Испытания ДМ для определения показателей эксплуатационных свойств

 

Цель испытаний и их классификация

Испытанияявляются составной частью всех этапов создания, эксплуатации и управления производственным использованием машин.

Основной целью испытанийявляется определение и контроль качества, оценка эффективности эксплуатации ДМ и их конструктивных элементов, выявление связей и закономерностей между параметрами машин и эффективностью их применения.

В зависимости от решаемых задач, испытания могут быть: определительнымии контрольными (предварительные, лабораторные, эксплуатационные, дорожные, межведомственные, приемо-сдаточные, периодические, типовые) и исследовательскими(аттестационные, граничные).

Особое место в оценке эксплуатационных свойств машин занимают испытания на надежность,при которых выявляются характерные отказы и неисправности, дефекты выполнения машиной рабочих операций и другие недостатки; устанавливаются причины их возникновения, что дает возможность оценить качество изготовления и правильность выбора конструктивных решений и компоновки ее составных частей.

По срокампроведения испытания на надежность могут быть ускореннымии неускоренными,а по методамдостижения цели - разрушающиеи неразрушающие.

Уникальные машины, а также новые или модернизированные образцы, намеченные к выпуску большими сериями, подвергают государственным приемочным испытаниям,в результате которых принимается решение об утверждении испытываемого образцы к серийному производству, а также разрабатываются рекомендации о внесении необходимых изменений в конструкцию, технологию и нормативно-техническую документацию.

Машины текущего производства обычно подвергают периодическим контрольным испытаниям,которые разделяют на кратковременные и длительные. Они служат для проверки соответствия машины утвержденной характеристике, действующим стандартам и ТУ, а также для контроля качества изготовления и сборки машины.

В процессе эксплуатации машин их подвергают периодическим контрольным испытаниям(техосмотрам, освидетельствованиям), которые проводят государственные инспекции (Госгортехнадзор, Госсанинспекция, ГИБДД и Энергонадзор) для обеспечения норм безопасной работы машины при вводе в эксплуатацию и в процессе их использования.

 

Испытания дорожных машин

 

Испытания проводят по определенным правилам, регламентируемым ГОСТами или отраслевыми методиками.

Стандартизация методов испытаний учитывает мировой опыт и общие тенденции развития техники, а также межотраслевой кооперации и интеграции промышленного производства стран-членов СЭВ.

При этом существуют общие правила приемки и методы испытаний, которым подвергаются ДСМ прежде чем они поступают к потребителю (для а/г - приемные, приемо-сдаточные и периодические испытания по ГОСТ 11030-74).

Лабораторные испытанияпроводят для определения и проверки соответствия эксплуатационных параметров машины технической характеристике. При этом определяют геометрические и весовые показатели, расположение центра масс, удельное усилие на рабочее оборудование, средние скорости перемещения его и показатели эргономических свойств, характеризующих условие труда машиниста.

Геометрические показатели машины, как правило, измеряют на горизонтальной площадке с ровным покрытием при нормальных давлениях воздуха в шинах и эксплуатационной массе машины. При этом рабочее оборудование устанавливают в транспортное положение. Измеряют габаритные и базовые размеры колеи передних и задних колес, характерные размеры рабочего оборудования, радиуса его действия, внутренних размеров кабины и т.д.

При оценке весовых показателей определяют массу машины (без заправки и с полной заправкой всех емкостей), распределение массы по осям, максимальную нагрузку приходящуюся на рабочее оборудование. Весовые показатели определяют не менее 3 раз на установках с точностью ±1%.

Полевые испытанияслужат для оценки эксплуатационных параметров машин при выполнении ими рабочих операций в полевых условиях.

Во время испытаний определяют эксплуатационные свойства машины, связанные с маневренностью, проходимостью и безопасностью работы (углы въезда, дорожный просвет, радиус и полосу поворота, радиусы продольной и поперечной проходимости, поперечную устойчивость, давление шин на опорную поверхность, максимальную высоту преодолеваемого препятствия, испытания на преодоление подъемов, максимальную глубину преодолеваемого брода).

Проводят также специальные испытания по определению П_т, машины при различных видах выполняемых работ и сменного оборудования, а для самоходных машин - испытания для определения V_факт передвижения, тормозных и тяговых характеристик.

Предварительные испытаниямашин в условиях эксплуатации проводят в тех географических и климатических условиях, в те времена года и на тех видах работ, для которых машина предназначается. Основной задачей этих испытаний является оценка надежности машин в различных условиях их эксплуатации.

При этом определяют стабильность мощности и расхода топлива двигателей, скоростей перемещения рабочего инструмента и давлений в гидросистеме, определяют пусковые свойства двигателя, производительности машины на различных видах работ, расход эксплуатационных материалов, выявляют степень удобства выполнения операций по текущему обслуживанию и ремонту, а также затраты на них, определяют достаточность указаний заводских инструкций по уходу за машиной.

При испытаниях на всех видах работ машина должна быть максимально загружена. Контролировать загрузку можно по расходу топлива или с помощью специальных указателей или приборов.

Эксплуатационные испытанияпроводят по календарному графику. Учитывают работу хронометрированием всего периода испытаний. Данные хронометража и наблюдений заносят в наблюдательные листы, ведомости и журналы.

Объем предварительных и приемочных испытаний вновь осваиваемых машинсогласовывается в установленном порядке по минимальной наработке машины в период испытаний. Минимальную наработку устанавливают в зависимости от назначения и вида машин по мощности привода силовой установки: до 3 кВт -200 ч, 4-15 кВт - 300 ч, 16-75 кВт - 500 ч, более 75 кВт - 700 ч наработки.

Самоходные машины на пневмоколесных шасси, предназначенные для передвижения с объекта на объект на значительные расстояния, подвергают дорожным испытаниямдля оценки их пригодности этим целям.

Общий минимальный пробег при дорожных испытаниях колеблется от 100 до 10000 км в зависимости от типа и назначения машины.

Во время испытания машина должна работать в различных производственных условиях (более 20% в трудных и менее 20% времени в легких эксплуатационных условиях).

После завершения программы испытаний проводят окончательный контроль технического состояния машины, а результаты испытания оформляют актом приемки в соответствии с ГОСТом и протоколом комиссии.

При получении неудовлетворительных результатов предварительных испытаний допускаются повторные испытания удвоенного числа машин. Результаты повторных испытаний являются окончательными.

Все серийно выпускаемые ДСМ подвергаются приемо-сдаточным испытаниям,которые проводят представители ОТК завода-изготовителя. По результатам этих испытаний составляется приемо-сдаточный акт и оформляется формуляр.

Для проверки соответствия серийно выпускаемых машин действующим стандартам проводят периодические испытанияне реже 1 раза в год в объеме приемо-сдаточных испытаний с обязательной проверкой машин в условиях эксплуатации не менее установленного времени наработки.

Результаты периодических испытаний оформляют протоколом установленной формы.

С машинами, подлежащими испытаниям, предприятие-изготовитель представляет техническую документацию.

 

Определение показателей тягово-скоростных свойств и топливной экономичности

Рабочие скоростидвижения машин на пневмомашинах определяют в безветренную погоду на всех передачах вперед и назад на ровном горизонтальном участке дороги длиной не менее 2000 м с сухим асфальтобетонным или цементобетонным покрытием.

Испытания проводят при эксплуатационной массе машины и давлении в шинах, рекомендуемом инструкцией по эксплуатации, путем прохождения мерного участка в прямом и обратном направлениях.

Длина мерного участка должна быть не менее 50 м при скорости 35 км/ч и не менее 100 м при скорости >35 км/ч, перед началом прохождения мерного участка машина должна достичь устойчивой скорости.

Рабочие скорости движения (в м/с) определяют расчетом по времени прохождения мерного участка: V=3,6Z/t,

где Z – длина мерного участка, м;

t – время, затраченное на прохождение мерного участка пути в прямом (обратном) направлениях, с.

Одновременно с оценкой скоростных характеристик определяют и путь выбега машины (путь свободного движения от определенной начальной скорости до полной остановки). Так, например, путь выбега а/г определяют при проезде участка в прямом и обратном направлениях с установившейся скоростью 30 км/ч: для а/г с механическими трансмиссиями - резким нажатием на педаль муфты сцепления; для а/г с гидромеханическими трансмиссиями - установкой рычага в исходное положение.

Для оценки средней транспортной скорости движения и среднего расхода топлива самоходные машины подвергают испытаниям на транспортный пробег.Так, например, при проведении предварительных испытаний а/г по ГОСТ 11030-74 среднюю скорость движения и часовой расход топлива устанавливают во время контрольных заездов в двух противоположных направлениях на следующих дистанциях и видах дорог: 50 км - по автомобильному шоссе; 25 км - по булыжному, гравийному, щебеночному шоссе или грунтовым дорогам.

Во время пробега а/г должен двигаться на максимальной по условиям дорожного движения скорости и при эксплуатационной массе.

Транспортные скорости экскаваторов на пневматическом ходу (>6 км/ч) определяют при движении по прямолинейному автомобильному шоссе на зачетном участке 3-4 км. При наличии уклонов время прохождения зачетного участка оценивается как среднее от движения в прямом и обратном направлениях.

Скорость передвижения машин на гусеничном и колесном ходу на I передачах (до 6 км/ч) определяют на горизонтальном участке пути длиной >400 м. Средняя часть участка (зачетный участок) длиной 200 м должна иметь однородный покров.

 

Тяговые испытания

 

При тяговых испытаниях самоходных машин определяют их тяговую характеристику и сопротивление перекатыванию.

Для определения тяговой характеристики измеряют частоту вращения коленвала двигателя и ведущих колес, тяговое усилие на отвале, длину мерного участка и время его прохождения, расход топлива и его температуру, температуру воздуха, воды в радиаторе и масла в картере.

При тяговых испытаниях применяются специальные динамометрические самоходные лаборатории, которые способны создавать тормозные усилия на сцепном устройстве 30-300 Н.

Испытываемая машина буксирует динамометрическую лабораторию и приводит в движение вал ее тягового э/д, который при торможении работает в режиме генератора. Энергия, вырабатываемая э/д, поглощается нагрузочными сопротивлениями.

Возникающий при этом тормозной момент создает тормозное усилие на крюке испытываемого объекта.

Тормозное усилие устанавливают переключением ступеней нагрузочных сопротивлений и плавно регулируют в этой зоне потенциометром.

Динамометрические лаборатории снабжают задними и передними буксирными устройствами. Переднее предназначается для передачи тягового сопротивления динамометрическую лаборатории через трос и тензометрическое звено к прицепной... Заднее служит для определения потерь на перекатывание машин методом протягивания.

Тяговые усилия измеряют с помощью тяговых тензометрических звеньев с разными пределами измерений.

Скорость измеряют с помощью путеизмерительного колеса, на котором установлен бесконтактный датчик, а частоту вращения коленвала двигателя и ведущих колес объекта испытания с помощью генераторных датчиков.

По результатам замеров должны быть определены:

1. средняя скорость движения а/г:

 

 

2. тяговая мощность на отвале:

 

 

3. расход топлива за время заезда:

где V₀ - объем топлива, израсходованного во время заезда, см³;

р_т - объемная масса топлива при t=20 °C, гр./см³;

α - коэффициент объемного расширения топлива;

t_m - температура топлива в бачке во время заезда, °С.

4. часовой расход топлива:

5. буксирование ведущих колес:

 

 

где п_н - суммарная частота вращения правых и левых ведущих колес за время;

п_х - без буксирования.

6. коэффициент запаса тягового усилия:

где Р_тах - максимальное тяговое усилие на отвале;

Р_н - тяговое усилие при максимальной тяговой мощности.

7. максимальный коэффициент использования сцепного веса:

 

 

8. Тяговый КПД:

 

 

где N_{отв max} - максимальная тяговая мощность на отвале;

N_max - максимальная мощность двигателя на регуляторной характеристике.

По результатам вычислений строят диаграммы тяговой характеристики.

Определение показателей проходимости самоходных машин

Поперечная устойчивостьмашины характеризуется предельным углом бокового наклона (α), при котором она может стоять не опрокидываясь.

Для а/г расчет ведут исходя из условия, что при боковом крене вертикаль, опущенная из центра масс а/г, не должна выходить за пределы треугольного контура, образованного точкой опоры основной рамы на передний мост и двумя точками, расположенными на опорной поверхности на середине базы задних колес, и за пределы четырехугольного контура, образуемого колесами при наклоне балки передних колес до упоров на головке основной рымы.

Результаты определения углов въезда (переднего ψ_П и заднего ψ_З) оформляют в виде эскиза.

Минимальный радиус и полосу поворотаопределяют для левого и правого поворотов с наклоном и без наклона передних колес на скорости не более 5 км/ч.

Радиус поворота измеряют по наружной стороне следа внешнего переднего колеса.

Полосу поворота определяют как расстояние между наружной стороной следа внешнего переднего колеса и наружной стороной следа внутреннего заднего колеса.

Дорожный просвет (С) должен быть замерен под передним и задним мостами, отвалом, кирковщиком и картерами бортовых редукторов при транспортном положении отвала и кирковщика.

Радиусы продольной(r₁, r₂)и поперечной (r₃) проходимостиопределяют графическим путем по схеме после замеров, проведенных при транспортном положении отвала и кирковщика, при давлении в шинах, рекомендуемом инструкцией по эксплуатации, без поворотов и при поворотах балансиров и мостов.

За радиус продольной проходимости принимают наибольший из двух радиусов.

За радиус поперечной проходимости принимают радиус дуги окружности, проведенной касательно к опорным поверхностям колес через низшую точку на продольной оси а/г.

Максимальная высота преодолеваемого препятствия- высота, которую машина может преодолеть при наезде одним колесом, при условии, что остальные колеса не отрываются от плоскости опорной поверхности. Определяют подъемом каждого колеса домкратом или другим подъемным устройством.

В результате испытаний указывают наименьшие замеренные высоты.

 

Определение показателей эргономических свойств

 

Эргономические свойства, характеризующие условия труда водителей машин, оцениваютприпроведениипредварительных испытаний в лабораторных условиях.

В процессе испытаний определяют внутренние размеры кабины, удобство расположения и возможность регулирования сидения относительно органов управления.

Регистрируют наличие, удобство расположения и эффективность вспомогательных устройств, улучшающих условия труда водителя(противосолнечные козырьки, стеклоочистители, вентиляторы, отопители, зеркала заднего вида и др.).

Оценивают расположение органов управления, прилагаемые к ним усилия и затрачиваемую работу при использовании.

Измеряют обзорность фронта работ из кабины, температуру воздуха в кабине, уровень шума, содержание вредных газов, вибрации в зоне рабочего места и на рычагах управления.

Результаты замеров внутренних размеров кабины, расположение рычагов и педалей управления оформляют в виде эскизного чертежа.

Усилие на штурвале, рычагах и педалях управления определяют динамометрами по направлению усилия руки и ноги водителя не менее 3 раз. При наличии усилителей показатели определяют при работающих усилителях. Ход и свободный ход замеряют линейками.

Перед проведением испытаний узлы и агрегаты машины должны быть прогреты до рабочих температур.

Обзорность с рабочего места водителя определяют на горизонтальной площадке с масштабной сеткой снятием карты обзорности по теневым контурам от электролампы, подвешенной на высоте 70 см от плоскости сидения, или фотографированием. Дополнительное оборудование при этом снимают, а рабочее оборудование устанавливают в транспортное и рабочее положение.

Степень обзорности места работы из кабины принято оценивать коэффициентом обзорности k_об.

Для ЗТМ и тягачей k_об на горизонтальной плоскости:

k_об^Г = F_a /(F_K - F_a),

где F_a – площадь горизонтальной проекции машины, м²;

F_k – площадь невидимого контура, м² (определяют планометрированием площади внутренней части контура карты обзорности).

Для кранов и экскаваторов определяют 2 коэффициента в горизонтальной и вертикальной плоскостях:

k_об^В =φ_д/φ_в,

где φ_д и φ_в - действительный и требуемый сектор обзора;

k_об^Г =S_д /S_в,

где S_д и S_в - действительная и требуемая площади обзора.

Удобство работы машиниста в ночное время обеспечивается установкой на машине искусственных источников света для освещения пути движения РО, рычагов управления, приборов.

Яркость освещениядолжна быть достаточной для того, чтобы машинист мог хорошо видеть путь перемещения машины, различать препятствия и разбивочные отметки.

Эффективность освещения определяют люксметром.

Допустимые уровни шума, колебаний и загазованности на рабочее месте машиниста ДМ определяют по санитарным нормам и правилам, утверждённым Минздрав ССС 18.01.1973 г. № 1102-73, а методы и средства их определения регламентированы ГОСТ 13731-68, ГОСТ 16526-70.

Шумовые характеристики и содержание вредных газов определяют в кабине на уровне головы водителя (сидящего в нормальном положении), при движении машины на I – й и высших передачах. В первом случае измерения проводят при открытых и закрытых дверях, во втором – при закрытых дверях.

Шумовые характеристики измеряют шумомером при помощи которого определяют уровень звукового давления Р (в Н/м²), а средний октавный уровень звуковой мощности L_P (в дБ):

 

Уровень звуковой мощности измеряют в диапазоне 63…8000Гц для стандартного октавного ряда частот.

Содержание вредных газов в кабине оценивают отбором проб воздуха с последующим анализом его составляющих и сравнением с нормативами. Место проведения испытаний выбирают с учётом отсутствия содержания вредных газов в окружающей среде.

Во время работы машинист не должен подвергаться воздействию толчков и чрезмерному раскачиванию. При этом длительность толчков должна быть меньше 0,03 с, а ускорение не больше 30 см/с².