СаргужинМ.Х., Жуманов М.А.,

студенты Бекежан Ж.Д., Кошкинбай Ф.К., Ахметова Н.К

Казахский Национальный Технический Университет им .К.И.Сатпаева, Республика Казахстан

 

Техническая диагностика  элементов

 редуктора методом спектрального анализа масла

                                                    

          Для оценки износа быстроизнашиваемых деталей редуктора одним из эффективным методом технической диагностики является спектральный анализ масла.

         В этом случае для выбранной группы деталей редуктора необходимо установить легирующие добавки, по содержанию которых в масле будут судить о степени износа каждой детали.

         При этом наиболее трудоемкой задачей является распределение массы легирующих добавок в картере редуктора между деталями в зависимости от степени их износа. В связи с этим необходимо найти отличительные признаки для каждой детали, по которым устанавливается принадлежность к ней тех или иных компонентов, содержащих в масле. В первую очередь происходит разделение деталей по признаку содержания одного и того же элемента (добавки) в масле. При малом содержании в металле детали легирующих добавок они не учиты­ваются при расчетах.

      В связи с тем, что в современных системах ремонта применяется агрегат­ный метод, то устанавливают степень износа только тех деталей, из-за предель­ного износа которых агрегат снимается с машины и отправляется на ремонт. В процессе дефектации деталей при ремонте определяют степень износа осталь­ных деталей агрегата. В зависимости от числа легирующих добавок и количества деталей, работающих в одной масляной ванне, используются различные приемы.

   1.Если деталь с минимальным значением Rmin из-за которой снимается редуктор на ремонт, имеет одну легирующую добавку, то данная деталь диагно­стируется по этой добавке.                                                             

   2. Берут такую легирующую добавку для группы деталей, основная масса которой содержатся у быстроизнашиваемых деталей, а малый процент их - у долговечных деталей. Тогда масса легирующей добавки для долговечных деталей из-за незначительного износа последних будет иметь малые значения, вторыми можно пренебречь или вычислить усредненно.

3. При содержании многих добавок (Cr, Ni, Мп, Si, Си и др.) в материале каждой детали, то распределение массы добавок в зависимости от степени износа по деталям производится с помощью следующего метода. Суть этого метода заключается в том, что в нем используются зависимости количества избранной добавки от количества других добавок, находящихся в масле. В связи с этим, чем больше мы возьмем легирующих добавок для спектрального анализа, тем точнее будет результат. При этом должно соблюдаться условие: число легирующих добавок должно быть больше число деталей, взятых для диагностирования.

В таблице 1 в качестве примера дано в % содержание в масле легирующих добавок С, Мп, Cr, Ni, Си, Si.

Взяты четыре детали редуктора, из-за которых последний снимается на ремонт.

   На основании таблицы можно утверждать, что количество каждой добавки связано с количеством других добавок.

    Используя эту связь составляем систему уравнений. За основной леги­рующий материал принимается Мп т.к. он содержится в материалах деталей в большем значений и в равном количестве. Если число деталей в редукторе больше легирующих добавок взятых для диагностирования, то часть деталей с большим значением R объединяют в группы. Взяты четыре детали редуктора, из-за которых последний снимается на ремонт.

   Таблица 1

          Средний химический состав деталей колесного редуктора автосамосвала МоАЗ 7405

                                                

 

№

Наименование

Коли-

Среднее содержание элементов, в %

 

детали

чество

С

Mn

Сг

Ni

Си

Si

1

Шестерня солнечная

1

0,5

0,6

0,2

0,3

0,3

0,3

2

Шестерня ведомая

1

0,4

0,6

0,6

1,2

0,3

0,3

3

Саттелит

3

0,5

0,6

-

0,3

-

0,3

4

Палец   сател­лита

3

0,4

0,6

0,9

0,3

0,3

0,3

                                       

    Для простоты расчета уравнения составляем по четырем компонентам:

Мп, Cr, Ni, Си и их массу приравниваем к эквиваленту Мп.                                                                          

                           ƩMni=Mn1+Mn2+Mn3+Mn4                 (2)        

где ƩMni - общая масса марганца, содержащаяся в картере редуктора, г; Мn1, Мп2, Мп3, Мп4 - количество марганца в масле, полученное из-за

износа деталей 1, 2, 3, 4.

                                                       Ʃ Nii = Ni1 + Ni2 + Ni3 + Ni4,        (3)

где Ʃ Ni - общая масса никеля, содержащаяся в картере редуктора в момент взятия пробы, г;

Ni1, Ni2, Ni3, Ni4 - количество никеля в масле, полученное из-за износа деталей 1, 2, 3, 4.

Заменим никель эквивалентным марганца. Согласно таблице в детали 1 содержится Ni в 2 раза меньше чем Мп, в детали 2 в 2 раза больше чем Мп, в детали 3 и 4 в 2 раза меньше чем Мп. Тогда формула (3) запишется в таком виде

 ƩNi = 0,5 Mn1 + 2Мп2 + 0,5Mn3 + 0,5Мп4 .       (4)

      Таким же образом составляем уравнения для Ʃ Cr и Ʃ Cu

Ʃ Cr= 0,3Мп1 + Мп2 + 1,5Мп4 ;                              (5)

Ʃ Cu= 0,5Mn1+0.5Мп2 + 0,5Мп4 .                          (6)                          

     Решая эту систему относительно марганца, находим распределение Мпi по каждой детали, т.е. находим Мп1; Мп2; Мп3 и Мп4. Согласно полученным при спектральном анализе суммарных масс

ƩMn, ƩNi, ƩCr, ƩCu.                                                                                       

На основании данных таблицы решим эту задачу. Данные спектрального анализа

               ƩMn = 240г; ƩNi = 140г; ƩCr = 80г; ƩCu=80г.

Из формулы (4) находим Mn1       

                   Мп1 = 2Ʃ Ni – 4Mn2 – Мп3 – Мп4.

Значение Мn1 подставляем в формулу (1) и находим Мп2

Mn2= 2ΣNi – ΣMn   =  13 г

                    3

ƩCr=0.33Mn1+13+1.5Mn4;

ƩCu=0.5Mn1+13*0.5+0.5Mn4

3ƩCu=1.5Mn1+19.5+1.5Mn4

ƩCr=0.33Mn1+13+1.5Mn4

               3ƩCu-ƩCz=1.17Mn1+6.5

               Mn1= 132г.

               ∑ Cr =0,33*132+13+1,5Mn4       или    80-43,43-13=1,5Mn4

Отсюда

Mn4=16г.

240-132-16-13 =Мп3        Мп3 = 79 г

 Итак, Mn1;= 132 г;      Мп2= 13 г;      Мп3=79г;    Мп4=16г

      Таким образом, распределилось содержание марганца ƩMn = 240 г в

масле по отдельным деталям при очередном спектральном анализе.

 

 

     Литература:

 

  1. Жуманов М.А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук ‘‘Повышение работоспособности подземных автосамосвалов TORO-40 D путем контроля примесей в масле методом спектрального анализа ’’. Алматы, 2002 г.

  2. Мирошников Л.В. Болдин А.П. Диагностика двигателей автомобиля при помощи спектрального анализа картерного масла ‘‘Автомобильный транспорт’’, 1968, №5.

  3. Хрущев М.М. Методы определения износа деталей машин при их натурных испытаниях В сб.: ‘‘ Современные методы испытаний материалов в машиностроении’’. М.: Машгиз, 1956.

  4. ГОСТ 20756-90. Дизели тепловозов. Техническое диагностирование и прогнозирование остаточного ресурса методом спектрального анализа масла. Общие правила. Издательство стандартов, 1990.