Повышение надёжности гидравлических систем строительных машин методами технического диагностирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.04, кандидат наук Нгуен Чонг Минь

• Нгуен Чонг Минь
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Нгуен Чонг Минь

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ НАДЁЖНОСТИ ГИДРОФИЦИРОВАННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

1.1. Общие проблемы управления надёжностью строительных машин

1.1.1. Основные определения по надёжности строительных машин

1.1.2. Причины снижения эксплуатационной надежности строительных машин

1.1.3. Методы повышения надежности строительных машин

1.1.4. Обзор исследований по надежности строительных машин

1.1.5. Анализ условий эксплуатации строительных машин во Вьетнаме

1.2. Особенности эксплуатации гидрофицированных строительных машин

1.2.1. Особенности эксплуатации гидравлических систем строительных машин

1.2.2. Анализ надежности гидравлических систем строительных машин

1.2.3. Обоснование объектов исследования гидросистем строительных машин

1.3. Методы обеспечения надежности гидросистемы при диагностировании и обслуживании строительных машин

1.4. Анализ методов оценки технического состояния элементов гидросистем строительных машин (методы, оборудование)

1.5. Выводы по 1 главе

Постановка цели и задач исследования

Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПРИВОДА В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

2.1. Разработка диагностической модели оценки состояния гидромоторов строительных машин

2.2. Разработка диагностической модели оценки состояния гидроцилиндров строительных машин

2.3. Экспериментальная оценка точности диагностических моделей

2.3.1. Испытание гидроцилиндра

2.3.2. Испытание гидромотора

2.3.3. Прогнозирование остаточного ресурса гидроцилиндров строительных машин

2.3.4. Прогнозирование остаточного ресурса гидромоторов строительных машин

2.4. Выводы по 2 главе

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ДИСТАНЦИОННОЙ ОЦЕНКИ (МОНИТОРИНГА) ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПРИВОДА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

3.1. Система распознавания и контроля технического состояния элементов гидравлического привода строительных машин

3.2. Оценка надежности и рисков отказов гидравлических систем строительных машин по результатам дистанционного диагностирования

3.3. Тарировка системы дистанционного диагностирования гидросистемы строительных машин

3.3.1. Настройка контроля рабочего состояния гидромотора

3.3.2. Настройка контроля рабочего состояния гидроцилиндра

3.4. Выводы по 3 главе

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОЙ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПРИВОДА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

4.1. Анализ амортизационных отчислений в период эксплуатации строительных машин

4.2. Анализ расходов на все виды ремонта и диагностирование строительных машин

4.3. Анализ расходов на оплату труда рабочих

107

4.4. Анализ расходов на энергоносители

4.5. Анализ расходов на смазочные материалы

4.6. Анализ расходов на гидравлическую жидкость

4.7. Анализ расходов на перемещение машин

4.8. Выводы по четвертой главе

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

РЕКОМЕНДАЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕЙ РАЗРАБОТКИ ТЕМЫ115

ПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования:

Современное строительство характеризуется все возрастающим объемом строительных работ, выполняемых механизированными способами, что требует постоянного увеличения численности строительной техники. Строительные машины все чаще оснащаются передовыми и современными видами технологического оборудования. Большое значение в развитии и повышении эффективности сложных процессов механизации и автоматизации в строительстве имеет правильное управление и эксплуатация строительных машин. В процессе эксплуатации строительных машин случаются непредвиденные отказы, которые не только снижают производительность труда, но и приводят к экономическим потерям. Поэтому возрастает потребность в повышении надежности строительных машин, оснащении их оборудованием, позволяющим оперативно реагировать на изменения технического состояния машин и повышать эффективность их использования. Особенно важной эта задача становится применительно к строительной технике, используемой в тропических климатических условиях Республики Вьетнам.

Гидравлический привод рабочего оборудования является наиболее популярным в строительной технике. Гидравлическая система привода рабочего оборудования является замкнутой системой, в которой очень сложно определить степень и место повреждения, по статистике время на диагностические испытания составляет до 40% от общего времени ремонта. Время простоя машин в ремонте оказывает значительное влияние на эффективность использования строительной техники, производственный план и ход строительства.

В период эксплуатации техническое состояние машины в целом и гидросистем, в частности, ухудшается, вызывая снижение производительности и качества функционирования, снижение мощности, повышение температуры рабочей жидкости, повышение уровня шума при работе машины. Основная

причина, приводящая к вышеуказанному явлению - это утрата работоспособности рабочими жидкостями и смазочными материалами в условиях тропического климата, вследствие этого повышенный износ конструктивных элементов, приводящий к увеличению зазоров между рабочими поверхностями деталей гидропривода. Эти повреждения могут быть выявлены посредством технического осмотра и диагностирования гидравлической системы.

В зависимости от устройства и места передачи диагностической информации различают бортовую, лабораторную (с применением стационарных диагностических стендов) и дистанционное диагностирование. Современные средства связи и передачи данных позволяют использовать дистанционные диагностические системы для оценки технического состояния машин не менее эффективно, чем традиционные стационарные диагностические системы.

Диагностирование позволяет контролировать техническое состояние строительных машин в процессе эксплуатации, что является важным методом определения надежности и оценки рисков строительных машин. Поэтому использование методов диагностирования, особенно дистанционного диагностирования строительных машин, является необходимой и перспективной задачей повышения надежности строительных машин в современную цифровую эпоху.

Степень разработанности темы исследования:

Исследованиями по актуальным вопросам в области надежности автомобилей, строительных машин занимались многие известные российские и зарубежные ученые: Болотин В.В., Шейнин А.М., Хазов Б.Ф., Алексеев И.В., Гриб В.В., Зорин В.А., Болдин А.П., Харазов А.М. и др. [1, 9, 10, 39, 44, 48, 46, 116, 117, 121 и др.].

Изучению вопросов диагностирования и надежности гидроприводов посвещены исследования таких учёных, как Башта Т.М., Харазов А.М., Гринчар Н.Г., Павлов А.И., Сырицын Т.А., Александров В.А., Комаров А.А., Биргер И.А. и других ученых [2, 7, 36, 84, 104, 105, 117].

Однако в большинстве научных исследований используются современные методы и оборудование для оценки и прогнозирования состояния элементов машины, описанные в работах Зорина В.А., Федотова А.И., Бауровой Н.И. и др [49, 52, 113 и др.].

Цель диссертационной работы - повышение долговечности и безотказности строительных машин за счёт своевременного выявления и предупреждения отказов гидравлических систем на основе оперативной диагностической информации о техническом состоянии элементов гидропривода.

Основные задачи исследования, в соответствии с целью, состояли в следующем:

1. Анализ особенностей эксплуатации гидрофицированных машин и методов обеспечения надежности гидроприводов при техническом обслуживании и ремонте строительных машин в тропических условиях эксплуатации Вьетнама.

2. Разработка метода дистанционного диагностирования технического состояния гидромоторов строительных машин.

3. Разработка метода дистанционного диагностирования технического состояния гидроцилиндров строительных машин.

4. Разработка математической модели повышения надёжности строительных машин на основе информации, полученной с помощью системы дистанционной дистанционного диагностирования

5. Разработка алгоритмов дистанционного диагностирования гидросистемы строительных машин

6. Оценка экономической эффективности использования методов дистанционного диагностирования для определения технического состояния элементов гидропривода строительных машин.

Объект исследования - элементы гидропривода строительных машин: гидромоторы и гидроцилиндры.

Предметом исследования является метод дистанционного диагностирования технического состояния гидросистем строительных машин.

Методология и методы исследования: математическое моделирование процессов, происходящих в гидроприводе, использование статистических данных для разработки математических моделей оценки технического состояния гидросистем строительных машин, аппарат теории надёжности, теории вероятности, иммитационного математического моделирования.

Научная новизна работы заключается в разработке:

1. Математической модели изменения технического состояния гидроцилиндров строительных машин.

2. Математической модели изменения технического состояния гидромоторов строительных машин.

3. Алгоритмов дистанционного диагностирования гидросистем строительных машин.

4. Математической модели повышения надёжности строительных машин на основе информации, полученной с помощью системы дистанционного диагностирования.

Теоретической и практической значимостью диссертационной работы являются:

1. Имитационная модель изменения технического состояния гидромоторов строительных машин

2. Имитационная модель изменения технического состояния гидроцилиндров строительных машин

3. Модель дистанционного диагностирования технического состояния гидросистемы строительной машины

4. Математическая модель повышения надёжности машин на основе информации, полученной с помощью системы дистанционного диагностирования.

Положения, выносимые на защиту:

1. Диагностическая модель оценки состояния гидромоторов и гидроцилиндров, предоставляющая диагностическую информацию на основе изменений давления рабочей жидкости с учётом температуры по мере увеличения износа элементов гидропривода

2. Система дистанционного диагностирования гидравлических систем строительных машин

4. Математические модели оценки технического состояния элементов гидросистем строительных машин

5. Алгоритмы дистанционного диагностирования гидросистемы строительных машин

6. Методика оценки остаточного ресурса по результатам дистанционной оценки (мониторинга) технического состояния элементов гидропривода строительных машин

Степень достоверности и апробация работы:

Положения, выводы и научные рекомендации подтверждаются результатами теоретических и экспериментальных исследований гидравлических систем строительных машин, проведённых в соответствии с требованиями математического анализа, теории планирования экспериментов, статистического анализа достоверности и точности полученных экспериментальных данных.

Основное содержание работы было доложено и обсуждено на следующих конференциях, семинарах и выставках:

78-ой Международной научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ, Россия, г. Москва, МАДИ, 28-31 января 2020 г;

79-ой Международной научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ, Россия, г. Москва, МАДИ, 25-30 января 2021 г, Microsoft Teams;

80-ой Международной научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ, Россия, г. Москва, МАДИ, 25-26 января 2022 г;

Международной научно-технической конференции «Энергоресурсосберегающие технологии и оборудование в дорожной и строительной отраслях», Россия, г. Белгород, БГТУ им. В.Г. Шухова, 23-25 октября 2021г.;

International Scientific Conference « 2021 intelligent technologies and electronic devices in vehicle and road transport complex», Russia, Moscow, Madi, 11-12 November 2021, Zoom;

II Международной конференции «Наука и техника в дорожной отрасли» с участием молодых ученых, Россия, г. Москва, МАДИ, 21 апреля 2022 г;

Публикации:

По теме диссертационной работы опубликовано 10 научных работ, из них 3 статьи опубликовано в изданиях, входящих в «Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук и доктора наук», 2 работы опубликованы в изданиях, входящих в базу цитирований Scopus, 3 публикации в прочих изданиях, авторских свидетельств - 2. В печатных работах подробно изложено содержание всех основных разделов диссертации, выводы и результаты работы.

Структура и объем диссертационной работы:

Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы из 155 наименований, в том числе 28 иностранном языке. Работа содержит 145 страниц, включая 129 страниц основного текста, содержащего 22 таблиц, 80 рисунков и 4 приложения на 16 страницах.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ НАДЁЖНОСТИ ГИДРОФИЦИРОВАННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

1.1. Общие проблемы управления надёжностью строительных машин

1.1.1. Основные определения по надёжности строительных машин

Согласно ГОСТ, надежность - это свойство конкретного объекта выполнять определенные функции и в то же время сохранять свои показатели эффективности при эксплуатации, техобслуживании, определенных режимах и условиях хранения и определенной транспортировке [19, 25]. Термин «объект» - это наиболее распространенное название изделия: автомобиль, строительная техника, оборудование, агрегаты. Объекты, подлежащие исследованию с применением аппарата теории систем, называются системами. Система представляет собой совокупность элементов, предназначенных для выполнения определённых функций. Например, гидравлическая система состоит из отдельных элементов, таких как гидроцилиндры, гидромоторы и т.д. В процессе эксплуатации строительная машина может находиться в следующих состояниях: исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное, отказа. Оценить надежность строительной машины можно используя набор стандартных показателей. Каждое свойство, определяющее уровень надежности строительной машины (долговечность, безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость), характеризуется определенной группой показателей. Наработка на отказ и продолжительность ремонта являются случайными величинами, поэтому определение показателей надежности основано на теории вероятностей и математической статистике [63].

В работе [87] предлагается классификация машин по типу работы, которая подразделяется в зависимости от проектных параметров машины и рабочего

процесса. Техническое диагностирование очень важна для управления надежностью строительной техники. Выбор стратегии управления надежностью машины в значительной степени зависит от используемого метода диагностирования.

1.1.2. Причины снижения эксплуатационной надежности строительных

машин

Для управления надежностью строительно-дорожной техники необходима объективная информация о техническом состоянии конструктивных элементов машин. Выбор стратегии управления надежностью машин в эксплуатации в значительной степени зависит от применяемых методов технического диагностирования [39].

В процессе эксплуатации строительной машины на ее работоспособность влияют:

- внешняя рабочая среда: температура, влажность,..., включая эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт машины;

- факторы внутри строительной машины: параметры трения, изнашивания, коррозии, усталости, интенсивность которых зависит от реежимо работы двигателя, гидросистемы, коробки передач и др;

- накопленные внутренние напряжения в материалах деталей машин во время изготовления, монтажа и ремонта.

Все воздействия на строительные машины приводят к изменению исходных параметров деталей и агрегатов машин, что приводит к их повреждению (рис. 1.1) [127]. Строительная машина в процессе работы находится в разных рабочих состояниях и выполняет разные функции. Ресурс машины определяется моментом достижения предельного состояния, при котором она не может работать или восстановление исходного рабочего состояния невозможно или нецелесообразно.

Энергия, Изменение Повреждения Изменения

действующая свойств или материала и выходных

на машину состояния деталей параметров

материала машин машин

1 ■

Отказ

Рисунок 1.1 - Схема процесса возникновения отказов [127]

Каждый отдельный объект имеет разные значения параметров состояния (рис. 1.2). Номинальные значения и пределы таких параметров указаны в технических характеристиках машин [127].

Рисунок 1.2 - Блок-схема изменения состояния строительных машин во время

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение надёжности гидравлических систем строительных машин методами технического диагностирования»

работы [127]

1.1.3. Методы повышения надежности строительных машин

Исследования показали, что для повышения надежности строительных машин часто используются результаты математико-статистического анализа. На основе статистических данных были разработаны различные меры по улучшению

конструкции машин и их технической эксплуатации. Некоторые направления повышения надежности строительных машин: улучшение систем фильтрации воздуха, топлива и масел, разработка новых смазочных материалов, рабочих жидкостей. Известны работы в этой области профессоров М.А. Григорьева, В.А. Зорина, К.В. Рыбакова, Е.И. Адлера, И.Н. Кравченко, Л. Джеломанова, Ю.Д. Казакова, В.И. Баловнева, А.И. Доценко, Л. Джеломанова, В.В. Гриб, H. Achintya, M. Sankaran и др [31, 32, 39, 46, 105, 122, 128 и др]. В этих исследованиях широко применяются системы фильтрации топлива, улучшение смазочных материалов и рабочих жидкостей строительных машин, автомобилей, сельскохозяйственных машин. Результаты исследований используются при производстве и эксплуатации машин.

Кроме того, повышение надежности деталей и узлов строительных машин заключается в улучшении структурно-механических свойств износостойких конструкционных материалов. Для улучшения противоизносных, антифрикционных, химических свойств деталей машин используются полимерные материалы. Известны работы в этой области В.А. Зорина, Н.И. Бауровой, Л.Г. Петровой, B. Alessandro, K. Horst, и др [45, 129, 140 153 и др]. В работах М. Хрущева, Б. Костецкого и других зарубежных ученых разработаны правила формирования основных свойств трибологических соединений машин. Для повышения износостойкости деталей машин используются технологические приемы [95]: термохимическая закалка, механическая закалка, противоизносные покрытия и др.

Однако представленные методы требуют значительных вложений в оборудование на производственных объектах, разработку новой техники и материалов. Поэтому оптимальным методом повышения надежности является правильное обслуживание и техническое диагностирование. Использование методов технического диагностирования не только повышает надежность строительных машин, но и отвечает будущим требованиям в области экологии и защиты окружающей среды. Техническое диагностирование помогает нам определить техническое состояние строительных машин, выявить неисправность

агрегатов, узлов механических систем, а также предотвратить возможные неисправности и повреждения. Таким образом, это помогает нам максимально использовать ресурсы строительной техники, сократить время простоя, повысить производительность и экономическую эффективность использования машин [127].

1.1.4. Обзор исследований по надежности строительных машин

Результаты экспериментальных и теоретических исследований показали, что для создания надежных машин необходимо решить множество проблем, связанных с влиянием различных факторов.

Традиционно решение проблемы повышения надежности агрегатов строительных машин в условиях эксплуатации производится на основании результатов статистического анализа безотказности и долговечности. На основе статистических данных производится обоснование ресурсных показателей конструктивных элементов машин и периодичности профилактических ремонтных воздействий [11, 64].

Повышение надежности за счет внедрения в эксплуатацию методов мониторинга технического состояния конструктивных элементов машин и прогнозирования их надежности (главным образом за счет внедрения методов и средств диагностирования, прогнозирования ресурса и предупреждения отказов) являются актуальными направлениями повышения эффективности использования строительных машин.

Другой подход к проблеме повышения надежности строительных машин заключается в улучшении физико-механических и эксплуатационных свойств конструкционных материалов, применяемых для изготовления трибосопряжений. Это достигается за счет улучшения антифрикционных, противоизносных, противозадирных, реологических и других свойств поверхностей трения, приводящих к повышению их износостойкости, химической, коррозионной стойкости и т. п.

Так, развитию математической теории надежности строительных машин посвящены работы А.А. Маркова, А.К. Эрланга, А.Н. Холмогорова, В.А. Зорина и других ученых.

В работах А.С. Проникова, Б.В. Гнеденко, В.А. Зорина, Ю.А. Ветрова, K. Günter, G. Gerhard и других ученых предложены различные методы расчета надёжности элементов и систем строительных машин [10, 14, 15, 18, 88, 92, 96, 103, 112, 124].

1.1.5. Анализ условий эксплуатации строительных машин во Вьетнаме

Вьетнам всегда считался одной из самых динамично развивающихся экономик Юго-Восточной Азии с относительно высокими темпами роста. Особенно с учетом процесса ускоренной индустриализации и модернизации страны, чтобы к 2035 году стать индустриальной страной. Поэтому потребность в инвестициях в строительство экономической и социальной инфраструктуры очень высока. Большое количество строительной техники, импортируемой во Вьетнам, поступает из таких стран, как Япония, Корея, Китай, Америка, Россия, Германия и др. Количество, тип и состояние строительных машин во Вьетнаме показаны на рис. 1.3 - 1.5 [67, 148].

Рисунок 1.3 - Происхождение строительных машин во Вьетнаме [67, 148]

74? 1«

Тип 4. 5

+75

2014 г.

ОД

2015 г.

2016 г.

2017 г,

¿015 г.

Рисунок 1.4 - График количества и качества строительных машин во Вьетнаме [67]

1351 1413 1426 1439 1445

Шт

1600 1400 1200 • 1000 800 600 400 200 0

2014г

Бульдозеры 1 Экскаваторы Катки

Автогрейдеры фронтальные погрузчики Бетоноукладчики и асфальтоукладчики

-018г Год

Рисунок 1.5 - Виды строительных машин во Вьетнаме [67]

Из приведенных выше графиков видно, что количество строительных машин во Вьетнаме в последние годы увеличивается из года в год. Однако количество групп машин 1-го типа (отвечающих современным требованиям) еще невелико, в основном используются машины 2-го и 3-го типа; есть даже 4 класс, 5 класс (не отвечающие современным требованиям) машин. По данным Вьетнамской ассоциации строительных машин, средний срок службы строительных машин во Вьетнаме составляет от 5 до 10 лет, в зависимости от типа, частоты использования, качества обслуживания и ремонта, оригинальной машины, и т.д.

Вьетнам полностью расположен в тропическом климатическом поясе Северного полушария, поэтому получает большое количество солнечной

радиации, территория вытянута на 15 параллелей, поэтому климат отличается от севера к югу. Климатические зоны Вьетнама показаны на рис. 1.6. [40]

Номер зоны Наименование Примерные географические границы

I Северная От государственной границы с Китаем и Лаосом до юга провинции Нинь Бинь

II Северно-центральная От севера провинции Тхань Хоа и государственной границы с Лаосом до юга провинции Хуе

III Южноцентральная От северной границы провинции Да Нанг и северной границы зоны IV до юга провинции Бинь Тхуан

IV Горная местность От государственной границы Кампучии до линии Кон Тум -Зай Лай - Дак Лак - Дак Нонг -Лам Донг

V Южная От северной границы провинции Бинь Фыок и государственной границы с Кампучией до Ка Мау

Рисунок 1.6 - Климатические зоны Вьетнама [40]

Климатические условия Вьетнама характеризуются высокими температурами окружающей среды. Среднегодовая температура воздуха составляет от 22°С до 30°С. Каждый год бывает около 100 дождливых дней со средним количеством осадков от 1500 до 2000 мм. Влажность воздуха выше 80%. Количество часов солнечного сияния составляет около 1500 ^ 2000 часов, средняя лучистая теплота - 22,84 МДж/м2 в день.

Тропический климат Вьетнама является важнейшим фактором, определяющим надежность и долговечность строительной техники, что напрямую влияет на техническое состояние машин. Температура воздуха, солнечная радиация, влажность воздуха, осадки являются факторами, определяющими климатические условия эксплуатации строительных машин. Климатические факторы влияют на физико-механические свойства конструкционных и

эксплуатационных материалов, снижают работоспособность строительных машин.

Показатели надежности и климатические факторы эксплуатации строительных машин имеют стохастическую связь. Поток отказов объекта ю^к) определяется по следующей формуле:

Ю^к) = Со + С^к+ С2^к2, (1.1)

где Со, С1, С2 - коэффициенты регрессии, которые определяются по информации о работе строительных машин при их использовании в различных климатических условиях; Sk - показатель технической жесткости климата.

В настоящее время строительная техника, работающая во Вьетнаме, в основном поступает из России. Поэтому в качестве основы для оценки надежности строительных машин, работающих в условиях тропического климата (Вьетнам), выбраны условия эксплуатации строительных машин в условиях умеренного климата (г. Москва). В работе Кох П.И. [65] предлагается оценить техническую жесткость климата в тропических (Вьетнам) SVN и умеренных (Москва) Sм условиях эксплуатации по следующим формулам:

SvN = (0,55 • ^ + 0,20 • ^ )(1 + 0,01 • Оь^ )(1 + 0,0075 • ^ ) •

• (1 - 0,03 • V, )(1 + 0,026 • *ап)(1 + 0,009 • пт )(1 + 0,012 • Т )

и

(1.2)

(1.3)

= (0,75 • tmintb + 0,25 • tmintd )(1 + 0,015 • tMг) • (1 + 0,07 • V* ) • •(1 + 0,26 • *ат )(1 + 0,014 • Пт )(1 + 0,022 • Тм )

где ^ахЬ - среднее значение максимальных температур воздуха за три наиболее теплых месяца года, °С;

tmaxtd - среднее значение абсолютного максимума температуры воздуха за три наиболее теплых месяца, °С;

Qbx - среднее значение месячной суммы солнечной радиации за три наиболее теплых месяца;

tkk - средняя непериодическая амплитуда суточных колебаний температуры воздуха за три наиболее теплых месяца, °С;

- средняя скорость ветра за три наиболее теплых месяца, м/с; davn - среднее значение относительной влажности воздуха за три наиболее теплых месяца в долях единицы;

пт - среднее число дней с дождями за три наиболее теплых месяца; ^ - продолжительность действия в месяцах средней температуры воздуха выше 0 °С;

- средняя минимальная температура воздуха трех самых теплых месяцев в году, оС;

^ш - среднее значение абсолютного минимума температуры воздуха трех самых теплых месяцев в году, оС;

tkth - средняя непериодическая амплитуда суточных колебаний температуры воздуха трех самых теплых месяцев в году, оС;

Ум - средняя скорость ветра трех самых холодных месяцев в году, м/с; dam - среднее значение относительной влажности воздуха (в долях единицы) трех самых холодных месяцев в году;

пхт - среднемесячное количество туманных и метельных дней трех самых холодных месяцев в году, дней;

- продолжительность действия в месяцах, когда средняя температура воздуха ниже нуля.

Статистические данные о климатических условиях Вьетнама и Московской области представлены в табл. 1.1 и 1.2 [40, 47, 68].

Таблица 1.1

Параметры о тропических климатических условиях (Вьетнам) [40, 47, 68]

Фактор tmaxtЪ tmaxtd Qъx tkk davn Пт ^

Город °С °С МДж/м2 °С м/с % дней дней

Ханой (з. I) ^ 29,9 39,53 19,15 14,63 3,73 86 8,67 30

Винь (з. II) 30,03 40,1 19,32 14,7 3,83 76 10 30

Дананг (з. III) 29,53 38,2 21,55 13,27 3,33 77 7,33 30

Зай Лай (з. IV) 23,8 33,4 16,86 11,1 2,63 88 8 30

Вунгтау (з. V) 28,37 38,5 15,66 12,23 3,47 81,33 8,33 30

Таблица 1.2 - Параметры условий умеренного климата (Москва) [40, 47, 68]

tmintb tmintd tkth Vtd *ат nxm и.м

оС оС оС м/с % дней месяц

- 8,83 - 39,7 5,27 1,6 84,67 4,2 5

Из статистических данных таблиц 1.1, 1.2 и формул 1.1, 1.2, 1.3 изменение технической жесткости климата по месяцам года представлено на рис. 1.7.

Рисунок 1.7 - График изменения технической жесткости климата Вьетнама и

Москвы по месяцам

Изменение технической жесткости климата и параметра потока отказов строительных машин (например экскаватора) в климатических зонах Вьетнама и Москвы показано на рис. 1.8.

Бк (ок.ю'

Ханой Винь Дананг Зай Лай Вунгтау Москва

Рисунок 1.8 - График значений технической жесткости климата и параметра потока отказов строительных машин в климате Вьетнама и Москвы Из приведенных результатов расчетов получаем, что параметры потока

отказов строительных машин (например экскаваторов), работающих в странах с

тропическим климатом (Вьетнам) выше, чем у строительных машин, работающих в странах с умеренным климатом (г. Москва) (в 1,01^1,61 раза). Поэтому показатели надежности строительных машин (ресурс), работающих в условиях тропического климата, также будут в 1,5 раза ниже, чем у строительных машин, работающих в странах с умеренным климатом (г. Москва).

Графики изменения технической жесткости климата и параметра потока отказов строительных машин в условиях эксплуатации Вьетнама по месяцам года, представлен на рис. 1.9.

Рисунок 1.9 - График изменения технической жесткости климата и параметра потока отказов строительных машин Вьетнама по месяцам

Из рис. 1.9 видно, что с мая по август параметры технической жесткости климата и параметры потока отказов строительных машин достигают высоких значений (в июне - самый высокий со значением Sk = 37,89; юк = 10,1.10-3). Это связано с повышением температуры воздуха и солнечной радиации в летние месяцы года во Вьетнаме. Поэтому во Вьетнаме строительные машины, работающие в этот период, должны обслуживаться и контролироваться более внимательно.

Если К характеризует изменение относительных параметров отказов строительных машин, работающих в тропическом климате (Вьетнам), и строительных машин, работающих в умеренном климате (Москва). Следовательно, существует связь между коэффициентом К и жесткостью

климата Sk (рис. 10.). Определить критерии надежности строительных машин, работающих в условиях тропического климата (Вьетнам), можно исходя из параметров отказов строительных машин при работе в умеренном климате (Москва) по следующей формуле:

= ЮоК> (1.4)

У = 0,0011х2 + 0.0034х + 0.0017

г I

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Рисунок 1.10 - График зависимости коэффициента К от жесткости технического

климата Sk

На основе корреляционного анализа можно определить типичную для условий тропического климата (Вьетнам) зависимость К и Sk по формуле:

К ) = 0,0017+0,0034Sk +0,00Ш\ (1.5)

Таким образом, на основе уравнений 1.4 и 1.5 можно решить задачу оценки и прогнозирования остаточного ресурса строительных машин, работающих в условиях тропического климата (Вьетнам) исходя из надежности строительных машин, работающих в умеренном климате (Москва), с учётом влияния тропических климатических условий на работу строительных машин.

В настоящее время почти на 100% строительных машин используют гидравлические системы привода рабочего оборудования. Строительные машины, работающие в тропическом климате (высокая температура, сильное солнечное излучение) повышают температуру рабочей жидкости, поэтому рабочая жидкость быстро теряет работоспособность, скорость старения резиновых уплотнений, резиновых труб увеличивается, сокращается срок службы гидравлических элементов. С повышением температуры окружающей среды вязкость рабочей

жидкости уменьшается, увеличивается трение между поверхностями трения, что приводит к увеличению зазоров трибосопряжений, снижению мощности и производительности гидросистемы. Факторы, влияющие на вязкость, показаны на рис. 1.11 [77, 144].

Рисунок 1.11- Изменение кинематической вязкости масел в зависимости от рабочей

температуры [77, 144] а - Зависимость кинематической вязкости от температуры; б - Зависимость между кинематической вязкостью, температурой и давлением

Наиболее перспективным методом повышения эксплуатационной надёжности строительных машин является техническое диагностирование. Для обеспечения надежности строительных машин и увеличения срока службы гидросистемы при эксплуатации во Вьетнаме необходимо строго соблюдать регламент технического обслуживания, ремонта, диагностирования и регулярно проводить контроль технического состояния.

1.2. Особенности эксплуатации гидрофицированных строительных машин

1.2.1. Особенности эксплуатации гидравлических систем строительных

машин

Большинство современных строительных машин, используемых во Вьетнаме, производятся в России и за рубежом, рабочее оборудование имеет

гидравлический привод. Строительная техника выполняет основные работы по строительству и ремонту дорог, типичными представителями являются экскаваторы, бульдозеры, погрузчики,... Некоторые типы строительных машин представлены на рис. 1.12.

Рисунок 1.12 - Некоторые типы строительных машин

Гидро-механическая характеристика преобразования мощности гидравлических систем приводит к базовой структуре гидравлической системы, показанной на рис. 1.13 [152]. В состав гидросистемы входят основные элементы:

- насос;

- силовые элементы (гидромотор, гидроцилиндр);

- устройство управления и регулирования (гидрораспределитель); - аксессуары.

Основное различие между гидравлическими контурами - это силовой насос и гидравлическая коммутация потоков.

Сигналы

Гидравлическая система

Рисунок 1.13 - Базовая структура гидросистем [152]

Типы контуров гидравлических систем включают: параллельные гидравлические контуры, последовательные гидравлические контуры и их комбинации. На рис. 1.14 представлена схема одновременной работы двух

исполнительных гидромеханизмов экскаватора, приводимых одним насосом с переменным рабочим объёмом.

Если стрела поднимается с одновременным поворотом ковша, в гидроцилиндры их привода будут поступать потоки рабочей жидкости соответствующих величин. Каждый индивидуальный регулятор давления будет поддерживать расход постоянным, независимо от меняющейся нагрузки.

Поскольку гидромеханизм стрелы нагружен большим давлением, пропорциональный гидрораспределитель его привода направляет управляющий поток из полости высокого давления гидроцилиндра в пилотный золотник LS регулятора насоса. Клапан «ИЛИ» пропустит управляющий поток с большим давлением. В результате насос будет развивать давление, равное сумме величин давлений в гидроцилиндре стрелы и регулятора насоса. При этом расход, вырабатываемый насосом, обеспечит потребности обоих исполнительных гидроцилиндров.

Широкое распространение в мобильной технике получило сервоуправление пропорциональными распределителями. В качестве пилотного регулятора давления используются гидравлические джойстики. Они содержат трёхходовые редукционные клапаны, управляемые механической ручкой. Диапазон регулирования пилотного давления лежит в интервале от 0,5 до 2,0 МПа.

1.2.2. Анализ надежности гидравлических систем строительных машин

Советские и российские ученые показали, что для повышения надежности гидравлических систем строительных машин существуют два основных направления:

- Повышенние надежности гидроэлементов при проектировании и производстве.

- Повышенние надежности в процессе эксплуатации строительных машин (использование методов диагностирования и оборудования, мониторинг рабочего состояния гидросистем, прогнозирование остаточных ресурсов и прогнозирование повреждений).

Практически все исследователи, занимавшиеся данным вопросом, отмечали необходимость применения методов и средств контроля технического состояния и диагностирования машин [1, 2, 3, 6, 12, 32, 48, 61, 63, 73, 76, 83, 94, 97, 106, 117, 121, 123, 126, 140].

Обеспечение надежности гидравлических систем строительной техники -сложная задача, требующая комплексного подхода как при изготовлении гидроэлементов, так и в процессе их эксплуатации, на основе статистического анализа повреждений гидросистемы для определения факторов, влияющих на гидросистему строительных машин (рис. 1.15) [36].

Современные диагностические системы обладают широкими возможностями накопления и передачи информации о техническом состоянии машин, которая может быть использована для решения поставленных задач. В зависимости от устройства и расположения системы передачи, хранения и обработки информации различают дистанционные и стационарные диагностические системы. Современные средства связи и передачи данных позволяют использовать дистанционные диагностические системы для оценки технического состояния машин не менее эффективно, чем традиционные стационарные диагностические системы с 2009 года.

Резервирование

Выбор элементов с повышенной надежностью

Облегчение режимов

Оптимизация схем. конструкции

Пр огнознрование ресурса

Профил актнка

Воздействия окружающей среды: температура, влажность, запыленность

Неблагоприятные ^эксплуатационные режимы: высокое давление, пульсации, гидроудары

Динамические и инерционные нагрузки

Вибрация

Повышенная температура рабочей жидкости

Кавитация

Повышающие факторы

НАДЕЖНОСТЬ И

РЕСУРС ГИДРОПРИВОДОВ

Понижающие факторы

Субъективные

Субъективные

Вхоцной и текущий контроль параметров, диагностика

Стандартизация, унификация

Ремонте пригодность, технологичное ть

Подготовка кадров

Оптимизация процесса поиска отказов

Система ТО и ППР

Неорежное хранение

Ненадежные элементы

Недостатки схемных решений

Недостатки конструкций

Нарушения технологии

Низкая культура производства

Нарушение правил эксплуатации

Низкое качество ТО

Рисунок 1.15 - Факторы, влияющие на надежность гидравлических систем

строительных машин [36]

Специалисты кафедры ПРАДМ МАДИ и компании «Фарватер CAN технологии» занимаются разработкой оборудования для работы с CAN-шиной, которое дает возможность контролировать и считывать информацию о техническом состоянии и режимах работы различных видов транспортно-технологических машин. Использование этого оборудования позволяет получать (в том числе дистанционно) диагностическую информацию, необходимую для оценки и прогнозирования надежности машины в определенный момент времени, предотвращения отказов, планирования сроков и объема технического обслуживания и ремонта [52].

В процессе эксплуатации машины поломки, связанные со снижением объемного КПД и неправильной настройкой гидросистемы, составляют 50-60% от общего количества. Распределение отказов систем строительных машин показано на рисунках 1.16 и 1.17 [35]:

* 60,0

га"

I 50,0

I 40,0 -1 30,0

а

с

1 |

ravraj fe ■ \ ■ 1 Я

1 1 1

1 1 1 № ■"ft, ■ |

шяш Щ ■■ Р 1 1 Hi i шВ

■ ■ H ш

12 3 4 Рисунок 1.16 - Распределение отказов по системам [35] 1- двигатель; 2 - гидропривод; 3 - электропривод; 4 - элементы механических передач

3 4 5 6 место отказа

Рисунок 1.17 - Удельный вес отказов в гидравлической системе [35] 1 - гидравлические рукава; 2 - быстроразъемные соединения; 3 - уплотнения гидроцилиндров; 4 - уплотнения в насосах и гидромоторах; 5 - насосы (выход из строя по объемному КПД); 6 - гидромоторы (выход из строя по объемному КПД); 7 -распределители; 8 - управляющая аппаратура (клапаны, дроссели).

В работе [34, 37] определена средняя наработка на отказ основных типов гидроаппаратов, применяемых на строительных машинах и на машинах транспортного строительства, путем сбора статистической информации о надежности гидроприводов (таблица 1.3) [2].

Таблица 1.3 - Наработка на отказ элементов гидропривода [2]

Гидроаппараты Нараоотка на отказ Т, час (по мотослетчнку)¿ ' mili

Стреловые краны Одноковшовые экскаваторы Машины транспортного строительства Путевые МЯТГТИИЫ

I 2 3 4 5

Насосы шестеренные ЮОО-^ЗООС 2000 450 -=-2500 1475

Насосы ластзычатые eso - laso 1350

Насосы аксиально-поршнеБые нерегулир 5000 - 850С = 750 1000- 500С 3000 1000- 300С 2000 1500 - 55 ОС 3500

Насосы аксиально— поршневые регулируемые 2500 300 С 5250 500 -=-5000 275D

Гидромоторы аксиально-поршнеБые 3000- 350С 5750 1000^ 500C 3000 1000- 300С 2000 1500- 550С 5500

Гидроцилиндры 1200+ 10000 6500 - 13 DOC 600 * 10D0C 1000-^ 64ОС

6100 9250 6300 5700

Гидропневмо -аккумуляторы lOOOü-ir ■ 0000 10000 - 15000 1D000 -i- J5000 1000D -г 15000

2 С1 DOC1 12500 12 500 12500

Клапаны давления, напорные золотники IODO— 15000 soco 6500^ 15000 10750 IS00- 5?0С 4300 3000-Í- 13000 3000

Клапаны предохракител&но-перелнвные 2000- 15000 9000 □500— 15000 10750 2500- 5S0C 4300 3000 ч- 13000 3000

Клапаны обратные, Клапаны "илн" 7000-15000 2100-100000 5000-25000 10000 ч- 20000 15000

Распределители золотниковые 1500- 900С 525Ü езоо- 25000 16550 1400- 450С 2Й50 4500-е- Ó50C 55 D0

Дроссели и регуляюры потока 2000 - ÍOCOO 6000 2500-!- 10000 6250 2800-!- 5S0C 4300 2500- IOCOO □ 250

СерЕоклапаны. серБовенти.ти 1700Ó50C +io£i 600^ 160D 1100

Фильтры 1000- 300C zoco 1000- 620E 3600 500 ■!■ 2500 1500 loo a-f- óooc 55 D0

Арматура, соепинензгя 10000^ 20000 15000 2500- 20000 11250 2500-!- 20(300 11Z50 2500-j- 2000G 11750

Шланги РВД 5 00 — 5C'00 2750 ЭССС+ 10000 65 DO ЗООЙ-ЗООО 2Ó50 300^5000 2650

Венпшн 10000^- 20000 150 ÜC 100 DO- 15000 12500 ЮООО-н 15000 12500 10000 ч- 15000 12 5 ОС

Реле давления 2000^ «ОС 5000 2000-i- 500С 5500

Гидрозамки 4000^ 12C00 2000* 15000 2000-í- 15СОО 2000^ 15000

SOCO B500 3500 3500

1.2.3. Обоснование объектов исследования гидросистем строительных машин

В период эксплуатации техническое состояние машины в целом и гидросистем, в частности, ухудшается, вызывая снижение производительности и качества функционирования, снижение мощности, повышение температуры рабочей жидкости, повышение уровня шума при работе машины. Статистические данные по отказам, полученные в ходе наблюдения приведены в таблице 1.4 [111]. Основная причина, приводящая к вышеуказанному явлению - это повышенный износ конструктивных элементов, приводящий к увеличению зазоров между рабочими поверхностями деталей трибосопряжений гидропривода. Если наружные повреждения достаточно легко обнаружить визуально, то внутренние дефекты можно выявить только при помощи неразрушающих методов контроля, диагностирования. Общепризнанным является тот факт, что средства и методы технического диагностирования являются наиболее перспективными для повышения эксплуатационной надежности техники [37, 44].

Таблица 1.4 - Статистические данные по отказам элементов гидропривода одноковшовых экскаваторов [111]

Наименование элементов гидропривода Всего

Кол-во отказов %

Сдвоенные регулируемые аксиально-поршневые насосы 1 1,1

Нерегулируемые аксиально-поршневые моторы 7 7,9

Шестерённые насосы 8 9,1

Гидрораспределители 9 10,2

Гидроцилиндры 13 14,8

Рукава высокого давления 43 49,0

Другие элементы 7 7,9

Итого отказов 88 100

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нгуен Чонг Минь, 2022 год

- \ -

— 2.9370е+06 -

0 0.5 t, С 1 1

Л

0 0.5 1 1.5

t, С

Рисунок 2.17 - График давления и скорости поршня гидроцилиндра при GLi = 1,5.10-11м5/с-Н

х 10е

0 0.5 1 1.5

1, С

Рисунок 2.18 - График давления и скорости поршня гидроцилиндра при вы = 2,5.10-11м5/с-Н

0 0.5 1 1.5

1, С

Рисунок 2.19 - График давления и скорости поршня гидроцилиндра при вы = 3,5.10-11м5/с-Н

ю

£ 5

0

0.4 0.3

и = 0.2 Й)

0.1

х 10

Рисунок 2.20 - График давления и скорости поршня гидроцилиндра при вы = 4,5.10-11м5/с-Н

8 6

см 2

54 2 0

I

0.4 0.3

и

1 0.2 Й)

0.1 О

Рисунок 2.21 - График давления и скорости поршня гидроцилиндра при GLi = 6.10-11м5/с-Н

При значении утечки Gы ~ 0 м5/Н-с новый гидроцилиндр имеет нулевой зазор. Полученный параметр давления будет основой для диагностирования неисправности гидроцилиндра.

Когда мы изменяем в процессе моделирования значение утечки Gы, давление в системе изменяется. Чем больше суммарный зазор, тем ниже скорость и давление РЖ в гидроцилиндре.

Таким образом получены теоретические значения диагностических параметров на основе конкретных параметров гидроэлементов с разными уровнями зазоров и утечек. При проведении экспериментов с гидроэлементами одного типа, сравниваем полученные результаты с исходными теоретическими диагностическими параметрами. Отсюда можно определить степень износа (уровень отказа) гидроэлементов.

Таким образом, разработанная имитационная математическая модель позволяет обосновать новый метод диагностирования гидроцилиндров.

2.3. Экспериментальная оценка точности диагностических моделей

х 10е

По результатам имитационного моделирования определены диагностические параметры (повышенный износ). В этом разделе представлены результаты

лабораторных экспериментов с гидроцилиндрами и гидромоторами. Мы проводили эксперименты в компании "Техцентр гидравлика", в этом центре много современного лабораторного оборудования, опытный персонал.

2.3.1. Испытание гидроцилиндра

Для проверки сходимости результатов математического моделирования и определения значений зазоров в трибосопряжениях гидроцилиндра были проведены лабораторные исследования с использованием установки при постоянной температуре окружающей среды, общий вид которой показан на рис 2.22.

Рисунок 2.22 - Внешний вид установки для исследования гидроцилиндров

Информационно-измерительная система позволяет определить усилия, развиваемые при прямом и обратном ходах штока гидроцилиндра в разных режимах нагружения.

Программа испытательного стенда предназначена для работы с операционными системами MSWindows 2000/XP/Vista/7/8. Драйвер программы позволяет зарегистрировать характер изменения переходного процесса нагружения (величина груза увеличивалась: например 100 кг и т.д.).

В качестве испытательных образцов при проведении исследований использовались гидроцилиндры A1643205913 (Mercedes-Benz ML class W164): + d= 0,036 м (динаметр штока); + A1 = 0,001 м2 (площадь поршня в рабочей полости).

Мы провели эксперименты со следующим режимом [21]:

1. 3-й рабочий режим;

2. В результате испытаний нового гидроцилиндра при нормальной температуре и величине суммарного зазора ~ 0 получен график изменения усилия при прямом ходе штока, приведенный на рис 2.23.

Рисунок 2.23 - График изменения усилия при прямом ходе гидроцилиндра Fmax (толкающая) = 3200 Н, Fmax (тянущая) = 2390 Н

3. В процессе экспериментальных исследований проводились испытания 7 гидроцилиндров одной марки с различной наработкой и разными величинами зазоров при постоянной температуре окружающей среды. Получили следующие результаты:

Рисунок 2.24 - График зависимости рабочего давления в гидроцилиндрах от

значений зазоров

Анализ полученных зависимостей позволил получить закономерность снижения рабочего давления в гидроцилиндре при уведичении зазоров в трибосопряжениях.

Из имитационной модели (рис.2.12) по входным параметрам из эксперимента в табл. 2.1, результаты имитационного моделирования изменения работоспособности гидроцилиндров в зависимости от технического состояния, приведены на рис. 2.25.

Рисунок 2.25 - График зависимости давления рабочей жидкости в гидроцилиндре от величины зазора по результатам имитационного моделирования

Из рисунков 2.24 и 2.25 получаем график 2.26:

зазор, %

Я Результаты испытаний Результаты моделирования

Рисунок 2.26 - График сравнения зависимости рабочего давления рабочей жидкости гидроцилиндра от величины зазора по результатам экспериментов и

моделирования

Для оценки точности результатов имитационного моделирования проведём сопоставление полученных данных с результатами стендовых испытаний: - Результаты стендовых испытаний:

Для проверки точности, достоверности и однородности результатов экспериментальных исследований количество измерений составило п = 7.

Среднее арифметическое значений давления вычисляется по формуле 2.12 [124]:

- = А + р2 + ..р, (2.12)

п

- 3,2 + 3,1 + 3,03 + 2,89 + 2,77 + 2,67 + 2,49

р =-= 2,87857 МПа

7

Выборочная дисперсия значений давления вычисляется по формуле 2.13

[124]:

п _

X (Рг - Р)2

D = -, (2.13)

п -1

Если коэффициент К = р, формулу 2.13 может быть записанов следующем

Р

виде 2.14 [108]:

п

_2 XX(к- 1)2

D = а2 = р -, (2.14)

п -1

D = а2 = 2,878572 -0,04606 = 0,06361 (МПа)2

Среднеквадратическое отклонение значений давления вычисляется по формуле 2.15 [108]:

а = 4о =^10,06361 = 0,25222 МПа (2.15)

Все полученные значения представлены в таблице 2.3

Таблица 2.3 - Значения давлений по результатам испытаний

№ п/п р, МПа К II р 1 р К -1 (К-1)2

1 3,2 1,11166 0,11166 0,01247

2 3,1 1,07692 0,07692 0,00592

3 3,03 1,05261 0,05261 0,00277

4 2,89 1,00397 0,00397 0,00002

5 2,77 0,96228 -0,03772 0,00142

6 2,67 0,92754 -0,07246 0,00525

7 2,49 0,86501 -0,13499 0,01822

- Результаты моделирования:

Среднее арифметическое значений давления вычисляется по формуле 2.16 [124]:

- = А + р + ■■■+р, (2.16)

П

Р = 3,2019 + 3,0723 + 2,937 + 2,8129 + 2,6991 + 2,5942 + 2,4514 = 2 821П

Выборочная дисперсия значений давления можно вычислять по формуле 2.17 [108, 124]:

п

_2 I (К -1)2

01=а' = Д • ^-—. (2.17)

п -1

= а,2 = 2,824112 • 0,°5324 = 0,07076 (МПа)2

Среднеквадратическое отклонение значений давления можно вычислять по следующей формуле 2.18:

а = ТА =^Х(л -л) /(п-1); (2.18)

а =у[ц =>10,07076 = 0,26602 (МПа)

Все расчетные значения занесены в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Значения давления по результатам моделирования

№ п/п р, МПа к и р || р К, -1 (К-1)2

1 3,2019 1,13377 0,13377 0,01789

2 3,0723 1,08788 0,08788 0,00772

3 2,9370 1,03997 0,03997 0,00160

4 2,8129 0,99603 -0,00397 0,00002

5 2,6991 0,95573 -0,04427 0,00196

6 2,5942 0,91859 -0,08141 0,00663

7 2,4514 0,86803 -0,13197 0,01742

Определим величины отклонений результатов испытаний от значений, полученных путём моделирования:

£ = — •100% (2.19)

—1

0 25222

е = ---100% = 94,81%

0,26602

Таким образом получено совпадение экспериментальных результатов с результатами моделирования с точностью 94,81%.

2.3.2. Испытание гидромотора

Для проверки достоверности и точности результатов математического моделирования и определения значений зазоров были проведены лабораторные исследования с использованием установки, общий вид которой показан на рис. 2.27. Экспериментальные исследования проводились на стенде для испытаний насосов ГУР PS-102HRM в условиях постоянной температуры окружающей среды [22] (рис. 2.27).

Рисунок 2.27 - Внешний вид установки для исследования гидромоторов

В процессе экспериментальных исследований испытывались несколько образцов гидромоторов одной марки, имеющих разные зазоры в трибосопряжениях. Результаты испытаний приведены на рис. 2.28.

23

23

22

22

га 21 С

о.

20 20 19 19

Рисунок 2.28 - График зависимости рабочего давления рабочей жидкости от величины зазоров в трибосопряжениях гидромоторов

Анализ полученных зависимостей показывает, что при увеличении суммарных зазоров в следствии изнашивания, рабочее давление и уровень работоспособности гидромотора снижаются.

Из имитационной модели (рис.2.1.) с учётом входных параметров экспериментов (табл. 2.2) получаем результаты, показанные на рис 2.29.

23 22.7040

22 22 « 21 с = 21 а. 20 ш 22,1100 __ 21.8810

ш щ 21.5470

Щ н 21.011

ЙИ - - ■ ¿и./из 7П

| Ш 1 1 I шт. 1 19.923

И в ■

zu 19 19 И - д ¡ш я Н

и ¡ш ёе щ и ий Ш

зазор, %

Рисунок 2.29 - График зависимости давления рабочей жидкости от величины зазора по результатам имитационного моделирования

Из рисунков 2.28 и 2.29 получаем график 2.30:

Рисунок 2.30 - График зависимости рабочего давления рабочей жидкости гидромотора от величины зазора по результатам испытаний и моделирования

Для оценки точности результатов имитационного моделирования проведено сопоставление полученных данных с результатами стендовых испытаний. - Результаты испытаний: Для проверки точности, достоверности и однородности результатов экспериментальных исследований количество измерений составило п = 8.

Определим среднее арифметическое значений давления рабочей жидкости, используя следующую формулу 2.20 [108, 124]:

- = р + Р2 +... + Рп (2.20)

п

-_ 22,4355 + 22,2581 + 21,81599 + 21,50536 + 21,09741 + 20,83031 + 20,43513 + 20,08774 _ 30819 Р" 8 " , Выборочную дисперсию значений давления можно определить по формуле 2.21

[124]:

К ^ -1)2

D =а2 = р

п -1

(2.21)

Б = а 2 = 21,308192 •0,011 = 0,8324 (МПа)2

8-1

а = ■

п _ 2

=4° =\Ъ\р>-Р ) /(п-1);

V ^

(2.22)

а = ^й =у/0,8324 = 0,9124 (МПа)

Все расчетные значения занесены в таблицу 2.5. Таблица 2.5 - Значения давлений рабочей жидкости полученные по результатам

испытаний

№ п/п р, МПа К и р 1 Р К -1 (К-1)2

1 22,43550 1,05290 0,05290 0,00280

2 22,25810 1,04458 0,04458 0,00199

3 21,81599 1,02383 0,02383 0,00057

4 21,50536 1,00925 0,00925 0,00009

5 21,09741 0,99011 -0,00989 0,00010

6 20,83031 0,97757 -0,02243 0,00050

7 20,43513 0,95903 -0,04097 0,00168

8 20,08774 0,94272 -0,05728 0,00328

- Результатов моделирования:

Определим среднее арифметическое значений давления рабочей жидкости, используя следующую формулу:

р = р + р2 +... + рп (2.23)

п

— 22,704 + 22,11 + 21,881 + 21,547 + 21,011 + 20,703 + 20,305 +19,923 _ „„„ /Л/ГТТ Л р = —--------^-------= 21,273 (МПа)

Выборочную дисперсию значений давления рабочей жидкости можно определить по формуле:

п

_2 I (к-1)2

Ц=а,2 = р, ■ ^-—, (2.24)

п -1

о = = 21,2732 ■0,014 = 0,9066 (МПа)2

__п _ 2

— =>/а =\Х(Pi ~Р1)/(п~1);

\ г=1

(2.25)

— = ^ = ^0,9066 = 0,9522 (МПа)

Все расчетные значения занесены в таблицу 2.6. Таблица 2.6 - Значения давления рабочей жидкости по результатам моделирования

№ п/п р, МПа К и 115= К-1 (К-1)2

1 22,70400 1,06727 0,06727 0,00453

2 22,11000 1,03935 0,03935 0,00155

3 21,88100 1,02858 0,02858 0,00082

4 21,54700 1,01288 0,01288 0,00017

5 21,01100 0,98768 -0,01232 0,00015

6 20,70300 0,97321 -0,02679 0,00072

7 20,30500 0,95450 -0,04550 0,00207

8 19,92300 0,93654 -0,06346 0,00403

Определим величины отклонений результатов испытаний от значений, полученных путём моделирования:

~ (2.26)

£ = — •100%

—

0 9124

е = ---100% = 95,82%

0,9522

Из приведенных выше данных мы подтверждаем совпадение экспериментальных результатов с результатами моделирования с высоким уровнем точности.

Мы можем сделать вывод, что диагностическая модель, представленная в рис.2.1, рис.2.12, верна. В данной работе мы используем техническое диагностирование для повышения надежности гидравлической системы. Поэтому мы предлагаем модель удаленного диагностирования гидравлической системы (рис.2.31) [142].

Рисунок 2.31 - Система дистанционного диагностирования гидропривода СДМ 1 - Датчик температуры, 2 - Датчик давления, 3 - Датчик расхода, 4 - Стенд технического диагностирования СДД-19Т, 5 - ПК

Совокупность диагностических датчиков через модуль управления передаёт значения соответствующих показателей технического состояния гидросистемы на диагностическую станцию СДД-19Т, которая распознаёт, анализирует полученную информацию и через сеть Интернет транслирует данные в управляющий компьютер ПК.

Специализированное программное обеспечение в сочетании со встроенными датчиками на строительных машинах позволяет использовать терминалы для диагностирования состояния строительных машин.

Исследования выполнены на специальной технике, оснащённой системой бортового диагностирования, использующей протокол SAE J1708 CAN по ISO 9141 (используется стандартный 12-pin разъем). Для нашей техники прибор поставляется в 2-х модификациях:

1. Для непосредственного (стационарного) диагностирования

2. Для технического диагностирования

Диагностический прибор 2-го типа используется в наших экспериментах.

Модуль управления передает данные в наш диагностический прибор, далее прибор передает данные с использованием сети интернет в систему, установленную на используемом ПК (рис.2.32).

<->

Рисунок 2.32 - Передача данных через модуль управления

В случае выхода показателей на критический уровень, мы сможем:

- предупредить оператора о возможной неисправности, тем самым повысить безопасность использования техники;

- сможем оценить качество выполненного нами ремонта и его взаимосвязь с эксплуатационной наработкой, базируясь от получаемых диагностической системой данных.

Электронная система техники состоит из блоков управления и многочисленных датчиков, объединенных в единую сеть разветвленной паутиной проводки. Взаимодействие между элементами этой цепи осуществляется посредством электрических сигналов с определенными параметрами.

Работа всех деталей характеризуется механической энергией. Преобразование механической энергии движения в электрические импульсы с последующей передачей на ЭБУ - это задача датчиков.

2.3.3. Прогнозирование остаточного ресурса гидроцилиндров строительных

машин

Прогнозирование остаточного ресурса осуществляется по среднему статистическому изменению значения его параметра. Метод прогнозирования остаточного ресурса гидропривода или его отдельного элемента по среднему

статистическому изменению значения диагностического параметра используется при отсутствии информации об изменении значения параметра конкретного элемента в прошлом [117].

Получены статистические данные изменения технического состояния семи гидроцилиндров A1643205913 (Mercedes-Benz ML class W164) с наработкой 40000 моточасов.

По значениям давления рабочей жидкости, полученным по результатам испытаний, мы можем определить объемный КПД гидроцилиндра, который представлен в табл 2.7.

Таблица 2.7 - Значения КПД по результатам испытаний

№ t, P, Л

п/п тсы.час МПа

1 0 3,2 0,950

2 4,5 3,1 0,920

3 10 3,03 0,900

4 20 2,89 0,858

5 30 2,77 0,822

6 35 2,67 0,793

7 40 2,49 0,739

По данным табл 2.7 строим экспериментальную кривую КПД, показанную на рис 2.33.

1} = -4t-UbI' - U.UUJT + U.^ Rz - 0.9834

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45

t, тыс.час

Рисунок 2.33 - Экспериментальная кривая объемного КПД

Из значений давлений рабочей жидкости, полученных по результатам моделирования, мы можем определить объемный КПД гидроцилиндра, который представлен в табл 2.8.

Таблица 2.8 - Значения давления по результатам моделирования

№ t, P, Л

п/п тыс.час МПа

1 0 3,2019 0,950

2 4,5 3,0723 0,912

3 10 2,9370 0,871

4 20 2,8129 0,835

5 30 2,6991 0,801

6 35 2,5942 0,770

7 40 2,4514 0,727

По данным табл 2.8 строим кривую моделирования КПД, показанную на рис.

2.34.

ill = lE-05tl2- 0.0054tl + 0.9393

R2 = 0.9798

О ID 20 30 40 50

t, тыс.час

Рисунок 2.34 - Смоделированная кривая объемного КПД

Определить наработку гидроцилиндра можно по следующей формуле:

Л= -0,00004?2 - 0,003? + 0,941 (2.27)

Л1= 0,00001?12 - 0,0054?1 + 0,9393 (2.28)

Формула (2.28) характеризует изменение объемного КПД гидроцилиндра (по результатам моделирования). Для проверки работоспособности предложенной

модели в качестве примера рассмотрим работавший гидравлический цилиндр такого же типа, техническое состояние которого отличается от номинального. В результате измерений давления рабочей жидкости получили значение р1 = 2,55 МПа. Определить КПД гидроцилиндра можно по формуле

2 55

П - Пи • — - 0,95 —^-= 0,7566. Значения параметров ^01 и р01 соответствуют

Р01 3,2019

гидроцилиндру с номинальными показателями технического состояния, время работы которого равно 0.

Подставляя найденное значение КПД (^1= 0,7566) в формулу (2.28) получаем уравнение второго порядка от неизвестной t (наработка исследуемого гидроцилиндра). Решение полученного уравнения позволяет определить значение наработки гидроцилиндра t1 = 36,27 тыс.час. Если принять в качестве контрольной величины наработки гидроцилиндра (ресурса) значение 40 тыс.час, получаем, что его остаточный ресурс равен ^ост= 40 - 36,27 = 3,73 тыс.час.

Формула (2.27) характеризует изменение объемного КПД гидроцилиндра (по результатам экспериментов). Для проверки работоспособности предложенной модели в качестве примера рассмотрим работавший гидравлический цилиндр такого же типа, техническое состояние которого отличается от номинального. В результате измерений давления рабочей жидкости получили значение р = 2,55 МПа. Определить КПД гидроцилиндра можно по формуле

П - п0 • — - 0,95 •255 - 0,757. По формуле (2.27) получена величина остаточного

—0 3,2

ресурса гидроцилиндра ^ст = 2,4343 тыс.час.

2.3.4. Прогнозирование остаточного ресурса гидромоторов строительных

машин

В ходе исследований получены статистические данные об изменении технического состояния восьми гидромоторов с наработкой 45000 моточасов.

По значениям давлений рабочей жидкости, полученным по результатам испытаний, мы определили значения объемного КПД гидромотора, представленные в табл 2.9.

Таблица 2.9 - Значения КПД по результатам испытаний

№ Л

п/п тсы.час

1 0 0,94

2 15 0,9326

3 20 0,914

4 25 0,901

5 30 0,8839

6 33 0,8727

7 42 0,8562

8 45 0,8416

Из таблицы 2.9 мы определяем экспериментальную кривую КПД, приведённую на рисунке 2.35.

°-96 Г| =-ЗЕ-05^-0.000^ + 0.9434

Р2-0.9763

0.94 0.92

0.90 * I.

0.88 0.86 0.84 0.82

0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0

тыс.час

Рисунок 2.35 - Экспериментальная кривая объемного КПД

По значениям давлений рабочей жидкости, полученным по результатам моделирования, определены значения объемного КПД гидромотора, представленные в табл 2.10.

Таблица 2.10 - Значения давления по результатам моделирования

№ п/п тсы.час Л

1 0 0,94

2 15 0,9326

3 20 0,914

4 25 0,901

5 30 0,8839

6 33 0,8727

7 42 0,8562

8 45 0,8416

По данным таблицы 2.10 мы строим кривую моделирования КПД, показанную на рисунке 2.36.

0-9600 = -ЗЕ-05П2-О.ОООЙ1 + 0.9425

Р2 = 0.9802

0.9400 0.9200 0.9000 0.8800 0.8600 0.8400 0.8200

0.0 10,0 20.0 30.0 40.0 50.0

I, тыс. час

Рисунок 2.36 - Смоделированная кривая объемного КПД

Определить наработку гидромотора можно по следующей формуле:

Л= -0,00003^ - 0,0009t + 0,9434 (2.29)

Л1= -0,00003^2 - 0,0009^ + 0,9425 (2.30)

Формула (2.29) характеризует изменение объемного КПД гидромотора (по результатам моделирования). Для проверки работоспособности предложенной модели в качестве примера рассмотрим работавший гидравлический мотор такого же типа, техническое состояние которого отличается от номинального. В результате измерений давления рабочей жидкости получили значение р = 20,5

МПа. Определить КПД гидромотора можно по формуле

П - п0 •—- 0,94 • 20,5 - 0,8589. Значения параметров л0 и р0 соответствуют р0 22,4355

гидромотору с номинальными показателями технического состояния, время работы которого равно 0.

Подставляя найденное значение КПД (л= 0,8589) в формулу (2.29) получаем уравнение второго порядка от неизвестной t (наработка исследуемого гидромотора). Решение полученного уравнения позволяет определить значение наработки гидромотора t = 40,1513 тыс.час. Если принять в качестве контрольной величины наработки гидромотора (ресурса) значение 45 тыс.час, получаем, что его отстаточный ресурс равен ^ст= 45 - 40,1513 = 4,8487 тыс.час.

Формула (2.30) характеризует изменение объемного КПД гидромотора (по результатам моделирования). Для проверки работоспособности предложенной модели в качестве примера рассмотрим работавший гидромотор такого же типа, техническое состояние которого отличается от номинального. В результате измерений давления рабочей жидкости получили значение р1 = 20,5 МПа.

20 5

Определить КПД гидромотора можно по формуле п - Пи • Р - 0,94--,— - 0,8487.

р01 22,704

По формуле (2.30) оценить величину остаточного ресурса гидромотора ^ост = 2,1064 тыс.час.

2.4. Выводы по 2 главе

1. Разработан метод диагностирования гидромоторов, основанный на конкретных параметрах гидромоторов с разными уровнями зазоров и утечек.

2. Разработан метод диагностирования гидроцилиндров, основанный на конкретных параметрах гидроцилиндров с разными уровнями зазоров и утечек.

3. Проведены экспериментальные исследования гидромоторов на стенде для испытаний насосов ГУР PS-102HRM. Установлены величины отклонений результатов испытаний от значений, полученных путём моделирования. Определено значение остаточного ресурса гидромотора.

4. Проведены экспериментальные исследования гидроцилиндров A1643205913 (Mercedes-Benz ML class W164). Установлены величины отклонений результатов испытаний от значений, полученных путём моделирования. Определено значение остаточного ресурса гидроцилиндра.

5. Разработана модель технического диагностирования гидравлических систем для повышения надежности строительных машин благодаря своевременному получению информации о возможных неисправностях гидросистем на строительных машинах, контролю технического состояния строительных машин с формированием базы данных в процессе принятия решений.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ДИСТАНЦИОННОЙ ОЦЕНКИ (МОНИТОРИНГА) ТЕХНИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПРИВОДА СТРОИТЕЛЬНЫХ

МАШИН

3.1. Система распознавания и контроля технического состояния элементов гидравлического привода строительных машин

Безотказность и долговечность являются важнейшими свойствами строительных машин. Особое значение эти свойства имеют для тяжёлых, энергонасыщенных машин, от надёжности которых зависят безопасность и эффективность строительного производства. Типичными представителями строительных машин являются экскаваторы, погрузчики, автогрейдеры, бульдозеры и др [42].

Любая строительная машина должна обеспечивать выполнение технологических операций строго в соответствии с графиком выполнения работ на объекте. Любая поломка машины может привести к срыву графика строительства, что влечёт значительные материальные и репутационные издержки для всех сторон: производителя работ, подрядчиков, заказчика.

Диагностические системы делятся на стационарное диагностирование и дистанционное диагностирование. Учитывая современный уровень средств связи и передачи информации, единственное различие между этими системами состоит в том, что дистанционные системы являются следующим этапом эволюции статических систем.

Дистанционное диагностирование - удаленное определение диагностического симптома или проблемы. Важная диагностическая информация передается от регистрирующих датчиков к управляющему компьютору по

проводным или беспроводным каналам связи. Удаленное диагностирование и обслуживание относятся как к диагностированию неисправностей, так и к принятию корректирующих (обслуживающих) действий, таких как изменение настроек для повышения производительности или предотвращения таких повреждений, как поломка, износ и проч. Дистанционное диагностирование позволяет уменьшить трудоёмкость диагностических операций, предотвратить возникновение опасных ситуаций, повысить уровень безотказности и долговечности машин, а также эффективность их использования. Растущая глобализация, применение все более сложного оборудования и программного обеспечения также обеспечивают возможности удаленного мониторинга технического состояния машин и своевременного предотвращения отказов в процессе работы.

При создании системы непрерывного мониторинга технического состояния гидросистем строительной техники на основе дистанционного диагностирования стоит задача выбрать необходимые источники информации и иметь достаточное количество датчиков для определения диагностических параметров и преобразовать их в сигналы, которые легко обрабатывать или использовать напрямую.

Для дистанционного диагностирования могут использоваться датчики двух типов: стандартные датчики, устанавливаемые на машину производителем, и дополнительные датчики, определенные конструкцией и планом диагностирования.

По мере увеличения количества датчиков увеличивается и количество информации, но при этом усложняются и сами технические средства диагностирования. Поэтому помимо встроенных (бортовых) датчиков и индикаторов состояния ограничителей необходимо установить минимальное количество дополнительных датчиков.

Следовательно, источники информации о техническом состоянии строительных машин можно разделить на 4 типа:

- встроенные датчики;

- установлены дополнительные датчики;

- источник звука (внешний);

- Звуковой сигнал с мобильного телефона указывает на то, что сработал индикатор ограничения или другие явные признаки неисправности.

Возможно получение данных от прочих систем, установленных на машине. Это могут быть различные сенсоры и датчики:

- удара (столкновение машины с препятствием, внешний удар по машине);

- температуры;

- влажности;

- давления;

- расхода рабочей жидкости в гидросистеме;

- уровня шума;

- уровня вибрации;

- информация от датчиков технического состояния основных конструктивных элементов базовой машины через OBD2 и т.д.

Гидравлические системы широко используются на строительных машинах, наземной технике и коммунальной технике в качестве привода рабочих органов. Основными силовыми исполнительными звеньями гидропривода являются гидромоторы и гидроцилиндры. Качество переходных процессов, протекающих в гидросистеме рабочего оборудования, во многом определяет надёжность и эффективность использования машины в целом. Ухудшение технического состояния гидросистем в процессе эксплуатации, вызванное изнашиванием деталей трибосопряжений, является причиной снижения производительности, безотказности и безопасности использования транспортно-технологических машин. Мониторинг технического состояния гидропривода по результатам диагностирования позволяет установить текущее состояние элементов гидропривода, достоверно оценить степень износа и прогнозировать их ресурс. Чтобы своевременно получать информацию о возможных отказах гидропривода, необходимо создать систему мониторинга технического состояния гидропривода и сформировать базу данных в процессе принятия решений.

Лабораторные исследования, проведенные с помощью испытательного оборудования компании «Техцентр Гидравлика», подтвердили справедливость полученных результатов математического моделирования изменения технического состояния гидроцилиндров строительных машин с точностью 94,81% и гидромоторов строительных машин с точностью 95,82%. На основе этих диагностических моделей, мы предлагаем систему дистанционного диагностирования для оценки состояния гидравлических систем строительных машин (рис.3.1) [80]. Бортовой компьютер получает информацию о срабатывании датчиков и хранит в своей базе данных всю историю изменения технического состояния машины за период эксплуатациию.

Рисунок 3. 1 - Система дистанционного диагностирования гидропривода строительных машин [80]: 1 - датчики: датчики температуры, давления, расхода рабочей жидкости и др., 2 -терминал дистанционного диагностирования СДД-

19Т, 3 - управляющий ПК

Система дистанционного диагностирования строительных машин базируется на диагностическом терминале СДД-19Т, разработанном в МАДИ (рис.3.2).

Рисунок 3.2 - Диагностический терминал СДД-19Т, разработанный в МАДИ

Совокупность диагностических датчиков через модуль управления передаёт значения соответствующих показателей технического состояния машины на диагностическую станцию СДД-19Т, которая распознаёт, анализирует полученную информацию и через сеть Интернет транслирует данные в управляющий компьютер. В основе учебно-исследовательского терминала СДД-19Т заложены разработки компании «Фарватер CAN технологии», нашедшие широкое применение в системах дистанционного управления сельскохозяйственных, коммунально-уборочных машин, а также автомобильного транспорта. Мобильные управляющие терминалы компании «Фарватер CAN технологии» приведены на рис.3.3 [80].

Рисунок 3.3 - Мобильные управляющие терминалы компании «Фарватер CAN

технологии» [80]

Изменение технического состояния машины в процессе работы на основе показаний датчиков и реле описывается с помощью физической модели.

Логическая модель машины описывает возможные переходы между физическими состояниями. Анализируя последовательность событий срабатывания реле или датчиков в соответствие с логической моделью, можно контролировать правильность выполнения технологических операций, если их логика будет описана в последовательности включений и выключений датчиков и реле. Например, ковш экскаватора можно поднимать только после блокировки колёс или выдвижения упоров. Логическая модель состояния машины описывает

допустимые интервалы времени между определёнными событиями, переход между которыми возможен в соответствии с моделью. Это позволяет контролировать правильность функционирования механизмов.

Диагностирование технического состояния строительных машин по времени срабатывания механизмов может производится постоянно, при каждой операции, в автоматическом режиме мониторинга без участия человека. Данные могут сохраняться локально в информационной базе и быть доступны дистанционно. Сервисная организация может получать информацию о выявленных проблемах оперативно в режиме онлайн.

При возникновении отказов, возможно анализировать историю эксплуатации конкретной машины. История содержит даты и время срабатывания датчиков и реле, установленных на основных конструктивных элементах машины, поступающие от диагностических систем по OBD2 в журналы внешних событий. Дополнительно к результатам анализа ретроспективных данных, логическая модель машины дополняется эвристическими правилами, которые позволяют прогнозировать изменение технического состояния конструктивных элементов и выявлять возможные неисправности на ранних этапах, до возникновения реальных поломок.

Непрерывное диагностирование технического состояния элементов гидропривода строительных машин, проводимая в автоматическом режиме на основе логической модели и эвристических правил, дает возможность раннего предотвращения возможных неисправностей, позволяет существенно улучшить качество технического обслуживания и ремонта машин, уменьшает число внезапных отказов, позволяет предотвратить аварии и сокращает суммарное время простоев.

Для реализации мониторинга технического состояния все модели строительных машин должны быть оборудованы GPS (GLONASS) трекерами, обеспечивающими возможность передачи диагностической информации как в «облако», так и непосредственно в бортовой компьютер.

Все данные передаются в цифровом формате, таким образом, машина становится «цифровой». Обработка информации происходит на бортовом компьютере. Обмен данными с внешними системами осуществляется по сетям Wi-Fi и GPRS/LTE/ GLONASS.