Использование виброметра для определения неисправностей на примере селекционного комбайна Terrion SR2010

Введение. В сельскохозяйственной технике современного мира технические конструкции играют важнейшую роль в обеспечении высокой производительности и эффективности сельского хозяйства. Однако, чтобы эти машины и оборудование функционировали наиболее надежно и долго, необходимо учитывать множество факторов, включая воздействие вибрации [1].

Для определения этого воздействия используют различные типы виброметров. В них возможно хранить данные об измерениях, что позволяет проводить анализ и мониторинг состояния оборудования в течение длительного периода времени.

Виброметры могут быть портативными или стационарными. Портативные виброметры имеют компактный размер и могут быть легко переносимы с места на место. Стационарные виброметры устанавливаются на месте и используются для постоянного мониторинга [2].

Цель работы: изучить вибрацию, возникающую при работе в техники и определить с помощью программного обеспечения «Виброметр» возможные неисправности селекционного комбайна Terrion SR2010 с помощью виброметра компании ZetLab.

Основная часть. Вибрация в технике – это колебательное движение механических систем, как правило, вызванное работой двигателей, механизмов, машин или других устройств. Она проявляется в форме колебаний или дрожания, которые передаются через различные компоненты и конструкции техники.

Вибрация может быть как желательной, так и нежелательной. Например, вибрация может быть полезной в сельскохозяйственной технике для выполнения определенных задач, таких как сбор урожая. Однако, чрезмерная или нежелательная вибрация может вызвать повреждения оборудования, ухудшить качество работы и повлиять на комфорт операторов [3].

Для управления вибрацией в технике могут использоваться различные методы, включая усиление конструкций, использование амортизаторов и демпферов, балансировку вращающихся частей и многое другое. Эффективное управление вибрацией имеет важное значение для обеспечения надежности и долговечности технических систем [4].

Ключевые аспекты нежелательного влияния вибрации на конструкционные соединения в сельскохозяйственной технике:

• -    Износ и разрушение соединений: Вибрация, генерируемая двигателями, роторами, колесами и другими рабочими элементами сельскохозяйственной техники, может вызвать постоянные механические напряжения в соединениях. Это приводит к усталостному износу и разрушению болтов, винтов, сварных швов и других элементов конструкции.

• -    Утечка масел и жидкостей: Вибрация может вызвать деформации уплотнительных элементов и усилить давление внутри гидравлических систем. Это может привести к утечкам масел и других жидкостей, что может быть не только дорогостоящим в ремонте, но и привести к потере производительности.

• -    Потеря точности и калибровки: Сельскохозяйственные машины, такие как комбайны и тракторы оснащены точными измерительными устройствами и системами навигации. Вибрация может повредить или сбить с калибровки эти приборы, что влияет на точность и эффективность работы.

• -    Снижение комфорта оператора: Вибрация также влияет на операторов сельскохозяйственной техники, что может вызвать физический дискомфорт и даже привести к заболеваниям, таким как вибрационная болезнь. Негативное воздействие на операторов может снизить производительность и безопасность работы [2, 4, 6].

Для снижения влияния вибрации на конструкционные соединения в сельскохозяйственной технике, производители и инженеры часто используют специальные демпфирующие материалы, улучшают конструкцию и проводят тщательное тестирование на прочность. Также важна регулярная профилактическая проверка и обслуживание для выявления и устранения потенциальных проблем, связанных с вибрацией [3, 5].

Измерении вибрации проводится с использованием виброизмерительных приборов различных типов – пьезоэлектрических, оптических, вихретоковых и др. [2].

Виброметр компании ZetLab для оценки вибрации технологического оборудования представлен на рис. 1.

Данный прибор относится к пьезоэлектрическим приборам. С помощью акселерометров (пьезодатчиков), подключенных к входным каналам анализаторов сигнала, измеряются среднеквадратические и пиковые значения виброускорения, виброскорости и виброперемещения [2].

Назначение данного прибора заключается в измерении и анализе вибрации или колебаний объекта [3, 5]. Он используется для контроля состояния объектов и обнаружения возможных проблем или неисправностей.

Рисунок 1 – Виброметр компании ZetLab с датчиком измерения вибрации (фото автора)

Результаты и их обсуждение. Были проведены исследования по определению частоты и амплитуды вибрационных колебаний на различных деталях и узлах селекционного комбайна Terrion SR2010. Исследования проводились при движении комбайна, а также на холостых оборотах. Были получены графики зависимости виброперемещения (мм) от времени (c) (рис. 2 – рис. 4).

Рисунок 2 – График зависимости виброперемещения (мм) от времени (c). Вибрация от кузова комбайна

Рисунок 3 – График зависимости виброперемещения (мм) от времени (c). Вибрация от двигателя комбайна при движении

Рисунок 4 – График зависимости виброперемещения (мм) от времени (c). Вибрация в кабине комбайна от руля

На графиках заметны периодические скачки, причина возникновения которых была выявлена позднее. Нами была проведена диагностика топливной аппаратуры двигателя комбайна Terrion sr2010, которая показала некорректную работу форсунки третьего цилиндра. Данный метод не позволяет определить точную причину возникновения вибрационных колебаний, но может с высокой точностью показать их наличие. После проведения ремонта распылителя работа двигателя нормализовалась. График вибромерепещения стал более плавным. Пики исчезли (рис. 5).

Рисунок 5 – График зависимости виброперемещения (мм) от времени (c). Вибрация от двигателя комбайна при движении с рабочей форсункой

Выводы. В заключение данной статьи можно подчеркнуть важность изучения влияния вибраций на конструкционные соединения в комбайнах и их воздействие на надежность и долговечность этих сельскохозяйственных машин. Проведенное исследование позволяет понять, как вибрации могут привести к деградации деталей и узлов, обусловить потерю производительности и увеличение затрат на ремонт и замену деталей.

Полученные с помощью виброметров данные позволяют принимать обоснованные решения по предупреждению повреждений и обеспечению надежности объектов. Они являются важным инструментом для обслуживания и контроля состояния объектов в различных отраслях промышленности и науки.