Современная эксплуатация строительно-дорожных комплексов непременно связаны с большим объемом материальных издержек. Простои оборудования по причине выхода из строя его узлов и агрегатов ведут за собой большие финансовые потери предприятия. Покупка же запасных частей заранее влечет «замораживание» финансовых средств [1].

Всем известно, что в процессе эксплуатации техника подвергается износу. Задачами инновационной эксплуатации являются нахождение способов продления срока службы строительных, транспортных либо других технологических машин, а также способы контроля за текущим состоянием машины в реальном времени в процессе ее работы. Зачастую информация, полученная о текущем состоянии машины, может сыграть ключевую роль в решении о ремонте или замене изношенного механизма [2,3].

Но как можно осуществить контроль за текущим состоянием узлов и агрегатов машин и механизмов? На сегодняшний день способов контроля очень много. В том числе и способ определения состояния агрегата по его эксплуатационным материалам. Но как осуществить процедуру контроля, не прибегая к большим материальным затратам? Вывод один – применение устройств на месте, которые будут осуществлять контроль за текущим состоянием по параметрам эксплуатационных материалов.

К эксплуатационным материалам относятся топливо, масла, консистентные смазки, прочие технологические жидкости. Масла, в отличие в других эксплуатационных материалов, дают объективную картину о текущем состоянии механизма, так как содержат продукты износа деталей. По количеству продуктов износа в масле, их химическому составу, концентрации можно с уверенностью сказать о текущем состоянии той или иной пары трения агрегата.

Без редукторов сложно представить конвейерную линию, элеватор, дробилку, экскаватор и любой другой технологический комплекс. А работа в сложных условиях, таких как пыль, влажность, низкие и высокие температуры окружающего воздуха, перегрузка, сокращает срок эксплуатации редукторов. Так что его поломка, преждевременный выход из строя полностью нарушают производственный цикл предприятия. Поэтому инновационная эксплуатация редукторов является залогом успешной работы предприятия.

Таким образом, проанализировав способы контроля за состоянием механизмов, мы предлагаем Датчик – устройство сигнализации о наличии ферромагнитных частиц в системе маслосмазки редуктора. Авторами статьи была подана заявка на полезную модель от 31.10.2013 г. 15.01.2014, после прохождения экспертизы, было получено положительное решение о выдаче патента.

В результате патентного поиска на новизну среди зарегистрированных российских и зарубежных полезных моделей и изобретений, заявок на изобретения, полезные модели выявлены патентные документы, описывающие различные устройства, определяющие наличие ферримагнитных частиц, в том числе в масле. Наиболее близкими техническими решениями являются: патент США № 4070660, патент США № 4100491, описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2131552, описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2011109, которые описаны в заявке на получение патента в качестве ближайших аналогов [4].

На рисунке 1 приведена принципиальная схема устройства Датчика.

Предлагаемое устройство сигнализации о наличии ферромагнитных частиц в системе маслосмазки работает следующим образом.

Устанавливают корпус-17 клапана сигнализатора ферромагнитных частиц во внутреннюю полость системы маслосмазки и подсоединяют положительный вывод источника-8 постоянного напряжения к одному электромагнитному выводу-6, а отрицательный вывод источника-8 постоянного напряжения через «N»-светодиодов-13;14;15;16 и через  «N»-ограничителей напряжения-9;10; 11 и 12 к другому электромагнитному выводу – 5.

Масляно-воздушная среда агрегата проходит через круглые окна-25 и омывает электромагнитные выводы магнита-2 и магнитного контакта-4, оставляя на их внешних поверхностях ферромагнитные частицы.

По мере накопления ферромагнитных частиц на внешних поверхностях магнита -2 и магнитного контакта-4, происходит замыкание цепи питания источника-8 постоянного напряжения и на входах «N»-ограничителей напряжения-9;10;11 и 12 появляется постоянное напряжение, которое ограничивается первым из «N»-ограничителей напряжения-9 до величины достаточной, чтобы обеспечить свечение первого из «N»-светодиодов-13, соответствующего сигналу «Внимание-1». При этом второй-14, третий-15 и четвертый-16 светодиоды не создают своего свечения, так как ограничители напряжения-10;11;12 не создают необходимого постоянного напряжения для их срабатывания.

Рисунок 1. Устройство сигнализации о наличии ферромагнитных частиц в системе маслосмазки

По мере следующих накоплений ферромагнитных частиц  на внешних поверхностях магнита-2 и магнитного контакта-4, сопротивление цепи питания источника-8 постоянного напряжения уменьшается и на входах «N»-ограничителей напряжения – 9;10;11 и 12 появляется постоянное напряжение, которое ограничивается не только первым ограничителем напряжения-9, но и вторым ограничителем напряжения-10 до величины достаточной, чтобы обеспечить свечение первого-13 и второго-14 светодиодов, соответствующих сигналам «Внимание-1» и «Внимание-2». При этом третий-15 и четвертый-16 светодиоды не создают своего свечения, так как ограничители напряжения – 11 и 12 не создают необходимого напряжения для их срабатывания. И так далее.

Таким образом, осуществляя выбор величин сопротивлений ограничителей напряжения – 9;10;11 и 12, обеспечивают свечение одного, двух, трех или всех светодиодов – 13;14;15 и 16 одновременно и обеспечивают сигнализацию о накоплении ферромагнитных частиц в системе маслосмазки.

Конструкция датчика позволяет использовать его в разных типах редукторов, с разными габаритами, передаваемыми мощностями и условиями работы. Данную систему можно реализовать на любом строительно-дорожном, транспортном, нефтегазовом, любом другом технологическом оборудовании, где применяются редукторы.

Обобщая вышесказанное, следует отметить, что экономическая эффективность от внедрения данной системы контроля за текущим состоянием агрегатов машин заключается в том, что исключаются простои предприятия от внезапных поломок. Область применения Датчика очень обширна. Экономический эффект дает возможность и организацию бизнеса (производство, техническая эксплуатация самого устройства) при значительном рынке сбыта: строительство, машиностроение, транспорт, горнодобывающая промышленность, нефтегазовое дело и т.д.

Вышеперечисленное делает данный научный проект технологически и экономически привлекательным.

Список использованной литературы:

1. Ларионов В.П. Хладостойкость и износ деталей машин и сварных соединений.— М.: Машиностроение, 1976.—208 с: ил.
2. Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов.— М.: Машиностроение, 1989.—496 с: ил.
3. Патент РФ № 2011109 «Сигнализатор магнитной металлической стружки в маслопроводе»

Авторы: А.Б. Виноградов

В.Б. Ломухин

М.П. Дмитриев

(Новосибирский государственный

архитектурно-строительный

университет (Сибстрин)