Диагностика промышленных агрегатов. Методы и средства технической диагностики. Виды диагностических измерений

3.3.1. Техническое диагностирование (ТД) - элемент системы ППР, позволяющий изучать и устанавливать признаки неисправности (работоспособности) оборудования, устанавливать методы и средства, при помощи которых дается заключение (ставится диагноз) о наличии (отсутствии) неисправностей (дефектов). Действуя на основе изучения динамики изменения показателей технического состояния оборудования, ТД решает вопросы прогнозирования (предвидения) остаточного ресурса и безотказной работы оборудования в течение определенного промежутка времени.
3.3.2. Техническая диагностика исходит из положения, что любое оборудование или его составная часть может быть в двух состояниях - исправном и неисправном. Исправное оборудование всегда работоспособно, оно отвечает всем требованиям ТУ, установленных заводом изготовителем. Неисправное (дефектное) оборудование может быть как работоспособно, так и неработоспособно, т. е. в состоянии отказа.
3.3.3. Оборудование может отказать в связи с изменением внешней среды и по причине физического износа деталей, находящихся как снаружи, так и внутри оборудования. Отказы являются следствием износа или разрегулировки узлов.
3.3.4. Техническая диагностика направлена в основном на поиск и анализ внутренних причин отказа. Наружные причины определяются визуально, при помощи измерительного инструмента, несложных приспособлений.
Методы, средства и рациональная последовательность поиска внутренних причин отказа зависят от сложности конструкции оборудования, от технических показателей, определяющие его состояние. Особенность ТД состоит в том, что она измеряет и определяет техническое состояние оборудования и его составных частей в процессе эксплуатации, направляет свои усилия на поиск дефектов.
3.3.5. По величине дефектов составных частей (агрегатов, узлов и деталей) можно определить работоспособность оборудования. Зная техническое состояние отдельных частей оборудования на момент диагностирования и величину дефекта, при котором нарушается его работоспособность, можно предсказать срок безотказной работы оборудования до очередного планового ремонта, предусмотренного нормативами периодичности Системы ППР, а также необходимость их корректировки.
3.3.6. Заложенные в основу ППР нормативы периодичности являются опытно усредненными величинами, установленными так, чтобы ремонтные периоды были кратными и привязанными к календарному планированию основного производства (год, квартал, месяц).
3.3.7. Любые усредненные величины имеют свой существенный не достаток: даже при наличии ряда уточняющих коэффициентов они не дают полной объективной оценки технического состояния оборудования и необходимости вывода в плановый ремонт. Почти всегда присутствуют два лишних варианта: остаточный ресурс оборудования далеко не исчерпан, остаточный ресурс не обеспечивает безаварийную работу до очередного планового ремонта. Оба варианта не обеспечивают требование Федерального закона № 57 ФЗ об установлении сроков полезного использования основных фондов путем объективной оценки потребности его постановки в ремонт или вывода из дальнейшей эксплуатации.
3.3.8. Объективным методом оценки потребности оборудования в ремонте является постоянный или периодический контроль за техническим состоянием объекта с проведением ремонтов лишь в случае, когда износ деталей и узлов достиг предельной величины, не гарантирующей безопасной, безотказной и экономичной эксплуатации оборудования. Такой контроль может быть достигнут средствами ТД, а сам метод становиться составной частью Системы ППР (контроля).
3.9.9. Другой задачей ТД является прогнозирование остаточного ресурса оборудования и установления срока его безотказной работы без ремонта (особенно капитального), то есть корректировка структуры ремонтного цикла.
3.9.10. Техническое диагностирование успешно решает эти задачи при любой стратегии ремонта, особенно стратегии по техническому состоянию оборудования. В соответствии с этой стратегией работы по поддержанию и восстановлению работоспособности оборудования и его составных частей должны осуществляться на основе ТД оборудования.
3.3.11. Техническое диагностирование является объективным методом оценки технического состояния оборудования с целью определения наличия или отсутствия дефектов и сроков проведения ремонта, в том числе прогнозирования технического состояния оборудования и корректировки нормативов периодичности ремонта (особенно капитального).
3.3.12. Основным принципом диагностирования является сравнение регламентированного значения параметра функционирования или параметра технического состояния оборудования с фактическим при помощи средств диагностики. Под параметром здесь и далее согласно ГОСТ 19919-74 понимается характеристика оборудования, отображающая физическую величину его функционирования или технического состояния.

Современная техническая диагностика пользуется для определения технического состояния машин приборами, дающими возможность более объективно определять состояние машин, а также воспринимать диагностические сигналы, излучаемые механизмом, недоступные восприятию непосредственно органами чувств человека.

Для разработки методов и средств технической диагностики какой-либо машины, прежде всего, следует выявить, какие параметры характеризуют работу проверяемой машины и определяют ее надежность. Затем надо установить диагностические критерии количественной величины параметров и для их определения разработать соответствующие методы и средства.

В настоящее время основными параметрами, характеризующими качество работы технологического оборудования, являются: производительность, точность, жесткость, виброустойчивость и шумообразование; надежность технологического оборудования характеризуется вероятностью безотказности, долговечностью, ремонтопригодностью его частей и механизмов.

В большинстве случаев состояние перечисленных параметров взаимосвязано, что дает возможность значения одного параметра определять через значение другого. Например, точность работы некоторых механизмов металлорежущего станка можно определить, проверив их на жесткость. Диагностирование технологического оборудования по точности, жесткости, виброустойчивости и шумообразованию следует производить методами и средствами, указанными в соответствующих стандартах.

В зависимости от условий проведения диагностирования применяются следующие виды технической диагностики.

Техническая диагностика, проводимая в динамике объекта : по параметрам рабочих процессов (мощность, расход топлива, производительность, давление и др.); по диагностическим параметрам, косвенно характеризующим техническое состояние (температура, шум, вибрации и т.д.).

Техническая диагностика, выполняемая в статике объекта : по структурным параметрам (износ деталей, зазор в сопряжениях и т.п.).

По объему, методам и глубине операций она может быть комплексной (называемой также общей) и поэлементной.

Комплексная диагностика выявляет нормальное функционирование, эффективность, работоспособность машины (агрегата) в целом. Цель ее – определить соответствие нормам выходных эксплуатационных показателей проверяемых агрегатов по их основным функциям. Примером такой диагностики может быть определение мощности и топливной экономичности двигателя, производительности и долговечности насоса, потерь в трансмиссии, процента буксования сцепления и т. д.

Поэлементная диагностика определяет причину нарушения работы агрегатов (механизмов) обычно по сопутствующим косвенным признакам; например, причину потерь мощности двигателя – по компрессии или прорыву газов в картер, причину повышенного расхода топлива – по уровню в поплавковой камере карбюратора или производительности жиклеров, причину потерь в трансмиссии – по вибрациям и нагревам и т.д. Однако в этом случае конкретизация причин неисправностей доводится лишь до такого уровня, при котором выявляется потребность снятия или разборки проверяемого механизма.

Вообще диагностику, как правило, проводят на нескольких уровнях:

1) на уровне машины в целом;

2) на уровне ее агрегатов;

3) на уровне систем, механизмов и деталей и др.

При этом на каждом из перечисленных уровней определяют техническое состояние, главным образом, двухмерно. Это означает, что диагностика должна дать однозначный ответ: нуждается или не нуждается в настоящее время проверяемый агрегат в ремонте или техническом обслуживании с учетом обеспечения безотказной работы до очередного планового технического воздействия. Если техническое состояние проверяемого агрегата не соответствует нормам, и он состоит из нескольких самостоятельных механизмов, то необходима поэлементная диагностика каждого из этих механизмов и т. д.

При поэлементной диагностике данного механизма в первую очередь проверяют механическое состояние так называемых «критических» деталей, т.е. таких деталей, которые в первую очередь определяют работоспособность механизма (клапаны бурового насоса, опора ротора и др.).

Глубина диагностики механизмов ограничивается получением ответа на вопрос: необходима ли разборка механизмов. Если она необходима, то дальнейшее более детальное диагностирование не имеет практического смысла, поскольку дефекты могут быть выявлены более просто и точно после разборки механизма.

Методы и средства диагностики отдельных агрегатов, систем и механизмов определяются их конструкцией и выполняемыми функциями.

В зависимости от вида диагностических параметров применяют следующие методы технической диагностики: измерение потерь на трение в механизмах; определение теплового состояния механизмов; проверку состояния сопряжении, установочных размеров, герметичности и утечек, контроль шума и вибраций в работе механизма; анализ картерного масла (двигателя, ротора, вертлюга и др.).

Диагностику оборудования необходимо начинать с получения сведений о наработке оборудования и ремонтах, которым оно подвергалось, о расходе топлива и масла, динамике, склонности к перегреву двигателя и других агрегатов, о дымлении, скрипах, шумах и т.д.

Эти сведения позволяют более целеустремленно проводить дальнейшую диагностику уже с применением технических средств, при помощи которых проверяют показатели эффективности и работоспособности оборудования в целом, его агрегатов и механизмов.

Средства диагностики технического оборудования служат для фиксирования

и измерения величины диагностических признаков (параметров). Для этого применяют приборы, приспособления и стенды сообразно характеру диагностических признаков и методам диагностики.

Значительное место среди них занимают электроизмерительные при-

боры (вольтметры, амперметры, осциллографы и др.). Они широко применя-

няются как для непосредственного измерения электрических величин (например, при диагностике систем зажигания и электрооборудования автомобиля), так и для измерения неэлектрических процессов (колебаний, нагрева, давления), преобразованных при помощи соответствующих датчиков в электрические величины.

Для этой цели электрические измерительные приборы снабжают датчиками.

При диагностике механизмов наиболее часто используют: датчики сопротивления, концевые, индукционные, оптические и фотоэлектрические датчики, при помощи которых можно измерять зазоры, люфты, относительные перемещения, скорость и частоту вращения проверяемых деталей; термосопротивления, термопары и биметаллические пластины для измерения теплового состояния деталей; пьезоэлектрические и тензометрические датчики для замера колебательных процессов давления, биений, деформаций и др.

Одно из положительных качеств электроизмерительных приборов - удобство получения информации, а также в перспективе возможность ее анализа при помощи счетно-решающих устройств.

В зависимости от полноты и степени механизации технологических процессов диагностику можно проводить выборочно, только для контроля технического состояния отдельных сборочных единиц, или комплексно для проверки сложных агрегатов, таких как двигатель, и, наконец, комплексно для диагностики машины в целом.

В первом случае используются для отдельных измерений такие диагностические приборы как стетоскопы, манометры, тахометры, вольтметры, амперметры, секундомеры, термометры и другие переносные приборы.

Во втором случае приборы комбинируют в виде передвижных стендов, в третьем случае – ими комплектуют датчики и пульты управления стационарных стендов.

Передвижным комплексным средством диагностики является ходовая диагностическая станция. Она может обеспечивать диагностику технического состояния автомобилей в местах их временного размещения. Компоновка ходовой диагностической станции возможна на базе прицепа достаточно большой грузоподъемности.

Основными требованиями к средствам диагностики являются: обеспечение достаточной точности замеров, удобство и простота использования при минимальной затрате времени.

Помимо различных приборов, индикаторов узкого назначения, в систему диагностических средств включают комплексы электронной аппаратуры.

Эти комплексы могут состоять из датчиков – органов восприятия диагностических признаков, блоков измерительных приборов, блоков обработки информации в соответствии с заданными алгоритмами и, наконец, блоков хранения и выдачи информации в виде запоминающих устройств для преобразования информации в удобный для использования вид.

Эксплуатация оборудования неразрывно связана с оценкой его технического состояния. Техническое состояние объекта – это совокупность его свойств, которые характеризуются в определенный момент времени, при определенных условиях внешней среды значениями структурных параметров, установленных технической документацией на объект диагностирования. .

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

К основным задачам технической диагностики можно отнести следующие:

Определение состояния технической системы;

Прогнозирование изменения ее состояния;

Определение места и причин поломок.

Алгоритм технического диагностирования (контроля) устанавливает состав и порядок проведения элементарных проверок объекта и правила анализа их результатов. .

Можно выделить два метода проведения технической диагностики (прямой и косвенный), которые, в свою очередь, делятся на множество способов, различающихся, как правило, по типу применяемых средств технического диагностирования. Остановимся более подробно на диагностике косвенными методами.

Косвенные методы диагностирования основываются на определении структурных параметров технического состояния сборочных единиц машин по косвенным параметрам. Диагностирование косвенными методами не требует разборки машины. Многие методы осуществляются за счет преобразования механических величин в электрические специальными приборами.

В общем случае косвенные методы диагностирования можно разделить на несколько групп (Рис.1).

Рис.1. Методы косвенной диагностики

Акустический шум и колебания механизмов, лежащие в основе виброакустической диагностики, используются для оценки технического состояния механизмов уже довольно долгое время. Колебательные процессы имеют огромное значение в современной технике. В основе виброакустической диагностики лежит получение информации об относительном и абсолютном смещении деталей машины, распределение пульсаций в рабочих узлах, акустическая эмиссия материала и т.д. Большинство дефектов, влияющих на ресурс механизма, изменяют параметры виброакустического сигнала, поэтому именно использование виброакустической диагностики во многих случаях может служить основным методом контроля.

Присутствие колебаний может быть как неотъемлемым признаком исправного функционирования оборудования, а может быть нежелательным явлением. Таким образом, вибрация может быть как полезной, так и вредной.

Вредное действие вибрации приводит к изнашиванию отдельных узлов оборудования (осей, валов щеток электромоторов и т.д.). В качестве выявляемых повреждений, как правило, выступает зазор между деталями, служащий причиной их соударения во время работы. Этот процесс реализуется путем распространения упругих волн акустического диапазона, возникновения вибрации и ударных импульсов. Значения вибрации показывают степень нарушения нормальной передачи динамических сил через техническую систему. Для нормальной работы машины характерен низкий уровень вибрации. С увеличением зазоров происходит увеличение вибрации ближайшего к дефекту подшипника и повышение колебаний в других подшипниковых узлах. Подшипниковый узел становится элементом, передающим динамические усилия от места дефекта на корпус устройства.

В последнее время техника для измерения вибрации шагнула на новый уровень. С виброметрией связаны области электроакустики, электроники, радиотехники, автоматики, вычислительной техники и т.д., созданы новые приборы для измерения вибрации.

Виброакустический метод диагностики хорошо зарекомендовал себя, и в настоящее время для определения состояния оборудования достаточно значения параметров вибрации и использования специальных таблиц. Как пример, можно привести таблицу оценки технического состояния машины по значению среднеквадратичной виброскорости.

Таблица 1. Оценка технического состояния машин по значениям среднеквадратичной виброскорости, мм/с .

Характеристика группы машин	Техническое состояние
	«хорошее»	«допустимое»	«плохое»	«аварийное»
Отдельные части двигателей и машин, соединенные с агрегатом и работающие в обычном для них режиме (например, серийные электрические моторы мощностью до 15 кВт)	до 0,7	0,7-1,8	1,8-4,5	более 4,5
Машины средней величины (например, электромоторы мощностью от 15 до 875 кВт)	до 1,1	1,1-2,8	2,8-7,1	более 7,1
Мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися частями, установленные на массивных фундаментах, относительно жестких в направлении измерения вибрации	до 1,8	1,8-4,5	4,5-11,2	более 11,2
Мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися частями, установленные на массивных фундаментах, относительно податливых в направлении измерения вибрации (например, газовые турбины с выходной мощностью более 10 МВт).	до 2,8	2,8-7,1	7,1-18	более 18

Оценка состояния машины по виброакустическим признакам ведется с помощью датчиков вибрации, шумомера или стетоскопа. Амплитуда колебаний дает информацию о динамике работы кинематической пары и размере дефекта, а частота – об источнике колебаний.

Магнитоэлектрические методы диагностирования основаны на регистрации изменения магнитного потока в диагностическом датчике, взаимодействующего с контролируемым механизмом. В основе магнитных методов лежит регистрация магнитных полей рассеивания, возникающих в зоне дефектов, и на определении магнитных свойств диагностируемых объектов.

Основными методами магнитноэлектрической диагностики механизмов являются:

Магнитопорошковый;

Феррозондовый;

Вихретоковый;

Электроискровой;

С использованием датчиков Холла.

Как правило, с помощью магнитоэлектрической диагностики не только выявить дефект в изделии, но и определить его размеры и местонахождение. Некоторые типы приборов способны обнаруживать дефекты, определять глубину их и координаты относительно плоскостей изделия. С помощью магнитопорошкового метода могут быть обнаружены различные трещины, непровары сварных соединений и другие дефекты шириной несколько микрометров. Метод также подходит для контроля объектов с немагнитным покрытием.

Параметром, указывающим на присутствующую в механизме неисправность, может выступать температура, отражающая протекание рабочего процесса. С помощью тепловой диагностики выявляются:

Деформации, вызываемые неравномерностью нагрева;

Состояние тормозов, подшипниковых узлов, муфт и др.

Методы измерения температуры делятся на контактные и бесконтактные, которые также подразделяются по физическим эффектам, положенным в основу их принципа действия.

К контактным методам термометрии относится действие термометров, термопар и терморезисторов. К бесконтактным – пирометров и тепловизоров.

Работа температурных датчиков, как правило, основывается на принципе преобразования измеряемой температуры в электрическую величину. Это обусловлено удобством передачи электрических величин на расстояние и их универсальностью.

Можно заметить, что диагностирование по косвенным признакам обычно проводится с помощью аналоговых электромеханических измерительных приборов. В общем случае они имеют следующую структурную схему (рис.2):

Рис.2. Структурная схема аналогового электромеханического измерительного прибора.

Измерительная цепь прибора позволяет преобразовать измеряемую величину Х в промежуточную величину У, связанную с измеряемой величиной. Измерительный механизм служит для преобразования электромагнитной энергии в механическую, которая необходима для выдачи информации об измеряемой величине.

Цифровые измерительные приборы действуют несколько иным образом: преобразуют измеряемую величину в дискретную форму, после чего подвергают цифровому кодированию и выдают результат на отсчетном устройстве.

Рассмотрим возможное применение косвенных методов диагностирования в сфере бытовых машин и приборов.

Для определения дефектов бытовой холодильной техники, как правило, применяют портативную диагностическую аппаратуру. Использование современных контрольно-измерительных приборов дает возможность повысить качество ее контроля и, как следствие, с большей точностью диагностировать причины отказов при эксплуатации.

Появление неисправности в холодильнике обычно характеризуется каким-либо отклонением в показателях его работы – расходе электроэнергии, температуре и т.д. Выявление такого отклонения является первым этапом проверки холодильника. После этого необходимо найти причину и место дефекта. Так как появление неисправности зачастую приводит к нарушению процесса теплообмена между частями холодильного агрегата и окружающей средой, расположение дефекта можно установить по характерным признакам, таким как шум, повышение температуры и т.п.

Во время работы компрессора вследствие сжатия паров хладагента и нагрева обмоток электродвигателя выделяется тепло, что приводит к увеличению температуры фреона, металлических частей компрессора и масла в его кожухе. Тепло от нагретых областей частично отводится в окружающую среду через стенки кожуха. При прохождении по нагнетательной трубке пары хладагента охлаждаются, что приводит к постепенному уменьшению температуры поверхности трубки. Следовательно, нагрев поверхности трубки в месте ее соединения со змеевиком конденсатора должен быть намного ниже, чем в месте ее выхода из кожуха компрессора.

Распространенным дефектом бытового холодильника можно считать утечку фреона, диагностируемую, как правило, с помощью галоидного течеискателя. Сторону нагнетания холодильного агрегата в этом случае проверяют при работающем, а сторону всасывания – при отключенном мотор-компрессоре. В качестве альтернативы этому методу контроля можно предложить использование тепловизора. Тепловизоры достаточно полно отражают температурное поле эксплуатируемого оборудования, координатно или визуально указывают на конкретные горячие (или – холодные) места, которые могут быть источником опасных дефектов, потерь энергии, коротких замыканий и т.д. Некоторые тепловизоры способны измерить температуру этих «горячих» точек и дать необходимую информацию для цифрового анализа.

Тепловизоры эффективно используются и для диагностики электрических сетей и оборудования. Возникающее избыточное сопротивление тока вызывает заметное повышение температуры в проблемных местах. Это может вызывать повреждения проводки и оборудования. Ранняя диагностика неполадок в электрических сетях позволяет предотвратить снижение производительности электросети и потери электроэнергии на ненужное производство тепла.

Шум при работе холодильника возникает по причине наличия в нем движущихся механизмов. Уровень звука холодильного агрегата не должен превышать 45 дБА на расстоянии 1 м или уровня звука образца-эталона. Шум должен быть равномерным, без дребезжаний.

Анализ звуков, возникающих при работе компрессора, позволяет диагностировать в нем различные неисправности. Например, металлический стук при работе компрессора, сопровождающийся вибрацией шкафа, может указывать на расшатанность опорных элементов, неисправность компрессора и касание незакрепленными трубопроводами деталей шкафа. Причиной повышения вибрации в холодильном агрегате также может служить износ подшипников скольжения, что приводит к заклиниванию двигателя при его пуске. Нормальной работе подшипников соответствует монотонный и шелестящий шум. Диагностику неисправностей в таком случае целесообразно проводить с применением вибродатчика и шумомера, а по полученным результатам делать вывод о состоянии холодильника.

На сегодняшний день значительная часть отказов бытовых холодильников связана с выходом из строя мотор-компрессоров. Как правило, в таком случае возвращение холодильного агрегата в работоспособное состояние проводится путем замены компрессора.

Неисправности мотор-компрессора, диагностируемые путем измерения виброакустических характеристик холодильного агрегата:

Нарушение подвески компрессора в кожухе;

Нарушение сопряжений трущихся пар.

Примеры выявления неисправностей виброакустическим способом можно проследить и у других бытовых приборов. Например, сильная вибрация, скрежет и шум при работе пылесоса указывают на износ подшипников и выработку смазки. Причиной возбуждения колебаний зачастую выступает неуравновешенность роторов. Посторонние звуки при стирке белья указывают неисправности активатора стиральной машины: износ оси, касание стенки бака и т.д. Сильный шум и вибрация при вращении барабана указывают на неисправность командоаппарата, ослабление крепления противовесов.

Представим процесс измерения вибрационных характеристик машины в виде структурной схемы.

В общем случае ее можно изобразить в виде следующих блоков:

Объект измерения;

Вибропреобразователь;

Блок обработки;

Устройство отображения полученной информации (дисплей).

Рис.3 Структурная схема процесса измерения вибрации (в общем случае)

Вибропреобразователь служит для преобразования механических вибраций в электрический сигнал, блок обработки – для расшифровки этого сигнала.

Представим полученную схему в более развернутом виде.

Рис.4 Структурная схема процесса измерения вибрации (в развернутом виде): 1 – объект измерения; 2 – крепление; 3 – датчик вибрации; 4 – кабель; 5 – электрический вход; 6 – согласование сигнала; 7 – частотная коррекция; 8 – дополнительное преобразование и корреция сигнала; 9 – отображение результата измерения

С помощью крепления на диагностируемую поверхность устанавливают датчик вибрации. Посредством соединительного кабеля данные от датчика поступают в блок согласования сигнала, а оттуда – в блок частотной коррекции, где производится частотный анализ для получения информации о спектре вибрации. После этого происходит коррекция сигнала и вывод результата измерения на дисплей (или иное средство отображения).

К факторам, оказывающим влияние на виброакустическое поле машины, стоит добавить возбуждение резонансных колебаний в случае совпадения вынужденных частот с собственными. Как результат воздействия множества факторов виброакустические характеристики механизма при нормальном техническом состоянии подвержены колебаниям, вследствие чего диагностику нужно проводить с учетом нестабильности результатов.

Методы синтеза диагностических признаков зарождающихся дефектов обеспечивают высокую достоверность не только процедур оценки текущего технического состояния объекта диагностирования, лежащих в основе технологии эксплуатации машин по состоянию, но и процедур прогнозирования работоспособности узлов, лимитирующих ресурс механического оборудования. . Сравнивая прямые и косвенные методы диагностики, нельзя не отметить очевидные достоинства последних: возможность контроля оборудования во время его работы, отсутствие необходимости разборки механизма и выявление зарождающихся неисправностей на начальной стадии, не дожидаясь сбоя в работе.

Как недостаток метода, можно указать высокую стоимость некоторых из приборов, требуемых для его применения. В то же время нужно отметить, что косвенная диагностика, выявляя дефекты на ранних стадиях их развития, позволяет предотвратить поломку оборудования, что, напротив, способствует уменьшению затрат за счет отсутствия необходимости в покупке новой техники. Применение косвенной диагностики дает возможность проводить безразборный контроль работы оборудования, что обеспечивает сокращение его простоев. Не стоит забывать и о том, что исследование и измерение параметров работы машины может принести пользу как способ изучения функционирования сложного механизма и служить основой для дальнейшего его совершенствования. Таким образом, диагностика бытовых машин и приборов по косвенным признакам может выполнять не только функцию наблюдения и контроля за состоянием оборудования, но и способствовать изобретательской деятельности. Дальнейшее совершенствование датчиков и применение их в интерактивном режиме позволит диагностировать неисправность при первых признаках ее появления.

Количество просмотров публикации: Please wait

Значительные расходы на содержание техники, прежде всего, обусловлены низким качеством ее обслуживания и преждевременным ремонтом. Для снижения затрат труда и средств на техническое обслуживание и ремонт необходимо повысить производи­тельность и улучшить качество выполнения этих работ за счет повышения надежности и эксплуатационной технологичности (ремонтопригодности) выпускаемых единиц, развития и лучшего использования производственно-технической базы предприятий, механизации и автоматизации технологических процессов, внедрения средств диагностирования и элементов научной организации труда.

Под надежностью понимают свойство составных частей машины выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Надежность в процессе эксплуатации зависит от ряда факторов: характера и объема выполняемых машиной работ; природно-климатических условий; принятой системы технического обслуживания и ремонта техники; качества и наличия нормативно-технической документации и средств технического обслуживания, хранения и транспортирования машин; квалификации обслуживающего персонала.

Надежность является комплексным свойством, включающим в себя в зависимости от назначения объекта или условий его эксплуатации ряд простых свойств:

1. Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторой наработки или в течение некоторого времени.

2. Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

3. Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, поддержанию и восстановлению работоспособности путем проведения ремонтов и технического обслуживания.

4. Сохраняемость - свойство объекта непрерывно сохранять требуемые эксплуатационные показатели в течение (и после) срока хранения и транспортирования.

В зависимости от объекта надежность может определяться всеми перечисленными свойствами или некоторыми из них. Например, надежность колеса зубчатой передачи, подшипников определяется их долговечностью, а станка - долговечностью, безотказностью и ремонтопригодностью

Автомобиль - это сложная система, состоящая из тысяч деталей с различными производственными и эксплуатационными допусками. Работа осуществляется в разных условиях, поэтому срок службы однотипных объектов различен – в зависимости от условий эксплуатации, режимов работы и качества элементов. Следовательно, каждую единицу необходимо направлять на ремонт в соответствии с ее фактическим состоянием.

При индивидуальном обследовании (контроль, диагностирование, прогнозирование) устанавливается Истинное техническое состояние каждого агрегата. Здесь может быть учтено влияние всего многообразия условий работы, квалификации оператора и других факторов, от которых зависит техническое состояние объекта.

Отсутствие специального контрольно-диагностического оборудования затрудняет обнаружение многих неисправностей. Старыми (преимущественно субъективными) методами можно выявить только значительные и очевидные отказы и отклонения. Стоимость проверки основных систем такими методами примерно на 70-75% выше, чем при использовании современных диагностических методов.

Метод технического диагностирования - совокупность технологических и организационных правил выполнения операций технического диагностирования.

Диагностика (от греческого diagnostikós – способный распознавать) – отрасль знаний, исследующая техническое состояние объектов диагностирования (машин, механизмов, оборудования, конструкций и других технических объектов) и проявление технических состояний, разрабатывающая методы их определения, при помощи которых дается заключение (ста­вится диагноз), а также принципы построения и организацию использования систем диагностирования. Когда объектами диагностирования являются объекты технической природы, говорят о технической диагностике.

Диагностирование – это совокупность методов и средств для определения основных показателей технического состояния отдельных механизмов и машины в целом без их разборки либо при частичной разборке.

Результатом диагностирования является диагноз - заключение о техническом состоянии объекта с указанием при необходимости места, вида и причины дефекта.

Достоверность диагностирования – вероятность того, что при диагностировании определяется то техническое состояние, в котором действительно находится объект диагностирования.

Техническое состояние - совокупность подверженных изменению в процессе производства или эксплуатации свойств объекта, характеризуемая в определенный момент времени признаками и параметрами состояния, установленными технической документацией на этот объект.

Параметр состояния - физическая величина, характеризующая работоспособность или исправность объекта диагностирования и изменяющаяся в процессе работы.

Диагностическая операция - часть процесса диагностирования, выполнение которой позволяет определить один или несколько диагностических параметров объекта.

Технология диагностирования - совокупность методов, параметров и операций диагностирования, выполняемых планомерно и последовательно в соответствии с технологической документацией для получения конечного диагноза.

На рис. 1показана структура технической диагностики. Она характеризуется двумя взаимопроникающими и взаимосвязанными направлениями: теорией распознавания и теорией контролеспособности. Теория распознавания содержит разделы, связанные с построением алгоритмов распознавания, решающих правил и диагностических моделей. Теория контролеспособности включает разработку средств и методов получения диагностической информации, автоматизированный контроль и поиск неисправностей. Техническую диаг­ностику следует рассматривать как раздел общей теории надежности.

Диагностирование включает три основных этапа:

· получение информации о техническом состоянии объекта диагностирования;

· обработку и анализ полученной информации;

· постановку диагноза и принятие решения.

Первый этап заключается в определении параметров состояния объекта, установлении качественных признаков состояния и получении данных о наработке; второй - в обработке и сравнении полученных значений параметров состояния с номинальными, допускаемыми и предельными значениями, а также использовании полученных данных для прогнозирования остаточного ресурса; третий - в анализе результатов прогнозирования и установлении объема и сроков работ по техническому обслуживанию и ремонту составных частей машины.

Объект диагностирования - изделие и его составные части, подвергаемые диагностированию.

В технической диагностике рассматриваются следующие объекты.

Элемент - простейшая при данном рассмотрении составная часть изделия, в задачах надежности может состоять из многих деталей.

Изделие - единица продукции определенного целевого назначения, рассматриваемая в периоды проектирования, производства, испытаний и эксплуатации.

Система - совокупность совместно действующих элементов, предназначенная для самостоятельного выполнения заданных функций.

Понятия элемента, изделия и системы трансформируются в зависимости от поставленной задачи. Например, при установлении его собственной надежности станок рассматривается как система, состоящая из отдельных элементов - механизмов, деталей и т.п., а при изучении надежности технологической линии - как элемент.

Структура объекта - условная схема его строения, образуемая последовательным расчленением объекта на элементы структуры (составные части, сборочные единицы и т.п.).

При диагностировании различают рабочие воздействия, поступающие на объект при его функционировании, и тестовые воздействия, которые подаются на объект только для целей диагностирования. Диагностирование, при котором на объект подаются только рабочие воздействия, называется функциональным, а диагностирование, при котором на объект подаются тестовые воздействия,- тестовым техническим диагностированием.

Совокупность средств, исполнителей и объектов диагностирования, подготовленная к проверке параметров состояния или осуществляющая ее по правилам, установленным соответствующей документацией, называется системой технического диагностирования.

Диагностирование позволяет: снизить простои машин по техническим неисправностям за счет предупреждения отказов своевременной регулировкой, заменой или ремонтом отдельных механизмов и агрегатов; ликвидировать ненужные разборки отдельных механизмов и агрегатов и снизить скорость изнашивания деталей; правильно установить вид и объем ремонта и снизить трудоемкость текущего ремонта за счет сокращения разборочно-сборочных и ремонтных работ; полнее использовать ресурсы отдельных агрегатов и машины в целом, а следовательно, сократить общее количество ремонтов и расход запасных частей.

Опыт внедрения диагностирования показывает, что межремонтный ресурс увеличивается в 1,5...2 раза, число отказов и неисправностей уменьшается в 2...2,5 раза, а затраты на ремонт и техническое обслуживание сокращаются на 25...30%.

Кроме того система технических обслуживаний по фиксированному ресурсу (среднестатистическая система) не обеспечивает высокой надежности и минимальных затрат. Эта система постепенно отмирает, все шире внедряется новый и более экономичный метод обслуживания и ремонта по фактическому техническому состоянию (диагностическая система). Что позволяет полнее использовать межремонтный ресурс машин, устранить необоснованную разборку механизмов, сократить простои вследствие технических неисправностей, снизить трудоемкость технического обслуживания и ремонта. Эксплуатация по техническому состоянию может принести выгоду, эквивалентную стоимости 30% общего парка машин.

В некоторых случаях целесообразно использование комбинированного (смешанного) диагностирования - представляющего совокупность регламентированного технического диагностирования и диагностирования по техническому состоянию.

Для диагностической и комбинированной систем требуются новые методы ис­следования, иной математический аппарат. В основу должна быть положена теория надежности. Необходимо глубже изучать и учитывать изменения физических законо­мерностей отказов, износов и старения деталей в механических системах. Важная роль в совершенствовании управления надежностью подвижного состава принадлежит разработке и внедрению методов прогнозирования технического состояния агрегатов автомобилей.

Цели и задачи технической диагностики. Связь диагностики и надежности

Целью технической диагностики является повышение надежности и ресурса технических систем. Мероприятия по сохранению надежности машин направлены на снижение скорости изменения параметров состояния (главным образом скорости изнаши­вания) их составных частей и предотвращение отказов. Как известно, наиболее важным показателем надежности является отсутствие отказов во время функционирования (работы) технической системы.

Техническая диагностика благодаря раннему обнаружению дефектов и неисправностей позволяет устранить отказы в процессе технического обслуживания, что повышает надежность и эффективность эксплуатации.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru

1. Диагностика - основа обслуживания машин по их фактическому техническому состоянию

Одной из наиболее важных и актуальных проблем современности является повышение качества и надежности механизмов, машин и оборудования в любой отрасли промышленности. Это вызвано постоянным ростом энерговооруженности современных предприятий, заводов, комбинатов, тепловых и атомных станций, морского, воздушного, железнодорожного и других видов транспорта и т.д., оснащением их сложной техникой, внедрением автоматизированных систем обслуживания и управления.

Известны традиционные пути увеличения надежности и ресурса, такие как оптимизация систем, совершенствование конструкции и технологии изготовления отдельных элементов, резервирование механизмов, машин и оборудования, увеличение коэффициента запаса (работа не на полную мощность, не на номинальном режиме и т.п.).

Эти пути наиболее эффективны для систем ограниченной мощности, таких как информационные системы, системы автоматического управления и связи и т.п. Перспективы указанных направлений связаны, в первую очередь, с высокими темпами развития элементной базы подобных систем, ее миниатюризацией и высокой степенью интеграции.

Однако во многих областях промышленности конструкция и технология изготовления отдельных узлов механизмов, машин, оборудования претерпели в течение последних десятилетий незначительные изменения, которые не привели к существенному повышению их надежности и ресурса. В то же время высокая степень резервации механизмов и введение коэффициентов запаса часто невозможны из-за ограничений по массе и габаритам. Поэтому потребовалось изыскание новых путей для решения проблемы повышения надежности и ресурса.

До недавнего времени машины и оборудование, в том числе и на промышленных предприятиях, либо эксплуатировались до выхода их из строя, либо обслуживались по регламенту, т.е. осуществлялось планово-профилактическое техническое обслуживание.

В первом случае эксплуатация оборудования до выхода из строя возможна при использовании недорогих машин и при дублировании важных участков технологического процесса.

Более широкое распространение в настоящее время получило обслуживание по регламенту, т.е. планово-профилактическое техническое обслуживание, что обусловлено невозможностью или нецелесообразностью дублирования и большими потерями при непредусмотренных остановках машин или оборудования. этом случае техническое обслуживание проводится с фиксированными интервалами времени.

Эти интервалы часто определяются статистически как период с момента начала работы нового или прошедшего полное техническое обслуживание исправного машинного оборудования до момента, когда ожидается, что не более 2% машинного парка выйдет из строя. Но оказывается, что для многих машин обслуживание и ремонт по регламенту не снижает частоту выхода их из строя.

Более того, надежность работы машин и оборудования после технического обслуживания часто снижается иногда временно до момента их приработки, а иногда это снижение надежности обусловлено появлением ранее отсутствующих дефектов монтажа.

Очевидно, что увеличение эффективности, надежности и ресурса, а также обеспечение безопасной эксплуатации машин и механизмов тесно связано с необходимостью оценки их технического состояния. Это и определило формирование нового научного направления - технической диагностики, которое получило особо широкое развитие в последние десятилетия.

Техническая диагностика - это область науки и техники, изучающая и разрабатывающая методы и средства определения и прогнозирования технического состояния механизмов, машин и оборудования без их разборки.

Следует отметить, что техническое состояние механизмов, машин и оборудования в определенной степени оценивали и раньше. Это были измерительные приборы, системы контроля. Однако ограниченная информация о машинах и механизмах далеко не всегда позволяла выявить причины их отказов и, тем более, обнаружить дефект в объекте, который непосредственно не сказывался на его функционировании, но повышал вероятность отказа и, следовательно, снижал надежность и ресурс таких машин и механизмов.

В существующих системах управления, регулирования, контроля и диагностики эксплуатируемого оборудования основной особенностью является то, что операции контроля и защиты обычно автоматизированы, а решение задач диагностики до недавнего времени возлагалось на оператора или ремонтную бригаду.

В этом случае решение задач диагностики усложнялось по следующим причинам: большой объем обрабатываемой информации, необходимость логического анализа сложных взаимосвязанных процессов, быстротечность рабочих процессов, опасность запоздалой или ошибочной оценки технического состояния.

Создание автоматизированных средств диагностики вывело техническую диагностику на еще более высокую ступень. В настоящее время успехи развития таких областей науки, как теории распознавания и контролеспособности, которые являются составной частью технической диагностики, создали предпосылки, для того чтобы создание и совершенствование методов и средств технической диагностики, в особенности автоматизированных, стали наиболее эффективным путем увеличения надежности и ресурса машин и оборудования.

Использование методов и средств технической диагностики позволяет значительно уменьшить трудоемкость и время ремонта и таким образом снизить эксплуатационные расходы. Следует отметить, что эксплуатационные расходы превышают расходы изготовления в несколько раз. Это превышение составляет, например, для самолетов в 5 раз, для автотранспорта в 7 раз, для станков в 8 раз и более.

Если учесть, что за время эксплуатации механизм подвергается нескольким десяткам профилактических осмотров с частичной разборкой, до 10 вынужденных и плановых средних ремонтов и до 3 капитальных ремонтов, можно оценить, какой экономический эффект будет получен за счет внедрения средств технической диагностики.

По данным международной конфедерации по измерительной технике и приборостроению IМЕСО, только за счет внедрения средств диагностики, например для энергетических установок, сокращаются трудоемкость и время ремонта более чем на 40%, уменьшается расход топлива на 4% и увеличивается коэффициент технического использования оборудования на 12%.

Значительный экономический эффект достигается при переходе с обслуживания и ремонта по регламенту на ремонт и обслуживание по фактическому состоянию. Так, обслуживание роторных машин одного из химических комбинатов по техническому состоянию позволило снизить общее число проводимых техобслуживаний и ремонтов с 274 до 14.

На нефтеперерабатывающем комбинате затраты на проведение технического обслуживания электродвигателей снизилось на 75%. На бумажной фабрике экономия в течение первого года составила не менее $250000, что в десять раз перекрыло расходы предприятия на закупку аппаратуры для мониторинга механических колебаний.

На атомной электростанции в течение одного года были достигнуты экономия в $3 миллиона США за счет снижения затрат на проведение технического обслуживания и дополнительное увеличение доходов в размере $19 миллионов США за счет сокращения простоев.

Эти данные получены фирмой "Брюль и Къер" при внедрении систем мониторинга состояния машинного оборудования. Следует отметить, что самые современные средства технической диагностики, особенно автоматизированные, представляют собой новое поколение еще более эффективных систем, не требующих специальной подготовки обслуживающего персонала, что позволяет получить гораздо больший экономический эффект.

Повышенное внимание, уделяемое средствам технической диагностики специалистами по изготовлению и эксплуатации машин, механизмов и оборудования во многих отраслях промышленности, объясняется тем, что внедрение таких средств позволяет:

предупреждать аварии,

повышать безотказность машин и оборудования,

увеличивать их долговечность, надежность и ресурс,

повышать производительность и объем производства,

прогнозировать остаточный ресурс,

снижать затраты времени на ремонтные работы,

сокращать эксплуатационные затраты,

уменьшать количество обслуживающего персонала,

оптимизировать количество запасных деталей,

снижать затраты на страхование.

Таким образом, безопасная эксплуатация, повышение надежности и значительное увеличение ресурса машин, механизмов и оборудования невозможны в настоящее время без широкого применения методов и средств технической диагностики. Внедрение средств технической диагностики позволяет отказаться от обслуживания и ремонта по регламенту и перейти к прогрессивному принципу обслуживания и ремонта по фактическому состоянию, что дает значительный экономический эффект.

В развитии средств оценки технического состояния машин и оборудования можно выделить 4 основных этапа:

контроль измеряемых параметров,|

мониторинг контролируемых параметров,

диагностика машин и оборудования,

прогноз изменения их технического состояния.

При контроле машин и оборудования достаточно информации о величинах измеряемых параметров и зонах их допустимых отклонений. При мониторинге контролируемых параметров необходима дополнительная информация о тенденциях изменения измеряемых параметров во времени. Еще больший объем информации требуется при диагностике машин и оборудования: определить место возникновения дефекта, идентифицировать его вид и оценить степень его развития. И наиболее сложной задачей является прогноз изменения технического состояния, позволяющий определить остаточный ресурс или период безаварийной работы.

В "Настоящее время под термином «мониторинг технического состояния» понимается весь комплекс процедур оценки состояния машин или оборудования:

*защита от внезапных поломок,

предупреждение об изменении технического состояния оборудования,

обнаружение на ранних этапах зарождающихся дефектов и определение места их появления, вида и степени развития,

прогноз изменения технического состояния оборудования.

2. Основной принцип технической диагностики

Оценка и прогноз технического состояния объекта диагностики по результатам прямых или косвенных измерений параметров состояния или диагностических параметров и составляет суть технической диагностики.

Само по себе значение параметра состояния или диагностического параметра еще не дает оценки технического состояния объекта.

Чтобы оценить состояние машины или оборудования необходимо знать не только фактические значения параметров, но и соответствующие эталонные значения.

Разность между фактическим ф и эталонным эт значениями диагностических параметров называется диагностическим симптомом.

= эт - ф

Таким образом, оценка технического состояния объекта определяется отклонением фактических значений его параметров от их эталонных значений. Следовательно, любая система технической диагностики (рис. 1) работает по принципу отклонений (принцип Солсбери).

Рис. 1. Функциональная схема технической диагностики

Погрешность, с которой оценивается величина диагностического симптома, в значительной степени определяет качество и достоверность диагноза и прогноза контролируемого объекта. Эталонное значение указывает, какую величину будет иметь соответствующий параметр у исправного хорошо отрегулированного механизма, работающего при такой же нагрузке и таких же внешних условиях.

Математическая модель объекта диагностики может быть представлена набором формул, по которым рассчитываются эталонные значения всех диагностических параметров. Каждая формула должна учитывать условия нагрузки объекта и существенные параметры внешней среды.

3. Термины и определения

Основные термины и определения технической диагностики регламентированы действующими стандартами, например, российским ГОСТом "Техническая диагностика. Основные термины и определения". Некоторые из устоявшихся терминов еще не вошли в соответствующие регламентирующие документы. Ниже приведены лишь наиболее часто употребляемые термины и определения.

Техническое состояние - совокупность свойств объекта, определяющих возможность его функционирования и подверженных изменению в процессе производства, эксплуатации и ремонта.

Работоспособный объект - объект, который может выполнять возложенные на него функции.

Зарождающийся дефект - потенциально опасное изменение состояния объекта в процессе его эксплуатации, при котором значение информативного параметра (или параметров) не вышло за пределы допусков, задаваемых в технической документации.

Дефект - изменение состояния объекта в процессе его изготовления, эксплуатации или ремонта, которое потенциально может привести к уменьшению степени его работоспособности.

Неисправность - изменение состояния объекта, приводящее к уменьшению степени его работоспособности.

Отказ - изменение состояния объекта, исключающее возможность продолжения его функционирования.

Параметры состояния - количественные характеристики свойств объекта, определяющие его работоспособность, заданные технической документации на изготовление, эксплуатацию и ремонт.

Мониторинг - выполняемые без вмешательства в функционирование объекта процессы измерения, анализа и прогнозирования контролируемых параметров или характеристик объекта с отображением их во времени, сравнением с ретроспективными данными и с пороговыми значениями.

Защитный мониторинг - мониторинг, обеспечивающий в случае возникновения аварийной ситуации прекращение функционирования объекта.

Прогнозирующий мониторинг - мониторинг с прогнозом изменения контролируемых характеристик объекта на время, определяемое длительностью прогноза.

Диагностика (диагностирование) - процесс определения состояния объекта.

Тестовая диагностика - процесс определения состояния объекта по его реакции на внешнее воздействие определенного типа

Функциональная (рабочая) диагностика - процесс определения состояния объекта без нарушения режима его функционирования.

Диагностические показатели - значения параметров или характеристик объекта, совокупность которых определяет состояние объекта.

Диагностический признак - свойство объекта, качественно отражающее его состояние, в том числе и появление различных видов дефектов.

Диагностический сигнал - контролируемая характеристика объекта, используемая для выявления диагностических признаков. По диагностическому сигналу могут классифицироваться виды мониторинга и диагностики, например, тепловой или вибрационный мониторинг и диагностика.

Диагностический параметр - количественная характеристика измеряемого диагностического сигнала, входящая в совокупность показателей состояния объекта.

Диагностический симптом - это разность между фактическим и эталонным значениями диагностического параметра.

Диагностика в пространстве состояний - процесс определения состояния объекта по результатам непосредственного измерения параметров состояния.

Диагностика в пространстве признаков - процесс определения состояния объекта по результатам измерения диагностических параметров, определяющих диагностические признаки, в том числе косвенно связанные с параметрами состояния объекта.

Диагностическое правило - совокупность диагностических признаков и параметров, характеризующих появление в объекте определенного вида дефектов или неисправностей, и пороговых значений, разделяющих множества бездефектных объектов и объектов с разной величиной дефекта.

Диагностическая модель - совокупность диагностических правил по всем потенциально опасным дефектам в объекте диагностики.

Алгоритм диагностики - совокупность предписаний по выполнению определенных действий, необходимых для постановки диагноза в соответствии с конкретной диагностической моделью объекта.

Диагноз - заключение о состоянии технического объекта.

Прогноз - заключение о степени работоспособности объекта в течение прогнозируемого периода, вероятности его отказа за этот период или об остаточном ресурсе объекта.

Технические средства мониторинга - средства, предназначенные для измерения и анализа контролируемых характеристик объекта, а также для прогноза их возможных изменений.

Программное обеспечение для мониторинга - программное обеспечение для поддержки баз данных выполняемых для мониторинга измерений и/или для управления этими измерениями.

Технические средства диагностики - средства, предназначенные для измерения диагностических параметров и постановки диагноза.

Система мониторинга и диагностики - совокупность объекта, технических средств мониторинга и диагностики, а также (при необходимости) оператора и эксперта, обеспечивающая постановку диагноза и прогноза состояния объекта.

Автоматическая диагностика - процесс определения состояния объекта диагностики без участия оператора по данным измерений, выполненных техническими средствами диагностики либо с помощью оператора, либо автоматически.

Программы автоматической диагностики - программное || тспечение, позволяющее заменить эксперта персональным компьютером при решении типовых диагностических задач.

4. Разделы технической диагностики

Техническая диагностика вращающегося оборудования - это направление науки и техники, находящееся на стыке многих областей знаний. Для разработки и эксплуатации систем диагностики вращающегося оборудования необходимо иметь знания и практические навыки в таких областях, как:

теория машин и механизмов, позволяющие описать работу объекта диагностики и выбрать основные виды диагностических сигналов;

методы формирования и распространения диагностических сигналов в объекте диагностики, позволяющие оптимизировать объем диагностических измерений;

методы определения влияния дефектов на функционирование объекта диагностики и на свойства диагностических сигналов, позволяющие выбирать и оптимизировать диагностические признаки различных дефектов и неисправностей;

теория сигналов и теория информации, позволяющие получать максимум диагностической информации при минимуме измерений;

теория и техника измерений и анализа сигналов, позволяющие оптимизировать качество диагностических измерений;

теория распознавания состояний, позволяющая с максимально возможной достоверностью определять состояние объекта и идентифицировать дефекты по результатам диагностических измерений;

методы автоматизации различных процессов, позволяющие автоматизировать измерения и анализ диагностических сигналов, постановку диагноза и составление отчетных материалов;

компьютерная техника и операционные системы, позволяющие эксплуатировать современные технические средства диагностики. В технической диагностике можно выделить два взаимосвязанных и взаимопроникающих направления - теория распознавания и теория контролеспособности (рис.2).

Рис.2. Структура технической диагностики

Теория распознавания позволяет решить основную задачу технической диагностики, а именно, распознавание состояния технической системы в условиях ограниченной информации. Она изучает алгоритмы распознавания применительно к задачам диагностики, обычно это задачи классификации.

Алгоритмы распознавания часто основываются на диагностических моделях, которые устанавливают связь между состояниями технической системы и их отображениями в пространстве диагностических сигналов.

Одной из проблем распознавания являются правила принятия решений (исправен объект или не исправен), что всегда связано с риском ложной тревоги и пропуска цели.

Для решения диагностических задач, а именно, определения исправен объект или нет, целесообразно использовать методы статистических решений.

В технической диагностике кроме теории распознавания следует выделить еще одно важное направление - теорию контроле-способности. Контролеспособностью называется свойство изделия обеспечивать достоверную оценку своего технического состояния и раннее обнаружение неисправностей и отказов.

Контролеспособность обеспечивается конструкцией изделия и системой технической диагностики.

К важнейшим задачам теории контролеспособности можно отнести изучение и разработку средств и методов получения диагностической информации, автоматизированный контроль состояния, который предусматривает обработку диагностической информации и формирование управляющих сигналов, разработку алгоритмов поиска неисправностей, диагностических тестов, минимизации процесса установления диагноза и т.д.

В технической диагностике вращающегося оборудования абсолютное большинство диагностических задач решается методами виброакустической диагностики, в которой вопросы контролеспособности объекта являются наиболее сложными, а необходимые для диагностики разделы знаний в большинстве случаев не входят и дисциплины, традиционно читаемые инженерам-механикам.

Для практического освоения виброакустической диагностики, и первую очередь, необходимо изучить:

влияние дефектов на шум и вибрацию машин и механизмов,

методы и средства измерения и анализа шума и вибрации,

методы обнаружения и идентификации дефектов по сигналу вибрации и шума.

5. Основные этапы технической диагностики

Первым этапом оценки технического состояния любого объекта является определение номенклатуры дефектов, которые представляют наибольшую опасность для его функционирования и должны обнаруживаться в процессе диагностики. Для ее решения проводятся специальные исследования причин наиболее частых отказов объектов диагностики или их аналогов, а также тех изменений параметров состояния, которые измеряются в процессе предремонтной дефектации аналогичных объектов, отработавших межремонтный ресурс.

Второй этап - это определение совокупности максимально возможных параметров состояния, диагностических признаков и диагностических параметров, которые могут быть измерены для определения технического состояния объекта.

(Избыточность параметров в этой совокупности необходима для того, чтобы выбрать из всех возможных параметров те, которые наиболее доступны для измерения, имеют минимальные ошибки определения диагностических симптомов и позволяют обнаруживать дефекты на стадии их зарождения.)

Как правило, вторая задача решается на основе многочисленных опубликованных результатов исследований влияния дефектов на разные параметры состояния и диагностические параметры сигналов контролируемых объектов.

Следующий, третий этап оценки технического состояния - это оптимизация совокупности измеряемых параметров состояния и диагностических параметров. Эта совокупность должна отражать развитие всех дефектов, определяющих ресурс контролируемого узла или машины в целом. При этом желательно, чтобы каждый параметр из выбранной совокупности зависел бы преимущественно от одного вида дефекта. При выборе параметров предпочтение отдается тем, которые в значительной степени зависят от дефектов и слабо от режимов и условий работы, наиболее доступны для измерения, имеют минимальные ошибки определения диагностических симптомов и позволяют обнаруживать дефекты на стадии их зарождения.

Для оценки технического состояния объекта необходимо определять для каждого параметра не только его эталонное значение, которое характеризует состояние бездефектного объекта, но и его пороговые значения, характеризующие состояние объекта с дефектом определенной величины, т.е. определяющие допустимую величину изменения данного контролируемого параметра.

Таким образом, значение параметра состояния или диагностического параметра, соответствующее состоянию объекта с дефектом определенной величины, принято называть пороговым значением (пороговым уровнем) параметра при этом виде дефекта. Параметр состояния или диагностический параметр может иметь несколько, например, три пороговых значения, характеризующих, соответственно, зарождающийся, средний и сильный дефекты.

Эталонные значения параметров состояния и диагностических параметров могут определяться различными способами. Один из них - расчетный с использованием математической модели объекта.

Математическая модель объекта может представлять собой набор формул, по которым рассчитываются эталонные значения всех выбранных параметров для конкретного режима работы объекта с учетом конкретных внешних условий. В нее же входят и формулы, определяющие пороги допустимых значений этих же параметров при появлении тех или иных дефектов.

Еще один способ определения эталонных и пороговых значений - это определение их по результатам непосредственных измерений параметров состояния или диагностических параметров. При этом эталонные и пороговые значения могут определяться как по измерениям одних и тех же параметров группы одинаковых дефектов, работающих в одинаковых режимах и внешних условиях, так и по периодическим измерениям каждого из этих параметров у одного объекта.

Пороговые значения дефектов - это термин, который используется для определения пороговых значений величин диагностических параметров, характеризующих диагностические признаки дефекта конкретного вида. Пороговые значения дефектов также могут определяться различными способами. Один из них - расчетный с использованием математической модели объекта диагностирования, если в модель включены соответствующие формулы для расчета влияния дефектов на параметры состояния или диагностические параметры. Пороговые значения дефектов могут определяться и по результатам экспериментальной оценки эталона параметра бездефектного объекта диагностики эт и статистической величины ошибки измерения эталона, например 2 , где -| среднеквадратическое отклонение параметра. Это значение, например эт +2 и может быть принято за пороговое значение дефекта в том случае, если имеется априорная информация о диапазоне изменения величины диагностического параметра в зависимости от величины дефекта и известно, что этот диапазон в несколько раз превышает ошибку измерения эталона. Еще один способ определения пороговых значений дефектов - экспериментальное многократное моделирование дефектов в однотипных объектах диагностики со статистической оценкой величины соответствующего диагностического симптома.

В технической диагностике, как уже упоминалось, в зависимости от ошибки измерения диагностического симптома может использоваться несколько пороговых значений дефектов. Если погрешность измерения симптома велика, чаще всего используется два порога - порог допустимых отклонений диагностического параметра от эталона (порог появления дефекта) и порог аварийного отклонения диагностического параметра от эталона. При использовании чувствительных к появлению дефектов диагностических параметров, позволяющих достаточно точно определять величины дефектов, количество порогов может быть больше, например пороги слабого, среднего и сильного дефекта, а также порог аварийного отклонения состояния объекта. Следует отметить, что практически во всех случаях величины порогов, определяемые как расчетными, так и экспериментальными способами, требуют корректировки в процессе адаптации технических систем диагностики к условиям их работы.

После решения третьей, наиболее сложной с практической точки зрения задачи, оптимизации диагностических параметров с построением эталонов и пороговых значений, необходимо выбрать методы и технические средства измерений и анализа диагностических сигналов, а также, если это возможно, параметров состояния объекта диагностики. На этом этапе также осуществляется выбор точек контроля диагностических параметров и режимов работы объекта во время диагностирования. Основной задачей этого выбора является минимизация затрат на диагностические измерения без потерь качества диагностики, т.е. с сохранением минимальной вероятности пропуска дефектов в процессе диагностирования.

Следующий этап - создание диагностической модели, т.е. совокупности диагностических параметров и правил их измерения, их эталонных значений и пороговых значений дефектов. Кроме этого в диагностическую модель входят правила принятия решений в тех случаях, когда одним и тем же дефектам соответствует группа различных признаков и параметров и, что не менее сложно, когда один и тот же признак или параметр отвечает за появление разных дефектов в различных режимах работы объекта диагностики.

Современные системы диагностики кроме оценки состояния объекта дают возможность прогноза его работоспособности. Для этого анализируются тренды, представляющие собой зависимость диагностических симптомов от времени.

На рис.3а представлен тренд, характеризующий четыре этапа изменения характеристик вибрации, что соответствует четырем этапам жизненного цикла машины или оборудования. Первый этап Т 1 - приработка машины, второй Т 2 - нормальная работа, третий Т 3 -развитие дефекта, четвертый Т 4 - этап деградации (устойчивое развитие цепочки дефектов с момента, когда появляется потребность к обслуживании или ремонте объекта, до момента возникновения аварийной ситуации).

Наибольшая практическая сложность для решения задач диагноза и прогноза состояния машин возникает на первом этапе. Это обусловлено возможностью появления специфических дефектов изготовления и монтажа машины, многие из которых после приработки исчезают, что затрудняет дальнейшую оценку ее состояния.

Существует два основных вида прогнозирования состояния объектов диагностики. Первый - по тренду, построенному в результате аппроксимации ретроспективных данных диагностических симптомов с дальнейшей экстраполяцией аппроксимирующей функции.

В этом случае прогнозирование требует знания предельного значения диагностического симптома пр и фактической кривой тренда, который совсем не обязательно бывает линейным и может характеризоваться большим разбросом точек. При условии монотонности тренда остаточный ресурс может быть оценен в первом приближении как интервал времени с момента последнего измерения диагностического параметра до момента времени, соответствующего точке пересечения тренда с линией, характеризующей предельное значение диагностического симптома пр (рис.3,6).

Рис. 3. Тренды:

а - типовая зависимость величины диагностического симптома от времени; б - тенденция развития диагностического симптома во времени, построенная по ретроспективным данным с дальнейшей экстраполяцией аппроксимирующей зависимости (* - экспериментально полученные данные ); в - зависимость изменения диагностического симптома от времени, построенная с момента нормальной работы машины до выхода ее из строя; г - зависимость диагностического симптома от времени с момента развития первого дефекта до полного выхода машины из строя

Второй вид прогнозирования - по заранее известному тренду, построенному с момента начала нормальной работы однотипных машин до полного их выхода из строя, т.е. по всему жизненному циклу подобных машин (рис.3,в). Тогда остаточный ресурс в первом приближении может быть оценен как разность времени t пр, соответствующего предельному значению диагностического симптома пр, и времени t изм, соответствующего значению диагностического симптома изм на момент измерения диагностического параметра.

Во многих практических случаях тренды могут быть немонотонными. Так, на рис.3,г представлен тренд, участок I которого характеризует развитие одного дефекта, на участке II наблюдается стабилизация уровня вибрации и на участке III производная изменения уровня вибрации увеличивается в результате появления еще одного дефекта. В этом случае достоверный прогноз состояния объекта и оценка остаточного ресурса возможны только на последнем участке развития цепочки дефектов.

6. Функциональная и тестовая диагностика

По тем действиям, которые производятся с объектом, техническую диагностику можно разделить на функциональную (рабочую) и тестовую.

Функциональная диагностика осуществляется без нарушения режимов работы объекта, т.е. при выполнении им своих функций. Все измерения или другие виды оценки параметров состояния и диагностических параметров, анализ результатов и принятие решения выполняются до того, как по результатам оценки состояния формируется, если это необходимо, результирующее воздействие на объект, например, прекращается его работа или он переводится на другой режим функционирования (рис.4).

По способу получения диагностической информации функциональная диагностика подразделяется на вибрационную, тепловую, электрическую и т.п. Тестовая диагностика - это определение состояния объекта по результатам его реакции на внешнее воздействие. Отличительной особенностью этого вида диагностики является использование источника внешнего воздействия, например, генератора тестовых сигналов (рис.4).

Рис.4. Схема основных операций функциональной и тестовой диагностики

Если генератором тестовых сигналов является источник определенного вида излучений, например акустических, рентгеновских, электромагнитных и других, то такой вид тестовой диагностики часто называют дефектоскопией.

Генератором тестовых сигналов (воздействий) может быть и система управления объектом, а самим воздействием - включение (выключение) объекта, переход на другой режим и т.п. Диагностическая информация в этом случае содержится в переходных процессах, сопровождающих смену режима работы объекта.

К тестовым воздействиям с диагностической тоски зрения можно отнести все виды неразрушающих испытаний объектов, например, испытания повышенным напряжением электрических машин, аппаратов и сетей на предмет обнаружения нарушений изоляции, испытания оборудования на предельных нагрузках или давлениях, тепловые испытания и т.д.

Тестовая диагностика существовала уже в начале XX века и представляла собой основной вид технической диагностики, оставляя за функциональной диагностикой лишь решение отдельных задач, и в первую очередь, задач аварийной защиты технических систем. Функции аварийной защиты выполняли средства контроля таких параметров состояния объекта, которые, с одной стороны, значительно изменялись на начальных стадиях развития аварийной ситуации, а, с другой стороны, были доступны для измерения простейшими средствами контроля.

Во второй половине XX века стали интенсивно развиваться методы и технические средства мониторинга технических систем, которые, не нарушая режимов работы, обеспечивали слежение и глубокий анализ многих характеристик и свойств этих систем. Вместе с мониторингом стала развиваться и функциональная диагностика, которая взяла на себя функции интерпретации причин обнаруживаемых при мониторинге изменений характеристик и свойств технических систем.

И лишь в последнее десятилетие XX века глубокая функциональная диагностика технических объектов получила стимул для интенсивного развития. Он связан с реальным переводом технических объектов, и особенно машин и оборудования, с обслуживания и ремонта по регламенту на ремонт и обслуживание по фактическому состоянию. Для реализации такого перевода потребовались новые методы и средства технической диагностики, которые смогли бы обеспечить глубокую профилактическую диагностику объектов с долгосрочным прогнозом состояния. Естественно, что методы функциональной диагностики стали основой для разработок в этой области и лишь в редких случаях к ним добавлялись наиболее эффективные из методов тестовой диагностики технических систем.

Профилактическая (превентивная) диагностика технических систем, объединяющая лучшие из достижений функциональной и тестовой диагностики, по своим задачам во многом похожа на медицинский контроль профессиональной пригодности людей, работающих в опасных условиях, и включающий в себя кроме периодического общего контроля их здоровья, еще и раннюю диагностику, и предупреждение профилактических заболеваний. Задачи такой диагностики несколько отличаются от задач мониторинга и тестовой диагностики, а их решение требует разработки более тонких методов и более эффективных средств массового диагностического обслуживания. В последние годы в технической диагностике этим вопросам уделяется наибольшее внимание.

7. Методология технической диагностики

Методология диагностики технических объектов включает в себя описание их бездефектных состояний и состояний с различными видами дефектов, выбор контролируемых параметров состояния и/или диагностических сигналов, оптимизацию диагностических параметров и средств их измерения и, наконец, составление алгоритмов постановки диагноза и прогноза.

При составлении подобных алгоритмов необходимо классифицировать возможные состояния объектов. Чаще всего эти состояния разбиваются на два подмножества - работоспособные и неработоспособные.

Для подмножества работоспособных состояний «оставляются алгоритмы определения и прогноза степени работоспобности объекта, поиска дефектов, а для подмножества неработоспособных состояний - только алгоритмы поиска неисправностей (дефектов). В таком случае процесс формирования технического диагноза может быть представлен в виде структурной схемы (рис.5).

Виброакустическая диагностика имеет свою особенность - она дает наиболее эффективные результаты в основном тогда, когда объект может функционировать и в нем формируются колебательные силы, возбуждающие вибрацию и/или шум.

Именно поэтому в виброакустической диагностике множество состояний объекта разбивается минимум на два подмножества - множество бездефектных состояний и множество состояний с дефектами (неисправностями), при которых объект остается работоспособным, но степень его работоспособности снижается. Те же состояния, когда объект теряет работоспособность, исключаются из рассмотрения в виброакустической диагностике и ими занимаются обычно в рамках другой области техники, называемой дефектацией.

Рис.5. Процесс формирования технического диагноза

Алгоритмы диагностики составляются при следующих допущениях.

Объект может находиться в конечном множестве состояний S, разделяемом на два подмножества S 1 (бездефектные состояния, различающиеся, например, режимами работы объекта) и S 2 (состояния с различными видами дефектов, при которых объект остается работоспособным).

Каждое состояние из подмножества S 2 отличается степенью или запасом работоспособности. Состояние объекта характеризуется совокупностью диагностических показателей d 1 , d 2 ,…, d k , которая представляет собой вектор состояния D:

D = (d 1 , d 2 ,…, d k).

Диагностические показатели могут представлять собой параметры или характеристики.

В качестве параметров могут быть использованы, например, уровень вибрации или акустического шума, давление, сопротивление изоляции, температура и т.п. В качестве характеристик могут быть использованы показатели, характеризующие форму кривой, например огибающая спектра сиг нала вибрации или шума ("маска"), затухание, крутизна и т.п.

Условие работоспособности задают областью работоспособности исходя из следующих предположений:

вектор состояний оборудования определен,

существует номинальный вектор состояний,

отклонения вектора состояний от номинального допускают только в определенных пределах,

допустимые отклонения определяют область работоспособности.

Условия работоспособности задают по-разному для случае использования в качестве диагностического показателя параметров или характеристик.

Если в качестве диагностического показателя используете один параметр, то условия работоспособности задаются неравенствами, ограничивающими его значение с одной или с двух сторон.

Таким образом, объект работоспособен, если все неравенств выполняются:

d i > d iн, d i < d iв,

d iн < d i < d iв,

где d i , d i н и d i в - соответственно, текущее, нижнее допустимое и верхнее допустимое значения диагностического параметра.

Каждый из диагностических показателей состояния d j может определяться по совокупности диагностических параметров d ji , … , d j 1:

d j = d ji , … , d j 1

Для каждого диагностического параметра d i существует номинальное значение d 0 i , область допустимых отклонений 0 i и предельное отклонение (порог опасного изменения параметра) i пр, при превышении которого объект считается неработоспособным и должен быть остановлен.

Объект считается бездефектным, если для каждого параметра выполняется неравенство

| d i - d 0 i | ? d 0 i ,

качество диагностика мониторинг эталонный

где 0 i - порог допустимого отклонения.

Объект считается неработоспособным, если хотя бы для одного| из параметров выполняется неравенство

| d i - d 0 i | > i пр,

где i пр - порог опасного изменения параметра.

Во всех других случаях объект имеет ограниченную работоспособность.

В качестве диагностических показателей могут использоваться не только параметры, но и характеристики объекта у = f(х), где x и у - входная и выходная переменные соответственно. В последнем случае условие работоспособности объекта определяется отклонения р (f , ) текущей характеристики f (х) объекта от номинальной (х):

где р - фиксированный параметр, определяющий критерий принятия решения о степени отклонения текущей характеристики от номинальной.

При р= 1 выражение дает оценку среднего отклонения (критерий среднего отклонения) :

При р=2 получим среднеквадратическое отклонение, т.е большее отклонение будет иметь больший вес (критерий средне-квадратического отклонения):

При р = основной вклад в выражение вносит только одно максимальное отклонение (критерий равномерного приближения) :

x (a , b )

В общем случае условие работоспособности представляется в виде

где - допустимое отклонение.

Если характеристики у = f (х) оцениваются по точкам на ограниченном интервале значений входной переменной х а, b , то условие работоспособности задают в виде неравенств для каждой точки:

Полагают, что объект работоспособен, если последние неравенства выполняются для всех без исключения точек, входящих в диапазон (а, b).

Сложные объекты в целом оцениваются как работоспособные при условии работоспособности каждого его узла или структурной единицы.

В случаях ограниченной работоспособности контролируемого объекта при любой степени (запасе) его работоспособности задами ми диагностики являются идентификация и прогноз развития имеющихся дефектов, определение интервала безаварийной работы или остаточного ресурса объекта.

8. Выбор диагностического сигнала

Оценить состояние оборудования можно по величинам свойств: механических (износ, деформация, перемещение и т.п.); электрических (напряжение, ток, мощность и др.); химических состав газов, смазки и т.п.), а также по излучению энергии (тепловой, электромагнитной, акустической и т.п.).

Эти величины, преобразованные, как правило, в электрические сигналы, обрабатывают специальные технические средства, а оператор принимает решение об изменении режима работы, о возможности дальнейшего использования оборудования, о мерах, которые необходимо принять для поддержания надежности, а при полной автоматизации оператор получает рекомендации, что делать.

При выборе диагностического сигнала для решения такой сложной задачи, как оценка технического состояния машины или оборудования с определением места возникновения дефекта, идентификацией вида дефекта и степени его развития, а также прогнозирование изменения технического состояния объекта, требуется большой объем диагностической информации.

Такие диагностические сигналы, как температура, давление, напор жидкости, наличие металлических частиц в смазке и т.п., можно характеризовать практически только одним параметром - их величиной (если не говорить о присущих большинству сигналов таких параметрах, как, например скорость их изменения, инерционность и т.п.).

Значительно больший объем диагностической информации содержится в акустическом или гидродинамическом шуме и вибрации - это их общий уровень, уровни в определенных полосах частот, соотношения между этими уровнями, амплитуды, частоты и начальные фазы каждой составляющей, соотношения между амплитудами и частотами и т.д.

Таким образом, именно сигналы вибрации и шума в наибольшей степени удовлетворяют требованию, предъявляемому к диагностическим сигналам для решения задач глубокой диагностики и прогноза состояния машин.

Еще одним важным обстоятельством в пользу выбора вибрации машин и оборудования в качестве диагностического сигнала является то, что дополнительные колебательные силы, возникающие из-за дефекта, возбуждают вибрацию непосредственно в месте его появления.

Вибрация практически без потерь распространяется до точки ее измерения, и, поскольку машина «прозрачна» для вибрации, появляется возможность исследовать колебательные силы, действующие в работающей машине. Это позволяет диагностировать ее на рабочем месте, без остановки и разборки.

10.Теоритические основы вибрадиагностики

Вибрационная диагностика -- метод диагностирования технических систем и оборудования, основанный на анализе параметров вибрации, либо создаваемой работающим оборудованием, либо являющейся вторичной вибрацией, обусловленной структурой исследуемого объекта.

Вибрационная диагностика, как и другие методы технической диагностики, решает задачи поиска неисправностей и оценки технического состояния исследуемого объекта.

Диагностические параметры: При вибрационной диагностике как правило исследуются временной сигнал или спектр вибрации того или иного оборудования. Также применяется кепстральный анализ (кепстр -- анаграмма слова спектр ).

При вибрационной диагностике анализируются виброскорость , виброперемещение , виброускорение .

В качестве диагностических параметров могут выступать следующие:

· ПИК -- максимальное значение сигнала на рассматриваемом интервале времени;

· СКЗ -- среднее квадратическое значение (действующее значение ) сигнала для рассматриваемой полосы частот;

· ПИК-фактор -- отношение параметра ПИК к СКЗ;

· ПИК-ПИК -- (Размах ) разница между максимальным и минимальным значением сигнала на рассматриваемом интервале времени;

· SPM - метод ударных импульсов, основанный на использовании специального датчика с резонансной частотой 32 кГц и алгоритма обработки ударных волн малой энергии, генерируемых подшипниками качения вследствие соударений и изменений давления в зоне качения этих подшипников (Эдвин Сёхль, SPM Instrument, Швеция, 1968г.);

· EVAM - Аббревиатура EVAM является сокращением от "Evaluated Vibration Analysis Method", что в переводе означает "Метод анализа вибрации с оценкой состояния". Метод EVAM® объединяет в себе различные общепризнанные методики анализа вибросигналов вместе с программными средствами практической оценки состояния оборудования на основе результатов такого анализа. Поддерживается программно и аппаратно, как и метод SPM, оборудованием и ПО производства фирмы SPM Instrument AB (Швеция)

· SPM-M: пик-фактор на резонансной частоте акселерометра (ООО Бифор) (1980г.)

· RPF: пик-фактор высших частот вибрации механизмов (1982г.)

· VСС - контроль степени кондиции смазки (1995г.)

· ARP: распределение амплитуд импульсов сухого трения в узлах машин (2001г.)

· Entropy- вибрационно-энтропийная оценка состояния узлов машин (2002г.)

Из датчиков вибрации наиболее часто применяются акселерометры (вибропреобразователи ускорения)пьезоэлектрические датчики .

Применение метода: Наибольшее развитие метод получил при диагностировании подшипников качения. Также вибрационный метод успешно применяется при виброиспытании изделий и диагностике колёсно-редукторных блоков на железнодорожном транспорте.

Заслуживают внимания виброакустические методы поиска утечек газа и в гидрооборудовании. Суть этих методов заключается в следующем. Жидкость или газ, дросселируя через щели и зазоры, создаёт турбулентность, сопровождающуюся пульсациями давления, и, как следствие, в спектре вибраций и шума появляются гармоники соответствующих частот. Анализируя амплитуду этих гармоник, можно судить о наличии (отсутствии) течей.

Интенсивное развитие метода в последние годы связано с удешевлением электронных вычислительных средств и упрощением анализа вибрационных сигналов.

Преимущества:

· метод позволяет находить скрытые дефекты;

· метод, как правило, не требует сборки-разборки оборудования;

· малое время диагностирования;

· возможность обнаружения неисправностей на этапе их зарождения.

· снижение ожидаемого риска возникновения аварийной ситуации при эксплуатации оборудования.

Недостатки:

· особые требования к способу крепления датчика вибрации;

· зависимость параметров вибрации от большого количества факторов и сложность выделения вибрационного сигнала обусловленного наличием неисправности, что требует глубокого применения методов корреляционного и регрессионного анализа.

· точность диагностирования в большинстве случаев зависит от числа сглаженных (осреднённых) параметров, например числа оценок SPM.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Понятие и характеристика методов неразрушающего контроля при проведении мониторинга технического состояния изделий, их разновидности и отличительные черты. Физические методы неразрушающего контроля сварных соединений, определение их эффективности.

курсовая работа , добавлен 14.04.2009


Исследование возможности контроля технического состояния оборудования по его вибрации. Назначение и возможности систем вибрационного контроля на примере переносного диагностического комплекса ВЕКТОР–2000, диагностируемые узлы и обнаруживаемые дефекты.

дипломная работа , добавлен 29.10.2011


Характеристика критериев надежности газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. Классификация отказов оборудования, диагностика деталей, омываемых маслом. Изучение методов исследования текущего технического состояния ГПА в период эксплуатации.

диссертация , добавлен 10.06.2012


Основные сведения о квалиметрии. Разработка методики и алгоритма оценивания качества. Определение эталонных и браковочных значений показателей свойств, относительного уровня качества, коэффициента весомости экспертным методом, комплексной оценки качества.

курсовая работа , добавлен 10.06.2015


Задачи технического диагностирования объектов нефтяной и газовой промышленности. Обследование технических объектов. Применяемые методы контроля и ДТС. Устройство, принцип работы и техническая характеристика компрессора. Оценка показателей надежности.

курсовая работа , добавлен 09.04.2015


Основные требования автоматизированных систем управления взвешиванием и дозированием. Выбор и техническая характеристика исполнительных механизмов. Разработка структурной схемы системы управления и электрических схем подключения средств автоматизации.

курсовая работа , добавлен 15.04.2015


Определение основных показателей надежности технических объектов с применением математических методов. Анализ показателей надежности сельскохозяйственной техники и разработка мероприятий по ее повышению. Организации испытания машин на надежность.

курсовая работа , добавлен 22.08.2013


Отказы и неисправности коробки передач. Перегрев коробки передач. Субъективные методы диагностирования техники. Процесс определения технического состояния объекта диагностирования по структурным параметрам. Диагностические приборы и приспособления.

курсовая работа , добавлен 02.09.2012


Причины, задачи и содержание экспертизы. Срок службы оборудования, возможность его продления. Определение соответствия параметров технического состояния оборудования нормируемым значением, мест и причин порчи. Оценка достоверности работы экспертов.

презентация , добавлен 03.01.2014


Место вопросов надежности изделий в системе управления качеством. Структура системы обеспечения надежности на базе стандартизации. Методы оценки и повышения надежности технологических систем. Предпосылки современного развития работ по теории надежности.