Автомобильные испытания: По какой дороге Вы поедете?

Введение

Allison Transmission, General Motors Corporation – мировой лидер в разработке, производстве и продаже автоматических трансмиссий для коммерческих автомобилей, гибридных силовых установок, а также сопутствующих деталей и услуг для грузовиков, автобусов, внедорожной техники и военных автомобилей.
Помимо основного местонахождения в Индианаполисе (штат Индиана), Allison Transmission, входящая в подразделение GM Powertrain Division, имеет международные региональные офисы в Нидерландах, Японии, Китае, Сингапуре и Бразилии и представлена в более чем 80 странах через свою дилерскую сеть, насчитывающую 1500 дистрибьюторов и дилеров.
Концепция Total Motor Maintenance (TMM) – это стратегия, которая используется каждый день, начиная с инвентаризации и доставки двигателей, заканчивая их тестированием и обеспечением надежности.  

Качественное плановое обслуживание сети

Компания Allison Transmission следует процессу Качественного планового технического обслуживания (QNPM), разработанному Объединенными авторабочими General Motors North American (GMNA).
Эта программа обеспечивает общий процесс и последовательную структуру, гарантирующую, что оборудование, машины, инструменты и объекты работают безопасным образом и доступны для конкурентоспособного производства продукции, необходимой для удовлетворения потребностей клиентов.
Существуют принципы работы, которые определяют основное направление общего процесса QNPM.
На эти принципы ссылались на протяжении всего процесса планирования и реализации, чтобы гарантировать, что все действия будут направлены на достижение следующих целей: Обеспечить постоянную поддержку и руководство на уровне GMNA, подразделений и заводов Убедиться, что производство является владельцем и сторонником планового технического обслуживания.
Создайте возможности для участия всех сотрудников в этом процессе Реализуйте концепцию вовлечения операторов Стремитесь к проактивному техническому обслуживанию.
Достигайте мирового класса в области безопасности, качества, производительности и затрат.
Поддерживайте непрерывное совершенствование   В плановом техническом обслуживании есть двенадцать взаимозависимых элементов, которые являются неотъемлемой частью успешного процесса.
Каждый элемент вносит свой вклад и обеспечивает поддержку остальных.
Все взаимосвязанные элементы в целом составляют основу процесса планового технического обслуживания (Рис. 1): Вовлечение людей и организация Финансовый мониторинг и контроль Наличие запасных частей Обучение Коммуникации Реагирование на аварийные поломки Плановое техническое обслуживание Строительные работы Техническое обслуживание Наличие инструментов и оборудования Надежность и ремонтопригодность Уборка и чистка Производство Техническое обслуживание Партнерство

 

Программа “Партнерство поставщиков для двигателя

Commodity Management – это термин, которым компания Allison Transmission обозначает партнерскую программу с нашим основным поставщиком двигателей.
Некоторые из ключевых особенностей, которые удается реализовать, включают повышение качества обслуживания и снижение эксплуатационных расходов и расходов на инвентаризацию.
Запасные двигатели Allison хранятся на складе поставщика.
Впоследствии поставщик ежемесячно встречается с персоналом Allison и отчитывается о закупках, заменах, сроках поставки, а также о жесткой и мягкой экономии (Рисунок 2). Используя анализ цепей двигателя (MCA) в качестве одной из технологий (инфракрасная, вибрационная, ультразвуковая и т.д.) в рамках программы тестирования двигателей, компания Allison может более точно удовлетворить потребности и ожидания наших клиентов.
Двигатели можно протестировать за считанные минуты даже с ограниченным опытом, прежде чем снимать их и отправлять в мастерскую по ремонту двигателей поставщика.
Анализ корневых причин играет большую роль в оценке двигателей как при внутреннем тестировании MCA, так и при участии поставщика.
По завершении ремонта двигателя поставщик предоставляет Allison отчет о ремонте и причину ремонта.
Если неисправность связана с загрязнением, образец загрязнения, обнаруженного внутри обмоток статора, собирается поставщиком моторного цеха и передается в технологический отдел Allison для лабораторного анализа.
Вся эта информация помогает компании устранить основную причину проблем и отказов двигателя.
В одном из отделов серводвигатель выходил из строя семнадцать раз за десять месяцев.
Поставщик был вызван для помощи в определении первопричины и плана корректирующих действий.
Двигатель находился во влажной жесткой зоне, где было много охлаждающей жидкости.
Поставщик предложил надеть на вал двигателя маслоотражатель и использовать специальное уплотнение, чтобы предотвратить преждевременный выход двигателей из строя.
Поставщик двигателей компании обозначил эти изменения желтой полосой, чтобы показать, что двигатель был модифицирован (Рисунок 3).
На сегодняшний день у этого серводвигателя не было ни одного случая выхода из строя обмотки из-за загрязнения. Это партнерство с мастерской по ремонту двигателей оказалось очень эффективным.
Компания Allison имеет возможность звонить 24 часа в сутки, семь дней в неделю, чтобы в течение двух часов доставить хранящийся на складе двигатель и поставить его в док (Рисунок 4).
Время отклика оказалось неоценимым при планировании производственных графиков.
Компания Allison также имеет доступ к экспертам по вопросам, связанным с поставщиками двигателей.
В результате мы считаем поставщика частью нашего инструментария надежности.
В конечном счете, поставщик моторного цеха отвечает перед группой управления товарами Allison Transmission, в которую входят представитель QNPM, электрики из моторного цеха и отдела надежности, команда по запасным частям, руководители технического обслуживания и сотрудники финансового отдела.

Обзор MCA

Программа работы с двигателями Allison Transmission – это важнейший компонент в работе.
С помощью MCA двигатели, у которых возникли проблемы, могут быть протестированы для подтверждения неисправности, прежде чем их снимут и отправят на ремонт.
Если проблема с двигателем не обнаружена, электрик помогает специалисту по обслуживанию найти первопричину.
Двигатели, которые сложно установить, тестируются перед тем, как вызвать специалистов по ремонту машин для установки.
Двигатели на складе поставщика проверяются ежеквартально с помощью теста MCA.
Некоторые маршруты были установлены из-за повторяющихся отказов двигателей, эти двигатели тестируются и отслеживаются ежемесячно как часть процесса MCA.
Двигатели с насосами тестируются перед восстановлением насоса, чтобы определить, может ли комбинация двигатель-насос быть более экономичной для замены, чем для восстановления.
Распределение различных типов двигателей, отремонтированных или замененных в 2002 году, показано на Рис. 4.

QNPM CO CHAMPS OF MAINTENANCE

По словам Делберта Чафи (Delbert Chafey), сопредседателя профсоюза Allison UAW, “Использование инструмента анализа цепей электродвигателей внесло огромную лепту в нашу работу в сфере производственных услуг, а также позволило переломить ситуацию с потерями, связанными с неверными суждениями, например, с решением, что двигатель плохой, и простой его заменой. Заказы на замену двигателей у нашего менеджера по товарам значительно сократились, и в результате организация, оказывающая производственные услуги, может обеспечить более длительное время работы оборудования. В результате мы получаем больше деталей по более конкурентоспособной цене, более широкую технологическую базу, более эффективное использование (анализа причин отказов) RCFA и более высокий уровень уверенности для нашей технологической группы. Увеличение времени работы + экономия + обученные специалисты + отличные инструменты для нашей технологической базы = успех. Отличная комбинация!”
Терри Боуэн, со-чемпион Allison Transmission по QNPM, посетил семинар по анализу цепей двигателя на симпозиуме GM QNPM 2001 года и считает, что компания могла бы извлечь пользу из внедрения программы MCA в технологическом отделе.
В мае 2001 года, во время презентации в моторном цехе, Боуэн признал важность этого инструмента и сообщил, что компания Allison приобрела уже три прибора.
До приобретения анализаторов цепей электродвигателей ALL-TEST Pro™ анализ двигателей предполагал множество догадок.
Иногда двигатели отправлялись поставщику без полной диагностики проблемы.
После тестирования поставщиком в отчете указывалось: “ПРОБЛЕМА НЕ НАЙДЕНА”. Теперь, когда программа MCA введена в действие, Allison наблюдает увеличение времени безотказной работы оборудования и уменьшение количества отчетов “NO PROBLEM FOUND”.
Около 50 квалифицированных специалистов Allison проходят обучение по применению и использованию инструментов MCA в рамках внутреннего восьмичасового курса, который проводит Дэйв Хамфри.
В обучении участвуют электрики, инженеры электростанций, инженеры по кондиционированию воздуха и супервайзеры по техническому обслуживанию.

Проблемы с двигателем

Неисправности статора двигателя, обнаруженные с помощью MCA, варьируются от витка к витку, от фазы к фазе, от катушки к катушке, неисправности заземления и неисправности ротора.
Неисправности ротора, которые чаще встречаются в двигателях с напряжением 4160 вольт, а не 480 вольт, будут иметь сломанные стержни ротора, эксцентриситет и пустоты в отливке.
Если посмотреть на угол сдвига фаз и частоту тока на приборе ALL-TEST ProTM MCA, можно выявить неисправности статора.
Сравнивая сопротивление обмоток каждой фазы между собой, можно увидеть высокоомные соединения.
Неисправности заземления можно обнаружить с помощью теста “изоляция – земля”.
Сравнивая показания импеданса и индуктивности между собой, можно обнаружить загрязнение, которое может варьироваться от охлаждающей жидкости, масла и воды до перегруженных обмоток.
Загрязнения на серводвигателях начинают проявляться за несколько месяцев до выхода из строя.
Общая тенденция заключается в том, что поступают заявки на обслуживание, указывающие на перегрузку по току на панели.
Если проследить за выполнением заказов через систему Allison CMM, то, скорее всего, неисправность, связанная с перегрузкой по току, будет появляться чаще, и тогда потребуется заказ на замену серводвигателей.
Специалисты по территориальному планированию получили сообщение, предупреждающее их о перегрузке по току и о том, как ее можно обнаружить до того, как серводвигатель полностью выйдет из строя.
По сравнению с реактивными действиями, плановое обслуживание позволяет избежать затрат.
Чистое погружение и запекание в моторном цехе дешевле и эффективнее, чем полная перемотка.
Применимая электронная таблица избежания затрат последовательно распределяется по сети QNPM в соответствии со следующим: Отправлен заказ на выполнение работ MCA Прибытие электрика на место установки двигателя Проводится тест MCA, анализируется и выносится решение Реализуется план действий.
Например, если серводвигатель показал хорошие результаты с помощью MCA, начинается расследование первопричины, чтобы проверить другие причины неисправности, такие как перегоревший предохранитель, SCR, привод, кабель или соединительный элемент двигателя.
Если кабель заменяется, сравнение затрат на проактивное и реактивное обслуживание документируется на основе истории обслуживания (Таблица 1). Компания Allison Transmission отдает предпочтение проактивному, а не реактивному техническому обслуживанию, особенно с финансовой точки зрения.
Например, общая сумма экономии средств в компании Allison, связанная с программой MCA в 2002 году, составила $307 664 (Рисунок 6).

ОДНОФАЗНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ

При тестировании трехфазных двигателей прибор ALL-TEST Pro™ MCA хорошо работает при проведении сравнений между обмотками.
Но как насчет тестирования однофазных?
Что, никто больше не использует однофазные двигатели в промышленности?
Для многих применений компания Allison использует двигатели постоянного тока, которые имеют набор обмоток возбуждения (два провода), а также межполюсные обмотки и якорь (два провода).
Отдел инженерных испытаний использует вихретоковые динамометры, чтобы создать имитацию нагрузки на все производимые трансмиссии для целей тестирования, которые также имеют 2 комплекта обмоток с двумя проводами.
Как сравниваются эти двухпроводные устройства?
Сначала проведите тест MCA на обмотке, затем сохраните информацию в базе данных вместе с информацией с заводской таблички, чтобы определить аналогичные двигатели.
Наконец, сравните похожие обмотки, и обмотка с проблемами будет обнаружена.
(Таблица 2).

 

Тематические исследования

Рисунок 7: Тестирование обрабатывающего центра с помощью MCA  Пример 1 Инфракрасная термография (ИК) Электрик, выполняющий прогнозирующий ИК-маршрут, заметил горячий двигатель.
Двигатель представлял собой насос охлаждающей жидкости мощностью 7,5 л.с. в группе из пяти одинаковых станков.
Был подан заказ на проведение анализа цепи двигателя, и впоследствии MCA был завершен и проанализирован, показав отсутствие проблем с двигателем.
Был составлен заказ на проведение анализа вибрации, результаты которого показали, что температура повышается из-за неисправности подшипника.
Насос охлаждающей жидкости был заменен, и температура стала соответствовать температуре в группе станков.
Этот конкретный станок – обрабатывающий центр для корпусов коробок передач.
Когда двигатель насоса охлаждающей жидкости выходит из строя, исторически это приводит к потере производительности и возможной остановке сборочных операций. Пример 2: MCA в сравнении с DMM и испытанием изоляции на заземление Электрик, выполняющий прогнозный IR-маршрут, заметил горячий двигатель мощностью 5 л.с. на станке с 4 сверлильными головками, выполняющем операцию сверления.
Было проведено и проанализировано MCA, и, сравнив показания импеданса и индуктивности, которые явно не были параллельны, результаты показали, что обмотки двигателя загрязнены.
Импеданс и индуктивность нельзя увидеть с помощью DMM или тестера изоляции от земли.
И сопротивление, и тест изоляции на землю были в норме.
Двигатель был отправлен на ремонт, так как этой модели нет на складе.
Чтобы определить причину загрязнения двигателя, был проведен MCA.
Мастерская провела полное вскрытие двигателя, и после вскрытия торцевых колоколов стало очевидно, что проблема заключалась в жидкости в обмотках.
Неизвестная жидкость была вылита в бутылку для пробы.
Мастерская провела обширный ремонт обмоток, а также наложила эпоксидный герметик на это место после того, как определила, что жидкость представляет собой смесь охлаждающей жидкости и гидравлического масла.
Двигатель был возвращен и установлен менее чем за 24 часа.
Эта машина просверливает ряд отверстий на держателе для трансмиссии.
Если бы станок полностью вышел из строя, это привело бы к остановке сборочной линии.
Заказ на новый двигатель занял три дня. Пример 3 # 8 Воздушный компрессор, 4160 вольт, 1000 лошадиных сил 18 июня 2003 года работники электроцеха предоставили данные в отдел надежности для проверки и уточнения показаний ALL-TEST IV PRO™ 2000 на двигателе 4160 вольт, 1000 лошадиных сил на воздушном компрессоре # 8.
Был обнаружен резистивный дисбаланс в 84,5%.
Двигатель был проверен на MCC, а затем на соединительных наконечниках двигателя.
Плохое соединение на наконечниках было обнаружено и исправлено, в результате чего дисбаланс снизился до 0,17%.
Этот случай еще раз показал, что MCA полезен, поскольку не пришлось разбирать и собирать обратно 4160-вольтовые соединения на компрессоре.
Не нужно было снимать двигатель и отправлять его поставщику в магазин электродвигателей, компании McBroom Electric.
Это позволило избежать расходов на ненужный ремонт двигателя и потери сжатого воздуха для некоторых производственных машин.

Заключение

Анализ цепей электродвигателей оказал большое влияние на работу компании Allison.
С учетом приближающихся проблем со средствами защиты NFPA 70E анализ цепей электродвигателей вне линии является очень ценным и безопасным.
Возможно, теперь мир двигателей будет восприниматься иначе, чем в те дни, когда использовались только мультиметр и тестер изоляции-земли.
Компания Allison Transmission верит и доверяет системам, которые последовательно и правильно обеспечивают проактивное обслуживание.  

Об авторе

Дэйв Хамфри – восемнадцатилетний ветеран, подмастерье-электрик компании General Motors.
Его отец – подрядчик-электрик, и Дэйв начал работать с отцом в 10 лет.
До перехода в GM он работал на различных подрядчиков.
Дэйв сертифицирован в области анализа цепей электродвигателей, инфракрасной термографии и анализа вибраций.
Он посещал многочисленные курсы по диагностике двигателей, ультразвуку и анализу первопричин.
Дэйв окончил Университет Пердью и является сертифицированным мастером-электриком.
Дейв преподавал двигатели, трансформаторы, методы устранения неисправностей и Национальный электрический кодекс в рамках программы стажировки GM.
В настоящее время Дэйв преподает курсы по анализу электрических цепей двигателей в компании Allison.
Дэйв является вице-президентом программы Habitat For Humanity в своем округе и обеспечивает электропроводку для всех домов, участвующих в программе.
Дэйв – активный семьянин и христианин.