Diagnostika industrijskih enot. Metode in sredstva tehnične diagnostike. Vrste diagnostičnih meritev

3.3.1. Tehnična diagnostika (TD) je element sistema PPR, ki vam omogoča preučevanje in ugotavljanje znakov okvare (operabilnosti) opreme, določitev metod in sredstev, s katerimi se sklepa (diagnoza) o prisotnosti (odsotnosti) okvar ( okvare). Delovanje na podlagi preučevanja dinamike sprememb kazalnikov tehnično stanje opreme, TD rešuje vprašanja napovedovanja (predvidevanja) preostale življenjske dobe in brezhibnega delovanja opreme za določeno časovno obdobje.
3.3.2. Tehnična diagnostika temelji na predpostavki, da je lahko katera koli oprema ali njen sestavni del v dveh stanjih - delujoča in okvarjena. Servisna oprema je vedno delujoča, izpolnjuje vse zahteve tehničnih specifikacij, ki jih je določil proizvajalec. Okvarjena (pokvarjena) oprema je lahko delujoča ali nedelujoča, to je v stanju okvare.
3.3.3. Oprema lahko zaradi sprememb odpove zunanje okolje in zaradi fizične obrabe delov, ki se nahajajo zunaj in znotraj opreme. Napake so posledica obrabe ali napačne nastavitve komponent.
3.3.4. Tehnična diagnostika je namenjena predvsem iskanju in analizi notranjih vzrokov okvare. Zunanji vzroki se določijo vizualno, z uporabo merilnega instrumenta in preprostih naprav.
Metode, sredstva in racionalno zaporedje iskanja notranjih vzrokov okvare so odvisni od kompleksnosti zasnove opreme, od tehničnih kazalcev, ki določajo njeno stanje. Posebnost TD je v tem, da meri in ugotavlja tehnično stanje opreme in njenih sestavnih delov med delovanjem ter usmerja svoja prizadevanja v odkrivanje okvar.
3.3.5. Na podlagi obsega napak v komponentah (sklopih, sklopih in delih) je mogoče določiti zmogljivost opreme. Ob poznavanju tehničnega stanja posameznih delov opreme v času diagnoze in obsega okvare, ki moti njeno delovanje, je mogoče predvideti obdobje brezhibnega delovanja opreme pred naslednjim načrtovanim popravilom, ki ga predvideva frekvenčne standarde sistema vzdrževanja vzdrževanja ter potrebo po njihovi prilagoditvi.
3.3.6. Standardi periodičnosti, na katerih temelji PPR, so eksperimentalno povprečne vrednosti, določene tako, da so obdobja popravil večkratna in vezana na razporejanje glavna proizvodnja (leto, četrtletje, mesec).
3.3.7. Vse povprečne vrednosti imajo svojo pomembno pomanjkljivost: tudi s številnimi pojasnjevalnimi koeficienti ne zagotavljajo popolne objektivne ocene tehničnega stanja opreme in potrebe po načrtovanih popravilih. Skoraj vedno obstajata dve dodatni možnosti: preostali vir opreme še zdaleč ni izčrpan, preostali vir ne zagotavlja brezhibnega delovanja do naslednjega načrtovanega popravila. Obe možnosti ne zagotavljata zahteve Zvezni zakon 57 Zvezni zakon o ugotavljanju življenjske dobe osnovnih sredstev z objektivno oceno potrebe po njegovem popravilu ali umiku iz nadaljnjega delovanja.
3.3.8. Objektivna metoda za ocenjevanje potrebe po popravilu opreme je stalno ali občasno spremljanje tehničnega stanja objekta s popravili, ki se izvajajo le v primerih, ko je obraba delov in sklopov dosegla mejno vrednost, ki ne zagotavlja varnega in brezhibnega delovanja. in gospodarno delovanje opreme. Takšen nadzor je mogoče doseči s pomočjo TD, sama metoda pa postane sestavni del PPR (monitoring) sistemi.
3.9.9. Druga naloga TD je predvideti preostalo življenjsko dobo opreme in določiti obdobje njenega brezhibnega delovanja brez popravil (zlasti večjih), to je prilagoditev strukture cikla popravil.
3.9.10. Tehnična diagnostika te težave uspešno rešuje pri vsaki strategiji popravil, še posebej pri strategiji tehničnega stanja opreme. V skladu s to strategijo je treba delo za vzdrževanje in ponovno vzpostavitev delovanja opreme in njenih komponent izvajati na podlagi opreme TD.
3.3.11. Tehnična diagnostika je objektivna metoda ocenjevanja tehničnega stanja opreme, da se ugotovi prisotnost ali odsotnost okvar in čas popravil, vključno z napovedovanjem tehničnega stanja opreme in prilagajanjem standardov za pogostost popravil (zlasti večjih). .
3.3.12. Osnovno načelo diagnostike je primerjava regulirane vrednosti parametra delovanja ali parametra tehničnega stanja opreme z dejansko vrednostjo z diagnostičnimi orodji. Tukaj in spodaj se v skladu z GOST 19919-74 parameter razume kot značilnost opreme, ki odraža fizično vrednost njenega delovanja ali tehničnega stanja.

Sodobna tehnična diagnostika uporablja naprave za ugotavljanje tehničnega stanja strojev, ki omogočajo bolj objektivno ugotavljanje stanja strojev ter zaznavanje diagnostičnih signalov, ki jih oddaja mehanizem, ki jih človek neposredno ne zazna.

Za razvoj metod in sredstev tehnične diagnostike stroja je najprej treba ugotoviti, kateri parametri so značilni za delovanje testiranega stroja in določiti njegovo zanesljivost. Nato je treba vzpostaviti diagnostične kriterije za kvantitativno vrednost parametrov ter razviti ustrezne metode in orodja za njihovo določanje.

Trenutno so glavni parametri, ki označujejo kakovost dela tehnološka oprema, so: zmogljivost, natančnost, togost, odpornost na vibracije in ustvarjanje hrupa; Za zanesljivost tehnološke opreme je značilna verjetnost brezhibnega delovanja, vzdržljivost in vzdržljivost njenih delov in mehanizmov.

V večini primerov je stanje naštetih parametrov med seboj povezano, kar omogoča ugotavljanje vrednosti enega parametra preko vrednosti drugega. Na primer, natančnost nekaterih mehanizmov stroja za rezanje kovin je mogoče določiti s preverjanjem njihove togosti. Diagnozo tehnološke opreme glede natančnosti, togosti, odpornosti na vibracije in ustvarjanje hrupa je treba izvesti z metodami in sredstvi, določenimi v ustreznih standardih.

Odvisno od diagnostičnih pogojev se uporabljajo naslednje vrste tehnična diagnostika.

Tehnična diagnostika, ki se izvaja v dinamiki objekta: po parametrih delovnih procesov (moč, poraba goriva, produktivnost, tlak itd.); glede na diagnostične parametre, ki posredno označujejo tehnično stanje (temperatura, hrup, vibracije itd.).

Tehnična diagnostika izvedena v statiki objekta: glede na strukturne parametre (obraba delov, reža v sklepih itd.).

Po obsegu, metodah in globini delovanja je lahko kompleksen (imenovan tudi splošni) in poelementen.

Celovita diagnostika razkriva normalno delovanje, učinkovitost in zmogljivost stroja (enote) kot celote. Njegov namen je ugotoviti skladnost s standardi kazalnikov izhodne zmogljivosti enot, ki se preskušajo glede na njihove glavne funkcije. Primer takšne diagnostike je lahko določanje moči in izkoristka goriva motorja, zmogljivosti in vzdržljivosti črpalke, izgub v menjalniku, odstotka zdrsa sklopke itd.

Diagnostika po elementih ugotavlja vzrok okvare enot (mehanizmov), običajno s spremljajočimi posrednimi znaki; na primer razlog za izgubo moči motorja - zaradi kompresije ali preboja plinov v ohišje motorja, razlog za povečano porabo goriva - zaradi nivoja v komori plovca uplinjača ali delovanja šob, razlog za izgube v menjalnik - zaradi tresljajev in segrevanja itd. Vendar pa je v tem primeru specifikacija vzrokov za okvare privedena le do stopnje, na kateri je ugotovljena potreba po odstranitvi ali razstavitvi preskušanega mehanizma.

Na splošno se diagnostika običajno izvaja na več ravneh:

1) na ravni stroja kot celote;

2) na ravni svojih enot;

3) na ravni sistemov, mehanizmov in delov itd.

Pri tem je na vsaki od naštetih stopenj tehnično stanje določeno predvsem dvodimenzionalno. To pomeni, da mora diagnostika dati nedvoumen odgovor: ali enota, ki se testira, trenutno potrebuje ali ne potrebuje popravila ali vzdrževanja, ob upoštevanju zagotavljanja brezhibnega delovanja do naslednjega načrtovanega tehničnega udarca. Če tehnično stanje enote, ki se testira, ne ustreza standardom in je sestavljena iz več neodvisnih mehanizmov, je potrebna diagnostika elementov po elementih vsakega od teh mehanizmov itd.

Pri izvajanju diagnostike tega mehanizma po elementih se najprej preveri mehansko stanje tako imenovanih "kritičnih" delov, tj. deli, ki v prvi vrsti določajo delovanje mehanizma (ventili črpalke za blato, podpora rotorja itd.).

Globina diagnostike mehanizmov je omejena na pridobitev odgovora na vprašanje: ali je treba mehanizme razstaviti. Če je potrebna, potem nadaljnja podrobnejša diagnostika nima praktičnega pomena, saj je napake lažje in natančneje prepoznati po razstavljanju mehanizma.

Metode in sredstva za diagnosticiranje posameznih enot, sistemov in mehanizmov so določene z njihovo zasnovo in funkcijami.

Glede na vrsto diagnostičnih parametrov se uporabljajo naslednje tehnične diagnostične metode: merjenje tornih izgub v mehanizmih; določanje toplotnega stanja mehanizmov; preverjanje stanja vmesnika, vgradnih dimenzij, tesnosti in puščanja, spremljanje hrupa in vibracij pri delovanju mehanizma; analiza olja ohišja motorja (motor, rotor, vrtljivo itd.).

Diagnostika opreme se mora začeti s pridobivanjem informacij o času delovanja opreme in popravilih, ki jim je bila izpostavljena, porabi goriva in olja, dinamiki, nagnjenosti k pregrevanju motorja in drugih enot, dimu, škripanju, hrupu itd.

Te informacije omogočajo bolj namensko izvajanje nadaljnje diagnostike s tehničnimi sredstvi, s pomočjo katerih se preverja učinkovitost in kazalniki delovanja opreme kot celote, njenih enot in mehanizmov.

Za snemanje se uporabljajo diagnostična orodja tehnične opreme

in merjenje velikosti diagnostičnih znakov (parametrov). V ta namen se uporabljajo instrumenti, naprave in stojala v skladu z naravo diagnostičnih znakov in diagnostičnih metod.

Pomembno mesto med njimi zavzemajo električne merilne aplikacije.

naprave (voltmetri, ampermetri, osciloskopi itd.). Uporabljajo se široko

se uporabljajo tako za neposredno merjenje električnih veličin (na primer pri diagnostiki sistemov za vžig in električne opreme avtomobila), kot za merjenje neelektričnih procesov (nihanja, segrevanje, tlak), pretvorjenih v električne količine z uporabo ustreznih senzorjev.

V ta namen so električni merilni instrumenti opremljeni s senzorji.

Pri diagnosticiranju mehanizmov se najpogosteje uporabljajo: senzorji upora, mejni senzorji, indukcijski, optični in fotoelektrični senzorji, s katerimi lahko merite vrzeli, zračnosti, relativne premike, hitrost in frekvenco vrtenja preskušanih delov; toplotni uporniki, termočleni in bimetalne plošče za merjenje toplotnega stanja delov; piezoelektrični in deformacijski senzorji za merjenje nihajnih procesov tlaka, udarcev, deformacij itd.

Eden od pozitivne lastnosti električni merilni instrumenti - udobje pridobivanja informacij, pa tudi v prihodnosti možnost njihove analize z uporabo računalnikov.

Odvisno od popolnosti in stopnje mehanizacije tehnološki procesi diagnostika se lahko izvaja selektivno, samo za spremljanje tehničnega stanja posameznih sklopov, ali celovito za preverjanje kompleksnih enot, kot je motor, in končno celovito za diagnosticiranje stroja kot celote.

V prvem primeru se za posamezne meritve uporabljajo diagnostični instrumenti, kot so stetoskopi, manometri, tahometri, voltmetri, ampermetri, štoparice, termometri in drugi prenosni instrumenti.

V drugem primeru so naprave združene v obliki mobilnih stojal, v tretjem primeru pa so opremljene s senzorji in nadzornimi ploščami stacionarnih stojal.

Mobilno kompleksno diagnostično orodje je tekoča diagnostična postaja. Zagotavlja lahko diagnostiko tehničnega stanja vozil na njihovih začasnih lokacijah. Konfiguracija tekoče diagnostične postaje je možna na osnovi prikolice z dovolj veliko nosilnostjo.

Glavne zahteve za diagnostična orodja so: zagotavljanje zadostne natančnosti meritev, priročnost in enostavnost uporabe z minimalnim vložkom časa.

Poleg različnih naprav in indikatorjev ozkega namena sistem diagnostičnih orodij vključuje komplekse elektronske opreme.

Ti kompleksi so lahko sestavljeni iz senzorjev - organov zaznavanja diagnostičnih znakov, blokov merilnih instrumentov, blokov za obdelavo informacij v skladu z danimi algoritmi in končno blokov za shranjevanje in izdajo informacij v obliki pomnilniških naprav za pretvorbo informacij v obliko. priročno za uporabo.

Delovanje opreme je neločljivo povezano z oceno njenega tehničnega stanja. Tehnično stanje objekta je niz njegovih lastnosti, ki so v določenem trenutku, pod določenimi okoljskimi pogoji, označene z vrednostmi strukturnih parametrov, določenih s tehnično dokumentacijo za diagnostični objekt. .

Tehnična diagnostika je področje znanja o prepoznavanju stanja tehničnih sistemov (predmetov), ​​preučevanju oblik manifestacije tehničnega stanja, razvoju metod in sredstev za njegovo določanje. .

Glavne naloge tehnične diagnostike vključujejo naslednje:

Ugotavljanje stanja tehničnega sistema;

Napovedovanje sprememb njegovega stanja;

Ugotavljanje lokacije in vzrokov okvar.

Algoritem tehnične diagnostike (nadzora) določa sestavo in postopek za izvajanje osnovnih pregledov predmeta ter pravila za analizo njihovih rezultatov. .

Ločimo lahko dve metodi tehnične diagnostike (neposredno in posredno), ki pa sta razdeljeni na številne metode, ki se praviloma razlikujejo po vrsti uporabljenih tehničnih diagnostičnih orodij. Oglejmo si podrobneje diagnostiko s posrednimi metodami.

Posredne diagnostične metode temeljijo na določanju strukturnih parametrov tehničnega stanja strojnih sklopov z uporabo posrednih parametrov. Diagnoza s posrednimi metodami ne zahteva razstavljanja stroja. Številne metode se izvajajo s pretvorbo mehanskih veličin v električne s pomočjo posebnih naprav.

Na splošno lahko posredne diagnostične metode razdelimo v več skupin (slika 1).

Slika 1. Posredne diagnostične metode

Akustični hrup in tresljaji mehanizmov, ki so osnova vibroakustične diagnostike, se že dolgo uporabljajo za oceno tehničnega stanja mehanizmov. Oscilacijski procesi so zelo pomembni pri sodobna tehnologija. Vibroakustična diagnostika temelji na pridobivanju informacij o relativnem in absolutnem premiku strojnih delov, porazdelitvi pulzacij v delovnih enotah, zvočni emisiji materiala itd. Večina napak, ki vplivajo na življenjsko dobo mehanizma, spremeni parametre vibroakustičnega signala, zato lahko uporaba vibroakustične diagnostike v mnogih primerih služi kot glavna metoda nadzora.

Prisotnost tresljajev je lahko sestavni znak pravilnega delovanja opreme ali pa je nezaželen pojav. Tako so lahko vibracije tako koristne kot škodljive.

Škodljivi učinki tresljajev povzročajo obrabo posameznih komponent opreme (osi, krtačne gredi elektromotorjev itd.). Ugotovljena poškodba je praviloma razmak med deli, zaradi česar pride do njihovega trčenja med delovanjem. Ta proces se izvaja s širjenjem elastičnih valov v akustičnem območju, pojavom vibracij in udarnih impulzov. Vrednosti vibracij označujejo stopnjo motenj normalnega prenosa dinamičnih sil skozi tehnični sistem. Za normalno delovanje stroja je značilna nizka raven vibracij. Z naraščajočimi razmiki se povečajo vibracije ležaja, ki je najbližje okvari, in povečajo se vibracije v drugih ležajnih enotah. Ležajni sklop postane element, ki prenaša dinamične sile od mesta okvare do telesa naprave.

Nedavno je tehnologija merjenja vibracij dosegla novo raven. Vibrometrija je povezana s področji elektroakustike, elektronike, radiotehnike, avtomatike, računalniške tehnike itd., ustvarjeni pa so bili novi instrumenti za merjenje vibracij.

Vibroakustična diagnostična metoda se je dobro izkazala in trenutno za določitev stanja opreme zadostujejo vrednosti parametrov vibracij in uporaba posebnih tabel. Kot primer lahko navedemo tabelo, ki ocenjuje tehnično stanje stroja na podlagi vrednosti srednje kvadratne hitrosti nihanja.

Tabela 1. Ocena tehničnega stanja strojev na podlagi vrednosti srednje kvadratne hitrosti vibracij, mm/s.

Značilnosti skupine strojev	Tehnično stanje
	"dobro"	"sprejemljivo"	"slab"	"nujni primer"
Ločeni deli motorjev in strojev, ki so povezani z enoto in delujejo v normalnem načinu (na primer serijski elektromotorji z močjo do 15 kW)	do 0,7	0,7-1,8	1,8-4,5	več kot 4,5
Srednje veliki stroji (na primer elektromotorji z močjo od 15 do 875 kW)	do 1.1	1,1-2,8	2,8-7,1	več kot 7,1
Zmogljivi osnovni pogoni in drugi zmogljivi stroji z vrtljivimi deli, nameščenimi na masivnih temeljih, ki so razmeroma togi v smeri merjenja vibracij	do 1.8	1,8-4,5	4,5-11,2	več kot 11.2
Zmogljivi pogoni in drugi zmogljivi stroji z vrtečimi se deli, nameščenimi na masivnih temeljih, ki so relativno skladni v smeri merjenja vibracij (npr. plinske turbine z izhodno močjo nad 10 MW).	do 2.8	2,8-7,1	7,1-18	nad 18

Stanje stroja se oceni na podlagi vibroakustičnih karakteristik z uporabo senzorjev za vibracije, merilnika ravni zvoka ali stetoskopa. Amplituda nihanj daje informacijo o dinamiki kinematskega para in velikosti defekta, frekvenca pa informacijo o izvoru nihanj.

Magnetoelektrične diagnostične metode temeljijo na beleženju sprememb magnetnega pretoka v diagnostičnem senzorju, ki sodeluje z nadzorovanim mehanizmom. Magnetne metode temeljijo na registraciji razpršenih magnetnih polj, ki nastanejo v defektnem območju, in na določanju magnetnih lastnosti diagnosticiranih predmetov.

Glavne metode magnetoelektrične diagnostike mehanizmov so:

Magnetni delec;

Fluxgate;

vrtinčni tok;

Electrospark;

Uporaba Hallovih senzorjev.

Praviloma z uporabo magnetoelektrične diagnostike ni mogoče samo prepoznati napake v izdelku, temveč tudi določiti njeno velikost in lokacijo. Nekatere vrste naprav so sposobne zaznati napake, določiti njihovo globino in koordinate glede na ravnine izdelka. Z uporabo metode magnetnih delcev je mogoče zaznati različne razpoke in nezlitje zvarjeni spoji in druge napake, široke več mikrometrov. Metoda je primerna tudi za testiranje objektov z nemagnetno prevleko.

Parameter, ki kaže na okvaro v mehanizmu, je lahko temperatura, ki odraža potek delovnega procesa. S toplotno diagnostiko se zaznajo:

Deformacije zaradi neenakomernega segrevanja;

Stanje zavor, ležajnih enot, sklopk itd.

Metode merjenja temperature delimo na kontaktne in brezkontaktne, ki se delijo tudi glede na fizikalne učinke, na katerih temelji njihov princip delovanja.

Metode kontaktne termometrije vključujejo delovanje termometrov, termoelementov in termistorjev. Med brezkontaktne spadajo pirometri in toplotne slike.

Delovanje temperaturnih senzorjev običajno temelji na principu pretvorbe izmerjene temperature v električno količino. To je posledica priročnosti prenosa električnih veličin na daljavo in njihove vsestranskosti.

Opozoriti je treba, da se diagnoza na podlagi posrednih znakov običajno izvaja z uporabo analognih elektromehanskih merilnih instrumentov. Na splošno imajo naslednji blokovni diagram (slika 2):

Slika 2. Blokovna shema analogne elektromehanske merilne naprave.

Merilno vezje naprave vam omogoča pretvorbo izmerjene vrednosti X v vmesno vrednost Y, povezano z izmerjeno vrednostjo. Merilni mehanizem služi za pretvorbo elektromagnetne energije v mehansko energijo, ki je potrebna za podajanje informacije o izmerjeni vrednosti.

Digitalni merilni instrumenti delujejo nekoliko drugače: izmerjeno vrednost pretvorijo v diskretno obliko, nato pa jo digitalno kodirajo in rezultat prikažejo na odčitni napravi.

Razmislimo o možni uporabi posrednih diagnostičnih metod na področju gospodinjskih strojev in aparatov.

Za ugotavljanje napak v gospodinjski hladilni opremi se praviloma uporablja prenosna diagnostična oprema. Uporaba sodobnih instrumentov omogoča izboljšanje kakovosti njegovega nadzora in posledično natančnejšo diagnozo vzrokov okvar med delovanjem.

Za pojav okvare v hladilniku je običajno značilno nekaj odstopanja v kazalnikih delovanja - poraba električne energije, temperatura itd. Prepoznavanje takšnega odstopanja je prva faza preverjanja hladilnika. Po tem je treba ugotoviti vzrok in lokacijo okvare. Ker pojav okvare pogosto povzroči motnje v procesu izmenjave toplote med deli hladilne enote in okoljem, lahko lokacijo okvare določimo po značilnih znakih, kot so hrup, dvig temperature itd.

Med delovanjem kompresorja se zaradi stiskanja hlapov hladilnega sredstva in segrevanja navitij elektromotorja sprošča toplota, kar vodi do povišanja temperature freona, kovinskih delov kompresorja in olja v njegovem ohišju. Toplota iz ogrevanih prostorov se delno odvaja v okolju skozi stene ohišja. Ko hlapi hladilnega sredstva prehajajo skozi izpustno cev, se ohladijo, kar povzroči postopno znižanje površinske temperature cevi. Posledično mora biti segrevanje površine cevi na mestu njene povezave s kondenzatorsko tuljavo veliko nižje kot na mestu izstopa iz ohišja kompresorja.

Pogosta napaka v gospodinjskem hladilniku se lahko šteje za puščanje freona, ki se običajno diagnosticira s pomočjo halogenskega detektorja puščanja. V tem primeru se tlačna stran hladilne enote preverja pri izklopljenem motornem kompresorju, sesalna stran pa pri izklopljenem motornem kompresorju. Kot alternativo tej metodi nadzora se lahko predlaga uporaba toplotne slike. Termovizijske naprave dokaj v celoti odražajo temperaturno polje delujoče opreme, koordinirano ali vizualno nakazujejo specifične vroče (ali hladne) točke, ki so lahko vir nevarnih okvar, izgub energije, kratkih stikov itd. Nekatere toplotne slike lahko izmerijo temperaturo teh vročih točk in zagotovijo potrebne informacije za digitalno analizo.

Termovizijske naprave se učinkovito uporabljajo tudi za diagnostiko električnih omrežij in opreme. Nastali presežni tokovni upor povzroči opazno povišanje temperature na problematičnih območjih. To lahko povzroči poškodbe napeljave in opreme. Zgodnja diagnoza težav v električnih omrežjih lahko prepreči zmanjšanje zmogljivosti električnega omrežja in izgubo električne energije zaradi nepotrebne proizvodnje toplote.

Hrup med delovanjem hladilnika nastane zaradi prisotnosti gibljivih mehanizmov v njem. Raven hrupa hladilne enote ne sme presegati 45 dBA na razdalji 1 m ali ravni hrupa referenčnega vzorca. Hrup naj bo enakomeren, brez ropotanja.

Analiza zvokov, ki se pojavijo med delovanjem kompresorja, vam omogoča, da diagnosticirate različne okvare v njem. Na primer, kovinsko trkanje med delovanjem kompresorja, ki ga spremlja tresenje ohišja, lahko kaže na ohlapnost nosilnih elementov, okvaro kompresorja in stik ohlapnih cevovodov z deli ohišja. Vzrok za povečanje tresljajev v hladilni enoti je lahko tudi obraba drsnih ležajev, kar vodi do zatikanja motorja pri zagonu. Za normalno delovanje ležaja je značilen monoton in šelesteč hrup. V tem primeru je priporočljivo diagnosticirati napake s senzorjem vibracij in merilnikom ravni zvoka ter na podlagi dobljenih rezultatov sklepati o stanju hladilnika.

Danes je velik del okvar gospodinjskih hladilnikov povezan z odpovedjo motornih kompresorjev. Praviloma se v tem primeru vrnitev hladilne enote v delovno stanje izvede z zamenjavo kompresorja.

Motnje motornega kompresorja, ugotovljene z merjenjem vibroakustičnih karakteristik hladilne enote:

Kršitev vzmetenja kompresorja v ohišju;

Kršitev parov drgnjenih parov.

Primere odkrivanja napak z uporabo vibroakustične metode lahko vidimo pri drugih gospodinjskih aparatih. Na primer, močne vibracije, brušenje in hrup med delovanjem sesalnika kažejo na obrabo ležajev in izgubo maziva. Razlog za vzbujanje nihanj je pogosto neuravnoteženost rotorjev. Tuji zvoki pri pranju oblačil kažejo na okvare aktivatorja pralnega stroja: obraba osi, dotik stene rezervoarja itd. Močan hrup in vibracije, ko se boben vrti, kažejo na okvaro krmilne naprave ali zrahljanje protiuteži.

Predstavljajmo si postopek merjenja vibracijskih karakteristik stroja v obliki blokovnega diagrama.

Na splošno ga je mogoče prikazati v obliki naslednjih blokov:

Predmet merjenja;

Pretvornik vibracij;

Procesna enota;

Naprava za prikaz prejetih informacij (zaslon).

Slika 3 Blok diagram procesa merjenja vibracij (v splošnem primeru)

Pretvornik vibracij se uporablja za pretvorbo mehanskih vibracij v električni signal, procesna enota pa za dešifriranje tega signala.

Predstavimo nastali diagram v podrobnejši obliki.

Slika 4 Blok diagram procesa merjenja vibracij (v razširjeni obliki): 1 – merilni objekt; 2 – pritrditev; 3 – senzor vibracij; 4 – kabel; 5 – električni vhod; 6 – ujemanje signala; 7 – korekcija frekvence; 8 – dodatna pretvorba in korekcija signala; 9 – prikaz merilnega rezultata

S pomočjo nosilca je na površino, ki jo je treba diagnosticirati, nameščen senzor vibracij. Preko povezovalnega kabla pridejo podatki iz senzorja v blok za ujemanje signalov, od tam pa v blok za korekcijo frekvence, kjer se izvede frekvenčna analiza za pridobitev informacije o spektru nihanja. Po tem se signal popravi in ​​rezultat meritve se prikaže na zaslonu (ali drugi prikazovalni napravi).

Dejavnikom, ki vplivajo na vibroakustično polje stroja, je vredno dodati vzbujanje resonančnih nihanj, če prisilne frekvence sovpadajo z naravnimi. Zaradi vpliva številnih dejavnikov so vibroakustične lastnosti mehanizma v normalnem tehničnem stanju podvržene nihanjem, zaradi česar je treba opraviti diagnostiko ob upoštevanju nestabilnosti rezultatov.

Metode za sintezo diagnostičnih znakov začetnih okvar zagotavljajo visoko zanesljivost ne le postopkov za ocenjevanje trenutnega tehničnega stanja diagnostičnega predmeta, ki je osnova tehnologije za upravljanje strojev po stanju, temveč tudi postopke za napovedovanje delovanja komponent, ki omejujejo vire. mehanska oprema. . Če primerjamo neposredne in posredne diagnostične metode, ne moremo opozoriti na očitne prednosti slednjih: sposobnost nadzora opreme med njenim delovanjem, odsotnost potrebe po razstavljanju mehanizma in prepoznavanje začetnih napak v začetni fazi, brez čakanje na okvaro.

Kot pomanjkljivost metode lahko izpostavimo visoke stroške nekaterih instrumentov, potrebnih za njeno uporabo. Hkrati je treba opozoriti, da posredna diagnostika, ki odkriva napake v zgodnjih fazah njihovega razvoja, pomaga preprečiti okvaro opreme, kar nasprotno pomaga zmanjšati stroške zaradi odsotnosti potrebe po nakupu. nova tehnologija. Uporaba posredne diagnostike omogoča izvajanje spremljanja delovanja opreme na mestu, kar zagotavlja zmanjšanje izpadov. Ne smemo pozabiti, da so raziskave in meritve parametrov delovanja strojev lahko koristne kot način proučevanja delovanja kompleksnega mehanizma in služijo kot osnova za nadaljnje izboljšave. Tako lahko diagnostika gospodinjskih strojev in naprav na podlagi posrednih znakov opravlja ne le funkcijo spremljanja in spremljanja stanja opreme, temveč tudi prispeva k inventivni dejavnosti. Nadaljnje izboljšave senzorjev in njihova uporaba v interaktivnem načinu bo omogočila diagnosticiranje okvare ob prvem znaku njenega pojava.

Število ogledov objave: Prosim počakaj

Precejšnji stroški vzdrževanja opreme so predvsem posledica nizke kakovosti vzdrževanja in prezgodnjih popravil. Za zmanjšanje stroškov dela in sredstev za vzdrževanje in popravila je treba povečati produktivnost in izboljšati kakovost teh del s povečanjem zanesljivosti in uporabnosti (vzdrževanja) izdelanih enot, razvojem in boljšo uporabo proizvodne in tehnične baze podjetij, mehanizacija in avtomatizacija tehnoloških procesov, izvedbena diagnostična orodja in elementi znanstvena organizacija porod.

Spodaj zanesljivost razumejo lastnost komponent stroja, da opravljajo določene funkcije, sčasoma ohranjajo uveljavljene operativne vrednosti v določenih mejah, ki ustrezajo določenim načinom in pogojem uporabe, Vzdrževanje, popravila, skladiščenje in transport.

Zanesljivost med delovanjem je odvisna od številnih dejavnikov: narave in obsega dela, ki ga opravlja stroj; naravne in podnebne razmere; sprejet sistem tehničnega vzdrževanja in popravil opreme; kakovost in razpoložljivost regulativne in tehnične dokumentacije ter sredstev za vzdrževanje, skladiščenje in prevoz strojev; kvalifikacije servisno osebje.

Zanesljivost je kompleksna lastnost, ki vključuje, odvisno od namena predmeta ali pogojev njegovega delovanja, številne preproste lastnosti:

1. Zanesljivost - lastnost predmeta, da neprekinjeno ohranja delovanje za določen čas delovanja ali nekaj časa.

2. Vzdržljivost - lastnost objekta, da ob vzpostavljenem sistemu vzdrževanja in popravil ohranja operativnost do nastopa mejnega stanja.

3. Vzdrževanje - lastnost predmeta, ki je njegova prilagodljivost za preprečevanje in odkrivanje vzrokov okvar, vzdrževanje in ponovno vzpostavitev delovanja s popravili in vzdrževanjem.

4. Skladiščnost - lastnost predmeta, da nenehno ohranja zahtevane kazalnike učinkovitosti med (in po) skladiščenjem in prevozom.

Odvisno od objekta lahko zanesljivost določajo vse naštete lastnosti ali nekatere izmed njih. Na primer, zanesljivost zobnika in ležajev je določena z njihovo vzdržljivostjo, zanesljivost stroja pa z vzdržljivostjo, zanesljivostjo in vzdržljivostjo

Avtomobil je kompleksen sistem, sestavljen iz več tisoč delov z različnimi tolerancami pri izdelavi in ​​delovanju. Dela se izvajajo v različnih pogojih, zato je življenjska doba istovrstnih predmetov različna - odvisno od pogojev delovanja, načinov delovanja in kakovosti elementov. Zato je treba vsako enoto poslati v popravilo glede na njeno dejansko stanje.

Pri posameznem pregledu (monitoring, diagnostika, napovedovanje) se ugotavlja resnično tehnično stanje posamezne enote. Tu je mogoče upoštevati vpliv celotne raznolikosti delovnih pogojev, usposobljenosti operaterja in drugih dejavnikov, od katerih je odvisno tehnično stanje objekta.

Pomanjkanje posebne nadzorne in diagnostične opreme otežuje odkrivanje številnih napak. Stare (večinoma subjektivne) metode lahko ugotavljajo le pomembne in očitne napake in odstopanja. Stroški preverjanja glavnih sistemov s temi metodami so približno 70-75% višji kot z uporabo sodobnih diagnostičnih metod.

Tehnična diagnostična metoda - sklop tehnoloških in organizacijskih pravil za izvajanje tehničnih diagnostičnih operacij.

Diagnostika (iz grščine diagnostikós - sposoben prepoznati) je veja znanja, ki preučuje tehnično stanje diagnostičnih predmetov (strojev, mehanizmov, opreme, konstrukcij in drugih tehničnih predmetov) in manifestacijo tehničnih stanj, razvija metode za njihovo določanje, s pomočjo katerega je podan zaključek (postavljena diagnoza) , kot tudi načela konstrukcije in organizacije uporabe diagnostičnih sistemov. Kadar so predmeti diagnostike objekti tehnične narave, govorimo o tehnični diagnostiki.

Diagnostika je niz metod in orodij za določanje glavnih kazalcev tehničnega stanja posameznih mehanizmov in stroja kot celote, ne da bi jih razstavili ali z delno demontažo.

Rezultat diagnoze je diagnoza - sklep o tehničnem stanju predmeta, po potrebi z navedbo lokacije, vrste in vzroka okvare.

Zanesljivost diagnoze– verjetnost, da se med diagnostiko ugotovi tehnično stanje, v katerem se diagnostični objekt dejansko nahaja.

Tehnično stanje- niz lastnosti predmeta, ki se lahko spremenijo med proizvodnjo ali delovanjem, za katerega so v določenem trenutku značilni znaki in parametri stanja, ki jih določa tehnična dokumentacija za ta predmet.

Parameter stanja- fizična količina, ki označuje zmogljivost ali uporabnost diagnostičnega predmeta in se spreminja med delovanjem.

Diagnostična operacija - del diagnostičnega procesa, katerega izvajanje omogoča določitev enega ali več diagnostičnih parametrov objekta.

Diagnostična tehnologija - nabor metod, parametrov in diagnostičnih operacij, ki se izvajajo sistematično in dosledno v skladu s tehnološko dokumentacijo za pridobitev končne diagnoze.

Na sl. Slika 1 prikazuje strukturo tehnične diagnostike. Zanj sta značilni dve medsebojno prepleteni in povezani smeri: teorija prepoznavanja in teorija sposobnosti obvladovanja. Teorija razpoznavanja vsebuje razdelke, povezane s konstrukcijo algoritmov za razpoznavanje, odločitvenimi pravili in diagnostičnimi modeli. Teorija vodljivosti vključuje razvoj orodij in metod za pridobivanje diagnostičnih informacij, avtomatiziran nadzor in odpravljanje težav. Tehnično diagnostiko je treba obravnavati kot del splošne teorije zanesljivosti.

Diagnoza vključuje tri glavne faze:

· pridobivanje informacij o tehničnem stanju diagnostičnega predmeta;

· obdelava in analiza prejetih informacij;

· postavitev diagnoze in odločitev.

Prva faza je določitev parametrov stanja objekta, določitev kvalitativnih značilnosti stanja in pridobitev podatkov o času delovanja; drugi - pri obdelavi in ​​primerjavi dobljenih vrednosti parametrov stanja z nominalnimi, dovoljenimi in mejnimi vrednostmi ter z uporabo pridobljenih podatkov za napovedovanje preostale življenjske dobe; tretji je v analizi rezultatov napovedi in ugotavljanju obsega in časovnega načrta vzdrževanja in popravil strojnih komponent.

Diagnostični objekt- izdelek in njegove komponente, ki so predmet diagnostike.

Pri tehnični diagnostiki se upoštevajo naslednji objekti.

Element- najpreprostejši sestavni del izdelka v tem pogledu, pri težavah z zanesljivostjo je lahko sestavljen iz več delov.

Izdelek- enota proizvoda za določen namen, upoštevana v obdobjih načrtovanja, proizvodnje, testiranja in delovanja.

Sistem- celota skupaj aktivni elementi, zasnovan za samostojno opravljanje določenih funkcij.

Koncepti elementa, izdelka in sistema se spreminjajo glede na nalogo, ki jo opravljamo. Na primer, pri ugotavljanju lastne zanesljivosti se stroj obravnava kot sistem, sestavljen iz posameznih elementov - mehanizmov, delov itd., In pri preučevanju zanesljivosti tehnološko linijo- kot element.

Struktura objekta - konvencionalni diagram njegove strukture, ki nastane z zaporedno delitvijo predmeta na strukturne elemente (sestavne dele, montažne enote itd.).

Pri diagnosticiranju razlikujejo delovni vplivi, prihod v objekt med njegovim delovanjem in testni vplivi, ki se v ustanovo dovajajo le v diagnostične namene. Imenuje se diagnostika, pri kateri se na objekt nanašajo samo delovni vplivi delujoč, in diagnostiko, pri kateri se na objekt izvajajo preskusni vplivi, - test tehnična diagnostika.

Nabor sredstev, izvajalcev in diagnostičnih objektov, pripravljenih za preverjanje parametrov stanja ali njihovo izvajanje v skladu s pravili, določenimi z ustrezno dokumentacijo, se imenuje tehnični diagnostični sistem.

Diagnostika vam omogoča: zmanjšanje izpadov stroja zaradi tehničnih napak s preprečevanjem okvar s pravočasno nastavitvijo, zamenjavo ali popravilom posameznih mehanizmov in sklopov; odpraviti nepotrebno razstavljanje posameznih mehanizmov in sklopov ter zmanjšati stopnjo obrabe delov; pravilno določiti vrsto in obseg popravil ter zmanjšati delovno intenzivnost tekočih popravil z zmanjšanjem razstavljanja in montaže popravljalna dela; polneje izkoristiti vire posameznih enot in stroja kot celote ter posledično zmanjšati skupno število popravil in porabo rezervnih delov.

Izkušnje pri izvajanju diagnostike kažejo, da se čas med popravili poveča za 1,5...2-krat, število okvar in okvar zmanjša za 2...2,5-krat, stroški popravil in vzdrževanja pa se zmanjšajo za 25...30%.

Poleg tega sistem tehničnega vzdrževanja za fiksni vir (povprečni sistem) ne zagotavlja visoke zanesljivosti in minimalni stroški. Ta sistem postopoma izumira, vse bolj se uvaja nov in bolj ekonomičen način vzdrževanja in popravil, ki temelji na dejanskem tehničnem stanju (diagnostični sistem). To omogoča popolnejšo uporabo življenjske dobe med popravili strojev, odpravo nerazumnega razstavljanja mehanizmov, zmanjšanje izpadov zaradi tehničnih napak in zmanjšanje delovne intenzivnosti vzdrževanja in popravil. Delovanje na podlagi pogojev lahko prinese koristi, enake stroškom 30 % celotne flote.

V nekaterih primerih je priporočljivo uporabiti kombinirano (mešano) diagnostiko - ki predstavlja sklop predpisane tehnične diagnostike in diagnostike na podlagi tehničnega stanja.

Diagnostični in kombinirani sistemi zahtevajo nove raziskovalne metode in drugačen matematični aparat. Osnova bi morala biti teorija zanesljivosti. Treba je globlje preučiti in upoštevati spremembe v fizikalnih vzorcih odpovedi, obrabe in staranja delov v mehanskih sistemih. Pomembno vlogo pri izboljšanju upravljanja zanesljivosti voznega parka ima razvoj in uvedba metod za napovedovanje tehničnega stanja voznih enot.

Cilji in cilji tehnične diagnostike. Razmerje med diagnostiko in zanesljivostjo

Namen tehnične diagnostike je povečati zanesljivost in življenjsko dobo tehničnih sistemov. Ukrepi za ohranjanje zanesljivosti strojev so usmerjeni v zmanjšanje hitrosti spreminjanja parametrov stanja (predvsem stopnje obrabe) njihovih komponent in preprečevanje okvar. Kot veste, je najpomembnejši pokazatelj zanesljivosti odsotnost napak med delovanjem (delovanjem) tehničnega sistema.

Tehnična diagnostika, zahvaljujoč zgodnjemu odkrivanju okvar in motenj, omogoča odpravo okvar med vzdrževanjem, kar povečuje zanesljivost in učinkovitost delovanja.

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Objavljeno na http://allbest.ru

1. Diagnostika je osnova za servisiranje strojev glede na njihovo dejansko tehnično stanje

Eden najpomembnejših in perečih problemov našega časa je izboljšanje kakovosti in zanesljivosti mehanizmov, strojev in opreme v kateri koli industriji. To je posledica stalnega povečevanja razpoložljivosti energije sodobna podjetja, tovarne, obrati, termo in jedrske elektrarne, pomorski, zračni, železniški in drugi načini transporta itd., ki jih opremljajo s sofisticirano opremo, uvajajo avtomatizirani sistemi vzdrževanje in upravljanje.

Znani so tradicionalni načini povečanja zanesljivosti in življenjske dobe, kot so optimizacija sistemov, izboljšanje zasnove in tehnologije izdelave posameznih elementov, redundantnih mehanizmov, strojev in opreme, povečanje varnostnega faktorja (dela ne na polna moč, ne v nominalnem načinu itd.).

Te poti so najučinkovitejše za sisteme z omejeno močjo, kot je npr Informacijski sistemi, sistemi avtomatsko krmiljenje in komunikacije itd. Obeti za ta področja so povezani predvsem z visoko hitrostjo razvoja elementne baze takšnih sistemov, njeno miniaturizacijo in visoko stopnjo integracije.

Vendar pa je na mnogih področjih industrije konstrukcija in proizvodna tehnologija posameznih komponent mehanizmov, strojev in opreme v zadnjih desetletjih doživela manjše spremembe, ki niso privedle do bistvenega povečanja njihove zanesljivosti in življenjske dobe. Istočasno visoka stopnja Rezervacija mehanizmov in uvedba varnostnih faktorjev je pogosto nemogoča zaradi omejitev teže in dimenzij. Zato je bilo treba najti nove načine za rešitev problema povečanja zanesljivosti in življenjske dobe.

Do nedavnega so bili tudi stroji in oprema industrijska podjetja, so delovale do odpovedi ali pa so bile vzdrževane po predpisih, tj. Izvedeno je bilo načrtovano preventivno vzdrževanje.

V prvem primeru je delovanje opreme do okvare možno pri uporabi poceni strojev in podvajanju pomembnih delov tehnološkega procesa.

Zdaj se je bolj razširila storitev po predpisih, t.j. načrtovano preventivno vzdrževanje, ki je posledica nezmožnosti ali neizvedljivosti podvajanja in velikih izgub zaradi nepredvidenih zaustavitev strojev ali opreme. V tem primeru se vzdrževanje izvaja v določenih intervalih.

Ti intervali so pogosto opredeljeni statistično kot obdobje od začetka uporabe novih ali popolnoma servisiranih strojev v dobrem delovnem stanju do trenutka, ko se pričakuje, da bo odpovedalo največ 2 % strojev. Izkazalo pa se je, da pri mnogih strojih vzdrževanje in popravilo po predpisih ne zmanjša pogostosti okvar.

Poleg tega se zanesljivost strojev in opreme po vzdrževanju pogosto zmanjša, včasih začasno, dokler niso utečeni, včasih pa je to zmanjšanje zanesljivosti posledica pojava predhodno odsotnih napak pri namestitvi.

Očitno je, da je povečanje učinkovitosti, zanesljivosti in življenjske dobe ter zagotavljanje varnega delovanja strojev in mehanizmov tesno povezano s potrebo po oceni njihovega tehničnega stanja. To je določilo oblikovanje nove znanstvene smeri - tehnične diagnostike, ki je v zadnjih desetletjih dobila še posebej širok razvoj.

Tehnična diagnostika je področje znanosti in tehnologije, ki proučuje in razvija metode in sredstva za določanje in napovedovanje tehničnega stanja mehanizmov, strojev in opreme brez njihovega razstavljanja.

Treba je opozoriti, da je tehnično stanje mehanizmov, strojev in opreme v do določene mereže prej ocenjeni. To so bili merilni instrumenti in krmilni sistemi. Vendar pa omejene informacije o strojih in mehanizmih niso vedno omogočile odkrivanja vzrokov za njihove okvare in še več, odkrivanja napake v predmetu, ki ni neposredno vplivala na njegovo delovanje, vendar je povečala verjetnost okvare in, zato se zmanjša zanesljivost in življenjska doba takih strojev in mehanizmov.

V obstoječih krmilnih, regulacijskih, nadzornih in diagnostičnih sistemih za opremo v uporabi je glavna značilnost, da so nadzorne in zaščitne operacije običajno avtomatizirane, do nedavnega pa je bila rešitev diagnostičnih težav dodeljena operaterju ali servisni ekipi.

V tem primeru je reševanje diagnostičnih problemov postalo bolj zapleteno iz naslednjih razlogov: velika količina informacij, ki se obdelujejo, potreba po logični analizi kompleksnih medsebojno povezanih procesov, minljivost delovnih procesov, nevarnost prepozne ali napačne ocene tehničnega stanja. stanje.

Izdelava avtomatiziranih diagnostičnih orodij je tehnično diagnostiko dvignila na še višjo raven. Trenutno so uspehi v razvoju takšnih področij znanosti, kot so teorije prepoznavanja in vodljivosti, ki so sestavni del tehnične diagnostike, ustvarili predpogoje za ustvarjanje in izboljšanje metod in sredstev tehnične diagnostike, zlasti avtomatizirane, postati najučinkovitejši način za povečanje zanesljivosti in življenjske dobe strojev in opreme.

Uporaba tehničnih diagnostičnih metod in orodij lahko bistveno zmanjša delovno intenzivnost in čas popravil ter s tem zniža obratovalne stroške. Treba je opozoriti, da obratovalni stroški večkrat presegajo proizvodne stroške. Ta presežek je na primer pri letalih 5-krat, pri vozilih 7-krat, pri obdelovalnih strojih 8-krat ali več.

Če upoštevamo, da je mehanizem med delovanjem podvržen več deset preventivnim pregledom z delno demontažo, do 10 prisilnih in načrtovanih srednjih popravil in do 3 večjih popravil, lahko ocenimo, kakšen ekonomski učinek bo dosežen z uvedbo tehnična diagnostična orodja.

Po mnenju Mednarodne konfederacije merilnega in instrumentacijskega inženiringa IMECO le z uvedbo diagnostičnih orodij, npr. elektrarne, delovna intenzivnost in čas popravila se zmanjšata za več kot 40 %, poraba goriva se zmanjša za 4 %, tehnična izkoriščenost opreme pa se poveča za 12 %.

Pomemben ekonomski učinek dosežemo s prehodom vzdrževanja in popravil po predpisih na popravila in vzdrževanje po dejanskih razmerah. Tako je vzdrževanje rotacijskih strojev v eni od kemičnih tovarn glede na njihovo tehnično stanje omogočilo zmanjšanje skupnega števila opravljenih vzdrževanj in popravil z 274 na 14.

V rafineriji nafte so se stroški vzdrževanja elektromotorjev znižali za 75 %. V papirnici so v prvem letu prihranili vsaj 250.000 dolarjev, s čimer so pokrili desetkratnik stroškov podjetja za nakup opreme za spremljanje mehanskih tresljajev.

Jedrska elektrarna je v enem letu dosegla prihranke v višini 3 milijonov ameriških dolarjev zaradi znižanih stroškov vzdrževanja in dodatnih 19 milijonov ameriških dolarjev prihodkov zaradi zmanjšanih izpadov.

Te podatke je Brühl & Kjær pridobil med implementacijo sistemov za spremljanje stanja strojev. Treba je opozoriti, da najsodobnejša tehnična diagnostična orodja, predvsem avtomatska, predstavljajo novo generacijo še več učinkovitih sistemov, ki ne zahtevajo posebnega usposabljanja obratovalnega osebja, kar omogoča veliko večji ekonomski učinek.

Večjo pozornost, ki jo posvečajo tehničnim diagnostičnim orodjem strokovnjaki za proizvodnjo in delovanje strojev, mehanizmov in opreme v številnih panogah, je razloženo z dejstvom, da uvedba takih orodij omogoča:

preprečiti nesreče,

povečati zanesljivost strojev in opreme,

povečati njihovo vzdržljivost, zanesljivost in življenjsko dobo,

povečanje produktivnosti in obsega proizvodnje,

predvideti preostalo življenjsko dobo,

zmanjšati čas, porabljen za popravila,

zmanjšanje obratovalnih stroškov,

zmanjšati število servisnega osebja,

optimizirati število rezervnih delov,

zmanjšati stroške zavarovanja.

torej varno delovanje Povečanje zanesljivosti in znatno podaljšanje življenjske dobe strojev, mehanizmov in opreme trenutno nista mogoča brez široke uporabe tehničnih diagnostičnih metod in orodij. Uvedba tehničnih diagnostičnih orodij omogoča opustitev vzdrževanja in popravil po predpisih ter prehod na progresivni princip vzdrževanja in popravil po dejanskem stanju, kar daje pomemben ekonomski učinek.

Pri razvoju sredstev za ocenjevanje tehničnega stanja strojev in opreme lahko ločimo 4 glavne faze:

nadzor merjenih parametrov, |

spremljanje nadzorovanih parametrov,

diagnostika strojev in opreme,

napoved sprememb njihovega tehničnega stanja.

Pri spremljanju strojev in opreme je dovolj informacij o vrednostih izmerjenih parametrov in območjih njihovih dopustnih odstopanj. Pri spremljanju nadzorovanih parametrov je potrebno Dodatne informacije o trendih sprememb merjenih parametrov skozi čas. Pri diagnostiki strojev in opreme je potrebna še večja količina informacij: določitev lokacije okvare, opredelitev njene vrste in ocena stopnje njenega razvoja. In najtežja naloga je napovedati spremembe tehničnega stanja, kar omogoča določitev preostale življenjske dobe ali obdobja brezhibnega delovanja.

Trenutno se izraz "spremljanje tehničnega stanja" nanaša na celoten sklop postopkov za ocenjevanje stanja strojev ali opreme:

*zaščita pred nenadnimi okvarami,

opozarjanje na spremembe tehničnega stanja opreme,

odkrivanje začetnih okvar v zgodnjih fazah in določanje mesta njihovega pojava, vrste in stopnje razvoja,

napoved sprememb tehničnega stanja opreme.

2. Osnovni princip tehnične diagnostike

Ocena in napoved tehničnega stanja diagnostičnega objekta na podlagi rezultatov neposrednih ali posrednih meritev parametrov stanja ali diagnostičnih parametrov je bistvo tehnične diagnostike.

Vrednost parametra stanja ali diagnostičnega parametra sama po sebi še ne daje ocene tehničnega stanja objekta.

Za oceno stanja stroja ali opreme je treba poznati ne le dejanske vrednosti parametrov, temveč tudi ustrezne referenčne vrednosti.

Razlika med dejanskim f in referenca to vrednosti diagnostičnih parametrov imenujemo diagnostični simptom.

= to- f

Tako je ocena tehničnega stanja objekta določena z odstopanjem dejanskih vrednosti njegovih parametrov od njihovih referenčnih vrednosti. Posledično vsak tehnični diagnostični sistem (slika 1) deluje na principu odstopanj (Salisburyjev princip).

riž. 1. Funkcionalni diagram tehnične diagnostike

Napaka, s katero je ocenjena velikost diagnostičnega simptoma, v veliki meri določa kakovost in zanesljivost diagnoze in prognoze nadzorovanega predmeta. Referenčna vrednost kaže, kakšno vrednost bo imel ustrezni parameter za delujoč, dobro nastavljen mehanizem, ki deluje pod enako obremenitvijo in enakimi zunanjimi pogoji.

Matematični model diagnostičnega objekta je lahko predstavljen z nizom formul, s katerimi se izračunajo referenčne vrednosti vseh diagnostičnih parametrov. Vsaka formula mora upoštevati pogoje obremenitve objekta in pomembne parametre zunanjega okolja.

3. Izrazi in definicije

Osnovni pojmi in definicije tehnične diagnostike urejajo veljavni standardi, na primer ruski GOST "Tehnična diagnostika. Osnovni pojmi in definicije." Nekateri uveljavljeni izrazi še niso vključeni v ustrezne regulativne dokumente. Spodaj so le najpogosteje uporabljeni izrazi in definicije.

Tehnično stanje- niz lastnosti predmeta, ki določajo možnost njegovega delovanja in se med proizvodnjo, delovanjem in popravilom spreminjajo.

Zdrav predmet- predmet, ki lahko opravlja funkcije, ki so mu dodeljene.

Začetna napaka - potencialno nevarna sprememba stanja predmeta med njegovim delovanjem, pri kateri vrednost informativnega parametra (ali parametrov) ne presega dovoljenih odstopanj, določenih v tehnični dokumentaciji.

Napaka- sprememba stanja predmeta med njegovo izdelavo, delovanjem ali popravilom, ki bi lahko povzročila zmanjšanje stopnje njegove učinkovitosti.

Motnja- sprememba stanja predmeta, ki vodi do zmanjšanja stopnje njegove učinkovitosti.

Zavrnitev- sprememba stanja predmeta, ki izključuje možnost nadaljnjega delovanja.

Možnosti stanja- kvantitativne značilnosti lastnosti predmeta, ki določajo njegovo učinkovitost, določene v tehnični dokumentaciji za proizvodnjo, delovanje in popravilo.

Spremljanje - procesi merjenja, analize in napovedovanja nadzorovanih parametrov ali značilnosti objekta, ki se izvajajo brez vmešavanja v delovanje objekta, jih prikazujejo skozi čas, jih primerjajo s preteklimi podatki in z mejnimi vrednostmi.

Zaščitni nadzor- spremljanje, zavarovanje v primeru pojava izredne razmere prenehanje obratovanja objekta.

Napovedno spremljanje- spremljanje z napovedjo sprememb nadzorovanih lastnosti objekta za čas, določen s trajanjem napovedi.

Diagnostika (diagnosticiranje)- postopek ugotavljanja stanja objekta.

Testna diagnostika- postopek določanja stanja predmeta z njegovo reakcijo na zunanji vpliv določene vrste

Funkcionalna (delovna) diagnostika- postopek določanja stanja objekta brez motenj v njegovem načinu delovanja.

Diagnostični indikatorji- vrednosti parametrov ali značilnosti predmeta, katerih celota določa stanje predmeta.

Diagnostični znak- lastnost predmeta, ki kvalitativno odraža njegovo stanje, vključno s pojavom različnih vrst napak.

Diagnostični signal- nadzorovana lastnost predmeta, ki se uporablja za prepoznavanje diagnostičnih znakov. Na podlagi diagnostičnega signala se lahko razvrstijo vrste nadzora in diagnostike, na primer termični ali vibracijski nadzor in diagnostika.

Diagnostični parameter- kvantitativno značilnost izmerjenega diagnostičnega signala, ki je vključen v niz indikatorjev stanja objekta.

Diagnostični simptom - to je razlika med dejansko in referenčno vrednostjo diagnostičnega parametra.

Državna prostorska diagnostika - postopek ugotavljanja stanja objekta na podlagi rezultatov neposrednega merjenja parametrov stanja.

Diagnoza v prostoru značilnosti- postopek določanja stanja objekta na podlagi rezultatov merjenja diagnostičnih parametrov, ki določajo diagnostične znake, vključno s tistimi, ki so posredno povezani s parametri stanja objekta.

Diagnostično pravilo- niz diagnostičnih znakov in parametrov, ki označujejo videz predmeta določene vrste okvare ali napake in mejne vrednosti, ki ločujejo nize objektov brez napak in objektov z različnimi stopnjami napak.

Diagnostični model- niz diagnostičnih pravil za vse potencialno nevarne napake v diagnostičnem objektu.

Diagnostični algoritem- niz navodil za izvajanje določenih dejanj, potrebnih za postavitev diagnoze v skladu z določenim diagnostičnim modelom predmeta.

Diagnoza- sklep o stanju tehničnega objekta.

Napoved - sklep o stopnji operativnosti objekta v predvidenem obdobju, verjetnosti njegove okvare v tem obdobju ali o preostali življenjski dobi objekta.

Sredstva tehničnega nadzora - orodja, namenjena merjenju in analizi nadzorovanih lastnosti objekta ter predvidevanju njihovih možnih sprememb.

Programska oprema za spremljanje- programsko opremo za podporo baz podatkov, ki se izvajajo za spremljanje meritev in/ali upravljanje teh meritev.

Tehnična diagnostična orodja- sredstva za merjenje diagnostičnih parametrov in postavljanje diagnoze.

Nadzorni in diagnostični sistem- kombinacija objekta, tehničnih sredstev za spremljanje in diagnostiko ter (če je potrebno) operaterja in strokovnjaka, ki zagotavlja diagnozo in napoved stanja objekta.

Samodejna diagnostika- postopek določanja stanja diagnostičnega predmeta brez sodelovanja operaterja na podlagi merilnih podatkov, ki se izvajajo s tehničnimi diagnostičnimi sredstvi bodisi s pomočjo operaterja bodisi samodejno.

Samodejni diagnostični programi- programska oprema || Tehnologija, ki vam omogoča zamenjavo strokovnjaka z osebnim računalnikom pri reševanju standardnih diagnostičnih problemov.

4. Oddelki tehnične diagnostike

Tehnična diagnostika rotacijske opreme je veja znanosti in tehnologije, ki se nahaja na stičišču številnih področij znanja. Za razvoj in upravljanje diagnostičnih sistemov za vrtljivo opremo je potrebno imeti znanje in praktične veščine na področjih, kot so:

teorija strojev in mehanizmov, ki omogoča opis delovanja diagnostičnega objekta in izbiro glavnih vrst diagnostičnih signalov;

metode za generiranje in distribucijo diagnostičnih signalov v diagnostičnem objektu, ki omogočajo optimizacijo obsega diagnostičnih meritev;

metode za ugotavljanje vpliva okvar na delovanje diagnostičnega objekta in na lastnosti diagnostičnih signalov, ki omogočajo izbiro in optimizacijo diagnostičnih znakov različnih okvar in okvar;

teorija signalov in teorija informacij, ki omogočata pridobitev maksimalnega števila diagnostičnih informacij z minimalnimi meritvami;

teorija in tehnologija meritev in analize signalov, ki omogoča optimizacijo kakovosti diagnostičnih meritev;

teorija prepoznavanja stanj, ki omogoča čim bolj zanesljivo ugotavljanje stanja objekta in ugotavljanje napak na podlagi rezultatov diagnostičnih meritev;

metode avtomatizacije različnih procesov, ki omogočajo avtomatizacijo meritev in analize diagnostičnih signalov, diagnozo in pripravo poročilnih materialov;

računalniško opremo in operacijske sisteme, ki omogočajo delovanje sodobnih tehnična sredstva diagnostiko V tehnični diagnostiki lahko ločimo dve medsebojno povezani in prepletajoči smeri - teorijo prepoznavanja in teorijo vodljivosti (slika 2).

Slika 2. Struktura tehnične diagnostike

Teorija prepoznavanja vam omogoča, da rešite glavni problem tehnične diagnostike, in sicer prepoznavanje stanja tehničnega sistema v pogojih omejenih informacij. Preučuje algoritme prepoznavanja v povezavi z diagnostičnimi problemi, običajno problemi klasifikacije.

Algoritmi za prepoznavanje pogosto temeljijo na diagnostičnih modelih, ki vzpostavljajo povezavo med stanji tehničnega sistema in njihovimi preslikavami v prostoru diagnostičnih signalov.

Eden od problemov prepoznavanja so pravila sprejemanja odločitev (ali objekt deluje ali ne), kar je vedno povezano s tveganjem lažnega alarma in zgrešenega cilja.

Za reševanje diagnostičnih problemov, in sicer ugotavljanja, ali je objekt uporaben ali ne, je priporočljivo uporabiti statistične metode odločanja.

V tehnični diagnostiki je treba poleg teorije prepoznavanja izpostaviti še eno pomembno smer - teorijo sposobnosti nadzora. Obvladljivost je sposobnost izdelka, da zagotavlja zanesljivo oceno njegovega tehničnega stanja in zgodnje odkrivanje okvar in okvar.

Upravljivost je zagotovljena z zasnovo izdelka in tehničnim diagnostičnim sistemom.

Najpomembnejše naloge teorije vodljivosti vključujejo preučevanje in razvoj orodij in metod za pridobivanje diagnostičnih informacij, avtomatizirano spremljanje stanja, ki vključuje obdelavo diagnostičnih informacij in generiranje krmilnih signalov, razvoj algoritmov za odkrivanje napak, diagnostične teste, minimiziranje diagnostičnega procesa, razvijanje algoritmov za odkrivanje napak, diagnostične teste, minimiziranje diagnostičnega procesa, razvoj in razvoj orodij in metod za pridobivanje diagnostičnih informacij. itd.

V tehnični diagnostiki rotacijske opreme se velika večina diagnostičnih problemov rešuje z metodami vibroakustične diagnostike, pri kateri so vprašanja vodljivosti objekta najbolj zapletena, področja znanja, ki so potrebna za diagnostiko, pa v večini primerov ne vključujejo discipline, ki jih tradicionalno poučujejo strojni inženirji.

Za praktično obvladovanje vibroakustične diagnostike je treba najprej preučiti:

vpliv okvar na hrup in vibracije strojev in mehanizmov,

metode in sredstva za merjenje in analizo hrupa in vibracij,

metode za odkrivanje in prepoznavanje napak z uporabo signalov vibracij in hrupa.

5. Glavne faze tehnične diagnostike

Prva faza ocenjevanja tehničnega stanja katerega koli objekta je določitev obsega napak, ki predstavljajo največjo nevarnost za njegovo delovanje in jih je treba odkriti med diagnostičnim postopkom. Za rešitev tega problema se izvajajo posebne študije o vzrokih najpogostejših okvar diagnostičnih objektov ali njihovih analogov, pa tudi o tistih spremembah parametrov stanja, ki se merijo v procesu odkrivanja napak pred popravilom podobnih objektov, ki imajo preživeli svojo življenjsko dobo med popravili.

Druga stopnja je določitev celotnega števila največjih možnih parametrov stanja, diagnostičnih znakov in diagnostičnih parametrov, ki jih je mogoče izmeriti za določitev tehničnega stanja objekta.

(Redundanca parametrov v tem nizu je potrebna, da iz vseh možnih parametrov izberemo tiste, ki so najbolj dostopni za merjenje, imajo minimalne napake pri določanju diagnostičnih simptomov in omogočajo odkrivanje napak v fazi njihovega nastanka.)

Praviloma se drugi problem rešuje na podlagi številnih objavljenih rezultatov študij vpliva napak na različne parametre stanja in diagnostične parametre signalov nadzorovanih objektov.

Naslednja, tretja faza ocenjevanja tehničnega stanja je optimizacija celote izmerjenih parametrov stanja in diagnostičnih parametrov. Ta sklop mora odražati razvoj vseh napak, ki določajo vir nadzorovane enote ali stroja kot celote. V tem primeru je zaželeno, da bi bil vsak parameter iz izbranega niza odvisen pretežno od ene vrste napake. Pri izbiri parametrov se daje prednost tistim, ki so v veliki meri odvisni od napak in šibko od načinov in pogojev delovanja, so najbolj dostopni za merjenje, imajo minimalne napake pri določanju diagnostičnih simptomov in omogočajo odkrivanje napak v fazi njihovega nastanka.

Za oceno tehničnega stanja predmeta je treba za vsak parameter določiti ne le njegovo referenčno vrednost, ki označuje stanje brezhibnega predmeta, temveč tudi mejne vrednosti, ki označujejo stanje objekta z napako. določene velikosti, tj. določanje dovoljene količine spremembe danega nadzorovanega parametra.

Tako je vrednost statusnega parametra ali diagnostičnega parametra, ki ustreza stanju objekt z napako določene velikosti običajno imenujemo mejna vrednost (raven praga) parametra za to vrsto napake. Parameter stanja ali diagnostični parameter ima lahko več, na primer tri mejne vrednosti, ki označujejo začetne, srednje in močne napake.

Referenčne vrednosti za statusne parametre in diagnostične parametre je mogoče določiti na različne načine. Eden od njih je izračunan z uporabo matematičnega modela predmeta.

Matematični model objekta je lahko niz formul, s katerimi se izračunajo referenčne vrednosti vseh izbranih parametrov za določen način delovanja objekta ob upoštevanju specifičnih zunanjih pogojev. Vključuje tudi formule, ki določajo pragove dovoljenih vrednosti teh istih parametrov, ko se pojavijo določene napake.

Drug način za določitev referenčnih in mejnih vrednosti je, da jih določite na podlagi rezultatov neposrednih meritev parametrov stanja ali diagnostičnih parametrov. V tem primeru se referenčne in mejne vrednosti lahko določijo tako iz meritev istih parametrov skupine enakih napak, ki delujejo v istih načinih in zunanjih pogojih, kot iz periodičnih meritev vsakega od teh parametrov za en predmet.

Mejne vrednosti okvar so izraz, ki se uporablja za določanje mejnih vrednosti diagnostičnih parametrov, ki označujejo diagnostične znake določene vrste okvare. Pragove napak je mogoče določiti tudi na različne načine. Eden od njih je izračunan z matematičnim modelom diagnostičnega objekta, če model vsebuje ustrezne formule za izračun vpliva okvar na parametre stanja ali diagnostične parametre. Mejne vrednosti napak se lahko določijo tudi na podlagi rezultatov eksperimentalne ocene standardnega parametra diagnostičnega objekta brez napak in statistične vrednosti merilne napake standarda, npr. 2 , Kje -| standardni odklon parametra. Ta vrednost je npr to+2 in se lahko vzame kot mejna vrednost okvare, če obstaja vnaprejšnja informacija o razponu spremembe vrednosti diagnostičnega parametra glede na velikost okvare in je znano, da je ta razpon nekajkrat večji od meritve napaka standarda. Drug način za določitev mejnih vrednosti napak je eksperimentalno ponavljajoče se modeliranje napak v diagnostičnih predmetih iste vrste s statistično oceno vrednosti ustreznega diagnostičnega simptoma.

V tehnični diagnostiki, kot je bilo že omenjeno, se lahko glede na merilno napako diagnostičnega simptoma uporabi več mejnih vrednosti napake. Če je merilna napaka simptoma velika, se najpogosteje uporabljata dva praga - prag dopustnega odstopanja diagnostičnega parametra od standarda (prag pojava napake) in prag zasilnega odstopanja diagnostičnega parametra od standarda. standard. Pri uporabi diagnostičnih parametrov, ki so občutljivi na pojav okvar in omogočajo dovolj natančno določitev velikosti okvar, je lahko število pragov večje, na primer pragovi šibke, srednje in močne okvare, pa tudi prag za zasilno odstopanje stanja objekta. Treba je opozoriti, da je v skoraj vseh primerih treba mejne vrednosti, določene tako z računskimi kot eksperimentalnimi metodami, prilagoditi v procesu prilagajanja tehničnih diagnostičnih sistemov njihovim pogojem delovanja.

Po rešitvi tretjega, s praktičnega vidika najtežjega problema, optimizacije diagnostičnih parametrov s konstrukcijo standardov in mejnih vrednosti, je treba izbrati metode in tehnična sredstva za merjenje in analizo diagnostičnih signalov ter, če je mogoče, , parametri stanja diagnostičnega objekta. Na tej stopnji se izvede tudi izbira kontrolnih točk za diagnostične parametre in načine delovanja objekta med diagnostiko. Glavni cilj te izbire je zmanjšati stroške diagnostičnih meritev brez izgube diagnostične kakovosti, tj. z ohranitvijo minimalna verjetnost manjkajoče napake med diagnostičnim postopkom.

Naslednja faza je izdelava diagnostičnega modela, t.j. niz diagnostičnih parametrov in pravil za njihovo merjenje, njihove referenčne vrednosti in mejne vrednosti za napake. Poleg tega diagnostični model vključuje pravila odločanja v primerih, ko enake napake ustrezajo skupini različnih znakov in parametrov in, kar ni nič manj težko, ko je isti znak ali parameter odgovoren za pojav različnih napak v različnih načini delovanja diagnostike objekta

Sodobni diagnostični sistemi poleg ocene stanja objekta omogočajo napovedovanje njegovega delovanja. Za to se analizirajo trendi, ki predstavljajo odvisnost diagnostičnih simptomov od časa.

Slika 3a prikazuje trend, ki označuje štiri stopnje sprememb lastnosti vibracij, kar ustreza štirim stopnjam življenjskega cikla stroja ali opreme. Prva faza T 1 je utekanje stroja, druga T 2 je normalno delovanje, tretja T 3 je razvoj napake, četrta T 4 je stopnja degradacije ( trajnostni razvoj veriga okvar od trenutka, ko se pojavi potreba po vzdrževanju ali popravilu predmeta, do trenutka, ko pride do izrednega dogodka).

Največje praktične težave pri reševanju problemov diagnoze in napovedi stanja stroja nastanejo na prvi stopnji. To je posledica možnosti specifičnih napak pri izdelavi in ​​namestitvi stroja, od katerih mnoge po utekanju izginejo, kar oteži nadaljnjo oceno njegovega stanja.

Obstajata dve glavni vrsti napovedovanja stanja diagnostičnih objektov. Prvi temelji na trendu, zgrajenem kot rezultat aproksimacije retrospektivnih podatkov diagnostičnih simptomov z nadaljnjo ekstrapolacijo aproksimacijske funkcije.

V tem primeru je za napovedovanje potrebno poznavanje mejne vrednosti diagnostičnega simptoma in dejanske krivulje trenda, ki ni nujno linearna in je lahko označena z velikim razpršenostjo točk. Pod pogojem, da je trend monoton, je mogoče preostali vir oceniti do prvega približka kot časovni interval od zadnje meritve diagnostičnega parametra do točke v času, ki ustreza točki presečišča trenda s črto, ki označuje mejno vrednost diagnostičnega simptoma pr (sl. 3, 6).

riž. 3. Trendi:

a - tipična odvisnost velikosti diagnostičnega simptoma od časa; b - trend razvoja diagnostičnega simptoma skozi čas, zgrajen iz retrospektivnih podatkov z nadaljnjo ekstrapolacijo približne odvisnosti (* - eksperimentalno pridobljeni podatki); c - odvisnost spremembe diagnostičnega simptoma od časa, narisana od trenutka normalnega delovanja stroja do njegove okvare; d - odvisnost diagnostičnega simptoma od časa od trenutka razvoja prve napake do popolne odpovedi stroja

Druga vrsta napovedovanja temelji na predhodno znanem trendu, zgrajenem od trenutka, ko se začne normalno delovanje podobnih strojev, do njihove popolne odpovedi, tj. vseskozi življenski krog podobni stroji (slika 3, c). Nato je mogoče preostali vir v prvem približku oceniti kot razliko med časom t pr, ki ustreza mejni vrednosti diagnostičnega simptoma pr, in časom t meas, ki ustreza vrednosti diagnostičnega simptoma meas v času merjenje diagnostičnega parametra.

V mnogih praktičnih primerih so lahko trendi nemonotoni. Tako slika 3d prikazuje trend, katerega odsek I označuje razvoj ene napake, v odseku II opazimo stabilizacijo ravni vibracij, v odseku III pa se derivat spremembe ravni vibracij poveča kot posledica pojav druge napake. V tem primeru je zanesljiva napoved stanja predmeta in ocena preostale življenjske dobe možna šele na zadnji stopnji razvoja verige napak.

6. Funkcionalna in testna diagnostika

Glede na dejanja, ki se izvajajo z objektom, lahko tehnično diagnostiko razdelimo na funkcionalno (delovno) in testno.

Funkcionalna diagnostika se izvaja brez motenj v načinih delovanja objekta, tj. pri opravljanju svojih funkcij. Vse meritve ali druge vrste ocenjevanja parametrov stanja in diagnostičnih parametrov, analiza rezultatov in odločanje se izvajajo, preden se na podlagi rezultatov ocenjevanja stanja oblikuje posledični vpliv na objekt, če je potrebno, npr. delovanje prekine ali preide v drug način delovanja ( sl.4).

Glede na način pridobivanja diagnostičnih informacij delimo funkcionalno diagnostiko na vibracijsko, toplotno, električno itd. Testna diagnostika je določitev stanja predmeta na podlagi rezultatov njegove reakcije na zunanje vplive. Posebnost Ta vrsta diagnostike je uporaba vira zunanjega vpliva, na primer generatorja testnega signala (slika 4).

Slika 4. Shema osnovnih operacij funkcionalne in testne diagnostike

Če je generator testnih signalov vir določene vrste sevanja, na primer akustičnega, rentgenskega, elektromagnetnega in drugega, potem se ta vrsta testne diagnostike pogosto imenuje odkrivanje napak.

Generator testnih signalov (udarcev) je lahko tudi sistem za nadzor objekta, sam udar pa je lahko vklop (izklop) objekta, preklop v drug način ipd. Diagnostične informacije so v tem primeru vsebovane v prehodnih procesih, ki spremljajo spremembo načina delovanja objekta.

Z diagnostičnega vidika preskusni vplivi vključujejo vse vrste neporušitvenih preskusov predmetov, na primer visokonapetostne preskuse električnih strojev, naprav in omrežij za odkrivanje kršitev izolacije, preskuse opreme pri ekstremnih obremenitvah ali tlakih, toplotne preskuse. itd.

Testna diagnostika je obstajala že v začetku 20. stoletja in je predstavljala glavno vrsto tehnične diagnostike, za seboj pa je pustila funkcionalno diagnostiko le reševanje posameznih problemov, predvsem pa problemov varovanja tehničnih sistemov v sili. Funkcije zaščite ob izrednih dogodkih so se izvajale s spremljanjem takšnih parametrov stanja objekta, ki so se po eni strani bistveno spremenili v začetnih fazah razvoja izrednih razmer, po drugi strani pa so bili na voljo za merjenje z najenostavnejšim krmilnim sredstvom.

V drugi polovici 20. stoletja so se začele intenzivno razvijati metode in tehnična sredstva za spremljanje tehničnih sistemov, ki so brez motenj v načinih delovanja omogočala sledenje in poglobljeno analizo številnih značilnosti in lastnosti teh sistemov. Vzporedno z monitoringom se je začela razvijati funkcionalna diagnostika, ki je prevzela funkcije interpretacije vzrokov za spremembe karakteristik in lastnosti tehničnih sistemov, zaznanih med nadzorom.

In šele v zadnjem desetletju 20. stoletja je globinska funkcionalna diagnostika tehničnih objektov dobila spodbudo za intenziven razvoj. Povezan je z realnim prenosom tehničnih objektov, predvsem pa strojev in opreme, iz vzdrževanja in popravil po predpisih na popravila in vzdrževanje po dejanskem stanju. Za izvedbo takšnega prevoda so bile potrebne nove metode in tehnična diagnostična orodja, ki bi lahko zagotovila globoko preventivno diagnostiko objektov z dolgoročno prognozo stanja. Seveda so funkcionalne diagnostične metode postale osnova za razvoj na tem področju in le v redkih primerih so jim bile dodane najučinkovitejše metode testne diagnostike tehničnih sistemov.

Preventivna diagnostika tehničnih sistemov, ki združuje najboljše dosežke funkcionalne in testne diagnostike, je po svojih nalogah v marsičem podobna medicinskemu nadzoru strokovne ustreznosti ljudi, ki delajo v nevarnih razmerah, in vključuje poleg rednega splošnega spremljanja njihovega zdravja. , tudi zgodnje odkrivanje in preprečevanje bolezni. Naloge takšne diagnostike so nekoliko drugačne od nalog spremljanja in testne diagnostike, njihovo reševanje pa zahteva razvoj bolj sofisticiranih metod in več. učinkovita sredstva množično diagnostično vzdrževanje. IN Zadnja leta v tehnični diagnostiki je tem vprašanjem namenjena največja pozornost.

7. Metodologija tehnične diagnostike

Metodologija za diagnosticiranje tehničnih objektov vključuje opis njihovih brezhibnih stanj in stanj z različne vrste okvar, izbira spremljanih parametrov stanja in/ali diagnostičnih signalov, optimizacija diagnostičnih parametrov in načinov njihovega merjenja ter končno sestava algoritmov za diagnozo in prognozo.

Pri sestavljanju takšnih algoritmov je potrebno razvrstiti možna stanja objektov. Najpogosteje so ta stanja razdeljena na dve podskupini - funkcionalna in nefunkcionalna.

Za podmnožico operabilnih stanj so »ostali algoritmi za ugotavljanje in napovedovanje stopnje operabilnosti objekta in iskanje okvar, za podmnožico neoperabilnih stanj pa samo algoritmi za iskanje napak (defektov).« V tem primeru lahko proces oblikovanja tehnične diagnoze predstavimo v obliki blokovnega diagrama (slika 5).

Vibroakustična diagnostika ima svojo posebnost - daje najučinkovitejše rezultate predvsem takrat, ko objekt lahko deluje in se v njem oblikujejo nihajne sile, ki vzbujajo vibracije in/ali hrup.

Zato je v vibroakustični diagnostiki množica stanj objekta razdeljena na vsaj dve podmnožici - množica brezdefektnih stanj in množica stanj z okvarami (motnjami), v katerih objekt ostaja delujoč, vendar stopnja njegove učinkovitosti zmanjša. Enaki pogoji, ko objekt izgubi svojo zmogljivost, so v vibroakustični diagnostiki izključeni iz obravnave in se običajno obravnavajo v okviru drugega področja tehnologije, imenovanega detekcija napak.

Slika 5. Postopek oblikovanja tehnične diagnoze

Diagnostični algoritmi so sestavljeni pod naslednjimi predpostavkami.

Objekt je lahko v končni množici stanj S, razdeljenih na dve podmnožici S 1 (stanja brez napak, ki se razlikujejo na primer po načinih delovanja objekta) in S 2 (stanja z različnimi vrstami napak, v katerih objekt ostane delujoč).

Vsako stanje iz podmnožice S 2 se razlikuje po stopnji ali rezervi zmogljivosti. Stanje objekta je označen z nizom diagnostičnih indikatorjev d 1, d 2,…, d k, ki je vektor stanja D:

D = (d 1, d 2,…, d k).

Diagnostični indikatorji so lahko parametri ali značilnosti.

Parametri se lahko uporabljajo, na primer, raven vibracij ali akustičnega hrupa, tlak, izolacijska upornost, temperatura itd. Kot značilnosti se lahko uporabijo indikatorji, ki označujejo obliko krivulje, na primer ovojnico spektra signala vibracij ali hrupa ("maska"), slabljenje, strmino itd.

Pogoj uspešnosti je določen z območjem uspešnosti na podlagi naslednjih predpostavk:

določi se vektor stanj opreme,

obstaja nominalni vektor stanja,

odstopanja vektorja stanja od nominalnega so dovoljena le v določenih mejah,

dovoljena odstopanja določajo obseg delovanja.

Pogoji delovanja so nastavljeni drugače za primer uporabe parametrov ali karakteristik kot diagnostičnega indikatorja.

Če uporabljate en parameter kot diagnostični indikator, so pogoji delovanja določeni z neenakostmi, ki omejujejo njegovo vrednost na eni ali obeh straneh.

Objekt torej deluje, če so izpolnjene vse neenakosti:

d i > d in, d i< d iв,

d in< d i < d iв,

kjer so d i, d i n in d i in trenutni, spodnji dopustni in zgornji dopustne vrednosti diagnostični parameter.

Vsak od diagnostičnih indikatorjev stanja d j je mogoče določiti iz niza diagnostičnih parametrov d ji , ... , d j 1:

d j = d ji , … , d j 1

Za vsak diagnostični parameter d i obstaja nominalna vrednost d 0 i , območje dovoljenih odstopanj 0 i in največje odstopanje (prag nevarnih sprememb parametrov) i pr, nad katerim se objekt šteje za neuporaben in ga je treba ustaviti.

Objekt se šteje za brezhibnega, če za vsak parameter velja naslednja neenakost:

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

referenca spremljanja diagnostike kakovosti

kjer je 0 i prag dovoljenega odstopanja.

Objekt se šteje za nedelujočega, če vsaj en| parametri zadoščajo neenakosti

| d i - d 0 i | > jaz pr,

Kje i pr - prag nevarne spremembe parametra.

V vseh drugih primerih ima objekt omejeno zmogljivost.

Kot diagnostični indikatorji se lahko uporabljajo ne samo parametri, ampak tudi značilnosti objekta y = f( x), kjer sta x in y vhodna oziroma izhodna spremenljivka. V slednjem primeru se pogoj za operativnost objekta določa z odstopanji R(f, ) trenutne značilnosti f(x) objekt iz nominal (X):

Kje R- fiksni parameter, ki določa merilo za odločanje o stopnji odstopanja trenutne karakteristike od nominalne.

pri p= 1 izraz daje oceno povprečnega odstopanja (merilo povprečnega odstopanja):

pri p=2 dobimo standardni odklon, tj. večji odklon bo imel večjo težo (merilo standardnega odklona):

pri R= glavni prispevek k izrazu izhaja samo iz enega največjega odstopanja (enaki aproksimacijski kriterij):

x (a, b)

V splošnem primeru je pogoj uspešnosti predstavljen v obliki

kje je dovoljeno odstopanje.

Če značilnosti pri= f(X) se ocenjujejo s točkami na omejenem intervalu vrednosti vhodne spremenljivke X A,b , potem je pogoj uspešnosti določen v obliki neenakosti za vsako točko:

Domneva se, da objekt deluje, če so zadnje neenakosti izpolnjene za vse točke brez izjeme, vključene v obseg (a, b).

Kompleksni objekti kot celota se ocenjujejo kot operativni, pod pogojem, da je operativno vsako od njegovih vozlišč ali strukturnih enot.

V primerih omejene zmogljivosti nadzorovanega objekta na kateri koli stopnji (margi) njegove zmogljivosti so diagnostične naloge identificirati in napovedati razvoj obstoječih napak, določiti interval brezhibnega delovanja ali preostali vir objekta.

8. Izbira diagnostičnega signala

Stanje opreme je mogoče oceniti z vrednostmi njegovih lastnosti: mehanske (obraba, deformacija, premikanje itd.); električni (napetost, tok, moč itd.); kemična sestava plini, maziva itd.), pa tudi z energijskim sevanjem (toplotnim, elektromagnetnim, zvočnim itd.).

Te količine, praviloma pretvorjene v električne signale, se obdelajo s posebnimi tehničnimi sredstvi, operater pa se odloči o spremembi načina delovanja, o možnosti nadaljnjo uporabo opreme, o ukrepih, ki jih je treba sprejeti za ohranitev zanesljivosti, s popolno avtomatizacijo pa operater dobi priporočila, kaj naj naredi.

Pri izbiri diagnostičnega signala za reševanje tako zapletenega problema, kot je ocena tehničnega stanja stroja ali opreme z določanjem lokacije okvare, ugotavljanjem vrste okvare in stopnje njenega razvoja ter napovedovanjem sprememb tehničnega stanja objekta je potrebna velika količina diagnostičnih informacij.

Diagnostične signale, kot so temperatura, tlak, tlak tekočine, prisotnost kovinskih delcev v mazivu itd., je mogoče označiti praktično samo z enim parametrom - njihovo velikostjo (če ne govorimo o parametrih, ki so del večine signalov, kot je npr. na primer hitrost njihovega spreminjanja, vztrajnost itd.).

Bistveno večji obseg diagnostičnih informacij vsebuje akustični ali hidrodinamični hrup in tresljaji - to je njihov splošni nivo, nivoji v določenih frekvenčnih pasovih, razmerja med temi nivoji, amplitude, frekvence in začetne faze posamezne komponente, razmerja med amplitudami in frekvencami, itd.

Tako signali vibracij in hrupa najbolje izpolnjujejo zahteve po diagnostičnih signalih za reševanje problemov globinske diagnostike in napovedovanja stanja strojev.

Druga pomembna okoliščina v prid izbiri vibracij strojev in opreme kot diagnostičnega signala je, da dodatne nihajne sile, ki izhajajo iz napake, vzbujajo vibracije neposredno na mestu njihovega nastanka.

Vibracije se skoraj brez izgub širijo do točke, kjer se merijo, in ker je stroj "prozoren" za vibracije, postane mogoče preučevati nihajne sile, ki delujejo v delovnem stroju. To vam omogoča, da ga diagnosticirate med delom, brez ustavljanja ali razstavljanja.

10.Teoretične osnove vibracijske diagnostike

Diagnostika vibracij-- metoda za diagnosticiranje tehničnih sistemov in opreme, ki temelji na analizi parametrov vibracij, ki jih ustvarja delovna oprema ali sekundarnih vibracij, ki jih povzroča struktura preučevanega predmeta.

Diagnostika vibracij, tako kot druge metode tehnične diagnostike, rešuje težave pri odpravljanju težav in ocenjevanju tehničnega stanja preučevanega predmeta.

Diagnostični parametri: Pri vibracijski diagnostiki se običajno pregleduje časovni signal ali spekter vibracij določene opreme. Velja tudi kepstralna analiza (cepstrum-- anagram besede obseg).

Med diagnostiko vibracij analizirajo hitrost vibracij, vibracijsko gibanje, pospešek vibracij.

Uporabijo se lahko naslednji diagnostični parametri:

· PEAK - največja vrednost signala v obravnavanem časovnem intervalu;

· SKZ-- povprečna kvadratna vrednost ( efektivna vrednost) signal za obravnavani frekvenčni pas;

· faktor PIC-- razmerje med parametrom PIC in RMS;

· PEAK-PEAK -- (Obseg) razlika med najvišjo in najmanjšo vrednostjo signala v obravnavanem časovnem intervalu;

· SPM - metoda udarnih impulzov, ki temelji na uporabi posebnega senzorja z resonančno frekvenco 32 kHz in algoritma za obdelavo nizkoenergijskih udarnih valov, ki jih kotalni ležaji ustvarjajo zaradi trkov in sprememb tlaka v kotalnem območju teh ležajev ( Edwin Söhl, SPM instrument, Švedska, 1968);

· EVAM - Okrajšava EVAM je okrajšava za "Evaluated Vibration Analysis Method", kar v prevodu pomeni "Metoda analize vibracij z oceno stanja." Metoda EVAM® združuje različne splošno sprejete tehnike analize vibracijskih signalov skupaj s programskimi orodji za praktično oceno stanja opreme na podlagi rezultatov takšne analize. Podprto v programski in strojni opremi ter metodi SPM z opremo in programsko opremo proizvajalca SPM Instrument AB (Švedska)

· SPM-M: vršni faktor pri resonančni frekvenci merilnika pospeška (Bifor LLC) (1980)

· RPF: vršni faktor višjih frekvenc vibracij mehanizmov (1982)

VCC - nadzor stopnje stanja maziva (1995)

· ARP: porazdelitev amplitud impulzov suhega trenja v komponentah stroja (2001)

· Entropija - vibracijsko-entropijska ocena stanja strojnih komponent (2002)

Najpogosteje uporabljeni senzorji vibracij so merilniki pospeška (pretvorniki pospeškov vibracij). piezoelektrični senzorji.

Način prijave: Metoda je dobila največji razvoj pri diagnosticiranju kotalnih ležajev. Vibracijska metoda se uspešno uporablja tudi pri vibracijskem testiranju izdelkov in diagnostiki kolesnih gonil v železniškem prometu.

Pozornost si zaslužijo tudi vibroakustične metode za iskanje puščanja plina v hidravlični opremi. Bistvo teh metod je naslednje. Tekočina ali plin, ki se duši skozi razpoke in vrzeli, ustvarja turbulenco, ki jo spremljajo nihanja tlaka, posledično pa se v spektru vibracij in hrupa pojavijo harmoniki ustreznih frekvenc. Z analizo amplitude teh harmonikov je mogoče oceniti prisotnost (odsotnost) puščanja.

Intenziven razvoj metode v zadnjih letih je povezan z znižanjem stroškov elektronskih računalniških orodij in poenostavitvijo analize vibracijskih signalov.

Prednosti:

· metoda vam omogoča iskanje skritih napak;

· metoda praviloma ne zahteva montaže in demontaže opreme;

· kratek diagnostični čas;

· sposobnost odkrivanja napak v fazi njihovega nastanka.

· zmanjšanje pričakovanega tveganja izrednega dogodka med delovanjem opreme.

Napake:

· posebne zahteve za način namestitve senzorja tresljajev;

· odvisnost parametrov vibracij od velikega števila dejavnikov in težavnost izolacije vibracijskega signala, ki ga povzroča prisotnost okvare, kar zahteva temeljito uporabo metod korelacijske in regresijske analize.

· diagnostična natančnost je v večini primerov odvisna od števila zglajenih (povprečenih) parametrov, na primer števila ocen SPM.

Objavljeno na Allbest.ru

...

Podobni dokumenti

Koncept in značilnosti neporušnih metod preskušanja pri spremljanju tehničnega stanja izdelkov, njihove sorte in posebnosti. Fizikalne metode neporušitvenih preiskav zvarnih spojev, ugotavljanje njihove učinkovitosti.

tečajna naloga, dodana 14.04.2009


Študija možnosti spremljanja tehničnega stanja opreme z njenimi vibracijami. Namen in zmogljivosti sistemov za nadzor vibracij na primeru prenosnega diagnostičnega kompleksa VECTOR-2000, diagnosticiranih komponent in odkritih okvar.

diplomsko delo, dodano 29.10.2011


Značilnosti kriterijev zanesljivosti plinskih črpalnih agregatov s plinskoturbinskim pogonom. Razvrstitev okvar opreme, diagnostika delov, opranih z oljem. Preučevanje metod za preučevanje trenutnega tehničnega stanja plinskih črpalnih enot med obratovanjem.

disertacija, dodana 6. 10. 2012


Osnove kvalimetrije. Razvoj metodologije in algoritma za ocenjevanje kakovosti. Določitev referenčnih in zavrnitvenih vrednosti indikatorjev lastnosti, relativne ravni kakovosti, utežnega koeficienta po strokovni metodi, celovito oceno kakovosti.

tečajna naloga, dodana 06/10/2015


Naloge tehnične diagnostike naftnih in plinskih objektov plinska industrija. Pregled tehničnih objektov. Uporabljene metode nadzora in DTS. Naprava, princip delovanja in Tehnične specifikacije kompresor. Vrednotenje kazalnikov zanesljivosti.

tečajna naloga, dodana 09.04.2015


Osnovne zahteve za avtomatizirane sisteme tehtanja in doziranja. Izbira in tehnične lastnosti aktuatorjev. Razvoj blokovne sheme krmilnega sistema in električnih vezij za priključitev opreme za avtomatizacijo.

tečajna naloga, dodana 15.4.2015


Določitev glavnih kazalcev zanesljivosti tehničnih objektov z matematičnimi metodami. Analiza kazalnikov zanesljivosti kmetijskih strojev in razvoj ukrepov za njihovo izboljšanje. Organizacije, ki testirajo stroje za zanesljivost.

tečajna naloga, dodana 22.08.2013


Napake in okvare menjalnika. Pregrevanje menjalnika. Subjektivne metode za diagnosticiranje opreme. Postopek ugotavljanja tehničnega stanja diagnostičnega objekta na podlagi strukturnih parametrov. Diagnostični instrumenti in naprave.

tečajna naloga, dodana 09/02/2012


Razlogi, cilji in vsebina izpita. Življenjska doba opreme, možnost njenega podaljšanja. Ugotavljanje skladnosti parametrov tehničnega stanja opreme z normirano vrednostjo, kraji in vzroki poškodb. Ocenjevanje zanesljivosti dela strokovnjakov.

predstavitev, dodana 1.3.2014


Mesto vprašanj zanesljivosti izdelkov v sistemu vodenja kakovosti. Struktura sistema zagotavljanja zanesljivosti na osnovi standardizacije. Metode za ocenjevanje in povečevanje zanesljivosti tehnoloških sistemov. Predpogoji sodobni razvoj dela na teoriji zanesljivosti.