Методы контроля и диагностики карьерного экскаватора
При всем многообразии методов контроля и диагностики карьерного экскаватора наиболее эффективными и доступными являются вибродиагностика и использование тепловизора. Их преимущества в полноте информации об элементах механизма и скорости исследования.
Самоходная выемочно-погрузочная техника, работающая в карьерных условиях, такая как механическая лопата, включает в себя комплекс взаимозависимых друг от друга частей различной функциональности. Все они разнообразны по структуре, надежности, износу и сроку эксплуатации. Исправная работа этого устройства зависит от их согласованности и технического состояния. Именно поэтому крайне важно понимать, какой технический элемент в карьерном экскаваторе может выйти из строя в первую очередь. Для этого необходим правильный выбор методологии диагностирования всех деталей подобного механизма.
Существует несколько систем контроля надежности элементов этой техники без вывода их из рабочего состояния или демонтажа: визуально-инструментальный, вибродиагностический, тепловой и ультразвуковой.
С визуального и измерительного контроля должен начинаться рабочий день специалиста, эксплуатирующего технику. Подобная диагностика предусматривает тщательный осмотр всех механизмов с использованием элементарных приспособлений. Это приборы наблюдения визуальным способом, эндоскопы волоконно-оптического типа, фоторегистрация и разнообразный измерительный инструментарий.
Более редко, но достаточно эффективно при диагностике деталей механизмов используются следующие виды приборов: капиллярные, радиоволновые, радиационные, магнитные и электромагнитные.
К первой группе относятся: люминесцентные (КД-31Л), цветные (ДМК4) и капиллярные (КД-40ЛЦ) дефектоскопы. Они в основном предназначены для контроля осей, валов, зубчатых колес и т.д.
Переносные рентгеновские аппараты (7Л2, РУП-160-6П) посредством радиоволн зафиксируют дефекты сложных деталей, состоящих из нескольких слоев.
Чтобы продиагностировать металлические структуры толщиной свыше 200 мм используются радиационные приборы, такие как радиометр 20026 и блок детектирования БДЭК – 2-23.
Дефектографы и дефектоскопы МИД-50П относятся к магнитным инструментам, которые также помогут при визуальном контроле.
Стальные канаты проверяются электромагнитными измерительными приборами – дефектоскопами ДНМ и ВДЦ-1.
Вибродиагностическая система контроля карьерной мехлопаты используется исключительно при обследовании вращающихся элементов механизма (муфты, барабаны, редукторы, электрические двигатели и т.д.).
Подобная диагностика осуществляется специалистом, который в первую очередь должен провести необходимые измерительные операции и заложить их в память анализатора. Чтобы зафиксировать реальное состояние объекта обследования оператор берет за базу показатели виброскорости (среднеквадратичное значение), снятые с трех направлений (вертикальное, горизонтальное и осевое) от 10 до 1000 Гц. Этот способ контроля поможет обнаружить несоосность и расцентровку валов, бракованные и прошедшие срок вкладыши, дисбалансы всех вращающихся механизмов, трещины и дефекты сборки, дефицит смазочных материалов и их затвердевение и др.
Вибросмещение фиксирует во время процесса вибрации крайние пределы передвижения частей механизма от контрольной точки.
Виброскорость позволяет определить максимальное развитие скорости контролируемой точки обследуемого механизма. Причем, для большей точности используется ее среднеквадратичное значение.
Вибродиагностичекий контроль осуществляется как динамическим, так и кинематическим способом.
В первом случае измеряются показатели вибрационного движения самого исследуемого элемента относительно зафиксированной точки отсчета. При этом используется преобразователь абсолютной вибрации, как правило, сейсмической модели.
Кинематический метод предполагает измерение координатных точек уже относительно зафиксированной (неподвижной) системы координат.
При тепловом контроле и диагностике разнообразных механизмов, в том числе и карьерного экскаватора, используется тепловизор, который четко определяет динамические изменения температуры обследуемого объекта в инфракрасном режиме, создавая цветное поле (красное показывает недопустимость дальнейшей эксплуатации).
Объект нагревается и при этом дефектный участок задерживает тепло, а исправный, наоборот, с ним расстается. Решетка этого прибора, на которой размещены микроскопические датчики, в состоянии уловить инфракрасные сигналы и преобразовать их в электроимпульсы, которые после усиления оцифровываются и выводятся на дисплей. Подобный метод эффективен при диагностике электромашин и редукторов карьерных мехлопат. Он четко фиксирует даже незначительные неисправности в подшипниках этих механизмов. Эффективность этого способа контроля заключается также в легкости его использования и скорости снятия необходимой информации.
Еще одним эффективным методом, позволяющим контролировать исправность составных частей и элементов карьерного экскаватора, является ультразвуковая дефектоскопия. Ультразвук обладает уникальной способностью: с одной стороны, отражаться от любых неисправных поверхностей, а с другой – задерживаться, распространяясь, в поле, где их нет.
В практике обычно используются импульсные методы диагностики ультразвуком. Это «теневой метод» и «эхо-метод». Такие методы, как акустическая эмиссия (с помощью упругих колебаний), использование свободных колебаний, резонансный, а также акустический импеданс применяются значительно реже.
Наибольшее распространение ультразвуковой дефектоскопии наблюдается при оценке состояния сварных конструкций механизмов, в том числе карьерного экскаватора. У него это стойки, рамы, стрелы, раскосы, балки и т.д.
Тем не менее, из всех перечисленных способов диагностики состояния карьерной мехлопаты самыми действенными и надежными являются тепловой метод и вибродиагностика. Тепловой контроль наиболее доступный, информативный и быстрый для получения необходимых данных об исследуемом объекте. Вибродиагностический метод незаменим при съеме информации о состоянии как главного привода, так и его составляющих (муфты, тормоза, зубчатые колеса, валы шестерни).