Параметры технического состояния объекта. Определяющие параметры технического состояния объекта. Методика прогнозирования технического состояния МО.

 

Техническое состояние объекта (техническое состояние) (ТС) – состояние, которое характеризуется в определенный момент времени, при определенных условиях внешней среды, значениями параметров, установленных технической документацией на объект.

Параметры технического состояния (ПТС) – это различные физические величины, характеризующие работоспособность или исправность объекта, которые можно количественно измерить. Различают структурные и диагностические параметры ТС.

Структурные параметры – это износ, размер детали, зазор, натяг в сопряжении, физико-механические свойства материала, выходные и технические характеристики машины и ее составных частей, т.е. те, которые непосредственно обусловливают ТС ГМО.

Диагностические (контролируемые) параметры, используемые при контроле объекта и характеризующие его ТС, выбирают в зависимости от применяемого метода диагностирования. Следует различать прямые и косвенные диагностические параметры. Прямой – структурный параметр (износ, зазор в сопряжении и др.) непосредственно характеризует ТС объекта. Косвенные параметры, используемые для определения ТС машин (температура, шум, вибрация, степень герметичности, давление, расход масла, параметры движения деталей и др.), в основном косвенно характеризуют структурные параметры. В тех случаях, когда структурный параметр определяется в процессе ТД прямым измерением, то он одновременно выступает как диагностический параметр.

Структурные параметры, в свою очередь, можно разделить на две группы: ресурсные и функциональные параметры машины или ее составных частей.

Ресурсный параметр – параметр, выход которого за предельное значение обусловливает параметрический отказ и характеризует предельное состояние объекта. К ресурсным параметрам относятся: зазоры в сопряжениях «подшипник – шейка вала», износ шестерен, шлицев, валов, лопаток, каната и др.

Функциональный параметр – параметр, выход которого за предельное значение обусловливает отказ элемента объекта. Его восстанавливают при техническом обслуживании или ремонте. К таким параметрам относятся: эффективная мощность двигателя, частота вращения вала, тепловой зазор, давление открытия перепускного и предохранительного клапанов гидропривода, давление воздуха, углы установки рабочих колес, напряжение.

В процессе эксплуатации каждый параметр технического состояния машины изменяется от номинального до предельного значения.

Номинальное значение параметра П_н – значение параметра, определенное его функциональным назначением и служащее началом отсчета отклонений. Новые и капитально отремонтированные узлы имеют номинальные значения параметров ТС.

Предельное значение параметра П_п – это наибольшее или наименьшее значение параметра ТС.

Допускаемое значение (отклонение) параметра характеризуется граничным его значением, при котором элемент машины должен надежно работать до следующего планового контроля. Это значение приводят в технической документации по ТОР.

 

Общая типовая методика прогнозирования технического состояния оборудования содержит следующие этапы исследования:

1. Определение стратегии прогноза (определение цели, задач, интервала упреждения, рабочих гипотез, методов и организации исследования).

2. Прогностический фон (сбор информации о методах прогнозирования по схожим с объектом исследования объектов).

3. Разработка системы параметров, отображающей характер и структуру объекта.

4. Разработка поисковой модели (проекции в будущее системы показателей модели на дату упреждения по наблюдаемой тенденции с учетом факторов прогностического фона).

5. Разработка нормативной модели (проекции в будущее системы показателей модели в соответствии с заданными целями и нормами по заданным критериям).

6. Оценка степени достоверности (верификации) и уточнения предварительных моделей с помощью параллельных контрольных методов (опросом экспертов, математическим экспериментом).

7. Выработка рекомендаций для оптимизации принятия решения в планировании и управлении эксплуатацией оборудования на основе прогностических моделей (рис. 3.6).

Перспективным является метод прогнозирования остаточного ресурса машин по тенденции (тренду) изменения их технического состояния. Исходными данными при этом методе являются: характер изменения контролируемого параметра технического состояния; предельное П_пр, допустимое П_д и номинальное П_н значения параметра; значение параметра технического состояния на момент диагностирования П(t_k); наработка t_k проверяемой составной части от начала ее эксплуатации до момента диагностирования; периодичность проведения диагностирования t_м; предельное изменение параметра технического состояния U_nр, изменение параметра технического состояния U (t_k) после наработки t_k, остаточный моторесурс t_ост.

 

 

Роль технологии изготовления в обеспечении надежности МО. Контроль надежности продукции в процессе ее изготовления. Методы контроля: сплошной и статистический (выборочный). Автоматизация контроля. Активный контроль.

 

Совершенство технологического процесса во многом определяет уровень достигнутой надежности, так как только в процессе изготовления обеспечивается заложенная конструктором надежность. Технологические методы обеспечения надежности имеют такое же решающее значение, как конструктивные и эксплуатационные. При производстве изделия эти методы реализуются технологической системой.

Технологические операции могут существенно снизить начальную термодинамическую и электрохимическую устойчивость металла. Например, для сварных соединений определяющими являются теплофизическое и химико–металлургическое воздействия сварки. Коррозийное растрескивание можно предотвратить путем получения бездефектного сварного шва и снятием остаточных напряжений.

Реальная ситуация, которая имеет место при изготовлении сложных изделий, заключается в том, что число контролируемых параметров меньше, чем число факторов, влияющих на надежность, а допуски на технологические параметры весьма условны и лишь приблизительно отражают их связь с эксплуатационной надежностью изделий. В этих условиях одним из основных методов выпуска надежных изделий является обеспечение надежности самого технологического процесса.

Разработка технологического процесса с учетом дефектов изготовления и процессов повреждений, возникающих при эксплуатации и приводящих изделие в неработоспособное состояние, является исходным пунктом обеспечения его надежности.

Решающее влияние на надежность технологического процесса оказывает его автоматизация, которая создает условия для его стабильного протекания, обеспечивает управление его ходом и более высокую однородность изделий, чем при изготовлении с участием человека.

Применение методов и средств автоматики не только для повышения производительности технологического процесса, но и для обеспечения его качественных параметров в течение длительного периода – прогрессивное направление технологического аспекта надежности.

Повышение запаса надежности технологического процесса можно обеспечить за счет введения специальных видов обработки, повышающих износостойкость, усталостную прочность, коррозионную стойкость изделий. Для этих целей применяются технологические процессы, упрочняющие поверхностный слой, придающие ему особые свойства. Сюда относятся как процессы химико-термической обработки (закалка, цементация, азотирование, цианирование и др.), так и упрочняющая технология, основанная на пластическом деформировании поверхностей, а также различные специальные методы.

В машиностроении широко применяются различные антифрикционные и антикоррозионные покрытия, нанесенные методами наплавки или металлизации, напылением, электрохимическим или другими способами. При помощи этих методов поверхностному слою, придаются практически любые свойства, независимо от характеристик исходного материала. Широко распространены методы хромирования, никелирования, борирования, осталивания и др. Они, как правило, существенно повышают сроки службы деталей машин.

Контроль качества и надежности продукции в процессе ее изготовления является одним из основных методов обеспечения надежности технологического процесса.

Под контролем понимается проверка соответствия продукции или процесса, от которого зависит качество продукции, установленным техническим требованиям

Методика контроля разрабатывается таким образом, чтобы необходимыми техническими средствами были охвачены все стадии производства и испытаний.

Для оценки качества и надежности изделий применяются разнообразные методы их контроля и испытаний.

Сплошной контроль в большей степени гарантирует выпуск бездефектной продукции, однако он не всегда экономически оправдан. Для некоторых изделий затраты на стопроцентный контроль превышают затраты на их изготовление. При выборочном контроле надо иметь такие методы, чтобы по части изделий можно было судить о качестве всех изготовленных изделий. Для этой цели используются методы математической статистики, которые позволяют разработать системы и схемы контроля, определяющие необходимое число контролируемых изделий в зависимости от объема серии и степени точности, с которой должно быть оценено качество изделий.

Статистический контроль качества имеет большое значение для получения достоверной информации о ходе технологического процесса и управления качеством.

 

Информация о качестве изделий, полученная в процессе их изготовления, необходима для управления технологическим процессом для обеспечения его высокой надежности. Особенно широкие возможности управления качеством открываются при автоматизации контроля и применении методов активного контроля.

Активный контроль, при котором по результатам контроля параметров качества дается команда на подналадку оборудования, изменение режимов его работы, отсортировку бракованных изделий или приостановку технологического процесса, дает гарантию обеспечения точности и надежности технологического процесса. Средства активного контроля могут иметь различную степень развития от использования визуальных сигналов для подналадки оборудования до самонастраивающихся систем.

Системы активного контроля, особенно с самонастройкой, являются важным звеном при создании автоматизированного производства с управлением параметрами качества. Для автоматического восстановления утраченных показателей технологического процесса необходимо осуществлять подналадку всех отдельных параметров технологического оборудования.

Технологическая надежность оборудования является одной из основных его характеристик с позиций качества. Применение методов активного контроля с системами самонастройки в сочетании с саморегулируемым оборудованием, сохраняющим свои начальные свойства и обладающим высокой технологической надежностью – основной путь обеспечения высокой надежности технологического процесса.