§ 3. Методика обнаружения неисправных агрегатов и узлов

Этап выявления неисправного агрегата или узла в автоматиче­ской системе является наиболее сложным и трудоемким. Для увели­чения производительности работ по локализации неисправностей разработано несколько способов.

Одним из наиболее совершенных является способ проверки авто­матических систем с помощью специально сконструированных пе­реносных диагностических приборов. На рис. 259 показан прибор для обнаружения неисправных агрегатов стабилизатора. Существо проверки состоит в измерении основных параметров агрегатов на работающей системе. Прибор может быть включен в различные участки проверяемой системы переходными кабелями. Однако это­му способу присущи некоторые недостатки, главным из которых является необходимость создания специализированных приборов для каждой новой автоматической системы.

Наряду с развитием и совершенствованием этого способа сле­дует рассмотреть другой, более универсальный по отношению к различным автоматическим системам. Способ этот заключается в применении общей методики локализации неисправностей автома­тических систем на основании всестороннего анализа их внешних 506

проявлений. Основные положения такой методики будут сформули­рованы после подробного рассмотрения ее в приложении к стаби­лизаторам танкового вооружения.

Для автоматических систем характерным является то, что боль­шинство неисправностей в различных агрегатах, узлах и элемен­тах может вызвать отклонения от нормальной работы системы, внешне проявляющиеся почти одинаково.

Рис. 259. Переносной прибор для проверки танкового стабилизатора

вооружения

Для стабилизаторов это объясняется тем, что как управляющий (сигнал наведения), так и стабилизирующий (реакция системы на отклонение линии выстрела от заданного положения) сигналы на пути от задающих до исполнительных органов проходят ряд усили­тельных звеньев. Упрощенная (без обратных связей) блок-схема стабилизатора показана на рис. 260. Как видно из схемы, часть звеньев в каждой плоскости стабилизации (наведения) является общей для обоих сигналов. Часть же звеньев участвует только в формировании сигнала по наведению.

Если говорить об агрегатах, в которые конструктивно входят звенья рассматриваемой автоматической системы, то к агрегатам первой группы, формирующей сигналы стабилизации и наведения, относятся:

—в горизонтальной плоскости — гироблок, блок усилителей, электромашинный усилитель, исполнительный двигатель, а также поляризованное реле (легко сменяемый узел, установленный в рас­пределительной коробке);

—в вертикальной плоскости — гироблок, блок усилителей, гид­роусилитель и исполнительный цилиндр.

К агрегатам второй группы в обеих плоскостях относятся пулы управления и распределительная коробка.

Из такого деления агрегатов следует два вывода:

во-первых, функции агрегатов по плоскостям достаточно строго разграничены. Большинство агрегатов стабилизатора участвует в формировании сигналов только в одной плоскости;

во-вторых, отсутствие наведения по вертикали или по гори­зонтали (в автоматическом режиме) при наличии стабилизирую­щих моментов есть следствие выхода из строя агрегатов, участвую­щих в формировании только управляющих сигналов по наведению.

Однако оба эти вывода не свободны от исключений. Действи­тельно, гироблок и блок усилителей имеют как узлы, работающие в вертикальной плоскости, так и узлы, работающие в горизонталь­ной плоскости. Поэтому при отыскании неисправного агрегата в одной из плоскостей стабилизации должны быть проверены соот­ветствующие узлы этих агрегатов. Кроме того, и в гироблоке и в блоке усилителей возможны неисправности, приводящие к отказу стабилизатора сразу по обеим плоскостям. В гироблоке это обрыв одной из фаз питания гиромоторов в месте пайки проводов трех­фазной сети 36 В 400 Гц к штырям штепсельного разъема Ш1 ГБ. В блоках усилителей некоторых модификаций такой неисправно­стью является обрыв цепи накала ламп, так как в этих блоках уси­лителей одну последовательную цепь накала имеют все лампы уси­лителей напряжения независимо от плоскости стабилизации, в ко­торой они работают, и вторую — все лампы усилителей мощности и фазочувствительных выпрямителей. В блоках усилителей более поздних выпусков накал ламп осуществляется по отдельной цепи для каждой плоскости стабилизации.

Что касается второго вывода, то, кроме указанных агрегатов, может оказаться неисправным гироблок. Отсутствие наведения при наличии стабилизации в этом случае вызывается обрывом одной из обмоток электромагнита наведения датчика угла. Как известно, эти обмотки не участвуют в формировании стабилизирующего сигнала.

И все же эти выводы, несмотря на указанные исключения, мо­гут оказать существенную помощь в отыскании неисправного агре­гата. Во-первых, при наличии неисправности только в одной плос­кости совершенно исключаются из рассмотрения агрегаты и узлы, не участвующие в формировании сигнала в этой плоскости.

Необходимо также учитывать следующее обстоятельство. В по­давляющем большинстве случаев, как показывает опыт, вероят­ность одновременного возникновения двух и более неисправностей весьма мала. Такая вероятность резко возрастает при затоплении машины, при получении ею боевых повреждений в зоне располо­жения агрегатов стабилизатора и в ряде других случаев. При нор­мальных же условиях эксплуатации, как правило, возможно появ­ление лишь одной неисправности. Поэтому в случае появления от­каза сразу в обеих плоскостях прежде всего должны быть прове­рены цепи питания гиромоторов включительно от преобразователя ПТ-200Ц до гироблока, а затем цепи накала ламп блока усилите­лей.

Во-вторых, невозможность управления пушкой или башней при нормальной стабилизации свидетельствует о неисправности одного из агрегатов: пульта управления, распределительной коробки или электромагнита наведения соответствующего датчика угла в гироблоке. Естественно, что для того чтобы сделать заключение о неис­правности одного из указанных трех агрегатов, необходимо прежде убедиться в наличии стабилизирующего момента.

Наличие наведения в стабилизированном режиме само по себе уже является признаком отсутствия неисправностей в цепях стаби­лизации. Это видно из рис. 260: все цепи стабилизации одновре­менно являются цепями наведения. Однако не все цепи наведения являются цепями стабилизации. Поэтому отсутствие наведения еще не означает отсутствия стабилизирующего момента.

Убедиться в наличии стабилизирующего момента в вертикаль­ной плоскости при неработающих цепях наведения достаточно про­сто. Для этого необходимо приложить возмущающее усилие любого направления к казенной части орудия и затем снять это усилие. Если при приложении усилия слышно характерное изменение звука работы приводного двигателя гидроусилителя, а после снятия уси­лия пушка возвращается в исходное положение, то стабилизирую­щий момент есть. Если пушка не возвращается в исходное положе­ние, то нужно проверить, не находится ли движок одного из регу­лировочных потенциометров в крайнем левом (против часовой стрелки) положении, и в случае необходимости повернуть его по часовой стрелке на 1/3—1/2 его хода. Если и после этого пушка не возвращается в исходное положение, то стабилизирующий момент отсутствует.

Наличие стабилизирующего момента в горизонтальной плоско­сти можно проверить принципиально таким же способом. Однако для создания возмущающего момента усилие необходимо прикла­дывать к дульному срезу орудия. При этом, особенно если танк стоит с небольшим продольным или поперечным креном, усилия одного человека может оказаться недостаточно для преодоления момента трения в погоне башни и момента неуравновешенности башни, вызванного креном. Поэтому в данном случае следует поль­зоваться другим достаточно надежным способом определения нали­чия стабилизирующего момента. Способ этот состоит в использова­нии внутренних сигналов системы.

Под внутренними сигналами стабилизатора подразумеваются сигналы, вызывающие при отсутствии внешних воздействий пере-510

мещение объекта стабилизации в момент включения системы. К этим сигналам следует отнести: остаточное напряжение на выхо­де вращающегося трансформатора датчика угла У^[^^У1; сигнал, обусловленный несимметрией характеристик выходных ламп элек­тронного усилителя Л/^^у1; сигналы, обусловленные несимметрией характеристик обмоток поляризованного реле Л/^^П! и обмоток управления ЭМУД/^^му1 _и т. д. Каждый из этих сигналов, будучи приведенным к исполнительному органу системы, даст момент опре­деленной величины и направления. Следовательно, исполнительный орган (ИД или ЦИ) создаст некий результирующий момент, рав­ный алгебраической сумме моментов от каждого звена. Например, для горизонтальной плоскости стабилизации

или

Этот результирующий момент аналогичен управляющему сиг­налу по наведению. При включении системы он вызовет небольшое перемещение стабилизируемого объекта. Перемещение это будет продолжаться до тех пор, пока между плоскостью наружной рам­ки датчика угла (осью УУ) и осью канала ствола не накопится угол рассогласования, соответствующий моменту, достаточному для компенсации момента от внутренних сигналов,

Из всех составляющих результирующего момента от внутренних сигналов для горизонтальной плоскости наибольшую величину имеет сигнал, обусловленный несимметрией обмоток и подвижной системы якорька поляризованного реле. Поэтому в горизонтальной плоскости начальное перемещение башни (рывок) при включении системы (тумблера А) составляет угол от 1,5 до 5 тысячных деле­ний угломера. В вертикальной плоскости, где такой источник несим­метрии, как поляризованное реле, отсутствует, перемещение пуш­ки весьма незначительно и может быть даже незамечено.

Несмотря на то, что результирующий момент по своему дейст­вию аналогичен моменту наведения, создается он звеньями систе­мы, участвующими в формировании сигналов как по наведению, так и по стабилизации, и наоборот, агрегаты, формирующие сигнал наведения, в создании этого внутреннего сигнала участия не при­нимают. Если основным источником несимметрии является поляри­зованное реле, то источником компенсирующего момента является датчик угла. Следовательно, наличие начального рывка башни при включении тумблера А и последующая ее остановка свидетельст­вуют о наличии стабилизирующего момента, а стало быть об исправности цепей стабилизации. Начальный рывок башни наблю­дается по азимутальному указателю.

В некоторых весьма редких случаях алгебраическая сумма мо­ментов от внутренних сигналов может оказаться равной нулю. То­гда свидетельством наличия стабилизирующего момента будет ре­акция системы на другой внутренний сигнал: самопроизвольное пе­ремещение наружной рамки датчика угла вследствие дебалансных моментов, действующих на внутреннюю рамку. Как известно, внеш­ним проявлением этого перемещения наружной рамки является увод башни от заданного положения с некоторой ограничиваемой техническими условиями скоростью.

Следует, однако, заметить, что за увод может быть принято са­мопроизвольное перемещение башни со скоростью, близкой к мини­мальной скорости наведения. Такое перемещение может явиться следствием различных причин и свидетельствовать как раз об от­сутствии стабилизирующего момента. Например, оно может быть вызвано креном танка, наличием сигналов несимметрии и

рядом других причин. Чтобы отличить увод от такого перемещения, достаточно знать, что характерной особенностью уво­да в горизонтальной плоскости является прерывистый характер перемещения башни, а следовательно, и стрелки азимутального ука­зателя (рис. 261). Движение же башни во всех иных случаях про исходит с гораздо более высокими скоростями и совершенно плав­но.

Рис. 261. Характер самопроизвольного перемещения (увода)

стабилизированной башни:

— изменение угла поворота башни; U_ду — изменение на­пряжения на выходе датчика угла

Естественно, что в случае возникновения сомнений в характере перемещения башни, наличие стабилизирующего момента должно быть проверено путем приложения усилия к дульному срезу пушки в горизонтальной плоскости.

Отсутствие в системе сразу обоих внутренних сигналов практи­чески исключено. А проявление хотя бы одного из них (начального рывка или увода башни) является достаточным признаком нали­чия стабилизирующего момента.

Частным случаем отсутствия наведения при наличии стабилизи­рующего момента является отсутствие наведения лишь в одну сторону. Неисправности стабилизатора, проявляющиеся при его рабо­те только в одну сторону, для краткости будем именовать односто­ронними. Итак, при одностороннем отсутствии наведения и нор­мальном стабилизирующем моменте, как видно из блок-схемы рис. 260, неисправность следует искать только в соответствующих потенциометрах пульта управления. Действительно, в электромаг­ните наведения датчика угла реверс наведения осуществляется пу­тем изменения направления тока в обмотке статора.

Любой элемент схемы, в котором изменению направления вы­ходного сигнала системы соответствует лишь изменение направле­ния или фазы собственного сигнала, либо обеспечивает нормаль­ную работу системы, либо его неисправность проявляется как дву­сторонняя неисправность системы. В пульте управления формиро­вание сигналов наведения в каждую сторону происходит в соответ­ствующем плече потенциометра. К отсутствию наведения в одну сторону может привести только обрыв одного из его плеч.

Деление неисправностей системы на односторонние и двусто­ронние, а также рассмотрение агрегатов и узлов системы с учетом их работы при разнонаправленных входных сигналах облегчает за­дачу отыскания неисправных агрегатов и при отсутствии стабили­зирующего момента в той или иной плоскости. Рассмотрим с этой точки зрения работу ряда звеньев стабилизатора.

Задающим элементом системы является датчик угла. Измене­нию направления угла рассогласования между плоскостью наруж­ной рамки датчика угла (осью УУ) и осью канала ствола соответ­ствует изменение фазы напряжения выходной (измерительной) обмотки вращающегося трансформатора. Эта обмотка является источником сигнала, пропорционального углу рассогласования, не­зависимо от направления последнего. Поэтому выход из строя этой обмотки или ее цепи приведет к отсутствию стабилизирующего момента в обе стороны, т. е. к двусторонней неисправности. К та­кому же результату приведет и обрыв обмотки возбуждения вра­щающегося трансформатора.

Неисправности фазовых обмоток гиромоторов, вызывающие рез­кое снижение скорости вращения или полную остановку ротора, также приводят к потере стабилизации в обоих направлениях.

С выходной обмотки вращающегося трансформатора датчика угла сигнал как в вертикальной, так и в горизонтальной плоско­стях, поступает на усилители напряжения (см. рис. 260). Выход из строя этого звена также ведет к двусторонней неисправности в со­ответствующей плоскости. Лишь после фазочувствительного- вы­прямления образуется отдельная цепь для каждого направления сигнала.

В вертикальной плоскости после фазочувствительного выпрям­ления сигнал поступает на обмотки электромагнита гидроусили­теля. Электромагнит имеет две управляющие обмотки (по одной на каждое направление наведения) и одну обмотку возбуждения. Сле­довательно, при выходе из строя обмотки возбуждения неисправность будет двусторонней, а при обрыве одной из управляющих об­моток возможно отсутствие и наведения и стабилизирующего мо­мента в одну сторону; зависание одной из игл клапанной коробки (см. рис. 260) ведет к односторонней неисправности, а выход из строя приводного двигателя гидроусилителя—к двусторонней и т. д. В горизонтальной плоскости после фазочувствительного вы­прямления происходит усиление сигнала по мощности. При этом для каждого направления наведения существует свой усилитель мощности, собранный на отдельной лампе. Следовательно, неис­правности одной из ламп усилителя мощности, за исключением об­рыва в ней нити накала, проявятся как одностронняя неисправность системы в автоматическом режиме в горизонтальной плоскости. Точно так же, как видно из рис. 260, проявится выход из строя одной из обмоток О₃ или О₄ поляризованного реле, а также обмо­ток управления электромашинного усилителя ОУ₁ или ОУ₂. На­ряду с этим как в поляризованном реле, так и в электромашинном усилителе, возможны неисправности, которые выведут из строя си­стему по обоим направлениям. К числу этих неисправностей мож­но отнести обрыв провода, соединяющего подвижный контакт поля­ризованного реле с массой, обрыв в цепи питания обмоток управ­ления ЭМУ, неисправности приводного двигателя и якоря генера­тора ЭМУ. К двустороннему отсутствию стабилизации приведет и выход из строя исполнительного двигателя.

Итак, как двусторонние, так и односторонние неисправности стабилизатора по обеим плоскостям наведения могут быть вызва­ны выходом из строя различных агрегатов стабилизатора и отдель­ных узлов в этих агрегатах.

В вертикальной плоскости причины односторонних неисправно­стей следует искать в силовом цилиндре, гидроусилителе и в лампах фазочувствительного выпрямителя блока усилителей. Двусто­ронние неисправности могут быть следствием выхода из строя гироблока, каскадов усиления напряжения в блоке усилителей, при­водного двигателя гидроусилителя и обмотки возбуждения элек­тромагнита управления гидроусилителя.

В горизонтальной плоскости в автоматическом режиме к одно­сторонним неисправностям приведет выход из строя конечных кас­кадов блока усилителей, соответствующих обмоток поляризован­ного реле и ЭМУ, а также окисление соответствующей пары кон­тактов поляризованного реле. Выход из строя гироблока, началь­ных каскадов блока усилителей и некоторые неисправности поля­ризованного реле, ЭМУ и исполнительного двигателя вызывают двусторонние неисправности стабилизатора.

Однако, если в вертикальной плоскости возможность дальней­шего сужения круга агрегатов, подлежащих проверке, отсутствует, то в горизонтальной плоскости такая возможность имеется.

Система в горизонтальной плоскости может работать в двух режимах: автоматическом и полуавтоматическом. Часть агрегатов системы в обоих этих режимах выполняет совершенно одинаковые функции. К этим агрегатам относятся исполнительный двигатель и электромашинный усилитель. Кроме того, контактная группа поля­ризованного реле также работает в обоих режимах совершенно одинаково. Следовательно, сравнение работоспособности системы в автоматическом и полуавтоматическом режимах дает возмож­ность сделать некоторые выводы. Так, например, при двустороннем отсутствии стабилизирующего момента и при двустороннем же от­сутствии наведения в полуавтоматическом режиме неисправность следует искать прежде всего в исполнительном двигателе или в ге­нераторе ЭМУ. И, наоборот, при отсутствии стабилизирующего мо­мента в обе стороны, но при нормальном полуавтоматическом наве­дении исправность генератора ЭМУ и исполнительного двигателя гарантирована.

Разберем другой случай. Отсутствует полуавтоматическое наве­дение при нормальной работе в режиме стабилизации. Естествен­но, что генератор ЭМУ и исполнительный двигатель следует счи­тать исправными. Поскольку неисправность двусторонняя, то вы­ход из строя потенциометра пульта управления маловероятен, хотя возможен обрыв провода, соединяющего соответствующее гнездо штепсельного разъема с движком или нарушение контакта движ­ка с обечайками потенциометра. Наиболее вероятной причиной не­исправности в этом случае является обрыв обмотки О₁: поляризо­ванного реле, так как реверс наведения в полуавтоматическом ре­жиме осуществляется за счет изменения направления тока в этой обмотке.

Таким образом, любая неисправность, проявляющаяся в авто­матическом и полуавтоматическом режимах одинаково (как двусто­ронняя или односторонняя), есть следствие выхода из строя агре­гата, узла или элемента, выполняющего одинаковые функции как в том, так и в другом режиме. Если же неисправность проявляется лишь в одном режиме, то эти агрегаты и узлы следует считать исправными.

Для выявления некоторых неисправностей можно пользоваться целым рядом искусственных приемов, дополняющих обычный по­рядок проверки работоспособности стабилизатора.

Здесь термин «искусственные приемы» применен для обозначе­ния действий, не являющихся необходимыми, естественными в про­цессе работы с исправным стабилизатором. А до сих пор речь шла о проверке работоспособности системы с применением только тех операций, которыми наводчик обычно пользуется и при отсутствии отклонений в работе стабилизатора. Таких искусственных приемов может быть, по-видимому, достаточно большое количество. Разбе­рем ряд примеров.

Причиной неисправностей, связанных с односторонним отсут­ствием моментов стабилизации и наведения, может быть (наряду с другими) выход из строя одной из ламп выходного каскада элек­тронного усилителя в соответствующей плоскости. В этом случае, чтобы убедиться в исправности этих ламп, достаточно поменять их

местами. Если лампы исправны, то внешнее проявление неисправ­ности останется прежним. Если же действительно одна из ламп не­исправна (например, потеряла эмиссию), то неисправность проявит­ся в другую сторону.

Разберем второй пример, когда искусственный прием может обеспечить быстрое обнаружение неисправного агрегата.

Выше уже говорилось о действии внутренних сигналов системы, которые уравновешиваются сигналом начального угла рассогласо­вания датчика угла. В горизонтальной плоскости стабилизации эти внутренние сигналы настолько велики, что при отключении выход­ного штепсельного разъема гироблока от системы башня, как пра­вило, начинает перемещаться в какую-либо сторону со значитель­ной скоростью, иногда близкой к средней скорости наведения. Сле­довательно, в случае обрыва выходной (измерительной) обмотки или обмотки возбуждения вращающегося трансформатора датчика угла горизонтального наведения (ВТ ДУ ГН) башня начнет пере­мещаться. Поскольку основную долю в суммарном моменте от внутренних сигналов составляет сигнал, обусловленный нессимметрией характеристик обмоток поляризованного реле; поскольку эта несимметрия носит постоянный характер, так как обмотки намота­ны на один сердечник внахлест, а также поскольку подключение обмоток в анодные цепи ламп на всех машинах одинаково, то баш­ня, как правило, в этом случае перемещается в одну сторону, а именно, вправо.

Но точно такое же внешнее проявление может иметь неисправ­ность, связанная с выходом из строя элементов сеточной или анод­ной цепей выходных ламп усилителя мощности, а также этих цепей фазочувствительного выпрямителя.

Выход ползунка потенциометра ПУ на одну из обечаек за счет ослабления крепления корпуса потенциометра проявится таким же образом, однако в этом случае при повороте ПУ в другую сторону скорость перемещения может быть уменьшена, снижена до нуля, а при дальнейшем отклонении пульта скорость изменит знак. Это будет свидетельствовать о том, что неисправен ПУ. Если же ника­ких изменений в скорости при поворотах пульта не происходит, то неисправен или гироблок (обмотки ВТ ДУ ГН) или блок усили­теля.

Для решения этого вопроса достаточно отсоединить выходной штепсельный разъем гироблока. Известно, что сигнал датчика ско­рости, приведенный к валу исполнительного двигателя, создает момент, который всегда стремится уменьшить скорость стабилизи­руемого объекта. Поэтому при отключении выходного разъе­ма гироблока в случае исправности усилительных звеньев стабили­затора скорость движения башни возрастет. Если же никакой реак­ции на отключение гироблока наблюдаться не будет, то неисправ­ность следует искать в блоке усилителей.

Руководствуясь всеми изложенными соображениями, можно значительно сузить круг агрегатов, узлов и элементов стабилизатора, которые подлежат проверке для выявления причины неисправ­ности того или иного характера. Дальнейшая работа заключается в проверке исправности электрических цепей общепринятыми мето­дами. Как правило, на этом этапе работы используют тестеры типа ТТ-1 или других типов, имеющиеся в комплекте ЗИП № 2. Для вы­деления проверяемых цепей используют монтажную схему стаби­лизатора.

Итак, рассмотрение вопросов методики обнаружения неисправ­ных агрегатов стабилизаторов позволяет сформулировать ряд по­ложений, пользуясь которыми можно в значительной степени сокра­тить время, необходимое для выполнения текущего ремонта систем. Основные положения этой методики сводятся к следующему.Основные проверки системы необходимо проводить во всех воз­можных режимах, не прекращая их при обнаружении ненормальностей в работе системы в одном из режимов. После окончания всех проверок нужно проанализировать характер внешнего прояв­ления неисправностей по каждому из режимов; при необходимости следует выполнить дополнительные проверки теми или иными «искусственными» приемами. Выполненные операции должны обес­печить возможность выделения агрегатов, узлов, элементов, отказы которых не могут иметь обнаруженного внешнего проявления. По­сле выделения исправных агрегатов легко выявить цепи элементов, подлежащих проверке, и проверить их исправность общепринятыми методами.

После обнаружения неисправного агрегата (узла) его заме­няют, а снятый агрегат подвергается ремонту.