Техническое диагностирование

Техническое диагностирование и методы контроля механических узлов в машиностроении

Техническая диагностика — область знаний, охватывающая теорию методы и средства определения технического состояния объектов механических систем, занимается разрешением всех вопросов, связанных с определением состояния механических узлов и характера его изменения с течением времени.

Техническим диагностированием называется определение технического состояния объекта. Объектом технического диагностирования служит изделие и (или) его составные части, подлежащие диагностированию.

Задачи технического диагностирования:

  • контроль технического состояния;

  • поиск места и определение причин отказа (неисправности);

  • прогнозирование технического состояния .

Таким образом, первой задачей технического диагностирования является контроль технического состояния, т. е. проверка соответствия значений параметров механического узла требованиям технической документации и определение на этой основе одного из заданных видов технического состояния в данный момент времени.

Техническим состоянием механического изделия называется состояние, которое характеризуется в определенный момент времени, при определенных условиях внешней среды значениями параметров, установленных технической документацией на изделие.

Множество возможных состояний механического узла бесконечно вследствие непрерывности их изменения в пространстве и времени. Основными состояниями являются:

  • исправность — состояние узла, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и конструкторской (проектной) документации;

  • неисправность — состояние узла, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической или конструкторской (проектной) документации;

  • работоспособность — состояние узла, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции соответствуют всем требованиям нормативно-технической и конструкторской (проектной) документации;

  • неработоспособность — состояние узла, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции не соответствует требованиям нормативно-технической или конструкторской (проектной) документации;

  • предельное состояние — состояние узла, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно .

Множество возможных состояний механического узла можно разделить по крайней мере на два подмножества, одно из которых включает в себя все состояния, позволяющие узлу выполнять возложенные на него функции, а другое включает в себя состояния, соответствующие наличие в узле неисправности, приводящие к потере им работоспособности. В процессе диагностического контроля устанавливается соответствие состояния механического узла одному из указанных подмножеств.

Второй задачей технического диагностирования является диагностирование с целью определения мест и, при необходимости, причин и видов дефекта механического узла. Такое диагностирование называют поиском дефектов. Анализ состояния исправного механического узла называется диагностированием зарождающихся дефектов, а неисправного — поиском возникшей неисправности .

Процесс диагностирования реализуется согласно алгоритму диагностирования — совокупности предписаний, определяющих последовательность действий при проведении диагностирования.

Алгоритм диагностирования опирается на диагностическую модель — формализованное описание объекта, необходимое для решения задач диагностирования. В качестве диагностических моделей могут рассматриваться дифференциальные уравнения, логические соотношения и т. д.

Диагностическая модель в ряде случаев позволяет сформировать систему диагностических параметров, которые в дальнейшем используются при диагностировании механического узла. Для каждого узла можно указать множество параметров, характеризующих его техническое состояние. Их выбирают в зависимости от применяемого метода диагностирования. Различают прямые и косвенные диагностические параметры. Прямой параметр непосредственно характеризует техническое состояние узла. Косвенный же параметр характеризует техническое состояние лишь опосредовано.

Результатом технического диагностирования является технический диагноз.

Третья задача технического диагностирования — прогнозирование технического состояния механического узла с заданной вероятностью на предстоящий интервал времени.

Задача прогнозирования технического состояния в общем случае заключается в следующем: по результатам диагностирования механического узла в предшествующие моменты времени необходимо оценить его работоспособность в последующие периоды его функционирования.

Существует два основных подхода к процедуре прогнозирования: экстраполяция и статическая классификация. В качестве математического аппарата экстраполяции используют теорию интерполяции, метод наименьших квадратов, регрессивный анализ, теорию сглаживания, теорию аппроксимации и другие методы. При осуществлении метода статической классификации можно выделить два подхода: распознавание образов и дискриминантный анализ. Для современных высоконадежных механических узлов имеет смысл использовать комбинированный подход, включающий в себя элементы экстраполяции и статической классификации.

Для решения задач диагностирования используется система технического диагностирования, т. е. совокупность средств, объекта и исполнителя, необходимая для проведения диагностирования по правилам, установленным в технической документации.

Рассмотрим основные методы контроля технического состояния механических узлов.

Радиационный метод основан на принципе поглощения и рассеяния проникающей радиации. Для контроля технического состояния механических узлов он часто не может использоваться из-за его низкой чувствительности и необходимости двухстороннего доступа к конструкции узла.

Визуальный метод применяется только для определения поверхностных дефектов.

Термографический метод контроля основан на непосредственном измерении температуры с использованием термометров, термочувствительных красок и люминофоров, жидкокристаллических соединений.

Инфракрасный метод заключается в получении теплового изображения механического узла. Для контроля технического состояния механических узлов тепловые методы применяются редко, так как температура узлов и их дефекты имеют слабую корреляционную связь.

Электрический метод применяется при диагностировании электропроводящих конструкций, полимеров и неметаллических изделий. Его недостатком является низкая чувствительность.

Магнитный метод применяется для обнаружения поверхностных дефектов ферромагнитов.

Вибродиагностика является наиболее распространенным методом технической диагностики. Она обладает рядом особенностей, выделяющих ее в отдельную отрасль знаний. Основной отличительной особенностью вибродиагностики является использование в качестве источников информации не статических параметров, характеризующих качество механических узлов, а динамических, вызывающих появление и распространение возмущений как в самой механической системе, так и в окружающей среде . Широкий частотный и динамический диапазоны, малая инерционность, большая скорость распространения обуславливают быструю реакцию флуктуационного и вибрационного сигналов на изменение технического состояния узла (качественных и количественных характеристик дефектов).

Вибродиагностика — это область знаний, включающая в себя теорию и методы организации процессов распознавания технических состояний механических узлов на основании информации, содержащейся в сигнале вибрации.

Вибрацией называется движение механической системы, при котором происходят колебания характеризующих его скалярных величин . Колебательные процессы в машинах, механизмах вызываются различными причинами и отличаются по своей физической природе и математическим моделям, что, в свою очередь, определяет разные методы их исследования.

Параметры колебательных процессов наиболее чувствительны к различным отклонениям параметров технического состояния механических узлов от нормы. Поэтому требования обеспечения комплексной безразборной диагностики технического состояния машин и механизмов выдвигают на передний план именно методы вибродиагностики. Эффективность методов вибродиагностики обусловлена не только органической связью информации, содержащейся в сигнале вибрации, с динамическими процессами возбуждения и распространения колебаний в конструкции, но и возможностью автоматизации процессов съема и обработки информации с помощью современной техники и организации процедур диагностирования на основе математического аппарата теории распознавания образов.

Сущность проблемы вибродиагностики состоит в разработке и практической реализации алгоритмов оценки параметров технических состояний механических узлов без их разборки по характеристикам вибрационных процессов, сопровождающих их функционирование.

Научные основы вибродиагностики разрабатываются на базе общей теории технической диагностики, теории информации, теории сигналов, теории колебаний с использованием возможностей электроники и вычислительной техники.

Рассмотрим общие принципы применения вибродиагностики для контроля технического состояния механических узлов механической системы.

Вибродиагностике могут подвергаться любые технические объекты, функционирование которых сопровождается возбуждением колебательных процессов, в том числе и различные узлы механической системы.

Практически любой узел механической системы — это сложная динамическая система, и качество его функционирования зависит от множества факторов. Важной задачей является выбор факторов, существенно влияющих на динамические параметры механической системы.

Расчеты и экспериментальные исследования показывают, что собственная вибрация механических узлов, наряду с другими факторами, в значительной степени зависит от технологических погрешностей, которые можно разделить на две основные группы: погрешности изготовления и погрешности сборки.

Для установления функциональной связи между динамическими характеристиками механических узлов и их геометрическими аномалиями необходимо разработать математическое описание технологических погрешностей.

Построение алгоритмов распознавания в вибродиагностике существенно облегчается в том случае, если удается построить диагностическую модель, устанавливающую связь между пространством состояния механического узла и пространством диагностических признаков.

Обобщенная схема диагностической модели представлена на рис.1.

Рис. 1. Структурная схема диагностической модели.

Основные свойства механического узла характеризуются оператором L, который связывает входные и выходные воздействия U1(t) и U2(t), где t — время, а также учитывает зависимость U2(t) от возмущающего фактора ΔU(t,τ), (где τ — время), порожденного собственными внутренними процессами. Качество функционирования объекта зависит не только от конструктивных параметров h, но и от возмущений ΔU(t,τ), которые изменяются во времени и могут вызвать параметрический отказ системы. Изменение технического состояния можно контролировать по изменению собственных колебаний y(t) (вибраций), порождаемых внутренними процессами. Основным параметром, связывающим ΔU(t,τ) и y(t) в рассматриваемой модели, является вектор r(τ). Вектор r(τ) определяется дефектами механического узла. Связь ΔU(t,τ) с r(τ) и y(t) устанавливается оператором Т, а связь y(t) с r(τ) — оператором W. Параметр r(τ) в условиях длительного функционирования системы изменяется не только в результате процессов старения, но и под действием вибрации. Эти изменения по времени значительно медленнее по сравнению с вибрацией и флуктуацией основных эксплуатационных показателей. Связь между изменениями r(τ) и вибрацией y(t) устанавливается посредством оператора Q. В рассматриваемой модели существует два вида характерных процессов: быстрые (время t) — вибрация и флуктуация эксплуатационных показателей и медленные (время τ) — изменение параметров r(τ) (дефектов и других характеристик). Быстрые процессы определяют качество функционирования в рассматриваемый момент времени, а медленные — параметрическую надежность системы.

Литература:

  1. ГОСТ 20911–89. Техническая диагностика. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1990, 13 с.

  2. ГОСТ 27.002–89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1990, 37 с.

  3. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов / Ф. Я. Балицкий, М. А. Иванова, А. Г. Соколова, Е. И. Хомяков. М.: Наука, 1984, 116 с.

  4. ГОСТ 24346–80. Вибрация. Термины и определения, М. Издательство стандартов, 1991, 31 с.

  5. Вибрация в технике: Справочник / Под ред. В. Н. Челомей, М.: Машиностроение, 1980, 6 т.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ

Смотреть что такое «ТЕХНИЧЕСКОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ» в других словарях:

  • техническое диагностирование — Определение технического состояния объекта. Задачи технического диагностирования контроль технического состояния, поиск места и определение причин отказа (неисправности), прогнозирование технического состояния техническое… … Справочник технического переводчика

  • Техническое диагностирование — Техническое диагностирование: определение технического состояния объекта. Задачи технического диагностирования контроль технического состояния, поиск места и определение причин отказа (неисправности), прогнозирование технического состояния (ПБ 03 … Официальная терминология

  • техническое диагностирование — 3.6 техническое диагностирование: Определение технического состояния объекта. Источник: ГОСТ Р 52727 2007: Техническая диагностика. Акустико эмиссионная диагностика. Общие требования … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • техническое диагностирование, ТД — 3.1.18 техническое диагностирование, ТД: Определение фактического технического состояния объекта диагностирования с распознаванием причин его возможного изменения с определенной точностью и прогнозированием дальнейшего технического состояния.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • техническое диагностирование — Процесс обнаружения дефектов, нарушающих исправность, работоспособность или правильность функционирования объекта и (или) поиска мест и (или) причин дефектов … Политехнический терминологический толковый словарь

  • техническое диагностирование — техническое диагностирование, процесс определения технического состояния объекта (машины, её составных частей). Результат Т. д. — диагноз технического состояния объекта с указанием места, вида и причины дефекта. Т. д. позволяет выявлять… … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь

  • техническое диагностирование (диагностирование) — определение технического состояния объекта. Примечания: 1. Задачами технического диагностирования являются: контроль технического состояния, поиск места и определение причин отказа (неисправности), прогнозирование технического состояния. 2. Терм … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Техническое диагностирование экспертное — Техническое диагностирование сосуда, выполняемое по истечении назначенного срока службы сосуда, а также после аварии или обнаруженных повреждений элементов, работающих под давлением, с целью определения возможных параметров и условий дальнейшей… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • техническое диагностирование сети железнодорожной электросвязи — Определение технического состояния сети железнодорожной электросвязи. Примечания 1. Задачи технического диагностирования: контроль технического состояния; поиск места и определение причин отказа; прогнозирование… … Справочник технического переводчика

  • Техническое диагностирование газопровода (диагностирование) — определение технического состояния газопровода, поиск мест и определение причин отказов (неисправностей), а также прогнозирование его технического состояния. Источник: РД 12 411 01: Инструкция по диагностированию технического состояния подземных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Контроль Измерения Диагностика (КИД) г.Москва

Компания АНАЛИТПРОМПРИБОР является официальным дилером Контроль Измерения Диагностика (КИД) г.Москва

ООО «КОНТРОЛЬ. ИЗМЕРЕНИЕ. ДИАГНОСТИКА.» работает на рынке приборов неразрушающего контроля с 2000 года. Компания, специализируется на разработке и производстве приборов и систем для неразрушающего контроля и технической диагностики. Уникальный опыт коллектива сотрудников позволяет разработать и внедрить в производство решения, удовлетворяющие запросам Потребителей. Коллектив сотрудников включает в себя специалистов обладающих уникальным опытом в разработке и производстве готовых технических решений и молодых и амбициозных инженеров, способных на реализацию самых смелых идей. Наша компания успешно сочетает классические российские традиции производства качественной радиоэлектронной аппаратуры высокой точности и современные решения в области менеджмента бизнеса. Менеджеры компании производят перманентный мониторинг сведений о работе оборудования, что позволяет производственному отделу динамично реагировать на особенности эксплуатационных требований каждого клиента.

Производимые ООО «К.И.Д.» приборысертифицированы и внесены в Государственные реестры средств измерений, построены на современной элементной базе, комплектуются оригинальными преобразователями различных модификаций и имеют оптимальные габариты. Приборы конструктивно надежны и приспособлены к работе в жестких климатических условиях.

Основные виды средств неразрушающего контроля, производимых компанией это толщиномеры,толщиномеры покрытий и дефектоскопы, использующие различные физические методы неразрушающего контроля, например, вихретоковый, магнитный, метод свободных колебаний иимпедансный. Эти приборы широко используются для контроля лакокрасочных и гальванических покрытий, полимерных и композиционные материалов, ферромагнитных и цветных металлов, трубопроводов и нефтеналивных танков.

I.6. Цели и задачи технической диагностики. Основные понятия, термины и определения диагностики.

Основные понятия, термины и определения диагностики.

В соответствии с ГОСТом 20911-75 «Техническая диагностика. Основные термины и определения» — технической диагностикой называется отрасль зна­ний, исследующая техническое состояние объектов диагностирования, их про­явления, разрабатывающая методы определения технического состояния, а так­же принципы построения и организацию использования систем диагностирова­ния.

Это определение базируется на понятии техническое состояние — как сово­купность подверженных изменению свойств объекта, которое в каждый мо­мент времени характеризуется признаками, установленными в технической документации на объект.

Различают следующие пары видов технического состояния: исправность и неисправность, работоспособность и неработоспособность, правильное функ­ционирование и неправильное функционирование.

Под контролем технического состояния понимается процесс определения вида технического состояния объекта.

Техническим диагностированием называется процесс определения техниче­ского состояния объекта с определенной точностью.

Результатом диагностирования является заключение о техническом со­стоянии объекта с указанием места, вида и причины возникновения выявленно­го дефекта.

Дефектом называют каждое отдельное несоответствие объекта уста­новленным требованиям.

Далее под «дефектом» будем понимать отказавший элемент аппаратуры или ошибку в программном обеспечении приводящие к отказу объекта.

При этом, отказом называется событие, состоящее в переходе объекта в неработоспособное состояние вследствие неуправляемого изменения физико-химических свойств деталей технического объекта.

Состояние объекта, при котором одна или более деталей вышли из строя, именуется неисправностью.

Техническая диагностика изучает состояние любых технических объектов, которые называют объектами диагностирования (ОД). Объектом технического диагностирования или просто объектом диаг­ностирования может являться любое промышленное изделие, его составные части или заготовка, техническое состояние которых подлежит определению.

В качестве объектов диагностирования будут рассматриваться различные ра­диоэлектронные средства, их составные части и вспомогательные устройства, приборы, машины и механизмы.

Различают непрерывные (аналоговые) и дискретные (цифровые) объекты диагностирования.

Для непрерывных объектов применяются, как правило, функциональное ди­агностирование, т.е. диагностирование, осуществляемое во время функциони­рования объекта диагностирования, на который поступают только рабочие воз­действия. Для дискретных ОД напротив характерно тестовое диагностирование, при котором на объекте подаются специальные, так называемые, тестовые воз­действия. Тестовые воздействия и последовательность их выполнения, называ­ются тестом.

Явления, происходящие в объекте диагностирования, проявляются во многих точках в форме закономерных изменений или постоянства тока, напряжения, электромагнитного или другого физического поля. Такие явления называют ди­агностическими параметрами.

Диагностические параметры привязаны к определенным точкам, в которых существует возможность произвести измерения характеристик процессов дей­ствия.

Техническое диагностирование осуществляется в рамках системы техниче­ского диагностирования, под которой понимают совокупность средств и объекта (и при необходимости исполнителей), подготовленная к диагностиро­ванию или осуществляющая по его правилам, установленным в нормативно-технической документации.

В качестве средств диагностирования используются стандартные измери­тельные приборы. Средства диагностирования по отношению к ОД могут быть встроенными или внешними. В зависимости от предназначения для однотипных или разнотипных объектов диагностирования различают специализированные или универсальные средства технического диагностирования. Кроме того, сред­ства диагностирования могут быть аппаратурными или программными. Про­граммные средства представляют собой специальные диагностические про­граммы, записанные на некотором машинно-ориентированном или машинно-независимом носителе.

Важным понятием технической диагностики является «глубина диаг­ностирования» (глубина поиска дефекта) — это характеристика поиска де­фектов (диагностирования), задаваемая указанием тех составных частей ОД, с точностью до которых определяется место дефекта.

Принято аппаратуру связи и АСУ диагностировать (отыскивать дефект) с глубиной до:

корпуса микросхем (радиоэлектронные изделия — РЭИ);

типового элемента замены (ТЭЗ);

съемного блока;

шкафа или упаковки и т.д.

Техническая диагностика тесно связана с понятием ремонтопригодности. В соответствии с нормативно-технической документацией ремонтопригодность есть свойство объекта, заключающееся в приспособленности к обнаружению и предупреждению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию (восстановлению) работоспособного состояния путем проведения техническо­го обслуживания и ремонтов.

Основной количественный показатель ремонтопригодности есть среднее время восстановления работоспособного состояния технического объекта, кото­рое определяется как математическое ожидание времени восстановления (Те) и зависит в основном от двух составляющих:

Тв = Тд + Ту,

где, Тд — среднее время диагностирования;

Ту — время устранения неисправности (т.е. восстановительные и регули­ровочные операции).

Статистика показывает, что при неупорядоченном поиске неисправностей эта операция занимает до 80% общего времени восстановления даже при вы­полнении квалифицированными специалистами.

Цели изучения дисциплины состоят в изучении современных методов техни­ческой диагностики, разработанных на основе теории множеств, теории графов, задач дискретного поиска, теории вероятностей и накопленного опы­та действующих методик диагностирования для широкого класса объектов с непрерывным и дискретным преобразованием информации и энергии, а также приобретении навыков логического анализа типовых функциональных узлов средств связи при возникновении в них одиночных и множественных неисправ­ностей.

Понятие «диагностика» в переводе с греческого языка означает распознание. Диагностика занимается распознаванием состояния объекта. В медицине таким объектом является человек, а в технике — техническое устройство.

Техническая диагностика решает три взаимосвязанные задачи:

  1. Проверка работоспособности объекта диагностирования (в нашем пони­мании средства связи). В результате решения этой задачи происходит переход либо к применению средства связи по прямому назначению, либо к дальнейшему анализу состояния.

  2. Поиск неисправных (дефектных) элементов в объекте диагностирования. При решении второй задачи должна быть выяснена первичная причина отказа или найдены дефектные или поврежденные элементы.

  3. Прогнозирование состояния объекта диагностирования на некоторое время в будущее, если заранее известно, что некоторые характеристики объ­екта постоянно меняются, могут сильно ухудшиться и аппаратура не смо­жет выполнить свои функции.

Все три задачи технической диагностики связаны с определением состояния средств связи и АСУ как объектов диагностирования.

Решение первой задачи начинается с момента включения. Оно во многих случаях заключается в последовательном вводе в действие различных участков аппаратуры. На каждом шаге включения в обязательном порядке производится проверка работоспособности включенного участка аппаратуры. При положи­тельном результате этой проверки включается следующий участок и делается проверка его работоспособности. Если на всех шагах или этапах включения ре­зультаты проверки работоспособности оказались положительными, то аппара­тура считается исправной или работоспособной и может применяться по пря­мому назначению.

Если, хотя бы на одном этапе результат проверки работоспособности отлича­ется от заданного, то следует считать, что аппаратура находится в одном из не­исправных состояний. В этом случае, необходимо перейти к решению второй задачи технической диагностики — к поиску неисправности посредством съема и проверок параметров с различных контрольных точек объекта.

Оценка и сопоставление результатов этих проверок приводит к пос­тепенному сокращению числа различных предположений о причине отказа и выделению отказавшей детали или цепи. Эта задача решается относительно легко для техники, содержащей небольшое число деталей и малое число связей между ними. По мере возрастания объема объекта диагностирования увеличи­ваются трудности поиска и требуется разработка специальных процедур поиска неисправностей.

Целями поиска являются простейшие детали или сборки (типовые элементы замены), на входах которых имеются все необходимые сигналы и напряжения (или другие физические энергетические воздействия), а их выходные параметры отличаются от номинала.

Если выходной параметр детали или типового элемента замены отклонился от номинала и вышел за пределы поля допуска, то эта деталь или блок считают­ся отказавшими. Они подлежат восстановлению или замене.

В некоторых ситуациях, а именно, — когда обнаруживаются изменения пара­метров действующих средств связи, но оно происходит медленно, — бывает це­лесообразно перейти к совместному решению второй и третьей задач диагно­стики. При этом проводится поиск причины изменения параметра и оценка сро­ка, в течении которого аппаратура еще будет выполнять свои функции без вос­становительных операций. Последнее обстоятельство играет определенную роль при работе средств связи в составе объекта, выполняющего специфические задачи в течение заданного времени. Необходимо знать, как долго можно рас­считывать на работу данного средства связи до отказа.

Решение третьей задачи осуществляется в два этапа:

поиск и обнаружение деталей (типовых элементов замены), параметры ко­торых отклонились от нормы, но еще не перешли границы поля допуска;

непрерывное или периодическое наблюдение за действием выделенных эле­ментов в целях установления скорости изменения их параметров и моментов выхода за пределы поля допуска.

Эта задача решается в целях заблаговременного установления фактов откло­нения параметров от норм и воздействия на аппаратуру (для компенсации ухода параметров) путем регулировки или ремонта деталей.

Таким образом, техническая диагностика позволяет не только локализовать неисправность, но и прогнозировать состояние объекта диагностирования на некоторое время вперед.

Основные задачи технической диагностики.

⇐ Предыдущая12345

Диагностика (греч) – способность распознать.

Диагностика – название научной дисциплины, предметом изучения которой является –формы проявления отказов технических устройств, методы и средства их обнаружения и прогнозирования, контрольно-измерительное оборудование для этих целей.

Диагностирование – это сам процесс обнаружения неисправностей, отказов технических устройств, как правило без проведения разборочных работ.

Измерение – процедура получения информации о структурных параметрах автомобиля.

Под объектом измерения не система , не техническое устройство а некоторая измеряемая величина или совокупность измеряемых величин.

Результат измерения – это число, а результат контроля это некоторое суждение

Контроль всегда включает операции измерения. Задача контроля оценить техническое состояние системы в целом по принципу «годен», «не годен».

Диагностирование включает в себя операции измерения и контроля. При диагностировании помимо оценки, работоспособности и не работоспособности системы нужно указать отказавший элемент.

Основные задачи диагностики.

1. Изучение структуры автомобиля как сложной системы, связи между её элементами, условий нормального функционирования системы.

2. Изучение возможных комбинаций отказов системы, сбор и обработка статистической информации, закономерности появления этих отказов.

3. Изучение, разборка признаков характеризующих неисправности и отказы, а также признаки для прогнозирования будущих отказов.

4. Разработка диагностических тестов. Тест – последовательных проведения измерения и контроля, позволяющий распознать все наперёд заданные состояния всех элементов сложной системы. Оптимальный тест – это тест, обеспечивающий распознавание за наименьшее время с минимальными затратами.

При непосредственном диагностировании решают две простые задачи:

1. По принятому от механизма сигналу требуется определить исправен он или не исправен. По принятому от механизма выходному сигналу требуется определить величину структурных параметров.

2. По известному техническому состоянию системы в некоторые моменты наработки и по текущему техническому состоянию требуется прогнозировать будущее тех. состояние системы.

Классификация диагностических параметров

Любой выходной параметр автомобиля несет долю информации о техническом состоянии системы, а следовательно, о величине структурных параметров. Но для того, чтобы выходной параметр стал диагностическим, он должен удовлетворять 5 требованиям:

1. требование однозначности;

2. требование стабильности;

3. требование широты изменения;

4. требование доступности и удобства измерения;

5. требование информативности и технологичности.

Термин однозначности означает, что каждому значению диагностического параметра должно соответствовать единственное значение структурного параметра.

S3 – требованию однозначности удовлетворяет

S S3 S

Требование стабильности означает, что поле рассеивания величины диагностического параметра при неизмененных условиях измерения и не изменений величине структурных параметров, поле рассеивания должно находиться в заданных пределах.

D

Расширяющийся коридор

Требование широты измерения устанавливает диапазон, в котором должен измениться диагностический параметр при заданном изменении структурного параметра.

ΔD2

ΔD 3

Информативность, регламентируется величиной , и чем больше эта производная, тем больше информативность параметра. Выходной параметр становится диагностическим, если можно указать предельно допустимые его значения.

Все диагностические параметры делятся на две диагностические группы

1. Пассивные параметры. Для выявления которых не нужно никакой аппаратуры. К ним относятся визуальные, звуковые, обаятельные, обязательные параметры (30%).

2. Активные параметры, для выявления которых нужны датчики и аппаратура. К активным параметрам относят около 100 параметров (70%).

Все активные параметры в свою очередь делятся на частные и комплексные параметры.

Частные диагностические параметры несут узкую и одностороннюю информацию о конкретной неисправности.

Комплексный диагностический параметр характеризует техническое состояние сложной системы и с помощью его оценить неисправные элементы не удается. Комплексные диагностические параметры используются на первом этапе диагностирования, когда необходимо оценить лишь работоспособность системы.

Диагностические параметры делятся на независимые и зависимые (прямые и косвенные).

Косвенный параметр связан с величиной структурного параметра через математическое или эмперическое выражение.

Требование к постам диагностирования автомобиля

Пост диагностирования – это площадка определенных размеров с установленной на ней контрольно-измерительной аппаратурой, предназначенной для выполнения определенного вида работ.

Из практики известны следующие посты:

1. Пост для диагностирования автомобиля по мощностным показателям.

2. Пост для диагностирования тормозных систем автомобиля.

3. Комбинированный пост для диагностирования автомобиля по комплексным параметрам. Объединяет первые два поста.

4. Пост для диагностирования ходовой части автомобиля, включая установку углового комплекса.

Всё оборудования поста делится на три группы:

1. роликовый диагностический стенд. Являющийся своеобразной дорогой по которой движется автомобиль.

2. датчики. Преобразуют сигналы электрической и не электрической природы в другие сигналы.

3. приборы индикации. Предназначенные для отображения получаемой информации.

1. Тяговый роликовый стенд

1 7 8

5 9

В инерционном стенде отсутствует электродвигатель, нет нагрузочного устройства, а присутствует только мультипликатор и маховик.

Мощностные качества двигателя оценивают измеряя время и путь разгона автомобиля в заданном диапазоне скоростей.

КПД трансмиссии на инерционном стенде оценивают путь наката или выбега автомобилей.

Для испытания тормозов применяют другой стенд.

2. Инерционный стенд

4 1

1. Инерционные маховики

2. Цепная передача

3. Электродвигатель

4. Разъединяющая муфта

Параметры измеряемые на тяговых стендах

Таблица

Параметры Погрешность измерения, в %
Инерционный Силовой Инерционно-силовой
Мощность на ведущих колесах Крутящий момент или тяговое усилие на ведущих колесах Линейная скорость Расход топлива Эффективная мощность двигателя Момент сопротивления вращению трансмиссии Время разгона в заданном диапазоне скорости от 40 до 70 км/ч. Ускорение разгона Частота вращения коленчатого вала ± 3 — ± 2 ± 2 ± 4 — ± 1 ± 3 — ± 3 ± 2 ± 2 ± 2 ± 4 ± 2 — — ± 2 ± 3 ± 2 ± 2 ± 2 ± 4 ± 2 ± 1 ± 3 ± 2

Рт – тормозная сила

Лучшим стендом для контроля тормозных систем считается стенд обеспечивающий запись тормозной диаграммы каждого колеса.

У совершенных стендов измеряют тормозные силы на каждом колесе от 1,5 до 3 км/ч., тогда мощность электродвигателей для прокрутки колес не превышает 40 кг., при осевой нагрузке до 3-х тонн.

6 1 1 5

Стенд для тормозов состоит из двух одинаковых половинок.

1. Ведущие ролики.

2. Ведомые ролики.

3. Цепные передачи.

4. Подъемные платформы.

5. Датчики тормозных сил.

6. Червячные редукторы.

7. Электродвигатели приводные.

8. Следящие ролики.

Р

Р

Требования:

1. Диагностирование должно осуществляться без снятия агрегатов, узлов, без проведения разборочных работ, без изменения схем монтажа. Допускается для подключения и подсоединения датчиков осуществлять рассоединение в системах автомобиля, но при этом характер функционирования системы не должен измениться.

2. Осуществление вентиляции.

3. Время диагностирования минимально; время затрачиваемое на установку датчика не должно превышать 10% всего времени.

4. Условия движения автомобиля на дороге и на стенде должны быть примерно одинаковы (одинаковый коэффициент сцепления, деформация колеса, расход мощности).

5. Диаметр роликов, их взаимное расположение должны обеспечивать свободный заезд, выезд автомобиля и удовлетворять устойчивость колеса. Под устойчивостью понимается положение колеса при котором сохраняется контакт с поверхностью ролика.

Д ≈ 300 мм = 32°

Д

а

Желательно совмещать в одном устройстве и тормоз и привод. Например, применять в канаве тормоза, двигатель постоянного тока.

6. Желательно компоновать механизмы стенда, чтобы обеспечить легкость регулировки тормозов (в частности стенд для контроля тормозов следует монтировать на канаве).

7. Все механизмы стенда должны при работе создавать слабый уровень шума, быть доступным для ремонта.

8. Тормозное устройство в стенде должно обеспечивать поглощение максимальной мощности подводимой к оси тормоза.

Моделирование на роликовых стендах режима двигателя автомобиля

Моделирование – воспроизведение.

6 5 1 1

ΔРн

О

Д

2

1. Ведущие ролики.

2. Ведомые ролики.

3. Подъемная платформа.

4. Тахогенераторы.

5. Датчик силы по оси тормоза.

6. Электрический тормоз.

7. Маховик.

Пусть автомобиль движется по дороге с коэффициентом сопротивления качению , при достижении скорости V нажимается дроссельная заслонка и автомобиль начинает двигаться в режиме разгона.

Рассмотрим мощностный баланс.

(1)

1. Затраты мощности двигателя на разгон и вращению движущихся масс автомобиля равно Nj.

2. Ne – эффективная эффективная мощность двигателя.

3. – коэффициент учитывающий разгоняемые массы.

(2)

J1- момент инерции ведущих колес.

J2 — момент инерции ведомых колес.

Nва- затраты мощности на привод вспомогательных агрегатов (компрессор, генератор) ≈7%.

Nт- потери мощности в трансмиссии.

Nf — затраты мощности на преодоление сопротивления качению ведущих и ведомых колес.

Nц — затраты мощности на преодоление сопротивления воздуха.

Nдр. — потери мощности двигателя в режиме разгона. Из-за снижения коэффициента наполнения, мощность двигателя работающего в режиме разгона снижается примерно на 10% по сравнению с парадной характеристикой.

Парадная характеристика

Nва

Nдр.

Nдр.

На стенде:

(2)

Nc — механические потери мощности в стенде.

Jпр- приведенный к оси колеса момента инерции вращающихся частей стенда.

Jр — момент инерции ротора

Jб – момент инерции барабана

Jm – момент инерции маховика

iб – передаточное отношение барабана

rр – радиус ролика

(3)

Условие конструирования стендов (инерционных)

Перейдем от баланса мощностей к балансу сил.

(4)

Выбор точности для контроля технического состояния автомобиля

х – источник значения параметра f(х) – плотность распределения. Под действием большего числа случайных факторов результат измерения у и есть результат измерения х и плюс ошибка измерения τ. у = х + τ

f(x)

tpσ

tpσ

x

f(x)

x

f (τ) – плотность распределения ошибки

f (у) – плотность распределения

а в

Если в паспорте на прибор, указана ошибка в α% — это наибольшая ошибка, тогда , где В — верхний диапазон измерения.

Введем:

1. Событие Нх заключающееся в том, что параметр находится в поле допуска.

х

а в

P(Нх) – вероятность события

2. — противоположное событие

а в

P( ) – вероятность

3. Ну – событие заключающееся в том, что результат находится внутри поля допуска

у

а в Р(Ну)

4. — результат измерения вне границ поля допуска.

а в P( ) – вероятность

Эти четыре события между собой комбинируются.

τ

а в Н ху; Р(Нху)

х у

τ

а в Н ; Р(Н )

— вероятность верного заключения.

3. τ

а в Н ; Р(Н )

х

Р(Н ) –вероятность ложного отказа (Рло).

4. τ

а в Н ; Р(Н )

у

Р(Н ) –вероятность необнаруженного отказа (Рно).

Рло + Рно = Рнз

— вероятность неверного заключения

Вероятность верного и неверного заключения могут служить критериями для выбора точности аппаратуры.

Задача 1. По известному закону распределения ошибки рассчитываются вероятности верного и неверного значения.

Если вероятность верного заключения находится в допускаемых пределах, значит выбор правильный применительно к параметрам обеспечивающих вероятность неверного заключения до 0,05, для верного 0,1.

Задача 2. Задавшись вероятностью ложного и необнаруженного отказа рассчитать предельную ошибку измерения Е и сравнить с паспортом прибора.

Будем называть условной вероятностью события Н его вероятность при условии, что произошло второе событие.

, а значит вероятность события Н есть

Для повышения точности контроля применимы два практических приема:

1. Применение многократного измерения. Постановка диапазона по принципу 2 из 3.

2. Для уменьшения числа необнаруженных отказов можно уменьшать контрольное поле допуска.

Обычно системы контролируются не по одному, а по нескольким параметрам. В этом случае точность контроля оценивается вероятностью неверного заключения хотя бы по одному из параметров.

Пример: n = 100

Рнзi = 0,01

Автоматический контроль процесса диагностирования автомобиля

Х

Д

ах

О

И

У

S S’ S”

О – объект диагностирования под действием стимулов (например, роликового стенда) порождает структурные параметры Х1 которые в виде выходных параметров S воспринимаются Д — датчиками в виде электрических сигналов S′ поступающих в устройство У переработки (усиливается, демпфируется) и виде сигналов S″ поступают на устройство индикации И и на выходе диагностической системы наблюдаются структурные параметры Х в масштабе α.

Диагностическая матрица представляет собой логическую модель, описывающую связи между диагностическими параметрами S и возможными неисправностями А объекта.

Пусть техническое состояние системы характеризуется тремя неисправностями: Х1; Х2; Х3. Из теории информации известно, что количество диагностических параметров должно быть не менее количества неисправностей.

Параметры Неисправности
Х1 Х2 Х3
S1 S2 S3

Диагностическая матрица заполняется по правилу: Если при выходе от диагностического параметра Si за пределы поля допуска присутствует i-ая неисправность хi, то на пересечении строки и столбца ставится 1, если неисправность отсутствует, то ставится 0.

В более сложных алгоритмах (где параметров много) на пересечении i-ой строки и i-ого столбца ставится вероятность возникновения i-ой неисправности.

С увеличением числа параметров стоимость диагностирования и трудоемкость изменяются.

Место диагностики в технологическом процессе ТО и ТР автомобиля

Диагностирование автомобиля принято делить в зависимости от назначения, трудоемкости.

1. Диагностирование Д — 1 (общее диагностирование).

Включает главным образом диагностирование узлов обеспечивающих безопасность движения:

— тормозная система;

— рулевое управление;

— стеклоочиститель;

— приборы освещения и сигнал;

— углы установки колес.

⇐ Предыдущая12345

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *