какие задачи можно решать средствами технической диагностики

Лекция 7. Методы и средства технического диагностирования

Техническая диагностика представляет собой систему методов, применяемых для установления и распознания признаков, характеризующих техническое состояние оборудования. Все методы технического диагностирования разделяются на субъективные (органолептические) и объективные (приборные).

Несмотря на развитие аппаратных средств измерений и контроля, большая роль в определении неисправностей и нахождении повреждений механического оборудования приходится на субъективные методы, предполагающие использование человеческих органов чувств. Комплекс таких органолептических методов контроля получил название осмотр. Осмотр, включает в себя элементы визуального, измерительного контроля, восприятия шумов и вибраций, оценку степени нагрева корпусных деталей, методы осязания, используемые для определения фактического состояния оборудования и его составных частей, процессов их функционирования и взаимодействия, влияния окружающей среды и условий эксплуатации.

Органолептические методы

Органолептический метод (органо- + греч. leptikos – способный взять, воспринять) основан на анализе информации, воспринимаемой органами чувств человека (зрение, обоняние, осязание, слух) без применения технических измерительных или регистрационных средств. Эта информация не может быть представлена в численном выражении, а основывается на ощущениях, генерируемых органами чувств. Решение относительно объекта контроля принимается по результатам анализа чувственных восприятий. Поэтому точность метода существенно зависит от квалификации, опыта и способностей лиц, проводящих диагностирование. При органолептическом контроле могут использоваться технические средства, не являющиеся измерительными, а лишь повышающие разрешающие способности или восприимчивость органов чувств (лупа, микроскоп, слуховая трубка и т.п.).

Принятие решения имеет характер «соответствует – не соответствует» и определяется диагностическими правилами типа «если – то», имеющими конкретную реализацию для узлов механизма. Практически, происходит оценка состояния оборудования по двухуровневой шкале – продолжать эксплуатацию или необходим ремонт. Основная цель – обнаружение отклонений от работоспособного состояния механизма. Решение о техническом состоянии механизма принимает технологический или ремонтный персонал, обслуживающий оборудование на основании опыта и производственной ситуации. Принимается решение об остановке оборудования для визуального осмотра и последующего ремонта, продолжения эксплуатации или проведения диагностирования с использованием приборных методов.

Практический опыт показывает, что невозможно заменить механика с его субъективизмом, основанном на знании особенностей эксплуатации и ремонта оборудования. Этот метод является первым уровнем решения задач диагностирования. Стандартами, использование органолептического метода контроля не регламентируется, однако в практике работы служб технического обслуживания он применяется повсеместно. Основываясь на опыте эксплуатации металлургических машин накопленным рядом фирм, данный метод интерпретируется следующим образом.

Основные органолептические методы, используемые при оценке технического состояния механического оборудования.

1.1 Акустическое восприятие, позволяющее оценивать наиболее значимые повреждения, меняющие акустическую картину механизма. Весьма эффективно при определении повреждений муфт, дисбаланса или ослабления посадки деталей, обрыве стержней ротора, ударах деталей. Диагностические признаки – изменение тональности, ритма и громкости звука.

1.2 Анализ колебаний механизмов. В этом методе механические колебания корпусных деталей преобразуются в звуковые колебания при помощи технических или электронных стетоскопов. Электронные средства позволяют расширить возможности человеческого восприятия.

Пределом для непосредственного восприятия является температура +60 0 С – выдерживаемая, у большинства тыльной стороной ладони без болевых ощущений в течение 5 с. Использование дополнительных средств – брызг воды позволяет контролировать значения +70 0 С – видимое испарение пятен воды и +100 0 С – кипение воды внутри капли на поверхности корпусной детали. Недопустимым является прикосновение к вращающимся и токоведущим деталям.

Приборные методы

Наряду с органолептическими методами при техническом диагностировании используются приборные методы, позволяющие получить количественную оценку измеряемого параметра. Диагностирование с применением приборов основано на получении информации в виде электрических, световых, звуковых сигналов, отображающих изменение состояния объекта. В зависимости от физической природы измеряемых параметров различают:

Классификация диагностических приборов может быть проведена по следующим признакам: цифровые и аналоговые, показывающие и сигнализирующие, универсальные и специализированные, стационарные и переносные и др.

Однако, все средства технического диагностирования, используемых для диагностики механического оборудования, по уровню решаемых задач и приборной реализации можно разделить на: портативные, анализаторы и встроенные системы.

Портативные средства технического диагностирования реализуют измерение одного или нескольких диагностических параметров, характеризуются малыми габаритами и отсутствием обмена данных с компьютерными системами (рисунок 40). К их преимуществам относятся: быстрота процесса измерения, простое обслуживание и управление, оперативное и наглядное получение информации в виде одиночного результата, низкая стоимость. Область применения – оперативный контроль технического состояния оборудования работниками ремонтных служб и технологическим персоналом.

Источник

Цель и задачи диагностирования

Диагностика – является частью технологического процесса ТО и ремонта машин.

Под техническим диагностированием понимают распознавание технического состояния и свойств машины по характерным косвенным (диагностическим) показателям без разборки машины или ее сборочных единиц.

Цель диагностирования состоит в определении технического состояния и причин неисправности машин, в выдаче рекомендаций по выполнению необходимых операций ТО и ремонта.

О техническом состоянии машины можно судить по внешним признакам и параметрам: зазорам, вибрациям, герметичности, эффективности действия систем и механизмов, по тепловому состоянию и др.

Некоторые параметры могут быть определены внешним осмотром (подтекание масла в уплотнениях, натяжение ремней, гусеничных цепей и др.), но большую часть параметров внешним осмотром проверить нельзя. Например – зазоры в деталях цилиндропоршневой группы, кривошипно-шатунного механизма и др. Их состояние можно определить при разборке, но это трудоемкое дело, и любая разборка – сборка ухудшает работоспособность узла (без необходимости не следует разбирать!).

Поэтому определение технического состояния машины, узла и установление остаточного ресурса, т.е. диагностирование имеет большое значение для продления срока службы деталей и машины в целом.

Параметры технического состояния могут быть структурными и диагностическими.

Структурные параметры характеризуют работоспособность элемента непосредственно. Это износ, размер детали, зазор, мощность, производительность и т.д.

Диагностические параметры характеризуют работоспособность элемента косвенно, например – температура, вибрация, цвет отработавших газов.

В результате диагностирования решаются следующие задачи:

– определяют исправность и работоспособность в целом машины и ее составных частей, прогнозируют остаточный ресурс или вероятность безотказной работы;

– определяют качество ремонта машин;

– принимают решение о возможности дальнейшей эксплуатации машин или назначение вида и объема ремонта после ресурсного диагностирования.

Чем точнее проведено диагностирование, т.е. точнее определено состояние того или иного механизма, тем своевременнее можно принять меры к устранению неисправности (если она есть). Если при диагностировании установило, что узел исправен, то при очередном ремонте его не следует разбирать. Например, проверили центрифугу (по частоте вращения), то нечего и разбирать при очередном ТО –1.

Диагностирование тракторов и МТА может выполняться: при плановом ТО; во время полевых работ; при появлении неисправностей.

При очередном ТО-3 проводят ресурсное диагностирование.

Диагностирование до начала полевых работ дает возможность проверить показатели, характеризующие способность МТА выполнять свои функции. Диагностирование во время работы проводят с целью контроля основных эксплуатационных показателей.

Диагностирование МТА после работы проводится тогда, когда нужно решить вопрос о необходимости ремонта и ТО.

При периодическом ТО диагностирование проводят перед обслуживанием, чтобы уточнить объем профилактических работ и, после ТО, чтобы оценить качество ТО. При очередном ТО-3, если возникают отказы, то диагностируют отказавший агрегат.

По принципу определения параметров технического состояния машин методы диагностирования делятся на субъективные и объективные. Субъективные – это методы определения технического состояния с помощью органов чувств (по цвету, шуму, запаху), т.е. органолептические. Осмотром определяют места подтекания воды, масла, цвет отработавших газов, дымление из сапуна и другие неисправности. Прослушиванием выявляют места и характер стуков, шумов, перебои в работе двигателя.

Объективными или инструментальными являются методы определения технического состояние машин с помощью приборов, инструментов, т.е. средств технического диагностирования. К таким методам относятся: методы непосредственного измерения, кинематический, виброакустический на неустановившихся и переходных режимах, метод спектрального анализа масла и т.д.

Метод непосредственного измерения позволяет с помощью приборов замерить прогиб ремней, схождение колес, давление в шинах и т.д.

Кинематический метод – это метод, при котором фиксируется положение или движение сопряженных деталей с геометрической точки зрения. По геометрическим параметрам определяют износ деталей, зазоры в сопряжениях. Например, измерение суммарного зазора в трансмиссии для оценки технического состояния зубчатых передач без разборки.

Виброакустический метод основан на связи параметров вибрации и шума с техническим состоянием механизмов машин. Вибрация возникает от вращающихся и движущихся деталей КШМ, зубчатых пар, подшипниковых узлов. Вибрацию вызывают зазоры в сопряжениях деталей. С увеличением износа деталей изменяется амплитуда и частота колебаний. Сравнивая вибрационные характеристики при работе нового узла с фактическими, оценивают состояние узла.

Метод спектрального анализа масла – при износе деталей цилиндропоршневой группы, КШМ, продукты износа попадают в картерное масло. По характеру излучений сжигаемого масла можно судить о наличии посторонних примесей и об их количестве в масле, то есть определять степень износа деталей.

Все методы основаны на определенной взаимосвязи между структурными и диагностическими параметрами. Например, по величине давления масла в главной масляной магистрали (диагностический параметр), определяют состояние коренных и шатунных подшипников коленчатого вала (структурный параметр), поскольку при увеличении зазоров в этих сопряжениях снижается гидравлическое сопротивление и, значит, и давление масла.

Дата добавления: 2017-01-13 ; просмотров: 8116 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Урок «Задачи технического диагностирования оборудования»

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Задачи технического диагностирования оборудования.

Техническое состояние изделия определяется при техническом диагностировании. Задачами технического диагностирования являются контроль технического состояния, поиск места и определение причин отказа (неисправности), прогнозирование, воспроизведение технического состояния.

Термин “техническое диагностирование” или его краткая форма “диагностирование” применяются в наименованиях и определениях понятий, когда решаемые задачи технического диагностирования равнозначны или основной задачей является поиск места и определение причин отказа (неисправности).

Контролем технического состояния называется проверка соответствия значений параметров изделия требованиям технической документации и определение на этой основе одного из заданных видов технического состояния в данный момент.

Термин “контроль технического состояния” или его краткая форма “контроль” применяются, когда основной задачей технического диагностирования является определение вида технического состояния.

Выявление недопустимого значения параметра при контроле технического состояния позволяет обнаружить отказ и определить (локализовать) подозреваемые в отказе составные части изделия. Локализация обычно рассматривается как первый этап поиска места отказа, т. е. определения части изделия, отказ которой вызвал неработоспособность этого изделия.

Явления, процессы, события и состояния, вызвавшие возникновение отказа изделия, называются причинами отказа. К определению причины отказа (анализу причины отказа, анализу отказа) приступают после отыскания места отказа. Выяснение причины отказа позволяет принимать конструктивные, технологические и организационные меры по их предупреждению.

Причинами отказа изделия могут быть, например, несовершенство или нарушение правил, норм проектирования и конструирования, установленного процесса изготовления или ремонта на предприятии, нарушение установленных правил, условий эксплуатации, дефекты не обнаруженные при изготовлении, испытаниях, приемочном контроле, естественные процессы старения, изнашивания, коррозии и усталости.

Прогнозирование технического состояния заключается в определении технического состояния с заданной вероятностью на предстоящий интервал времени. Техническое состояние прогнозируется посредством анализа значений параметров, документируемых при периодическом контроле технического состояния изделия.

Результат прогнозирования (прогноз) может использоваться, например, для принятия решения в системе технического обслуживания с периодическим контролем и ремонта по техническому состоянию (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 — Схема принятия решения о техническом обслуживании, восстановлении, ремонте изделия

Воспроизведением технического состояния называется процесс установления технического состояния изделия по записи (регистрации) значений параметров, произведенной в предшествующий цикл (циклы) его работы. По записи значений параметров устанавливаются, например, часть изделия, содержащая отказавший элемент, вид и причина отказа.

Диагностирование является частью технологических процессов, предусматривающих определение технического состояния изделия. В технологических процессах обычно решаются комплексно несколько задач диагностирования (таблица 1.4). Целью диагностирования может быть поддержание установленного уровня надежности, обеспечение требований безопасности и эффективности использования изделий, достижение требуемых значений показателей технологических процессов, предусматривающих диагностирование, или технологических систем, в которых выполняются заданные технологические процессы.

Задачи диагностирования при техническом обслуживании и

Задачи диагностирования при

восстановлении и неплановом ремонте

Контроль и прогнозирование технического состояния

Контроль технического состояния, поиск места и определение причин отказа

Контроль технического состояния, поиск места неисправности

Формализация цели диагностирования состоит во введении целевой функции, выбираемой с учетом назначения и области применения диагностирования, с помощью которой оценивается полезность диагностирования.

Например, полезность диагностирования изделия при восстановлении работоспособности можно определять по формуле

Выбирая конкретные показатели восстановления, технологичности или ремонтопригодности в части восстановления, можно получать различные показатели полезности (1.1) диагностирования.

Показатель вида (1.1) обладает высокой чувствительностью к изменению показателей диагностирования изделия.

Источник

Лекция 1. Терминология, цели и задачи технической диагностики

Термины и определения

Оборудование – собирательный термин, который включает в себя машины, агрегаты, механизмы, узлы, а также аппараты, колонны, установки, технологические линии, электротехнические и теплотехнические объекты, сети, технологические и обвязочные трубопроводы и другие устройства, используемые при производстве продукции и выполняющие те или иные технологические функции. Примеры оборудования: энергетическое, механическое, электрическое, химическое, машиностроительное.

Термин «агрегат» имеет два прочтения:

Машина – комплекс механизмов, предназначенный для выполнения полезной работы, связанной с процессом производства, транспортировки, преобразования энергии или информации. Примеры: машина для вскрытия чугунной летки, разливочный кран и др.

Механизм – система кинематически связанных узлов и деталей, предназначенная для преобразования вида движения. Примеры: редуктор, кривошипно-шатунный механизм, винтовая передача и др.

Узел – изделие, составные части которого соединяют между собой на предприятии-изготовителе. Это сборочная единица, собираемая отдельно от других составных частей изделия или изделия в целом, способная выполнять определенную функцию в изделиях одного назначения только совместно с другими составными частями. Термин соответствует агрегату как части механического оборудования, включая разъёмное или неразъёмное соединение нескольких деталей. Примеры: подшипник, узел барабана, ролик конвейера и др.

Деталь – изделие, изготовленное из материала одной марки без применения сборочных операций. Это изделие, изготовленное как одно целое, разделение которого на части невозможно без повреждения. Примеры: вал, гайка, болт, лопатка, зубчатое колесо и др.

Стадии существования машины

Стадии существования машины: проектирование, изготовление и эксплуатация. Идеи и свойства, заложенные конструкторами и машиностроителями, реализуются и проявляются на стадии эксплуатации.

Эксплуатация – совокупность всех фаз существования оборудования с момента взятия на балансовый учёт и до списания, включая периоды хранения, транспортирования, использования по назначению и все виды технического обслуживания и ремонта.

Хранение – комплекс мероприятий по защите от разрушающего воздействия внешней среды и разукомплектования. Ревизия – комплекс работ по установлению степени износа изделия для определения необходимого объёма ремонтных работ. Сборка – комплекс работ по воссозданию изделия из составных частей. Монтаж – вид сборочных операций, выполняемых с использованием грузоподъёмных машин для установки изделия на место. Наладка – приведение фактических отклонений режимов работы в соответствие с нормативными. Разборка – расчленение изделия на составные части.

Техническое обслуживание – комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности изделия. Может включать: мойку, контроль технического состояния, очистку, смазывание, крепление резьбовых соединений, замену составных частей, регулировку.

Текущий ремонт – ремонт, выполняемый для обеспечения или восстановления работоспособности изделия путём замены или восстановления отдельных частей. Капитальный ремонт – ремонт, выполняемый для восстановления исправности и близкого к полному восстановлению ресурса изделия с заменой его частей, включая базовые.

Плановый ремонт – ремонт, остановка на который осуществляется по требованиям нормативно-технической документации. Неплановый ремонт – ремонт, осуществляемый без предварительного назначения. Регламентированный ремонт – плановый ремонт, выполняемый с периодичностью и в объёме установленном эксплуатационной документацией. Ремонт по техническому состоянию – плановый ремонт, объём и сроки которого определяются техническим состоянием изделия.

Виды технического состояния

Исправное состояние – состояние объекта, при котором он способен выполнять все заданные функции объекта.

Неисправное состояние – состояние объекта, при котором он неспособен выполнять хотя бы одну из заданных функций объекта. Неисправность часто является следствием отказа объекта, но может иметь место и без него.

Работоспособное состояние – состояние объекта, при котором он способен выполнять все требуемые функции.

Неработоспособное состояние – состояние объекта, при котором он неспособен выполнять хотя бы одну из требуемых функций.

Критическое состояние – состояние объекта, которое может привести к травмам работающего персонала, значительному материальному ущербу или другим неприемлемым последствиям. Критическое состояние не всегда является следствием критической неисправности. Для конкретного объекта должны быть установлены критерии критического состояния.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состоянии невозможно или нецелесообразно. Предельное состояние наступает тогда, когда параметр потока отказов становится неприемлемым и (или) объект считают неремонтопригодным в результате неисправности.

Техническое состояние определяется наличием и развитием в объекте неисправностей. Виды неисправностей:

Развитие неисправностей приводит к отказу.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта, т. е. в утрате объектом способности выполнять требуемую функцию. Отказ является событием в отличие от «неисправности», которая является состоянием и причиной отказа.

Сбой – самоустраняющийся отказ или однократный отказ, устраняемый незначительным вмешательством оператора. Это событие, при котором в результате временного изменения параметров объекта возникают помехи, воздействующие на работоспособность.

В зависимости от необходимости проведения технического обслуживания и ремонта различают следующие категории технического состояния:

Техническая диагностика – область знаний о распознавании состояния технических систем (объектов), исследующая формы проявления технического состояния, разрабатывающая методы и средства его определения.

Техническая система – материальный объект искусственного происхождения, который состоит из элементов, объединённых связями и вступающих в определённые отношения между собой и с внешней средой, для выполнения определенных полезных функций. Технической системой необходимо управлять для получения эффективного результата.

Управление – это процесс получения, хранения и обработки информации для организации целенаправленных действий.

Служба технического диагностирования – подразделение, обеспечивающее технические службы предприятия информацией о техническом состоянии, прогнозе и причинах появления данного состояния.

Диагностирование – операции, проводимые с целью установления наличия неисправности и определения причин ее появления.

Диагностирование технического состояния объекта осуществляется средствами диагностирования (аппаратными и программными).

Средства и объект диагностирования, взаимодействующие между собой, образуют систему диагностирования.

Результатом диагностирования является диагноз, определяющий техническое состояние – установление неисправности в объекте и отнесение объекта к определенной категории технического состояния. Осуществляется диагностирование в соответствии с разрабатываемым алгоритмом.

Алгоритм технического диагностирования (контроля технического состояния) – совокупность предписаний, определяющих последовательность действий при проведении диагностирования или контроля. В общем случае алгоритм ‑ последовательность действий, построенная по определенным правилам для достижения поставленной цели.

Задачи технической диагностики

Основными задачами технической диагностики, как науки, являются:

Техническая диагностика изучает методы получения и оценки диагностической информации, диагностические модели и алгоритмы принятия решений. Техническая диагностика базируется на двух теориях: теории распознавания и теории контролепригодности (рисунок 1).

Рисунок 1 – Структура технической диагностики

Теория распознавания, используя диагностические модели при исследовании объекта, определяет решающие правила для распознавания текущего состояния и вида неисправности. Благодаря известным характеристикам неисправностей появляется возможность разработки оптимальных алгоритмов (последовательности) распознавания.

Теория контролепригодности решает вопросы рациональной последовательности поиска, отказавшего или неисправного элемента, контроля состояния объекта. Решения базируются на использовании диагностической информации характеризующей состояние объекта.

Контролепригодность – приспособленность объекта к измерению диагностических параметров средствами диагностирования, свойство изделия обеспечивать достоверную оценку технического состояния и раннее обнаружение неисправностей и отказов. Контролеспособность создается конструкцией изделия и принятой системой технического диагностирования.

Диагностическая модель – формализованное описание объекта технического диагностирования, необходимое для решения задач диагностирования. Формы описания: аналитическая, табличная, векторная, графическая.

Диагностический параметр – параметр (признак) объекта, количественно или качественно характеризующий техническое состояние объекта. Диагностические параметры имеют следующие градации: номинальный, предельно допустимый, предельно возможный, аварийный.

Главная задача диагностирования – получение информации о техническом состоянии объекта.

Стандартное определение по ГОСТ 20911-89 «Техническая диагностика. Термины и определения»: «Техническое состояние характеризуется в определенный момент времени, при определенных условиях внешней среды, значениями параметров, установленных технической документацией на объект».

Определение технического состояния по ГОСТ 19919-74: «Техническое состояние – совокупность подверженных в процессе производства или эксплуатации свойств объекта, характеризуемое в определенный момент признаками, установленными технической документацией на этот объект».

В основе диагностирования лежит решение задачи распознавания технического состояния объекта. Состояние объекта, применительно к механическому оборудованию характеризуется диагностическими параметрами: входными, выходными и внутренними (рисунок 2).

Рисунок 2 – Диагностические параметры объекта

Входные параметры – внешние условия и управляющие воздействия (частота вращения, прилагаемый момент, сила, мощность, давление, подача, скорость). Выходные параметры (реакции) – параметры, показывающие поведение объекта (вибрация, шум, температура, равномерность вращения и др.). Внутренние параметры – параметры, определяющие структуру объекта и характеризующие процессы, происходящие внутри его (размеры деталей, зазоры, шероховатость, распределение сил и напряжений, механические характеристики материала и др.).

Влияние входных параметров при определении технического состояния должно быть исключено посредством приведения к стандартным условиям. Данное обстоятельство должно быть учтено при проведении измерений на испытательных стендах и в промышленных условиях. Измерения диагностических параметров необходимо выполнять при неизменной нагрузке.

Диагностические параметры могут быть прямыми – непосредственно отражающими внутренние параметры машин (момент, частота и равномерность вращения, зазоры, шероховатость поверхности) и косвенными – отражающими связь между внутренними и выходными параметрами (физические поля: вибрационные, акустические, тепловые). При решении задач диагностирования обычно предпочтение отдается косвенным параметрам благодаря большей доступности к проведению измерений на работающем оборудовании без разборки механизма.

Процесс функционирования механизма определяют не только внутренние свойства элементов механизма. На работоспособность механической системы влияют равнозначно прикладываемые силы, и качество технического обслуживания. Именно эти три фактора: внутренние свойства элементов, прикладываемые силы, качество технического обслуживания и ремонта определяют такое понятие как техническое состояние (рисунок 3). Проявление технического состояния возможно в виде отказов (поломок) деталей или с позиций технической диагностики – в виде изменения диагностических параметров, субъективных и объективных.

Рисунок 3 – Факторы, определяющие техническое состояние

Источник