Параметры технических состояний

При техническом диагностировании машин часто приходится оценивать состояние отдельных агрегатов по обобщенным параметрам.

Обобщенный – это диагностический параметр, характеризующий техническое состояние несколько составных частей машины, например, эффективная мощность двигателя, удельный расход топлива, время подъема навесного орудия. Например, обобщенный параметр – удельный расход топлива характеризует состояние топливной аппаратуры, механизма газораспределения, цилиндропоршневой группы, воздухоочистительной системы дизеля. Коэффициент подачи нагнетательной магистрали обобщенно характеризует техническое состояние гидропривода. Использование обобщенных параметров состояния позволяет в значительной мере снизить трудоемкость диагностирования, особенно при заявочном (внеплановом) техническом обслуживании машины.

Все параметры состояния можно разделить на ресурсные и функциональные.

Ресурсный параметр – параметр, предельное значение которого, обусловливает утрату работоспособности объекта в силу исчерпания ресурса. Этот параметр восстанавливается посредством ремонта или замены составной части. К ресурсным параметрам относятся: зазоры в сопряжениях гильза - поршень, подшипник - шейка вала, износ сопряжений клапан - гнездо, игла - корпус распылителя форсунки, износ фрикционных накладок, шестерен, шлицев, валов.

Среди ресурсных диагностических параметров имеется группа, достижение которыми предельного значения обусловливает капитальный ремонт составной части. К таким ресурсным параметрам относятся расход прорывающихся в картер газов, суммарный зазор в верхней и нижней головках шатуна двигателя, коэффициент передачи гидропривода коробки передач и т.д.

Функциональный параметр – параметр, выход которого за предельное значение обусловливает утрату работоспособности или неисправность составных частей. Его восстанавливают при техническом обслуживании или текущем ремонте. К таким параметрам относятся: эффективная мощность двигателя, частота вращения коленчатого вала, фазы топливоподачи и газораспределения, тепловой зазор в клапанном механизме, подача масляного насоса, давление открытия перепускного и предохранительного клапанов, давление воздуха в шинах, углы установки управляемых колес, напряжение на элементах аккумуляторной батареи.

Нетрудно заметить, что функциональные параметры – это обычно выходные технические и рабочие характеристики машины и ее составных частей, интегрально отражающие определенную совокупность структурных параметров сопряжений. Следует подчеркнуть, что если систему (машину) характеризуют совокупность элементов и связи между элементами, то функциональные параметры как раз определяют эти связи.

Качественные признаки наряду со структурными параметрами определяют техническое состояние объекта. К ним относятся: наличие или отсутствие подтекания масла, топлива, воды в картере двигателя, трещин корпусных деталей, потеря герметичности, специфический запах, цвет выпускных газов, подрезание корней растений, потеря зерна и др. Качественные признаки устанавливают без количественного измерения.

Техническое состояние объекта оценивается параметрами состояния составных его частей, которые делятся на структурные и диагностические.

Параметры состояния – физическая величина, характеризующая работоспособность или исправность объекта диагностирования и изменяющаяся в процессе его работы.

Структурные параметры непосредственно характеризуют работоспособность объекта (зазоры, износы, натяги в сопряжениях, геометрическая форма, размер детали, физико-механические свойства материала, выходные и технические характеристики машины и ее составных частей и др.) и обусловливают техническое состояние объекта.

Структурные параметры, в свою очередь, можно разделить на две группы: ресурсные и функциональные параметры машины или ее составных частей.

Диагностические параметры косвенно характеризуют работоспособность или исправность объекта (давление и расход топлива и масла; температура масла, охлаждающей жидкости, корпусных деталей; время подъема навесной машины; усадка штока силового цилиндра и т. п.).

Преимущество диагностических параметров перед структурными состоит в том, что их контроль не требует, как правило, разборки агрегата. Контроль по структурным параметрам широко используют при ремонте (дефектации).

Очевидно, что диагностическим можно считать такой параметр, который количественно связан со структурным известной закономерностью.

Диагностическим признаком неисправности или дефекта является параметр (или параметры) характеристики (или характеристик), диагностического сигнала, содержащего информацию о техническом состоянии объекта диагностирования.

Или кратко: Диагностический признак – это параметр харктеристики (или параметры характеристик) сигнала соответствующие определенной неисправности объекта.

Начть 15.11.2018 г.

В процессе технического диагностирования используют как параметры, так и признаки неисправностей. Следует отметить, что параметры несут в себе более полную, по сравнению с признаками, информацию, так как позволяют оценивать не только техническое состояние объекта в момент контроля, но и возможность дальнейшего его безотказного использования в течение определенного времени.

Действительно, такие структурные параметры, как износ, размер детали, зазор в сопряжении деталей, высота протектора шины и т. д., в зависимости от наработки монотонно отклоняются от нуля или номинального значения. Функция их отклонения всегда будет возрастающей. В то же время диагностические параметры – температура, шум, вибрация, расход масла и другие, обнаруживая общую тенденцию к возрастанию, в отдельные моменты могут быть меньше, чем в предыдущие. Это зависит от нагрузки, скорости движения детален, состояния смазочной системы, погрешности измерения и т. п.

Количественной мерой параметра состояния является его значение, которое может быть номинальным, нормальным и предельным.

Значение параметра технического состояния изделия или его элемента в начале эксплуатации называют номинальным: зазор в сопряжении; давление регулировки клапана; расход масла и т. д., т.е. номинальное значение параметра – значение параметра, определенное его функциональным назначением и служащее началом отсчета отклонений. Номинальное значение наблюдается у новых и капитально отремонтированных составных частей.

Допускаемое значение параметра – значение, при котором обеспечивается безотказная работа составной части до очередного планового диагностирования при высоких технико-экономических показателях. Большинство основных параметров, характеризующих техническое состояние составных частей машины, имеет два допускаемых значения. Одно из них рассчитывают исходя из необходимости обеспечения надежной работы составной части до соответствующего очередного технического обслуживания, а второе – до очередного ремонта. Другими словами, допускаемое значение (отклонение) параметра характеризуется граничным его значением, при котором составную часть машины допускают после контроля к эксплуатации без операций технического обслуживания или ремонта. Это значение приводят в технической документации на обслуживание и ремонт машин. При допускаемом значении параметра составная часть надежно работает до следующего планового контроля.

Значения параметра, не выходящие за пределы допускаемых величин, называют нормальными. Они находятся в диапазоне между номинальными и допускаемыми величинами.

Предельное значение параметра – наибольшее или наименьшее, которое может иметь работоспособная составная часть. При этом дальнейшая эксплуатация составной части или машины в целом без проведения ремонта недопустима ввиду резкого увеличения интенсивности изнашивания сопряжений, чрезмерного снижения экономичности машины или нарушения требований техники безопасности.

Достижение наибольшего значения хотя бы одного из параметров означает, что данная составная часть находится в предельном состоянии.

Эти значения устанавливают на основании соответствующих критериев.

Технические критерии. К этой группе относят случаи, когда достигшие предельного состояния детали не могут больше выполнять свои функции по техническим причинам (например, предельное увеличение шага гусеничной цепи вызывает ее спадание), либо когда дальнейшая эксплуатация их доводит до аварийного отказа (например, работа двигателя спредельными зазорами в сопряжениях палец - бобышки поршня, в шатунных и коренных подшипниках приводит к стукам, разрушениям деталей и аварийному отказу двигателя, при котором могут быть разрушены и другие сопряженные детали).

Технико-экономические критерии определяют предельное состояние объекта в том случае, когда в результате изменения технического состояния изменяются определенные свойства объекта, снижающие эффективность его использования. Например, с износом цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания увеличивается расход (угар) картерного масла. Поэтому технико-экономическим расчетом устанавливают, до какого угара масла (в % к расходу топлива) экономически целесообразно использовать двигатель и найденное значение показателя вводят как предельное.

Технологические критерии характеризуют резкое ухудшение качества выполнения работ по причине предельного состояния рабочих органов машин. Например, износ дисков сошников приводит к неправильной заделке семян, затупление лемехов плуга – кнекачественной пахоте и др.