2015-06-04
9109
Лекция N 9
ДИАГНОСТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
Основные принципы технического диагностирования
Диагностика – отрасль науки, изучающая и устанавливающая признаки состояния системы, а также методы, принципы и средства, при помощи которых дается заключение о характере и существе дефектов системы без ее разборки и производится прогнозирование ресурса системы..
Техническая диагностика машин представляется собой систему методов и средств, применяемых при определении технического состояния машины без ее разборки. При помощи технической диагностики можно определять состояния отдельных деталей и сборочных единиц машин, производить поиск дефектов, вызвавших остановку или ненормальную работу машины.
На основе полученных при диагностике данных о характере разрушения деталей и сборочных единиц машины в зависимости от времени ее работы техническая диагностика позволяет прогнозировать техническое состояние машины на последующий срок работы после диагностирования.
Совокупность средств диагностирования, объекта и исполнителей, действующих по установленным алгоритмам, называется системой диагностирования.
Техническое диагностирование – это процесс определения технического состояния объекта с определенной точностью. Результатом диагностирования служит заключение о техническом состоянии объекта с указанием при необходимости места, вида и причины дефекта.
Диагностирование проводят как при ТО, так и при ремонте.
При ТО задачи диагностирования заключаются в том, чтобы установить потребность в проведении капитального или текущего ремонта машины или ее сборочных единиц; качество функционирования механизмов и систем машин; перечень работ, которые необходимо выполнить при очередном техническом обслуживании.
При ремонте машин задачи диагностирования сводятся к выявлению сборочных единиц, подлежащих восстановлению, а также оценке качества ремонтных работ.
Виды технического диагностирования классифицируют по назначению, периодичности, месту проведения, уровню специализации. В зависимости от парка машин диагностирование проводят силами эксплуатационного предприятия или на специализированных предприятиях технического сервиса.
Диагностируемый объект можно рассматривать в двух аспектах: с точки зрения структуры и способа функционирования. Каждый из аспектов имеет особенности, описываемые своей системой понятий.
Под структурой системы понимается определенная взаимосвязь, взаиморасположение составных частей (элементов), характеризующих устройство и конструкцию системы.
Параметр – качественная мера, характеризующая свойство системы, элемента или явления, в частности процесса. Значение параметра – количественная мера параметра.
Основным понятием технической диагностики, связанным со структурным аспектом, будет состояние объекта.
Свойства структуры объекта в некоторый момент времени могут быть охарактеризованы совокупностью структурных параметров x 1', x 2', … x n'.
Структурный параметр – качественная мера, характеризующая свойство структуры системы или ее элемента (геометрическая форма, размеры, шероховатость поверхности элементов и др.). Структурные параметры – переменные величины. При изготовлении объекта они зависят от различных технических факторов, а в период эксплуатации – от степени износа и разрушения деталей.
Для повышения степени объективности оценки на совокупность параметров структуры накладывается условие минимальности.
Совокупность параметров x 1, … x n будет минимальной, если ни одна из этих величин не может функционально выражаться через значения других параметров, входящих в эту совокупность.
Каждый параметр минимальной совокупности может изменяться независимо от других параметров.
Помимо условия минимальности, совокупность параметров, описывающих структуру объекта, также должна удовлетворять условию полноты.
Совокупность параметров x i будет полной, если знание их величины позволяет принимать однозначные решения о необходимом ремонте и обслуживании объекта.
Очевидно, что набор параметров x i и их число, используемое для описания структуры объекта, будут меняться в зависимости от целевой установки при использовании диагностической информации. Так, при заводском контроле выпускаемых машин их структура будет характеризоваться набором параметров (размеры, форма, шероховатость поверхности и др.), который отличается от набора параметров при диагностике этих устройств в условиях эксплуатации (безотказность, долговечность).
Различают прямые и косвенные диагностические параметры.
Рассмотрим объект, состояние которого определяется независимыми величинами x 1, x 2, … x n. Состояние объекта в некоторый момент времени известно, если определены значения каждой из n величин x i. Эта задача будет также решена и в том случае, если x i будут выражены любыми другими величинами s 1, s 2, … s m, которые известны.
Такой косвенный процесс определения неизвестных параметров состояния и называют диагностикой. Она сводится к измерению доступных параметров диагностического сигнала s 1, s 2, … s m и к вычислению параметров состояния с помощью известных соотношений, которые устанавливаются во время тарировки системы диагностики. Тарировка заключается в изменении в определенном порядке состояния элементов объекта и в регистрации параметров сигнала s j.
Таким образом, для описания состояния объекта имеем две системы параметров x 1, x 2, … x n и s 1, s 2, … s m..
Чтобы диагностическая задача была разрешимой, необходимо взаимно однозначное соответствие между обеими группами параметров. Практически это значит, что каждому возможному состоянию объекта должен соответствовать свой диагностический сигнал, а каждому сигналу – единственное состояние.
Определение зависимости сигнала от изменения параметров состояния объекта:
s j =sj (x 1, x 2, … x n)
или эквивалентной ей зависимости параметров состояния от величины параметров сигнала составляет важнейший и самый трудоемкий этап разработки системы диагностики.
При оценке технического состояния различных объектов используют как субъективные, так и объективные методы диагностирования.
Субъективные методы диагностирования. К ним относятся визуальный осмотр, прощупывание, остукивание, опробование и ослушивание сборочных единиц и машины в целом.
Эти методы позволяют выявить лишь качественные отклонения состояния того или иного механизма от нормы (ослабление крепления, наличие трещин, изломов и деформаций в деталях, подтекание топлива, масла, охлаждающей жидкости и электролита, обрыв и расслоение ремней, неполнота сгорания топлива, неравномерное натяжение гусеничных полотен, попадание воздуха в гидросистему и т.д.). В практике они находят широкое применение для предварительной (ориентировочной) оценки технического состояния.
Объективные методы диагностирования дают точную количественную оценку сборочной единицы, машины. Они основаны на использовании как специальных контрольно-диагностических средств (оборудования, приборов, инструмента, приспособлений), так и устанавливаемых непосредственно на машинах или входящих в комплект инструмента машиниста.
Объективное диагностирование разделяют на прямое и косвенное.
Прямое диагностирование – это процесс определения технического состояния объекта по его структурным параметрам (зазорам в подшипниковых узлах, в клапанном механизме, в верхних и нижних головках шатунов кривошипно-шатунного механизма, биению валов, размерам деталей, доступных для непосредственного измерения, и др.).
Сборочные единицы и машину в целом диагностируют по структурным параметрам с помощью универсальных измерительных приборов: калибров, щупов, масштабной линейки, штангенциркулей, микрометров, зубометров, нормалемеров и др. Это позволяет получать точные результаты. Недостаток такого метода заключается в том, что он во многих случаях требует разборки объекта диагностирования. Последнее значительно увеличивает трудоемкость работ и нарушает приработку сопряженных поверхностей. Поэтому в практике прямое диагностирование, как правило, проводят в тех случаях, когда структурные параметры объекта диагностирования можно замерить без разборки сопряженных поверхностей.
Косвенное диагностирование – это процесс определения фактического состояния объекта диагностирования по косвенным, или, как их называют, диагностическим параметрам.
В качестве косвенных показателей используют изменение параметров рабочих процессов, структурных шумов, содержания продуктов износа в масле, мощности, расхода топлива и др.
Сам процесс диагностирования проводят с помощью манометров, вакуумметров, пьезометров, расходомеров, пневматических калибраторов, дымомеров и различных специальных приборов.
