СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ГИДРОСИСТЕМЫ МЕХАНИЗМА НАВЕСКИ ПРИ ЕЕ НАГРУЖЕНИИ СИЛОЙ ТЯЖЕСТИ ТРАКТОРА
METHOD OF TESTING SUSPENSION HYDRAILIC SYSTEM IN LOADING IT BY TRACTOR WEIGHT

Изобретение относится к испытанию и техническому диагностированию машин, в частности к способу определения параметров технического состояния конструктивных элементов гидросистемы механизма навески трактора.
Известен способ проверки гидросистемы механизма навески трактора на стенде - с применением нагрузочного устройства [1].
Недостатком указанного способа является то, что для его практической реализации требуется сложный диагностический стенд КИ-8927.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ проверки общего состояния гидросистемы трактора, при котором пускают двигатель, прогревают масло в гидросистеме, присоединяют к механизму навески сельскохозяйственную машину [2].
Недостатком известного способа является то, что гидросистему нагружают силой тяжести сельскохозяйственной машины, которую нужно присоединять к механизму навески перед испытанием, что повышает трудоемкость диагностирования. Кроме того, сельскохозяйственная машина должна иметь массу не менее 700 кг. При отсутствии такой машины данный способ не может быть реализован.
Задачей изобретения является создание способа, обеспечивающего возможность испытания гидросистемы механизма навески при ее нагружении силой тяжести трактора.
Сущность изобретения заключается в том, что механизм навески нагружают силой тяжести трактора. При этом механизм навески соединяют с основанием посредством тягового устройства. К полости гидросистемы присоединяют манометр. После чего при проверке давления срабатывания автоматов золотников рукоятку золотника устанавливают в положение «Подъем». Подают рукоятку акселератора на максимальную подачу топлива и измеряют давление срабатывания золотника, что контролируют по манометру. При проверке давления срабатывания предохранительного клапана рукоятку золотника устанавливают в положение «Подъем» и удерживают ее рукой в зафиксированном положении. Давление срабатывания предохранительного клапана контролируют также по манометру. Подачу насоса оценивают по давлению срабатывания исправного предохранительного клапана. В результате представляется возможным определить просто (без применения сложного оборудования) и быстро (в течение 10-15 мин) техническое состояние элементов гидросистемы механизма навески.
На фиг.1, 2 изображен способ испытания гидросистемы механизма навески при ее нагружении силой тяжести трактора. При этом на фиг.1 показаны конструктивные параметры трактора и механизма навески (пример с тяговым устройством), на фиг.2 представлен силовой анализ механизма навески при ее нагружении в режиме «Подъем».
Покажем принципиальную возможность диагностирования гидросистемы на основе нагружения механизма навески силой тяжести испытываемого трактора. При этом будем исходить из условия, что
Н
П
П
где Р - максимальное давление масла в гидросистеме, которое можно создать при ее нагружении механизмом навески; γ - коэффициент, учитывающий необходимость обеспечения запаса давления в гидросистеме по техническим требованиям испытаний; Р - предельное давление масла в гидросистеме по техническим условиям ее эксплуатации.
П
П
П
П
Значения Р и γ известны: Р ограничивается давлением срабатывания предохранительного клапана или максимальным рабочим давлением насоса, γ может находиться в пределах от 1,1 до 1,2.
Н
Давление Р выразим по известной формуле:
Г
П
где Р - сила, приложенная к штоку гидроцилиндра в осевом направлении; S - площадь поршня.
П
Рабочая площадь поршня S в зависимости от направления подачи масла в гидроцилиндр может принимать два значения:
при подаче масла в надпоршневую полость -
при подаче масла в штоковую полость -
П
ш
где R, R - радиус поршня и штока гидроцилиндра.
Н
НП
Нш
Г
В соответствии с этим - с учетом (3) и (4) параметр Р (2) также будет иметь два значения: Р и Р - максимальное давление масла в гидросистеме, которое можно создать при нагружении механизма навески в случае подачи масла в надпоршневую и штоковую полость. Найдем их и подставим в неравенство (1). После чего выразим Р и получим два соответствующих варианта:
первый - ,
второй - ,
где первый - при испытании гидросистемы в режиме «Подъем» и второй - в режиме «Опускание».
Г
В дальнейшем решение поставленной задачи для каждого варианта сводится к нахождению силы Р, величина которой (с другой стороны) определяется силой тяжести, конструктивными параметрами трактора и механизма навески (фиг.1).
Г
Параметр Р в режиме подъема определим исходя из анализа соответствующей схемы сил (фиг.1 и 2). Для этого выполним три шага.
m1
Первый шаг - нахождение силы реакции R из уравнения моментов относительно точки О' (фиг.1):
m
4
3
2
m1
5
6
ΣM(O')=0, G[l+(l-l)]=R(l+l),
,
2
3
4
5
6
m
где l, l, l, l, l - плечи сил; G - масса трактора, центром которой является точка Ц (фиг.1).
Т
m2
1
Второй шаг - определение Р после нахождения силы реакции R из уравнения моментов относительно точки О (фиг.2):
1
m1
12
m2
11
ΣM(O)=0, Rl=Rl,
,
y
m1
m2
T
ΣF=0, R+R=P,
11
12
y
m1
m2
где l, l - плечи сил; ΣF - сумма проекций сил R, R на координатную ось y.
Г
3
Третий шаг - нахождение силы P из уравнения моментов относительно точки О (фиг.2):
3
ΣM(O)=0, ,
,
13
14
где l, l - плечи сил.
Г
Параметр Р в режиме «Опускание» можно определить таким же образом, как и в режиме «Подъем». Для этого следует выполнить также три шага.
Анализ процесса диагностирования гидросистемы в режиме нагружения механизма навески силой тяжести испытываемого трактора показывает следующее. Основной контролируемый параметр, давление масла в гидросистеме, зависит с одной стороны от технической характеристики насоса (максимального давления насоса), а с другой - от силы тяжести трактора, расположения ее центра, а также от конструктивных размеров как трактора, так и его механизма навески. При этом величина указанного контролируемого параметра также зависит от режима испытаний гидросистемы.
Данный способ предусматривает нагружение гидросистемы силой тяжести трактора посредством механизма навески, что осуществляется при его взаимодействии с опорной поверхностью или с тяговым устройством.
Теоретически возможно два варианта испытаний: в режиме «Подъем» и «Опускание». Для определения наиболее приемлемого варианта вычислено максимальное давление в гидросистеме при ее испытании по обоим вариантам (табл.). При этом расчеты выполнены на примере наиболее распространенных марок тракторов и в соответствии с представленным математическим описанием процесса диагностирования.
Данные табл. показывают, что наиболее приемлемым для тракторов типа «ДТ», «МТЗ» и «Кировец» является вариант испытаний гидросистемы в режиме «Подъем». При этом наибольшую загрузку гидросистемы обеспечивает сила тяжести трактора «Кировец». Однако максимальное давление в гидросистеме при ее испытании в режиме «Подъем» значительно превышает давление срабатывания предохранительного клапана по всем названным маркам машин. Отсюда следует, что диагностирование гидросистемы механизма навески на основе ее нагружения силой тяжести трактора наиболее возможно при ее испытании в режиме «Подъем».
Таблица
Давление масла в гидросистеме при нагружении механизма навески силой тяжести трактора и давление срабатывания автомата золотника и предохранительного клапана
Марка трактора
Максимальное давление (МПа) в гидросистеме при ее испытании в режиме:
Давление (МПа) срабатывания:
автомата золотника
предохранительного клапана
«Подъем»
«Опускание»
ДТ-75С
23,7
1,1
11,5…12,5
13,0
МТ3-82
22,4
2,0
17,0
18,5
К-701
26,8
4,8
16,5
18,0
Порядок диагностирования гидросистемы механизма навески трактора в режиме «Подъем» следующий. Трактор подготавливают к испытаниям. При этом устанавливают его на площадку, механизм навески соединяют с тяговым устройством, которое может быть выполнено в виде металлического стержня с проушиной, вмонтированного в основание. К полости гидросистемы, например к свободному нагнетательному штуцеру, присоединяют манометр, снабженный гидродемпфером (гасителем гидравлических ударов).
Проверяют давление срабатывания автоматов золотников следующим образом. Рукоятку золотника устанавливают в положение «Подъем». Подавая рукоятку акселератора на максимальную подачу топлива, измеряют давление срабатывания каждого золотника, что контролируют по манометру.
Проверку давления срабатывания предохранительного клапана проводят аналогичным образом, но при этом рычаг золотника удерживают рукой в зафиксированном положении. При необходимости клапан регулируют или заменяют.
Подачу насоса оценивают по давлению срабатывания исправного предохранительного клапана.
Таким образом, нагружение механизма навески силой тяжести трактора позволяет определить без применения сложного оборудования (нужен только манометр) и быстро (в течение 10-15 мин) техническое состояние элементов гидросистемы механизма навески.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Практикум по эксплуатации машинно-тракторного парка / В.А.Аллилуев, А.Д.Ананьин, А.X.Морозов. - М.: Агропромиздат, 1987, С.164-165.
2. Практикум по эксплуатации машинно-тракторного парка / В.А.Аллилуев, А.Д.Ананьин, А.X.Морозов. - М.: Агропромиздат, 1987, С.183-187 - прототип.