Файл: Стандартизация и качество машин учеб. пособие.pdf

Первый путь наиболее очевиден, но он не всегда является эко­ номически оправданным, так как для многих элементов изделий по­ лучить практически достоверную безотказность в течение требуемо­ го интервала времени сложно и сопряжено с большими материаль­ ными потерями.

Второй путь приводит к излишнему простою оборудования и оп­ ределенным затратам на ремонт, в то время как проведение таких, мероприятий не вызывалось фактическим состоянием объекта. Кро­ ме того, из-за большого рассеивания показателей надежности нель­ зя быть полностью уверенным, что до установленного срока все же­ не произойдет отказ.

Поэтому в последние годы появилась новая наука — техническая' диагностика, которая позволяет устанавливать состояние объекта, прогнозировать возможные сроки появления отказов. Техническаядиагностика позволяет также проводить проверку технического со­ стояния объекта в процессе его производства, указывать место и ха­ рактер имеющихся неисправностей. Техническая диагностика яв­ ляется одной из наиболее молодых форм контроля надежности ма­ шин и их элементов и прогнозирования возможных отказов. Мето­ ды технической диагностики основаны на том, что каждый рабо­ тающий механизм порождает большое число разнообразных физи­ ческих процессов (шум, вибрацию, выбрасывание выхлопных газов, и т. д.), основные характеристики которых можно непосредственно' измерить. Эти характеристики являются функцией состояния меха­ низма.

Основные условия диагностики сводятся к следующему:

любое состояние, в котором может находиться механизм, принад­ лежит одному и только одному классу заранее составленной клас­ сификации состояний;

изменение каждого подлежащего определению параметра меха­ низма должно приводить к изменению диагностического сигнала; диагностический прибор, воспринимающий сигналы механизма, должен содержать заранее информацию о сигналах, порождаемых

каждым классом состояний механизма.

Техническая диагностика состояния машин должна производить­ ся как в процессе эксплуатации, так и при их постановке на капи­ тальный ремонт.

Диагностика позволяет осуществлять анализ состояния меха­ низмов и агрегатов без их разборки. Это особенно важно, так как каждая лишняя разборка и сборка требует затраты определенных средств и, кроме того, снижает надежность машины.

Наиболее распространенной характеристикой работы машины, позволяющей делать е ы в о д ы о ее техническом состоянии, являются шумовые (акустические) сигналы. Любые звуковые сигналы могут быть -охарактеризованы количественно силой звука. Следовательно, и состояние машины может быть охарактеризовано этой величиной.

Например, уровень шума подшипников качения и скольжения, зубчатых передач, поршневых групп двигателей внутреннего сгора­

149»

ния и различных подвижных соединений пропорционален величине рабочих зазоров в них и, следовательно, может явиться индикатором ■степени изношенности деталей.

Кроме шумовых сигналов, для установления диагноза можно использовать также возникающие в машине механические колеба­ ния, которые являются первопричиной возникновения шума при ра­ боте машины. Другими источниками информации о состоянии ма­ шины может служить, например, температура корпуса, прозрач­ ность выхлопных газов, состояние смазки, расход горючего.

Причиной возникновения шума при работе машины или измене­ ния другого контролируемого параметра могут быть различные ■сопрягаемые детали или узлы машины. Однако исследователя в данный момент может интересовать состояние только одного узла. Поэтому одна из задач технической диагностики сводится к тому, чтобы из общего шума, создаваемого машиной, выделить только те сигналы, которые исходят из интересующего нас объекта, т. е. устранить сигналы-помехи и оставить сигнал-информатор. Реше­ ние этой задачи производится в основном двумя методами: времен­ ным и спектральным.

При первом методе составляется характеристика протекания из­ мерения контролируемого параметра по времени. Такой характери­ стикой может являться, например, осциллограмма колебаний ме­ ханизма. Зная продолжительность удара и периодичность соударе­ ний (например, поршня), можно на осциллограмме выделить участ­ ки колебаний, характерные для исследуемого узла.

При спектральном методе полученный спектр колебаний разла­ гается на составляющие его гармоники. Как правило, каждому узлу соответствуют различные частоты, амплитуды или начальные

•фазы. Таким образом удается привязать интересующие нас колеба­ ния к определенному узлу машины.

Не менее сложной задачей технической диагностики является создание методов, позволяющих устанавливать-зависимость сигна­ лов, излучаемых исследуемым механизмом, от его состояния.

Техническая диагностика включает в себя задачи, связанные ■с организацией оптимальных процедур проверки технического со­ стояния систем, а также методы и технические средства решения этих задач.

Таким образом, предметом технической диагностики является комплекс задач, возникающих при организации проверки техниче­ ского состояния сложных объектов. Основными из них являются следующие:

построение математических моделей объектов; построение формальными методами программ проверки объ­

ектов; выбор или создание технических средств проверки состояния

объектов.

Проверка технического состояния каждого объекта в общем слу­ чае сводится к подаче на него внешних воздействий и измерению

350

реакции объекта на эти воздействия. При этом объектом исследо­ вания могут быть такие системы, которые удовлетворяют двум усло­ виям:

системы могут находиться по крайней мере в двух взаимоисклю­ чающих и различных состояниях (например, в работоспособном и неработоспособном);

в системах могут быть выделены элементы, каждый из которых тоже характеризуется различными состояниями.

Большое значение имеет создание специальных станций диагно­ стики автомобилей, организованное в Литовской ССР. Это позво­ лило сократить объем технического обслуживания автомобиля на 25—30%, полнее использовать ресурс работы механизмов и агрега­ тов, исключить излишние работы по разборке и сборке. На станции (обслуживают только два лаборанта) ежедневно диагностику про­ ходит 18—20% автомобилей. Для проведения всех проверочных испытаний требуется 40 мин. На станции диагностики можно прове­ рять и определять:

тяговое усилие на ведущих колесах и мощность двигателя (на специальном испытательном стенде);

• количество и давление газов, прорывающихся в картер двигате­ ля (с помощью газового счетчика и вакуумметра);

расход топлива при заданной скорости движения автомобиля; состав отработанных газов (газоанализатором); правильность установки зажигания;

исправность действия приборов зажигания (при помощи пере­ носного прибора проверки зажигания);

давление, создаваемое топливным насосом; действие и точность показания спидометра; действие тормозов;

действие и герметичность подъемного механизма автомобилясамосвала при давлении в рабочем цилиндре 55—65 кгс/см2;

точность показаний указателей давления масла, уровня бензи­ на и температуры воды в головке цилиндров путем сравнения с по­ казаниями эталонных приборов.

Основными диагностическими тестами автомобилей являются: контрольный расход топлива, путь свободного качения автомобиля,, путь и время разгона до заданной скорости, легкость управления.

Для диагностики может применяться также прослушивание с по­ мощью стетоскопа двигателя, коробки передач, главной передачи; контроль состояния агрегатов трансмиссии может производиться по> их рабочей температуре.

Ускоренные испытания машин. Показатели надежности машив могут быть определены путем обработки информации, полученной

врезультате наблюдений за работой некоторого количества маши»

взаданных условиях, соответствующих их назначению. Такое на­ блюдение в теории' вероятностей называется опытом или испытани­ ем. Все испытания машин (ГОСТ 13216—67) делятся на определи­ тельные и контрольные.

15Ь