ПМК при ремонтно-механічних майстернях.

При виборі місць зберігання враховують природнокліматичні умови, напрямок панівних вітрів (повинен бути вздовж рядів машин), забезпечення відведення весняних і дощових вод (похил повинен бути 2...30), відстань від місця роботи до майстерні, особливості конструкції машин, потребу у технічному обслуговуванні.

Згідно з правилами протипожежної безпеки, техніку на зберігання розміщують на відстані не ближче як 50 м від жилих і виробничих приміщень і не ближче як 150 м від місць зберігання вогненебезпечних матеріалів.

Матеріально-технічна база зберігання техніки у кожному ПМК повинна включати: мийний майданчик з естакадою; майданчики з твердим покриттям для розміщення і зберігання машин; склади для зберігання складальних одиниць і деталей, що знімаються з машин на період зберігання; закриті приміщення (гаражі, сараї і навіси) для зберігання складних машин; майданчик з твердим покриттям для вкладання, регулювання і комплектації машин із складальних одиниць; майданчик для списаної техніки, такої, що підлягає списанню, набір обладнання, пристроїв і матеріалів для робіт, пов'язаних із зберіганням (очистка, миття, консервація, встановлення на підставки та ін.); огородження; протипожежні засоби — щити, ящики з піском, резервуар з водою та ін.

 

8.3. Підготовка машини до тривалого зберігання

Забруднені деталі машин затримують вологу, що створює сприятливі умови для утворення корозії, тому при встановленні техніки на тривале зберігання необхідно ретельно її очистити.

Очищають машини на естакаді. При цьому біля естакади доцільно робити майданчик для розміщення машин після миття. Тут виконують операції по миттю і очищенню, заміні мастила та інші, які не бажано виконувати на майданчику для зберігання, щоб не забруднювати його. Поряд з майданчиком встановлюють резервуар для збирання відпрацьованого мастила. Перед миттям слід закрити чохлами з брезенту або плівки ті пристрої, на які не бажане потрапляння води (наприклад, магнето пускового двигуна, реле та ін.). Пофарбовані поверхні деталей обмивають розпиленим струменем води під тиском 0,3...0,5 МПа (3...5 кгс/см2). Для миття використовують стаціонарні і пересувні мийні установки, обладнані насосами високого тиску.

Після очистки, миття і заміни масел і мастил машину доставляють на місце зберігання, знімають з неї складальні одиниці, деталі, клинові паси, електрообладнання (генератор, стартер, магнето та ін.), втулково-роликові ланцюги, деталі з текстильних матеріалів, м'які сидіння, полотняно-планчасті транспортери та інші деталі, які зберігають у спеціально обладнаних приміщеннях, ізольованих від проникнення вологи і пилу. Акумулятори, гумові та гумово-текстильні матеріали, вироби з цих матеріалів та деревини повинні зберігатись окремо. Перед зберіганням зняті частини машин додатково очищають від пилу, вкривають непофарбовані поверхні запобіжним мастилом, прикріплюють до них бирки з зазначенням господарського номера і марки машини.

Щоб уникнути деформації деталей машин (особливо довгогабаритних), що перебувають на тривалому зберіганні, їх встановлюють у горизонтальному положенні на спеціальних підставках і козлах. Під колеса і гусениці машин для запобігання доторканню їх до вологого грунту ставлять підкладки. Якщо машина на ресорах, їх слід розвантажити. По можливості потрібно розвантажити і пружини.  Тиск в шинах повинен бути зменшений до 70...80 % нормального.

8.4. Особливості зберігання деталей і складальних одиниць машин

Зберігання пасів і ланцюгів. Приводні паси машин перед зберіганням знімають, протирають сухим обтиральним матеріалом і ретельно оглядають. При цьому непридатні для наступної експлуатації паси вибраковують, а придатні паси, які не мають механічних пошкоджень, розшарувань тканинних прокладок, тріщин, вм'ятин і бульбашок і довжина яких не перевищує вибраковувального розміру, здають на зберігання. Попередньо їх промивають теплою мильною водою (на 10 л води —60... 100 г мила і 100 г тринатрійфосфату). Сильно забруднені маслом і нафтопродуктами місця протирають ганчіркою, змоченою бензином. Промиті паси обдувають стиснутим повітрям, просушують у місцях, які добре продуваються вітром і захищені від прямої дії сонячних променів, потім припудрюють тальком.

Паси дво-, трьох- і багатоканавкових передач зв'язують у комплект, прикріплюють до них бирки з зазначенням належності пасів, марки і господарського номера машини і здають їх на склад.

Приміщення складу повинні бути сухими (відносна вологість - 50...70 %); опалюваними (температура повітря - 5...25 °С, добові коливання не більше 10 °С).

Для зберігання пасів приміщення необхідно обладнувати вішалками і вішалами, останні ставлять на відстані понад 1 м від опалювальних приладів. Під час зберігання паси періодично оглядають. При з'явленні гнилистих плям їх дезинфікують 2 %-м розчином формаліну. Клинові паси на вішалках щомісячно перевертають, щоб не було перегинів. Після зняття пасів робочі поверхні шківів і натяжних роликів, що доторкаються до них, вкривають антикорозійним мастилом для запобігання корозії.

Перед зберіганням пластинчасті втулково-роликові ланцюги знімають з машин, очищають від пилу і бруду, промивають у ванні з гасом, обдувають свіжим повітрям або протирають ганчір'ям до повного видалення вологи і дефектують. При підготовці до зберігання ланцюги промивають і проварюють у автолі або дизельному маслі. При цьому ланцюги підвішують на вішала бака з мийною рідиною. Потім по пневматичному шлангу через ніпель подають стиснуте повітря під тиском 0,4...0,5 МПа (4... 5 кгс/см2) до пневмомонітора. Обертаючись з великою швидкістю, пневмомонітор створює у мийній рідині бурхливий потік. Вимиті ланцюги разом з вішалом розміщують у другому баку з нагрітим до температури 80...90 °С автолом або дизельним маслом і витримують 15... 20 хв, а в бак з мийною рідиною завантажують нову партію ланцюгів, і процес повторюють знову. Проварені ланцюги виймають з бака і складають у ванну з подвійним сітчастим дном для стікання залишків мастила. Після цього їх скочують і рулон, загортають у папір або складають у ящик, прикріпляють бирки з зазначенням марки і господарського номера машини і здають на склад.

Зберігання пневматичних шин. Перед зберіганням машин знімають колеса і демонтують їх. Після демонтажу покришки і камери сортують на придатні до наступної експлуатації без ремонту, такі, що потребують ремонту або відновлення, і такі, що підлягають вибраковуванню.

Ободи коліс очищають від пилу, бруду, іржі, обдувають стиснутим повітрям, знежирюють уайт-спіритом і підфарбовують. Камери, ободні стрічки і покришки очищають від пилу, видаляють з них струменем стиснутого повітря з теплою мийною водою масляні плями, просушують у повітрі в захищеному від прямих сонячних променів місці, припудрюють тальком і здають на склад, де їх розміщують на обладнаних стелажах. На стелажах зберігають шини, змонтовані на ободах коліс, окремо — покришки, камери і ободові стрічки.

Покришки зберігають у вертикальному положенні, з відстанню між ними 15...20 мм. Через кожні 2...3 місяці покришки слід повертати, змінюючи точки опори. Зберігати покришки у штабелях забороняється.

Камери зберігають вкладеними в середину покришок і підкачаними повітрям до їх внутрішніх розмірів. Допускається зберігання без покришок. При цьому їх трохи накачують і вішають на вішалах з напівкруглою полицею, яка має діаметр кривизни близько 200 мм. При такому зберіганні їх слід повертати по колу, щоб не утворились складки.

Зберігання агрегатів гідросистеми. Перед встановленням машин на тривале зберігання їх ретельно очищають від пилу, бруду і підтікання мастила на зовнішніх поверхнях складальних одиниць і маслопроводів, перевіряють герметичність гідросистеми, усувають підтікання мастила. Підтягуючи з'єднання штуцерів у баку, насосі, розподільнику і маслопроводах, усувають протікання мастила. Потім з гідросистеми зливають мастило, ретельно промивають її промивною рідиною, заповнюють зневодненим дизельним мастилом або з додаванням 5% присадки інгібітору корозії АКОР-1.

Мастило в гідросистемі та інших складальних одиницях машин замінюють, якщо воно відпрацювало встановлений строк, машина не потребує ремонту і не пройшла перед зберіганням чергового технічного обслуговування.

Штоки основних і виносних циліндрів втягують до упору поршня у задню кришку, щоб оброблена частина штока менше виступала зовні. Клапан гідромеханічного регулювання закривають. Виступаючі частини штоків і стержнів клапанів гідромеханічного регулювання вкривають захисним мастилом ПВК.

Горловину бака, отвір сопуна, масляного щупа та інші отвори герметизують прокладками, пробками і склейками. З брудних гумових шлангів змивають теплою мийною водою масляні плями і обдувають стиснутим повітрям до повного видалення вологи. Потім на поверхні шлангів за допомогою пістолета-розпилювача або помазка наносять алюмінієву фарбу або восковий склад.

Зберігання електрообладнання. Електрообладнання перед встановленням машин на зберігання перевіряють, включаючи в роботу. При цьому усувають виявлені несправності, перевіряють і регулюють зазори між електродами свічок і контактами переривника магнето, очищають свічки від нагару, змащують рідкими консерваційними мастилами поверхню кулачка переривника та інші поверхні, що зазнають корозії.

Електропроводи ретельно оглядають, пошкоджені ділянки ізолюють, непридатні — замінюють. При потребі очищають ізоляцію проводів від мастила. Перевіряють затяжку затискачів електрообладнання, змащують їх тонким шаром мастила, не допускаючи потрапляння його на ізоляцію проводів.

Генератор і стартер очищають зовні, знімають захисні стрічки, перевіряють колектори і щітки, обдувають їх стиснутим повітрям. При забрудненні протирають колектори чистою ганчіркою, змоченою у бензині. Підгорілі пластини зачищають скляною шкуркою зернистістю 170 і обдувають стиснутим повітрям.

Акумуляторні батареї знімають з машини (при будь-якому способі їх зберігання), відбраковують непридатні (для правильного відбракування піддають контрольно-тренувальному циклу, згідно з заводськими правилами), придатні розміщують у спеціально обладнаному відділенні складу або здають на централізоване зберігання.

Для зберігання акумуляторних батарей на складі доцільно організувати спеціалізований пункт, на якому можна виконувати заряджання і технічне обслуговування батарей перед зберіганням, дрібний ремонт і роботи, необхідні у період зберігання.

Батареї з сепараторами із синтетичних матеріалів (міпору, міпласту) рекомендується зберігати у зарядженому стані в неопалюваних приміщеннях (при температурі не нижче мінус 25 °С). Зберігання батарей при температурі нижче 0 °С практично виключає явище саморозрядження і зменшує кількість підзаряджань їх у період зберігання (один раз у 5...6 місяців).

8.5. Консервація і герметизація машин

Консервація нанесенням захисних покрить. Об'єктами консервації в основному є великогабаритні машини і складальні одиниці, тому підготовка їх до зберігання часто проводиться на відкритому повітрі. При консервації нанесенням захисних покрить на машину необхідно дотримувати таких умов: температура повітря — не нижче 5 °С, відносна вологість—не вище 70 %. Консерваційне покриття, нанесене на зволожену поверхню, не забезпечує надійного захисту металу від корозії.

Деталі, запасні частини, інструмент, метизи та інше вкривають рідкими і консерваційними мастилами, полімерними матеріалами і загортають в інгібіторний папір.

На гумово-текстильні вироби (шини, паси, шланги тощо) наносять мікровоскові сполуки або світлозахисні покриття.

Для консервації зовнішніх поверхонь машин і механізмів у складеному вигляді, деталей, механізмів, запасних частин, інструменту та інших виробів використовують пластичні мастила і мікровоскові склади.

Для консервації внутрішніх поверхонь механізмів і машин, що мають картери, баки, корпуси і порожнини, а також консервації важкодоступних місць деталей використовують рідкі консерваційні мастила, оскільки наносити і знімати пластичні мастила важко. При цьому не допускається контакт консерваційних мастил з деталями, виготовленими з гуми, електроізоляційних та полімерних матеріалів виняток становлять маслостійкі матеріали.

Консервація рідкими мастилами зовнішніх поверхонь можлива лише при умові, яка гарантує від потрапляння на законсервовані вироби атмосферних опадів.

Існують такі методи консервації машин: обгортання в інгібітор-ний папір; введення інгібіторів атмосферної корозії у внутрішні порожнини машин; нанесення рідких інгібіторних консистентних мастил і мікровоскових складів; нанесення полімерних матеріалів; нанесення консервуючих ґрунтів та емалей; використання робочо-консерваційних палив і масел з застосуванням присадок типу АКОР.

Вибір методу консервації залежить від умов експлуатації машин і від характеру дії на них руйнівних атмосферних факторів.

При підготовці машин до зберігання на відкритих майданчиках пофарбовані і непофарбовані металеві поверхні слід покривати мікровосковими складами, а також пластичними і рідкими інгібіторними мастилами.

На підготовлену поверхню, яка підлягає консервації, мастило наносять або зануренням виробу у ванну з мастилом, або механізованим розпиленням, або за допомогою помазка-шпателя. Вибраний спосіб нанесення повинен забезпечувати створення на консервованій поверхні суцільного (без розривів, тріщин, пропусків) шару мастила, однорідного за товщиною, без помітних бульбашок повітря, грудочок та інших включень. Товщина шару пластичних мастил повинна становити 0,5...2,0 мм, а рідких — 0,05...0,1 мм.

При нанесенні мастила розпиленням через форсунки і пістолети можливі дефекти, для усунення яких мастильний шар оплавляють за допомогою лампи.

Герметизація внутрішніх порожнин машин. Після зняття складальних одиниць і деталей всі отвори блоків, корпусів, баків машин необхідно закрити, щоб всередину їх не потрапляло вологе повітря, закрутити до відказу форсунки, краники, вентилі, пробки, маслянки.

Якщо не герметизувати внутрішні порожнини, на охолоджених за ніч внутрішніх поверхнях складальних одиниць машин, якщо до них не припинити доступ атмосферного повітря, буде конденсуватись волога і створяться сприятливі умови для утворення корозії.

У дизельному двигуні особливо важливо запобігти проникненню вологи через вихлопну трубу, сапун, забірник повітроочисника, отвори для форсунок і свічок запалення, маслозаливну горловину, кришки паливних баків і радіаторів. Не рекомендується викручувати свічки і форсунки і замінювати їх дерев'яними пробками, оскільки вони через деякий період випадають і всередину двигуна потрапляють опади. При знятті форсунок отвори слід закрити надійною заглушкою. Заглушки потрібно виготовити заздалегідь.

8.6. Техніка безпеки та протипожежні заходи

При зберіганні техніки виконують різні роботи згідно з загальними і специфічними правилами техніки безпеки. До роботи по підготовці машин і встановленні їх на зберігання допускаються особи, які пройшли інструктаж з безпечного виконання всіх видів робіт, мають право на керування машиною, ознайомлені з правилами виконання такелажних робіт і поводження з легкозаймистими і отруйними рідинами.

Для нормальної організації зберігання машин ПМК повинна мати: місця зберігання для розміщення машин (майданчики, гаражі, навіси); засоби для пожежогасіння; технічну документацію організації і планування робіт та обліку машин, що зберігаються.

Перед встановленням на зберігання машини очищають і миють на мийному майданчику. Після висихання машину переміщують своїм ходом на майданчик для зберігання.

Місця встановлення машин і проїзди повинні бути позначені обмежувальними лініями. Відстань між машинами в одному ряду повинна бути не меншою ніж 0,7 м, а відстань між рядами — не менше 6 м

Важелі і педалі механізмів керування необхідно встановлювати у положення, що усуває їх самовільне включення.

При зніманні акумуляторних батарей необхідно працювати у рукавицях.

Для запобігання перевертанню і самовільному зміщенню причіпних і начіпних машин необхідно підготувати місце, підставки і підкладки і не залишати машину, поки вона не буде правильно встановлена. При піддомкрачуванні складових частин машини під її колеса кладуть колодки. Гвинтові та рейкові домкрати повинні пройти технічний огляд. Домкрат, у якого різьба спрацьована більш як на 20 %, з експлуатації знімають. Необхідно суворо дотримувати правил технічного обслуговування вантажопідйомного обладнання і пристроїв, викладених у відповідних інструкціях.

При роботі з інгібіторами необхідно суворо дотримувати вимог правил техніки безпеки. З антикорозійними захисними елементами дозволяється працювати у спецодязі (халати, гумові рукавички). Готувати інгібітори та виготовляти елементи потрібно у чистому, сухому приміщенні з припливно-витяжною вентиляцією при температурі не нижче як 15 °С і відносній вологості повітря не вище як 70 %. Категорично забороняється їсти у приміщенні, де виготовляють інгібітори і захисні засоби. При потраплянні розчину на руки або відкриті частини тіла необхідно негайно змити їх водою. Після закінчення роботи потрібно ретельно вимити обличчя і руки з милом.

На місці зберігання машин та їх складальних елементів повинні бути пожежні резервуари і мотопомпи. Змочені нафтопродуктами ганчірки для запобігання самоспалахуванню після закінчення роботи необхідно прибрати у безпечне місце, скласти у металеві ящики або банки з щільними кришками. Розлите мастило або інші подібні речовини необхідно негайно зібрати, засипати тирсою або піском.

Місця зберігання машин, складальних одиниць і деталей обладнують ящиками, лопатами, баграми, вогнегасниками і засобами для подання сигналу на випадок пожежі. Це обладнання розміщують на гаках-держаках на спеціальних щитах. Звичайно поблизу щитів встановлюють ящики з сухим піском. До ящиків кріплять совкові лопати. Мотопомпи зберігають у закритих приміщеннях.

Тема 9. Експлуатація машин в особливих умовах

9.1. Експлуатація машин в умовах низьких температур

В осінньо-зимовий період роботи машин у зв'язку зі зниженням температури і появою снігу ускладнюються умови експлуатації. Основні труднощі цього періоду пов'язані з пуском двигунів внутрішнього згоряння у зв'язку з збільшенням у 3...4 рази крутного моменту, необхідного для початкового повертання колінчастого вала. Одночасно через збільшення в'язкості дизельного палива погіршується подача палива, у системі можуть створюватись льодові пробки. Один пуск двигуна внутрішнього згоряння без попереднього розігрівання при температурі 5°С еквівалентний (за спрацюванням) пробігу в 30...40 км, при температурі мінус 20 °С—200... 250 км.

Труднощі пуску, особливо холодного двигуна, пояснюються загальною недостачею теплоти, поганим випаровуванням палива, збідненням суміші і можливим заледенінням карбюратора; у дизельних двигунів, крім того,— поганим спалахуванням палива в результаті витікання повітря і зниження ступеня стиску у камері згоряння.

Збільшення в'язкості палива, особливо дизельного, погіршує його випаровування і розпилювання, знижує прокачуваність і забруднює фільтри внаслідок випадання кристалів парафіну при низьких температурах.

Можливість замерзання води та інших охолоджувальних рідин у системі охолодження вимагає застосування антифризів з низькими температурами замерзання.

Труднощі підтримання у системі охолодження відповідних температур для зберігання оптимального теплового режиму двигуна можуть призвести до підвищеного корозійного спрацювання, створення шкідливих відкладень на деталях двигуна, збільшення витрати палива. Погіршується робота системи запалювання бензинових двигунів і електростартерів як бензинових, так і дизельних двигунів, головним чином, внаслідок зменшення потужності акумуляторних батарей і погіршення роботи запальних свічок при низьких температурах.

Збільшення в'язкості робочих рідин призводить до уповільнення або відмови в роботі робочих органів і гальм будівельних машин.

Гідравлічні приводи потребують зміни марок робочих рідин, їх пуск у роботу значно утруднюється, у пневматичних приводів збільшується витіканням повітря, замерзає сконденсована волога, гумові деталі втрачають еластичність.

Необхідно враховувати, що зниження температури зовнішнього повітря збільшує потужність двигуна (без нагрівання) приблизно на 1... 1,2 % при зниженні температури на 10 °С, але при цьому збільшується і витрата палива на 1,1... 1,4 %.

При зниженні температури порушуються посадка і умови мащення, в результаті чого збільшується швидкість спрацювання складальних одиниць і деталей.

У зимовий період погіршуються умови руху і керування машин, утруднюється проведення ТО (трудоємкість збільшується на 20 %.), з'являється небезпека замерзання охолоджувальної рідини і електроліту, зменшується роботоздатність приводів різних систем, ускладнюються умови роботи обслуговуючого персоналу. У механічних приводів збільшуються зусилля включення (через загустіння мастильного матеріалу), швидше порушуються регулювання, виникає небезпека поломки від перевантажень, пробуксовують фрикційні з'єднання при потрапляння в них снігу.

Взимку погіршуються умови роботи електродвигунів, оскільки в зв'язку з інтенсивним охолодженням потужність двигунів знижується на 30...40 %. Низька температура зменшує на 30...40 % роботоздатність акумуляторних батарей (АКБ) внаслідок зменшення їх е.р.с. і збільшення в'язкості електроліту, утруднюється його просочення у пори пластин.

При переведенні на осінньо-зимовий період експлуатації крім проведення сезонного обслуговування виконують спеціальні заходи.

Підготовка системи охолодження двигуна. Очищають від накипу системи охолодження і заливають в неї зимову охолоджувальну рідину. Шумовиння усувають промиванням системи спеціальними розчинами, що  руйнують накип.  Хімічні реагенти й особливо соляна кислота, застосовувані для  видалення шумовиння і викликають підвищену корозію деталей системи охолодження,  застосовуються  з  інгібіторами, що  зменшують корозійну агресивність розчинів (технічний уротропін, ПБ-8 і ін.).

Низькозамерзаючі охолодні рідини – антифризи – це суміші води з спиртами або з гліцерином, суміш вуглеводнів та інші речовини. Поширеною низькозамерзаючою рідиною є суміш води з двохатомним спиртом — етиленгліколем.

У різному співвідношенні води і етиленгліколю температура застигання від 0 до -75°С (33% води і 67% етиленгліколю).

Рис. 9.1. Графік низькозамерзаючих сумішей води і етиленгліколю: 1 - крива густини; 2 - крива температури кристалізації

Стандартні низькозамерзаючі рідини складаються із води, етиленгліколю і спеціальних присадок, що зменшують корозійну дію цієї суміші на внутрішню поверхню системи охолодження. Для захисту від руйнування міді, алюмінію і свинцево-олов'янистого припою застосовують складний вуглеводень—декстрин (1 г/л), для захисту чавуну, сталі, латуні—динатрійфосфат (2,5—3,5 г/л) і проти корозії цинкового і хромового покриття — молібденокислий натрій (7—8 г/л), такі антифризи мають індекс М.

Промисловість виробляє антифризи двох марок 40 і 65, температура замерзання яких —40 і —65 °С. Перший використовують у зонах з помірним кліматом, другий - в північних і східних районах.

Крім того, виробляють напівфабрикат антифризу - технічний етиленгліколь з набором протикорозійних присадок. Його маркують (40к). Якщо до 1л цієї рідини додати 0,73 л дистильованої води одержимо готовий до застосування антифриз 40.

Виготовляють також низькозамерзаючі рідини, які розраховані на тривале всесезонне застосування: Тосол А-40 і Тосол А-65. Виробляють і концентрований Тосол А, користуватися яким можна тільки після розбавлення водою. Він являє собою концентрований етиленгліколь (співвідношення з водою 1 : 1) з протикорозійними, антипінними та іншими присадками.

Застосування низькозамерзаючих рідин має свої особливості. Оскільки температура кипіння етиленгліколю більша, ніж води, то в процесі експлуатації води википає завжди більше, в результаті оптимальне співвідношення компонентів порушується: збільшується концентрація етиленгліколю, тому в систему охолодження, заповнену антифризом, при його випаровуванні необхідно доливати не антифриз, а дистильовану воду.

Якщо втрати антифризу із системи пов'язані не з випаровуванням, а з негерметичністю з'єднань або витіканням із системи охолодження, то після усунення несправності необхідно долити антифриз. Потрібно також враховувати, що антифриз має більший коефіцієнт теплового розширення, ніж вода, тому, якщо система не має розширювального бачка, кількість антифризу повинна бути на 6—8 % менше норми для води.

Перед заповненням системи охолодження антифризом необхідно повністю видалити накип, тому що він вступає в реакцію з протикорозійною присадкою, знижуючи її концентрацію, внаслідок чого підвищується корозійність низькозамерзаючої рідини.

При користуванні низькозамерзаючими рідинами, необхідно пам'ятати, що етиленгліколь — сильна харчова отрута. Смертельна доза етиленгліколю всього 20—30 г.

На радіатори і трубопроводи надівають утеплювальні чохли.

Підготовка системи живлення двигуна. Паливні баки, трубопроводи, фільтри і відстійники промивають, після чого систему заливають паливом зимових сортів.

Підготовка системи мащення двигуна. Систему промивають, як і при підготовці до весняно-літнього періоду експлуатації. Потім її заповнюють маслом зимових марок згідно з таблицею мащення.

Утеплення двигуна. При потребі ремонтують шторки радіатора, і надівають утеплювальні чохли на капот, радіатор і піддон картера.

Підготовка системи електрообладнання машини. Перевіряють систему освітлення. Особливу увагу звертають на генератор, магнето, свічки запалювання і акумулятори.

Підготовка трансмісії і ходового обладнання машини. Всі частини трансмісії промивають промивною рідиною (напр. дизельне паливо 80% і масло 20%), для чого його заливають в трансмісію, і машина 2...3 хв працює на низькій швидкості. Промиту трансмісію заливають згідно з таблицею мащення маслом зимових марок (напр. влітку М-10Г2 – взимку М-8Г2 – зменшеної в’язкості, або рекомендується застосовувати загущені мастила напр. М-6з/10Г1). На машинах з гусеничним ходовим пристроєм трохи ослаблюють натяг гусениць і перевіряють, як прокручуються опорні ролики. У зв'язку з погіршенням дорожніх умов взимку на машинах з пневматичним ходовим пристроєм частіше контролюють тиск в шинах, кути сходження і розвалу передніх коліс; у колісних тракторів рекомендується розстановка коліс на якомога більшу ширину.

Підготовка гідро- і пневмосистеми. Гідросистеми промивають дизельним паливом і заливають відповідно робочою рідиною.  (Із умов застосування масло для гідравлічних повинно мати температуру застигання на 15-20 0С вищу від температури навколишнього повітря. Більшість гідравлічних рідин мають температуру застигання не вище – 400С, а тому їх можна застосовувати при - 200С.) У пневматичній системі вводять вологопоглинач — силікагель, який випускається у вигляді спеціальних патронів.

Створення нормальних умов для роботи водія. З цією метою перевіряють і приводять у справний стан теплозахист кабіни, засоби її обігрівання, склоочисники, стекла.

Збереження машин на відкритих площадках узимку утрудняє пуск двигунів, погіршує показники надійності машин, збільшує витрата палива й ускладнює проведення обслуговування

Утруднення пуску двигунів виникає через складність створення пускової частоти обертання колінчатого вала і погіршення умов сумішоутворення і запалення робочої суміші Надійний пуск карбюраторного двигуна можливий, якщо його колінчатий вал обертається зі швидкістю, що забезпечує відповідні швидкості повітря у впускному тракті, вихрьоутворення й інтенсивне розпилювання палива, без яких неможливий процес підготовки паливної суміші до запалення, а дизельного — при досить високій температурі кінця стиску

Частота обертання колінчатого вала, що відповідає цій швидкості, називається пусковою частотою обертання. Мінімально необхідна частота обертання залежить від типу двигуна і температури навколишнього повітря. Щоб надати колінчатому валу двигуна пускову частоту обертання, пусковий пристрій повинний подолати момент опору прокручуванню колінчатого вала при пуску:

Моп = Mj +Мк+Мτ

де Mj — момент на подолання сил інерції при розгоні мас двигуна, що рухаються, до пускової частоти обертання, Нм; Мк — момент на подолання компресії в циліндрах двигуна, Нм; Мτ — момент на подолання сил тертя, Нм.

Величини моментів Mj і Мк при зниженні температури практично не змінюються, а момент Мτ являє собою основну по величині складову Мсопр і дуже значно (у кілька разів) збільшується при зниженні температури внаслідок підвищення в'язкості оливи.

У той же час при низьких температурах різко знижуються можливості пускового пристрою (стартера). Це пояснюється зменшенням напруги і ємності акумуляторної батареї. При зниженні температури на 1°С ємність АКБ знижується, на 1,0...1,5%.

При низьких температурах погіршуються умови сумішоутворення і згоряння суміші, робоча суміш збіднюється. У той же час унаслідок зменшення напруги на клемах АКБ знижується енергія іскри. Спільна дія цих двох факторів збільшує труднощі пуску карбюраторного двигуна в зимовий час.

У дизельних двигунів при низьких температурах у зв'язку з різким збільшенням в'язкості палива погіршується якість його розпилювання. При зниженні температури від +20°С до —20°С в'язкість дизельного палива збільшується в 8—10 разів. Відповідно збільшуються і розміри крапель розпиленого палива і зменшується їх відносна поверхня, що утрудняє запалення.

Для досягнення надійного пуску дизеля температура tc кінця стиску повинна бути вище температури самозапалювання t_сам палива: 

t_c =t_сам+(200—300), °С.

У той же час через те, що температура повітря, що надходить у циліндри, t_пов зменшується, а тепловіддача від робочої суміші в стінки циліндра збільшується, температура кінця стиску знижується, утрудняється запалення палива, а отже, і пуск двигуна.

9.1.2 Способи і засоби полегшення пуску двигунів при збереженні машин при низьких температурах повітря

Існуючі способи можна розділити на три групи: збереження тепла від попередньої роботи двигуна; використання тепла від зовнішнього джерела; холодний пуск.

Збереження тепла від попередньої роботи застосовується при нетривалих зупинках машини на об’єкті, чи при короткочасному збереженні на стоянці в умовах не дуже низьких температур. Для збереження тепла в двигуні застосовуються ватяні стьобані чохли, що покривають радіатор і капот. Акумуляторна батарея утеплюється чохлом із шаром скляної вати товщиною до 30 мм. Утеплювальний чохол двигуна сповільнює його охолодження в 2—2,5 рази. Крім того, чохлами можуть бути утеплені картер двигуна, паливний бак і масляний фільтр. Тривалість остигання двигуна до припустимих меж при наявності утеплювальних чохлів і швидкості вітру 1—5 м/с коливається від 8 год. при 0°С до 0,5 год. при —30°С.

Слід зазначити, що застосування чохлів при підведенні тепла до агрегатів від зовнішнього джерела зменшує витрату тепла на 40-50%.

Пуск із використанням тепла від зовнішнього джерела застосовується при тривалому збереженні машини — у міжзмінний час. Тепло від зовнішнього джерела може бути використане в режимі підігріву двигуна чи його розігріву. При підігріві тепло підводиться до двигуна постійно протягом усього періоду його збереження, а при розігріві - тільки перед пуском.

Ступінь підігріву (розігріву) двигуна оцінюють по температурі води в сорочці охолодження блоку циліндрів, визначають її по покажчику на щитку приладів. З огляду на те, що при тривалому підігріві різниця в температурах сорочки охолодження і найбільш холодних частин двигуна (підшипників колінчатого вала) менше, ніж при розігріві, температура в головці циліндрів повинна бути при підігріві +40—60°С, а при розігріві +80—90°С.

При виборі зовнішнього джерела тепла для підігріву (розігріву) розрахунок необхідної кількості тепла роблять по загальному рівнянню передачі тепла від джерела до об'єкта, що обігрівається, з урахуванням втрат:

qdτ = Cдвdτ + αF(t-tпов)dτ

де q — кількість тепла, що підводиться від джерела до двигуна в одиницю часу (теплопродуктивність джерела тепла), Дж/год; τ - час, протягом якого підводиться тепло, год; Сдв — загальна теплоємність двигуна, Дж/К; t — температура двигуна, 0K; α — коефіцієнт тепловіддачі двигуна, Вт/(м·К); F - поверхня тепловіддачі, м2; tпов - температура навколишнього середовища, 0K.

При складанні цього рівняння прийняті допущення, що тепловтрати випромінюванням і на нагрівання сусідніх агрегатів малі, а також, що поточні середня температура двигуна і температура стінки двигуна досить близькі і тому позначаються одним символом t. Перший член правої частини рівняння не залежить від часу обігріву. Другий член — величина втрат конвекцією αF(t-tпов)dτ; — у процесі підвищення температури двигуна зростає, тому що зростають t і різниця (t-tпов). Якщо тепло підводиться в режимі міжзмінного підігріву, величина t залишається постійної, тобто dt=0 і Сдвdt=0.

Величина α складає 5—30 Вт/(м·К) (менше значення для добре утепленого двигуна при відсутності вітру, більше для неутепленого двигуна при помірному вітрі).

Теплопродуктивність джерела:

q = (t-tпов)·

Зіставлення отриманої по останньому рівнянню величини теплопродуктивності з технічними даними джерел тепла дозволяє прийняти обґрунтоване рішення про вибір останніх.

Величина необхідної теплопродуктивності джерела тепла q, Вт характеризує капітальні витрати на пристрої безгаражного збереження. Експлуатаційні витрати в кожному випадку можна визначити по загальній витраті тепла на підготовку однієї машини Q=qτ, Дж, де τ - час розігріву чи підігріву.

Витрата води на пуск одного двигуна

Вв = [Vc·(Кп+1)+Vп]·Дх, л.

Vc – середня ємкість системи охолодження двигуна, Vc =31,6 л.,

Кп – кратність проливу води, Кп = 2; Vп- втрати води при заправці;

Дх – кількість холодних днів в році Дх = 140 для України.

Витрата тепла на пуск одного двигуна при розігріві водою

Q = C·(t2-t1)·Вв·10-6, Гкал.

С – питома теплоємкість води, С=1 ккал/(кг·град);

t2-t1 – різниця температур підігрітого та холодного двигуна, град.

Витрата газу на пуск одного двигуна

Вг = Вчг·tмп·Дх

Вчг – годинна витрата газу одним пальником (типу “Зірочка” Вчг=0,2, типу “6206” Вчг = 0,36 м3/год)

tмп – час міжзмінного підігріву.

Витрата теплоти при підігріві двигуна збереженою теплотою ТОСОЛу

Q = С·m·(t2- t1)  Дж

C - питома теплоємність тосола С=4200 Дж/(кг·0С),  

m - маса тосола, t2-збережена температура тосола. 

Підігрів і розігрів гарячою водою.

При розігріві водою за допомогою роздавальних шлангів заливається через горловини радіаторів у системи охолодження двигунів (при відкритих зливальних краниках) Для досягнення необхідного теплового стану двигуна при температурі повітря вище —10°С досить гарячої води в кількості, рівному одному обсягу системи охолодження: при температурі від -10°С до -20°С необхідні 1,5-2,0 обсяги води, при більш низьких температурах не менш 2,5-3,0 обсягів.

Рис 9.2. Залежність температури суміші t_c =наприкінці стиску в дизеля від частоти обертання n колінчатого вала і температури навколишнього середовища t_пов

Рис. 9.3. Залежність часу τ запізнювання надходження оливи в корінні підшипники від температури блоку циліндрів і оливи в піддоні двигуна.

Рис. 9.4. Залежність пробігу автомобіля Lз, еквівалентного одному пуску, від пускової температури двигуна.

Можливими груповими джерелами теплоенергопостачання (рис. 9.5) є котельні установки, теплова, електрична, газова мережі, теплогенератори. Перенос тепла від джерела до машин, що обігріваються, здійснюється теплоносієм

З умов міцності системи охолодження при централізованому підігріві надлишковий тиск води не повинний перевищувати 30—35 кПа, температура води 90°С.

Для підігріву двигунів гарячою водою створюється нагрівальна система (рис. 9.6). Гаряча вода при температурі 80—90 °С уводиться через заливну горловину радіаторів за допомогою спеціальної пробки з гумовими прокладками в систему охолодження, а потім через нижні патрубки системи охолодження повертається в бак 5. У такий спосіб створюється циркуляція води по замкнутому контуру. Надлишковий тиск у системі охолодження не повинен перевищувати 30—35 кПа. При розігріві двигунів гаряча вода від котельні подається до теплороздавальних пунктів, що за допомогою шлангів приєднуються до систем охолодження. Основні недоліки цього способу розігріву двигунів наступні: підвищена вартість устаткування площадок для розігріву двигунів; необхідність будівництва другого (зворотного) трубопроводу; інтенсивне відкладення шумовиння в системі охолодження двигунів і в самій котельні; утрати води і зледеніння площадок збереження.

Рис 9.5. Класифікація способів обігріву з використанням групових джерел тепла.

Більш розповсюджений і досконалий розігрів і підігрів паром (рис. 9.7), особливо без повернення конденсату. Спочатку пара пропускається в незаповнену водою систему охолодження через спеціальний штуцер із кранами в блоці циліндрів при відкритій пробці наливного патрубка радіатора, потім заливають у систему воду і після підігріву двигуна до необхідної температури подача пари припиняється.

Рис. 9.6. Схема підігріву двигунів водою: 1 — ємкості; 2—роздавальні трубопроводи; 3—відцентрові насоси; 4 — ручний насос; 5—бак для води; 6— раковина; 7—манометр; 8 — повітрозбірник: А - з водопроводу; Б — у каналізацію; В - до системи охолодження машин; Г - з систем охолодження машин

Рис. 9.7. Схема підігріву і розігріву двигунів пором: 1 — парові котли; 2, 4 — конденсаційні місткість; 3  — роздавальний трубопровід; 5—бак для води; 6—паровий насос; 7—відцентровий насос; 8 — ручний насос

Підігрів і розігрів паром.

Пара є дуже інтенсивним теплоносієм. При підігріві паром може бути використаний по двох схемах «без повернення конденсату» і «з поверненням конденсату» Якщо остудити 1 кг повітря на 1°С, виділиться близько 1 кДж, а 1 кг антифризу — 3,35 кДж. При охолодженні 1 кг пари (з урахуванням схованої теплоти паротворення) виділиться більш 2250 кДж. Для рівномірного розподілу тепла при введенні пари в сорочку охолодження в останній застосовуються спеціальні відбивачі.

Спосіб «без повернення конденсату» властиві недоліки - можливість виникнення тріщин блоку через місцеві перегріви, інтенсивному утворенні шумовиння в котлів через необхідність постійного підживлення котлів свіжою водою замість загубленого конденсату.

Застосування способу «з поверненням конденсату» зв'язано з ускладненням устаткування площадки і підвищенням витрат на її влаштування. При цьому способі контрольна трубка, по який стікає конденсат, приєднується до трубопроводу повернення конденсату в котельню.

Підігрів і розігрів повітрям. Основними частинами установки для повітрообігріву є: пристрій для підігріву і подачі повітря (калориферна установка); повтропроводи і вузли підведення повітря до агрегатів машини, система контролю і сигналізації.

Саме широке поширення одержав метод підігріву і розігріву двигунів гарячим повітрям (рис.9.8). Обігрів теплообмінника калорифера здійснюється гарячою водою від котельні чи теплоцентралі. Можуть також застосовуватися електрокалорифери. Повітря, що нагнітається вентилятором через калорифер, нагрівається до 60—90 °С и надходить у повітропроводи. Їх споруджують з бетону/цегли, металу, дерева, підземними і наземними.

Рис. 9.8. Схема підігріву двигунів повітрям: А — пристрій для нагрівання і подачі повітря; Б - повітропровід зі сполучними патрубками (1-вентилятор, 2-калорифер, 3-повітропровід, 4- патрубок)

Гаряче повітря подається до стоянок, обладнаним на виході патрубками з подвійного брезенту з утеплювальною прокладкою. Через ці патрубки повітря може подаватися практично на будь-який агрегат і вузол (двигун, коробка передач, задній міст, акумуляторна батарея, кабіна, системи живлення і мащення і т.д.).

Передбачено спеціальну систему контролю роботи електродвигуна і подачі гарячого повітря до машин. При використанні цього методу підігріву двигуна не потрібно переобладання машини. Його доцільно застосовувати у великих підприємствах.

Ефективність використання тепла може бути підвищена подачею повітря гнучким шлангом безпосередньо в картер двигуна. Однак цей спосіб забезпечує лише обігрів двигуна. Акумуляторні батареї, фільтри, агрегати трансмісії при цьому не обігріваються.

Кількість гарячого повітря на одну машину (у системах без рециркуляції) складає в залежності від його типу від 300 до 1000 м3/г.

Для підігріву і розігріву машин інфрачервоними променями застосовуються спеціальні газові пальники, що працюють на природному і зрідженому газах. При поглинанні інфрачервоних променів твердими тілами промениста енергія перетвориться в теплову.

Рис. 9.9. Типи повітропроводів: а — поперечні переріз; 1 - підземний; II — наземний; IV - надземний; б — з бетонних труб

Для підігріву машин у польових умовах чи при відсутності стаціонарних джерел теплопостачання застосовуються індивідуальні підігрівачі, а при температурі нижче —25 °С для підігріву рідини в системі охолодження й оливи в піддоні двигуна використовуються пускові підігрівники.

Застосування пускових рідин.

Основою пускової рідини «Холод Д-40» для дизелів є диетиловий ефір (60—65%), що володіє дуже низькою температурою самозапалювання (близько 130—140°С) і великою випаровуваністю (кипить при 34,5°С). Крім того, до складу цієї рідини входять петролейний ефір, олива для двигуна і ізопропід-нитрат (13—17%). Для карбюраторних двигунів застосовується пускова рідина «Арктика» на основі сірчаного ефіру (45— 60%), до складу якої входять противозносні, протизадирні й антиокисні присадки. Це зменшує зноси циліндро-поршневої групи при пуску.

Пускові рідини подаються у всмоктувальний тракт двигуна за допомогою спеціальних пускових пристосувань чи карбюраторів. Можливе застосування рідин в аерозольному упакуванні з подачею рідини в усмоктувальний патрубок двигуна чи через повітроочисник.

Для зменшення в'язкості оливи і опору прокручуванню колінчатого вала при холодному пуску необхідно використовувати оливи з пологою в’язкістно-температурною характеристикою.

При застосуванні способу холодного пуску системи охолодження машин заправляються низкозамерзаючими рідинами - антифризами. Антифризи на етиленгликолевій основі марок 40 і 65 складаються з 50—70% етиленгликоля і 50—30% води. Температура замерзання антифризу мінус 40-65°С. У випадку замерзання антифризу в системі охолодження небезпека ушкодження системи відсутня, тому що обсяг антифризу при замерзанні збільшується незначно (для антифризу марки 40 на 0,25%, у той час, як для води на 9%) і при цьому зовні він являє собою пухку аморфну масу. Температура кипіння близько 200°С. При нагріванні з нього в першу чергу випаровується вода, тому при зниженні рівня антифризу в радіаторі необхідне дозаправлення системи охолодження водою.

Коефіцієнт об'ємного розширення антифризу при нагріванні великий, тому заповнювати систему охолодження необхідно на 5—6% менше її місткості.

9.1.3. Розміщення рухомого складу на місцях відкритого збереження

Можливі три способи розміщення рухомого складу на місцях відкритого збереження: із закріпленням за кожною одиницею постійного місця, із закріпленням місць збереження за колоною (бригадою) і знеособлене збереження, тобто установка на будь-яке вільне місце стоянки.

Рис. 9.10. Схема тупикового розміщення машин на відкритій площадці: а — при стаціонарних засобах підігріву; б — при рухомих засобах підігріву; 1 — теплова магістраль

Положення машин на місцях відкритого збереження щодо проїзду при тупиковому способі розміщення залежить від застосовуваного устаткування для розігріву чи підігріву двигунів. При стаціонарному устаткуванні машини встановлюються на місця збереження за умови зручного приєднання системи охолодження двигунів до магістралі теплоносія, використовуваного для розігріву чи підігріву (рис. 9.10, а). При рухомих засобах підігріву (водозаправниках чи парогенераторах) машини на місцях збереження встановлюють двигунами убік проїзду (рис. 9.10, б).

Машини з заднім розташуванням двигуна і радіатора встановлюють на місцях збереження відповідно зазначеним вище умовам. Машини з причіпним і напівпричіпним РО встановлюють виходячи з умови мінімального їх маневрування на площадці. Для цього застосовують однорядне прямоточне розміщення: прямокутну (рис. 9.11, а) чи косокутну (рис. 9.11, б) із проїздами по обидва боки ряду машин.

Рис. 9.11. Схеми розміщення машин з причіпним РО і причіпного РО окремо від базових машин.

Роздавальні пристрої для підігріву двигунів у цьому випадку встановлюють у проході між двома сусідніми точками.

Збереження причіпних машин окремо від тягачів організують за способом однорядного прямоточного розміщення: прямокутної (рис. 9.11, в), косокутної (г) чи паркетної (д).

З переходом до осінньо-літнього періоду умови експлуатації в основному поліпшуються, проте підвищення температури зовнішнього повітря понад 35 °С призводить до помітного (на 50 % і більше) зменшення потужності двигуна через порушення його теплового режиму і зменшення коефіцієнта навантаження двигуна. При підвищенні температури інтенсивно випаровується вода з системи охолодження і акумуляторів, зменшується в'язкість мастила, в результаті чого його мастильні властивості погіршуються, а витікання збільшується.

Влітку різко збільшується вміст у повітрі пилу, що призводить до забруднення фільтрів і потрапляння абразиву у складальні одиниці і зчленування машин, що прискорює їх спрацювання. Підвищення температури повітря понад 30 °С прискорює процеси старіння і самовулканізації пневмопокришок. Висока температура і значний вміст пилу у повітрі погіршують умови роботи машиністів.

На весняно-літній режим експлуатації переходять при підвищенні температури до 5 °С. З цією метою: переходять на літнє паливо, мастильні матеріали і технічні рідини; зимове обладнання - водомаслонагрівники, чохли, ланцюги (проти ковзання) ремонтують і здають на склад; виконують сезонне технічне обслуговування, яке доповнюють контролем і ремонтом фільтрів, радіаторів, пневмопокришок і вентиляторів; перезаряджають акумуляторні батареї.

Гідравлічні, пневматичні та інші системи будівельних машин експлуатуються у специфічних важких умовах. Ці умови характеризуються різкими коливаннями температури, що залежить від кліматичного поясу, в якому експлуатуються машини, періоду року, а також часу доби. Крім того, при роботі будівельних машин виникають миттєві перевантаження, вібрації.

Екскаватори, бульдозери, більша частина тракторів, підйомні крани, скрепери, а іноді і автомашини зберігаються не лише влітку, а й взимку на відкритих майданчиках або безпосередньо в кар'єрах.

Для зменшення втрат енергії на переборення гідравлічних опорів швидкість руху робочої рідини по трубопроводах не повинна перевищувати 10 м/с. В той же час тиск, що створюється гідравлічними насосами в системах сучасних будівельних машин, становить 6,5...25МПа. В результаті при збільшенні в'язкості робочої рідини втрати на гідравлічний опір досягають великих значень. Зміна температури також дуже впливає на гідропривід.

В літній період робоча рідина сильно перегрівається, в'язкість її зменшується, що викликає перебої в роботі системи і підвищує спрацювання її деталей. Крім того, зростає витікання рідини через нещільності в системі. В неї потрапляє повітря, і рідина швидко стає непридатною.

9.2. Особливості експлуатації машин при високих температурах

Для районів із сухим жарким кліматом характерно не тільки  висока  температура повітря, але і низька його вологість, велика запиленість, а також сонячна радіація і несприятливі  дорожні умови при не недотриманні спеціальних рекомендацій негативно впливають  на  працездатність машин:

  •  унаслідок зменшення щільності робочої суміші  при  підвищенні температури навколишнього повітря до 40-450С потужність двигуна зменшується на 15%;
  •  можливі перебої в роботі двигуна через утворення парових пробок у бензонасосі і паливопроводах;
  •  можливий підвищений (у 2 рази і більш) знос циліндрів, поршневих кілець, шийок колінчатого вала і вкладишів підшипників при роботі двигуна  під  навантаженням в умовах сильної запиленості повітря (2-3 гр. на метр куб );
  •  знижується ефективність роботи системи охолодження, температура охолодної рідини може досягати 109-1190С, у результаті чого в камері згоряння і на клапанах відбувається інтенсивне нагароутворення;
  •  інтенсивне старіння масел через швидке їх окислювання  викликає відкладення на поверхню деталей смолистих речовин і механічних домішок, швидке засмічення масляних каналів і фільтрів;
  •  висока  температура повітря і наявність парів палива в підкапотному просторі двигуна (80-1000С)  підвищує  пожежну  небезпеку, викликає  швидке  старіння  і руйнування електроізоляційних матеріалів, підвищене випарування дистильованої води і саморозряд акумуляторних батарей.

При русі машин на ґрунті утвориться товстий шар дуже дрібного пилу, при чому, зважена в повітрі, цей пил довго не осідає, у безвітряну погоду - протягом 2-3 години. Потрапляння пилу в прилади електроустаткування викликає швидкий знос їх деталей,  приводить до несправностей у системах запалювання й електроустаткування.

Експлуатуючи машини в жарких умовах, необхідно вчасно очищати і мити їх, обслуговувати повітроочисники і фільтри, попереджувати влучення пилу в агрегати і системи машини.

Відбувається підвищене випаровування гальмівної рідини,  унаслідок чого в гідравлічних і пневмогідравлічних приводах утворюються парові пробки, що викликають відмови в роботі гальм.

Збільшується схильність робочих рідин у гідропідсилювачі привода керма до піноутворення,  унаслідок чого знижується робочий тиск, зростає відкладення смол, погіршується його працездатність.

Пластичні мастила розплавляються чи витікають зі зчленувань кермових тяг  при  температурі:  солідоли  70...75 0С,  мастила 1-13 і ЯНЗ-2 -1200С, консталин і літол – 130 0С.

В'язкість трансмісійних  масел  в  агрегатах при температурах, що досягають 120-140 0С,  значно знижується, що сприяє їх підтіканню через ущільнення.  У гідродинамічних коробках передач збільшується піноутворення, що погіршує працездатність гідросистем.

Погіршується еластичність шин, діафрагм гальмових камер, сальників, манжет,  приводних пасів, оббивних матеріалів, пластмасових деталей. Деталі з дерева розсихаються і  розтріскуються, а фарби вицвітають.

9.3. Заходи щодо підвищення ефективності використання машин

Експлуатація машин  в умовах жаркого клімату і підвищеної запиленості повітря вимагає проведення спеціальних організаційних  і технічних заходів. ТО-1 і ТО-2 проводиться зі зменшеною періодичністю в  порівнянні зі звичайними умовами:  для автомобілів на 30-35%, гусеничних машин і тракторів на 20...25%.

На ТО затрачається приблизно на 25% більше часу, тому що значно частіше (майже в два рази) необхідно проводити мащення втулок осей балансирів і підшипників механізмів включення фрикціонів, промивати фільтри і доливати дистильовану воду в АКБ.

Додатково проводяться  роботи  з обдування механізмів стисненим повітрям, фільтрації води, промивання шарнірів і заміна мастила в двигунах із промиванням системи мащення.

В умовах жаркого клімату особливий  контроль  здійснюється  за роботою й обслуговуванням системи охолодження двигуна і його температурним режимом.  Щодня перевіряється натяг пасу і рівень охолодної рідини. При підготовці машин до літнього періоду експлуатації, система охолодження перевіряється на герметичність, а пробки радіаторів - на тиск спрацьовування пароповітряних клапанів; при необхідності система охолодження промивається.

Машини в умовах жаркого клімату повинні забезпечуватися додатково однією заправкою пом'якшеної води для дозаправлення.

Для захисту від забруднення палива,  масел і  робочих  рідин необхідно правильно організувати їх заправку і збереження, що попереджають внесення абразивних часток і інших механічних  домішок  у картер механізмів системи машин.

Паливні фільтри, фільтри систем змащення і гідросистем промиваються з меншої періодичністю. Фільтри і відстійники системи  живлення на автомобілях  промиваються через 350-400 кілометрів,  на гусеничних машинах через 250-300 кілометрів пробігу.

Зниження в'язкості масел,  робочих рідин і палива з підвищенням температури повітря збільшує можливість їх підтікання через прокладки, сальники й інші з'єднання. Тому необхідно постійно стежити,  щоб не було порушень герметичності з'єднань і кришок заправних горловин. Повітроочисники двигунів в умовах роботи з високою запиленістю обслуговуються щодня.

У зв'язку  з  обмеженою  кількістю  води очищення машин рекомендується проводити з застосуванням стиснутого повітря і водоповітряної суміші. Витрата повітря при обдуві (тиск 5кгс/м) складає 0,5 м/хв., а час на обробку однієї машини до 15 хв. Застосування водоповітряного струменя і спеціальних мийних щіток з підведенням стиснутого повітря значно скорочує витрату води. Солончаковий пил рекомендується  здувати  з  поверхні  машин стисненим повітрям,  тому  що  при  змиванні водою утворяться розчини, що підсилюють корозію металів.

Варто очищати від пилу отвори сопунів агрегатів і  вентиляційні отвори АКБ. В умовах жаркого клімату через 2-3 дня в АКБ перевіряється рівень електроліту і, при  необхідності, доводити його до норми доливанням дистильованою водою.

Для підвищення  прохідності в пісках машини на пневмоколісному ходу оснащуються колійними доріжками з металевої сітки, протибуксаторами, самовитаскувачами, а  гусеничні машини - колодами з комплектом ланцюгів для кріплення колод до гусениць.


Стратегія ТО

За ресурсом

За техн. станом

1. За часом

2. За напрацюванням

  1.  За відмовою
  2.  За кількістю відмов
  3.  За параметром
  4.  За результатом огляду

Синтез стратегій


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34847. ЧДД как критерий эффективности инвестиций 99 KB
  Здесь инвестициям приписывается знак а доходам проекта знак . Этот индекс показывает во сколько раз приведенная к определенному моменту времени доходы проекта больше приведенных к этому же моменту времени затрат капитальных вложений проекта. В формуле 4 доходы и затраты проекта приведены к нулевому году в формуле 5 к концу жизненного цикла проекта. При расчете этих показателей следует иметь ввиду 4 особенности инвестиционного проекта.
34848. Внутренняя норма доходности капитальных вложений простого проекта 36.5 KB
  ВНД проекта – это единственный положительный корень уравнения NPV = ∑Tt=0NCFt 1xt = 0 Неудобство такого определения в том что если жизненный цикл проекта больше двух лет то необходимо искать корни уравнения третьей четвертой и т. ВНД – это такая процентная ставка при которой чистый дисконтированный доход проекта обнуляется. Основной показатель эффективности проекта – это показатель NPV.
34849. Внутренняя норма доходности капитальных вложений сложного проекта 60.5 KB
  это определение действует и для простых и сложных проектов Таким образом ВНД это максимальная величина процентных ставок которая может быть получена инвестором в данном проекте Определение 2 ВНД проекта – это единственный положительный корень уравнения Неудобство такого определения в том что если жизненный цикл проекта более 2х лет то необходимо понять корень уравнения 3ей4ей и т. Определение 3 ВНД – такая процентная ставка при которой ЧДДчистый дисконтированный доход проекта обнуляется. Основные показатели эффективности...
34850. Индекс рентабельности капитальных вложений. Лимитирование финансовых средств для инвестиций 131 KB
  Если бюджет капитальных вложений ограничен а проектов несколько то следует отобрать лучшие проекты. Отбор лучших проектов осуществляется по индексу PI. Если проекты являются взаимозависимыми то отбор проектов для портфеля инвестиций существенно усложняется. В этом случае придется рассчитать коэффициенты парных корреляций между доходами проектов включенных в портфель.
34851. Дисконтированный срок окупаемости капитальных вложений 31 KB
  NPV Т годы 1 2 3 4 5 DPP=24года Методика расчета DPP: 1. По графику определяем DPP. Он всегда больше простого срока окупаемости DPP PP потому что при расчете DPP чистые денежные потоки уменьшаются на величину процентов...
34852. Анализ чувствительности ЧДД к различным факторам 29.5 KB
  Переменные которые подвергают изменению: а переменные затраты проекта б постоянные затраты проекта в цена единицы продукции выпускаемой в рамках этого проекта. 2 Применяется для анализа чувствительности одного проекта при условии что известны нормативы отклонения всех переменных. на собственном опыте или из литературных источников установить примерное удорожание объекта в ходе строительства примерную величину роста инфляции и других параметров проекта. Переменные которые подвергаются изменению: а смета капитальных вложений б величина...
34853. Операторы 99 KB
  При этом каждый из операторов выполняет некоторое действие над данными. Операторы ТР подразделяются на две группы: простые и структурированные. Простые операторы не содержат в себе других операторов структурированные включают в себя другие операторы – как простые так и структурированные.
34854. Операторы цикла 77 KB
  Для любого оператора цикла вход в цикл возможен только через его начало выход осуществляется как вследствие естественного окончания цикла так и путем выполнения оператора перехода GOTO или процедур выхода содержащихся внутри цикла. Счетный оператор цикла FOR реализует циклический процесс с известным числом повторений и имеет две формы записи: Первая форма позволяет наращивать параметр цикла на единицу: FOR параметр цикла := min.значение DO оператор ; параметр цикла это переменная целого либо любого порядкового типа min и mx...
34855. Процедуры прерываний 78 KB
  00 Типизированные константы Пример . c1 и c2 – идентификаторы обычной и типизированной констант type – тип константы данный элемент присутствует в описании только типизированной константы – это и является её основной внешней отличительной особенностью; vlue – значение...