Файл: Практическая работа 1 определение критериев и показателей оценки.pdf

20
Приспособленность объекта к диагностированию
(контро- лепригодность) – свойство объекта, характеризующее его пригодность к проведению диагностирования
(контроля) заданными средствами диагностирования (контроля).
Приспособленность объекта к диагностированию (контролепригодность) обеспечивается со стадии его разработки.
Конструкция объекта и его составных частей должна обеспечивать доступ к контрольным точкам без разборки узлов и механизмов, за исключением вскрытия технологических люков, заглушек и т.д., открывающих доступ к местам сопряжений датчиков со средствами диагностирования
(контроля) и исключать возможность повреждения сборочных единиц при присоединении средств диагностирования (контроля). Конструктивное оформление мест присоединения средств диагностирования (контроля) должно быть, по возможности, простым (резьбовые отверстия с заглушками, запорные устройства, крышки и т.п.).
Диагностическая модель – формализованное описание объекта, необходимое для решения задач диагностирования. Описание может быть представлено в аналитической, табличной, векторной, графической и других формах.
В качестве диагностических моделей могут рассматриваться дифференциальные уравнения, логические соотношения, диаграммы прохождения сигналов и др.
По методам представления взаимосвязей между состоянием объекта, его элементами и параметрами, диагностические модели подразделяют на следующие виды: непрерывные, дискретные, специальные.
Выбор того или иного типа модели для представления кон кретного объекта зависит от целого ряда таких факторов, как условия эксплуатации, возможное конструктивное выполнение, тип комплектующих элементов и т.п.
Выбор диагностических моделей производится с учетом: специфики объекта; условий использования; методов диагностирования.
Диагностическое обеспечение – комплекс взаимоувязанных правил, методов, алгоритмов и средств, необходимых для осуществления диагностирования на всех этапах жизненного цикла объекта.
Диагностическое обеспечение объекта включает правила, методы, алгоритмы и средства технического диагностирования. Для того чтобы объект был приспособлен к диагностированию, необходимо при его проектировании разрабатывать диагностическое обеспечение. Диагностическое обеспечение проектируемого объекта получают в результате анализа его диагностической модели. Строится диагностическая модель на основе предполагаемой конструкции, условий использования и эксплуатации объекта. В результате исследования диагностической модели устанавливают диагностические признаки, прямые и косвенные параметры и методы их оценки, определяют

21 условия работоспособности, разрабатывают алгоритмы диагностирования.
Совокупность этих данных называют диагностическим обеспечением.
Алгоритм технического диагностирования (контроля технического состояния) – совокупность предписаний, определяющих последовательность действий при проведении диагностирования
(контроля).
Алгоритм диагностирования (контроля) устанавливает состав и порядок проведения элементарных проверок объекта и правила анализа их результатов.
Элементарная проверка определяется рабочим или тестовым воздействием, поступающим или подаваемым на объект, а также составом признаков и параметров, образующих ответ объекта на соответствующее воздействие.
Конкретные значения признаков и параметров, получаемых при диагностировании (контроле), являются результатами элементарных проверок или значениями ответов объекта.
Различают безусловные алгоритмы диагностирования (контроля), у которых порядок выполнения элементарных проверок определен заранее, и условные алгоритмы диагностирования (контроля), у которых выбор очередных элементарных проверок определяется результатами предыдущих.
Если диагноз составляется после выполнения всех элементарных проверок, предусмотренных алгоритмом, то последний называется алгоритмом с безусловной остановкой. Если же анализ результатов делается после выполнения каждой элементарной проверки, то алгоритм является алгоритмом с условной остановкой.
Система технического диагностирования (контроля технического состояния) – совокупность средств, объекта и исполнителей, необходимая для проведения диагностирования (контроля) по правилам, установленным в технической документации.
Автоматизированная система технического диагностирования
(контроля технического состояния) – система диагностирования (контроля), обеспечивающая проведение диагностирования (контроля) с применением средств автоматизации и участием человека.
Автоматическая система технического диагностирования (контроля технического состояния)
– система диагностирования
(контроля), обеспечивающая проведение диагностирования (контроля) без участия человека.
По конструктивным показателям средства технического диагностирования подразделяют на встроенные и внешние.
Встроенное средство технического диагностирования (контроля технического состояния) – средство диагностирования (контроля), являющееся составной частью объекта.
Внешнее средство технического диагностирования (контроля технического состояния) – средство диагностирования (контроля), выполненное конструктивно отдельно от объекта.

22
По области применения средства технического диагностирования подразделяют на специализированные и универсальные.
Специализированное средство технического диагностирования
(контроля технического состояния) – средство, предназначенное для диагностирования (контроля) одного объекта или группы однотипных объектов.
Универсальное средство технического диагностирования (контроля технического состояния) – средство, предназначенное для диагностирования
(контроля) объектов различных типов.
2.
Методы оценки технического состояния оборудования
Техническое состояние оборудования определяется числом дефектов и степенью их опасности.
Различают субъективные и объективные методы оценки технического состояния оборудования.
Под субъективными
(органолептическими) методами подразумеваются такие методы оценки технического состояния оборудования, при которых для сбора информации используются органы чувств человека, а также простейшие устройства и приспособления, предназначенные для увеличения чувствительности в рамках диапазонов, свойственных органам чувств человека. При этом для анализа собранной информации используется аналитико-мыслительный аппарат человека, базирующийся на полученных знаниях и имеющемся опыте. К субъективным методам оценки технического состояния относят визуальный осмотр, контроль температуры, анализ шумов и другие методы.
Под объективными (приборными) методами подразумеваются такие методы оценки технического состояния, при которых для сбора и анализа информации используются специализированные устройства и приборы, электронно-вычислительная техника, а также соответствующее программное и нормативное обеспечение. К объективным методам оценки технического состояния относятся вибрационная диагностика, методы неразрушающего контроля (магнитный, электрический, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, оптический, радиационный, ультразвуковой, контроль проникающими веществами) и другие.
3.1. Органолептические методы оценки технического состояния оборудования
3.1.1. Шумы механизмов
В механических устройствах степень повреждения определяется по характеру взаимодействия контактирующих деталей. Физическое проявление соударения деталей во время работы реализуется в виде распространения упругих волн акустического диапазона, возникновения механических колебаний (вибраций) и ударных импульсов. Несмотря на единую физическую природу, каждое из этих проявлений имеет свои особенности и различным образом отображает происходящие процессы. Упругие волны, порождающие

23 акустические колебания имеют частотный диапазон 20-16000 Гц и прослушиваются в непосредственной близости от оборудования.
Основные наблюдаемые отклонения акустических шумов:
 глухие толчки при изменении направления вращения валов механизма соответствуют износу шпоночных или шлицевых соединений, элементов муфт, повышенному зазору в зубчатой передаче;
 слабые стуки низкого тона соответствуют сколам шлицов, ослаблению шпоночного соединения, несоосности соединительных муфт;
 резкий металлический звук сопровождает повреждения соединительных муфт;
 свистящий звук возникает при проскальзывании ремней ременной передачи;
 частые резкие удары соответствуют биениям муфт, а также неправильной сборке валов.
Прослушивание механических колебаний, возникающих при работе механизма, является распространенным методом определения состояния работающего оборудования. Механические колебания низкой и средней частоты легко распространяются по корпусным деталям механизма. Для их прослушивания используется технический стетоскоп, состоящий из металлической трубки и деревянного или текстолитового наушника (рис. 11.1).
Металлическая трубка, установленная на корпусе механизма, позволяет преобразовать механические колебания в акустические, распространяемые по стенкам трубки к наушнику. Этот метод настолько доказал свою надёжность, что требования по прослушиванию шумов механизмов включены во все правила технического обслуживания и инструкции по эксплуатации оборудования.
Рис. 2.1. Технический стетоскоп: а) схема; б) общий вид
Решение задачи распознавания повреждений основывается на знании характерных шумов элементов механизмов.
Характерные шумы подшипников качения:
 незначительный ровный шум низкого тона свидетельствует о нормальном состоянии подшипника качения.
 глухой прерывистый шум – о загрязнённости смазки.
 звенящий (металлический) шум – о недостаточной смазке, возникает также при повышенном радиальном зазоре.

24
 свистящий шум указывает на взаимное трение скольжения деталей подшипникового узла.
 скрежет, резкое частое постукивание возникает при повреждениях сепаратора или тел качения.
 глухие периодические удары – результат ослабления посадки подшипника, дисбаланса ротора.
 воющий звук, скрежетание, гремящий шум, интенсивный стук указывают на повреждение элементов подшипника.
Решение задачи распознавания повреждений основывается на знании характерных шумов элементов механизмов.
Характерные шумы зубчатых передач:
 ровный жужжащий шум низкого тона характерен для нормальной работы зубчатой передачи. Косозубая передача в этом случае имеет ровный воющий шум низкого тона.
 шум высокого тона, переходящий с увеличением частоты вращения в свист и вой, и непрерывный стук в зацеплении происходят при искажении формы работающих поверхностей зубьев или при наличии на них местных дефектов.
 дребезжащий металлический шум, сопровождающийся вибрацией корпуса, возможен вследствие малого бокового зазора или несоосности, непараллельности колес.
 циклический (периодический) шум, появляющийся с каждым оборотом колеса, то ослабевающий, то усиливающийся, указывает на эксцентричное расположение зубьев относительно оси вращения.
 циклические удары, грохот, глухой стук свидетельствуют об изломе зуба.
Характерные шумы подшипников скольжения:
 монотонный и шелестящий шум соответствует нормальной работе.
 свист высокого тона, скрежет соответствуют отсутствию смазки.
 периодические удары, резкое металлическое постукивание соответствуют задирам на поверхности подшипников скольжения, несоосности валов и выкрашиванию.
 звенящий металлический шум соответствует недостаточному количеству смазки.
 циклические удары низкого тона соответствуют повышенной вязкости масла.
Звон металлических деталей при ударе, например, молотком, используется для определения наличия дефектов. Звук, издаваемый стальной деталью, содержащей дефект, дребезжащий, более низкий и глухой по сравнению со звуком бездефектной детали, имеющей чистый, высокий звук.
Данный метод достаточно эффективен применительно к контролю затяжки

25 резьбовых соединений, целостности дета лей простой формы. В более сложных случаях его использование ограничено.
Каждый механизм содержит две причины шумов: механического и электрического характера. Воющий звук, исчезающий при отключении питания электродвигателя, указывает на повреждения в электрической части мотора.
Значительные повреждения приводят к нарушению повторяемости шумовой картины. Степень повреждения определяется интенсивностью шума.
Шум, вызывающий болевые ощущения при прослушивании техническим стетоскопом, является пределом эксплуата ции деталей.
Указанные виды шумов в истинном виде проявляются редко.
Акустическая картина механизма составляется из совокупности шумов всех элементов, определяется размерами, характером смазывания, нагрузками, температурой и другими факторами. Поэтому приведенная классификация служит исходной информацией при расшифровке конкретной акустической картины механизма. Качество расшифровки и правильность постановки диагноза зависит от квалификации, подготовленности и опыта персонала.
Основная рекомендация – при появлении высокочастотного резкого шума следует провести осмотр узла – это позволит уточнить характер и степень повреждения.
3.2. Вибрация механизмов
Наибольшая чувствительность при воздействии вибрации на человека наблюдается при частоте 100-300 Гц. Распознать частоту колебаний практически невозможно, если эти колебания происходят с частотой свыше 5
Гц. Человек ощущает дискомфорт, находясь рядом с машиной, генерирующей частоты, совпадающие с резонансными частотами частей тела
(преимущественно низкочастотные колебания). Если колебания настолько редки, что глаз различает каждое из них в отдельности, то частота определяется подсчётом полных колебаний за некоторый промежуток времени.
С уменьшением размаха колебаний точность глазомерного восприятия уменьшается.
Используются различные методы визуализации механических колебаний.
Характер прямой линии, проведенной по бумаге, лежащей на корпусе механизма, позволяет качественно оценить частоту и интенсивность колебаний
(рис. 11.2). При этом регистрируются колебания в направлении, перпендикулярном направлению движения карандаша. Скорость перемещения карандаша должна быть как можно более постоянной.
Рис. 2.2. Пример “ручной” записи механических колебаний

26
Для сравнения размаха колебаний различных узлов механизма, колеблющихся в вертикальной плоскости возможно использование мелких вспомогательных предметов. Различное поведение монет, гаек, шайб, песка в различных местах механизма поможет выявить узлы с наибольшей вибрацией.
Однако данный индикатор нечувствителен к высокочастотным колебаниям.
В случае необходимости регистрации относительно больших амплитуд колебаний (0,5-10 мм) с точностью до 0,5 мм при малой частоте (10-20 Гц) возможно применение мерного клина. Мерный клин (рис. 11.3) наклеивается на исследуемый объект. Наличие пространственных компонентов вибрации, действующих перпендикулярно к измеряемой плоскости, может исказить результат. Поэтому мерный клин применяется главным образом для измерения прямолинейной вибрации, в частности колебаний: сит, грохотов, вибростендов.
Рис. 2.3. Установка мерного клина для измерения амплитуды колебания вибрационного дозатора
Поверхность жидкости, в резервуаре, установленном или соединённом с вибрирующим объектом, приобретает заметную волнистость.
Характер волн определяется частотой колебаний, а высота волны зависит от амплитуды колебаний. Иногда такие наблюдения позволяют сделать предварительные выводы о параметрах вибрации. Например, при боковом освещении поверхности воды можно обнаружить наличие вибрации при амплитудах менее 10 мкм без дополнительного увеличения.
3.3. Контроль температуры механизмов
Температура нагрева корпусов механизмов, как диагностический параметр, имеет две особенности:
 появление некоторых видов неисправностей вызывает повышение температуры корпуса механизма;
 инерционность нагрева металлических деталей, корпусов и опор не позволяет использовать данный параметр для определения внезапных отказов и зарождающихся повреждений.
Правила технической эксплуатации регламентируют предельную температуру корпусов подшипников, которая не должна превышать температуру окружающей среды более чем на 40 °С и быть не выше 60-80 °С.
Для некоторых механизмов, имеющих циркуляционную систему смазки или охлаждения, оценивают разницу температур масла или воды на выходе и входе.
Это позволяет контролировать тепловые процессы, общее состояние