Пермские ученые научились предсказывать поломки строительной техники
Часто у тяжелой строительной техники, типа бульдозеров и экскаваторов выходят из строя гидравлические системы. Их износ не виден снаружи, но такая поломка внезапно и надолго выводит машину из строя.
Гидравлическая система — сеть из насосов, трубок и цилиндров, по которой под давлением циркулирует масло, приводя технику в движение. Самые уязвимые элементы этой конструкции — гидроцилиндры. Они выдвигают стрелу экскаватора, поворачивают отвал бульдозера, поднимают ковш.
Уплотнения поршня находятся внутри корпуса, и увидеть их повреждения без разбора узла невозможно. Замер давления и температуры масла, даже с использованием чувствительных датчиков, замечают проблему, только при сильной утечке, то есть когда система уже практически сломалась. Но чаще механик узнает о неисправности, когда стрела экскаватора останавливается на полпути или отвал бульдозера перестает поворачиваться.
Чтобы избежать внезапных поломок можно проводить регулярную плановую замену всех уплотнений, например, раз в год или после определенного количества отработанного времени. Но при таком подходе часто меняют ещё рабочие детали. Как альтернативу внедряют дорогие нейросетевые системы диагностики с десятками датчиков вибрации, температуры и расхода масла, которые требуют долгого обучения алгоритмов и высокой квалификации персонала.
Гидравлические узлы - это «мышцы» техники, они преобразуют энергию двигателя в механическое усилие, чтобы копать и поднимать тяжести
Фото: © Ratchat / Shutterstock / FotoDom
Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из Пермского аграрно-технологического университета разработали метод диагностики гидроцилиндров. Он позволяет оценить техническое состояние уплотнений за доли секунды, не разбирая узел и используя всего один датчик давления. Разработка выявляет неисправность на 50 % раньше, чем традиционные способы диагностики.
Для диагностики перекрывается выход масла из гидроцилиндра, затем оно подается внутрь, после чего идёт замер того, как быстро растёт давление. Чем быстрее это происходит, тем герметичнее цилиндр. Если давление растет медленно, значит масло просачивается через изношенные уплотнения и их нужно менять.
Также исследователи выявили фактор, который раньше игнорировался: гибкие резиновые шланги под нагрузкой слегка раздуваются, что влияет на скорость нарастания давления на 17–20 %. Если это не учитывать, диагностика дает погрешность и можно принять исправный цилиндр за изношенный или, наоборот, пропустить непригодную деталь. По словам разработчиков, при внедрении их продукта затраты составят всего лишь 50–100 тысяч рублей. Использование точного метода позволит значительно сократить простои и расходы на ремонт.
