Учебно-методический комплекс дисциплины «диагностика оборудования»

Скачать 2.44 Mb.

Название	Учебно-методический комплекс дисциплины «диагностика оборудования»
страница	5/19
Тип	Учебно-методический комплекс

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Учебно-методический комплекс

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 19

Субъективные методы диагностирования
К самым простым методам диагностирования техники относятся внешний осмотр машины, ощупывание (пальпация), остукивание деталей, расположенных снаружи, прослушивание работы механизмов. Они позволяют обнаруживать такие дефекты, как ослабление креплений, наличие трещин и изломов в деталях, течь топлива, масла, охлаждающей жидкости и электролита, обрыв и расслоение ремней, стуки в трущихся сопряжениях, обусловленные аварийными ситуациями, и др. Такие методы диагностирования основаны на опыте оператора и совершенстве органов его чувств (зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания), называемых в медицине анализаторами.

Оценка технического состояния составных частей машины с помощью органов чувств является субъективной, т. е. крайне неточной, и не отвечает требованиям, предъявляемым к технической диагностике как к отрасли науки. Подобный способ оценки технического состояния машин неперспективен. Его применяют, как правило, в сочетании с простейшими средствами измерений, например, стуки прослушивают с помощью стетоскопа.

Только опытный диагност с той или иной степенью достоверности может оценить состояние отдельных составных частей машины, например двигателя, по динамике стуков и шумов соударяющихся сопряжений, производя наблюдение за работой и периодически прослушивая стуки (шумы). По времени пуска дизеля с учетом температуры окружающей среды он может судить об общем его состоянии. Трудный пуск свидетельствует о неудовлетворительном состоянии топливной аппаратуры, чрезмерном износе цилиндропоршневой группы, неисправностях механизма газораспределения, попадании воды в цилиндры вследствие прогорания прокладки или наличия трещин в головке цилиндров и прочих неисправностях, затрудняющих процесс воспламенения и горения топлива в цилиндрах.

Приведем наиболее распространенные субъективные методы диагностирования, широко применяемые для предварительной оценки состояния автотранспортных средств.

Визуальный метод позволяет обнаруживать следующие неисправности: нарушение уплотнений, дефекты трубопроводов, соединительных шлангов и других составных частей машин — по течи топлива, масла, охлаждающей жидкости; трещины аккумуляторной батареи — по течи электролита; неполноту сгорания топлива — по дымности отработавших газов; износ деталей цилиндропоршневой группы — по голубоватому цвету отработавших газов (вследствие чрезмерного угара картерного масла) и дымлению из сапуна; качество картерного (моторного) масла — по цвету масляного пятна, наносимого на фильтровальную бумагу; неравномерное натяжение гусеничных полотен — по нарушению прямолинейности при движении гусеничной машины без нагрузки; пробуксовывание муфты поворота вследствие замасливания или чрезмерного износа фрикционных дисков, а также потери упругости нажимных пружин — по нарушению прямолинейности при движении гусеничной машины под нагрузкой; попадание воздуха в гидросистему, недостаток рабочей жидкости — по вспениванию жидкости в баке; чрезмерный износ уплотнительного кольца поршня силового цилиндра — по заметной на глаз усадке поршня (штока) при нейтральной позиции рукоятки золотники распределителя и др.

На слух обнаруживают: чрезмерный зазор между клапанами и коромыслами механизма газораспределения — по стукам в зоне клапанного механизма; предельный износ шатунных втулок и подшипников коленчатого вала — по стукам в соответствующих зонах кривошипно-шатунного механизма при изменении частоты вращения коленчатого вала; перебои в работе дизельного двигателя вследствие пропуска вспышек — по неравномерному звуку выхлопа; чрезмерное опережение или запаздывание впрыска топлива в цилиндры дизеля — по характеру выхлопа (при раннем впрыске — «жесткая» работа, при позднем — «мягкая»); неплотности клапанов газораспределения — по свисту и шипению во впускном и выпускном патрубках дизеля при прокручивании коленчатого вала вручную; отказ центробежного масляного фильтра или турбокомпрессора — по отсутствию шума ротора после остановки двигателя; разрегулировку муфты сцепления машины — по шуму и скрежету шестерен коробки передач при переключении скоростей; погнутость валов — по биению шкивов, звездочек и.др.

По запаху определяют такие неисправности, как пробуксовывание муфты сцепления, муфт поворота, тормозов, замыкание электропроводки и другие неисправности.

На ощупь контролируют: ослабление креплений — по относительному перемещению деталей; неисправности фрикционных муфт, тормозов, подшипников, гидросистем и других составных частей машин — по чрезмерному их нагреву; неисправности рулевого механизма — по толчкам, ощущаемым на рулевом колесе; зависание иглы распылителя форсунки — по отсутствию импульсов впрыска в топливопроводе высокого давления и др.

К субъективным методам диагностирования также относятся заключения мастера-диагноста, полученные на основе логического мышления, без прямого участия каких-либо органов чувств. Например: затруднен пуск дизеля по причине неисправности топливной аппаратуры. Подобные заключения не всегда могут быть правильными: пуск дизеля может быть затруднен вследствие низкой температуры окружающей среды, неисправности системы пуска и др.

Субъективные методы диагностирования характеризуют качественное отклонение состояния того или иного механизма от нормы. Попытки количественной оценки состояния объектов диагностирования субъективными методами приводят к значительным ошибкам в принятии решений о работоспособности механизма.

Достоинство субъективных методов — малая трудоемкость диагностирования, отсутствие средств измерения.
Объективные методы диагностирования
Диагностирование по структурным параметрам. Процесс определения технического состояния объекта диагностирования по структурным параметрам называется прямым диагностированием в отличие от косвенного, осуществляемого по диагностическим параметрам. Преимущество прямых методов — получение более точных результатов, простота конструкций средств измерений, недостаток — большая трудоемкость, нарушение приработки взаимодействующих сопряжений при разборке объекта диагностирования. Иногда косвенное диагностирование более информативно, чем прямое. Например, износное состояние цилиндропоршневой группы лучше оценивать по количеству газов, прорывающихся в картер, или угару картерного масла, чем по величине зазоров в сопряжениях.

Диагностирование техники по структурным параметрам осуществляют, как правило, с помощью измерительных инструментов: щупов, масштабной линейки, рулетки, штангенциркуля, индикатора часового типа, микрометров, нутромеров, пневматических калибраторов, угломеров, зубомеров и др. Эти инструменты используют также для измерения зазоров в сопряжениях, геометрических размеров деталей, хода рычагов и педалей и др.

При разработке методов измерения зазоров во взаимодействующих сопряжениях приходится решать две задачи: как применить то или иное устройство и каким образом осуществить взаимное перемещение деталей на величину зазора. При решении первой задачи разрабатывают приспособление для крепления измерительного устройства к базовой (неподвижной) детали, которое позволяло бы измерять зазор непосредственно, без пересчетов. Вторую задачу (перемещение деталей на величину зазора) решают при помощи различных вспомогательных устройств (ломиков, рычагов, винтовых механизмов, компрессорно-вакуумных установок — для перемещения деталей кривошипно-шатунного механизма и др.).

Диагностирование по структурным параметрам, как правило, проводят в тех случаях, когда измерить эти параметры возможно без разборки элементов (без нарушения приработки).

К структурным параметрам состояния объекта относятся зазоры в подшипниковых узлах, в клапанном механизме, между отжимными рычагами и подшипником отводки муфты сцепления, в верхних и нижних головках шатунов кривошипно-шатунного механизма, ход рычагов и педалей механизма управления поворотом, муфт сцепления и тормозов, провисание гусеничных полотен, биение валов машин, размеры деталей, доступные для непосредственного измерения, и др.

Диагностирование по изменению герметичности рабочих объемов. В автомобильной технике и прочих сложных машинах целый ряд составных частей может выполнять свои функции только в том случае, когда объемы, в которых совершаются рабочие процессы, достаточно герметичны. К ним относятся камеры сгорания, герметичность которых зависит от состояния цилиндропоршневой группы и клапанов газораспределения, плунжерные пары, золотники распределителя гидросистемы, силовые цилиндры и др.

Диагностирование по параметрам герметичности проводят с помощью манометров, вакуумметров, пьезометров (дифференциальных манометров), расходомеров, пневматических калибраторов.

Суммарную герметичность камер сгорания (состояние цилиндропоршневой группы) определяют по количеству газов, прорывающихся в картер. Для этого измерительный прибор подключают к маслозаливной горловине. Ввиду сравнительно высокого сопротивления выходу газов из картера и, следовательно, наличия в картере избыточного давления часть газов уходит в атмосферу через сальники коленчатого вала и другие неплотности, минуя прибор. Этот недостаток устраняется путем принудительного отсоса газов из картера, обеспечивающего прохождение их только через измерительное устройство.

На практике нередко наблюдаются случаи нарушения герметичности какого-либо одного цилиндра при поломке или пригорании поршневых колец. Состояние уплотнений в отдельных цилиндрах оценивают по компрессии, измеряемой при прокручивании коленчатого вала.

Виброакустические методы диагностирования. Сущность виброакустических методов диагностирования заключается в следующем: во время работы машины движение деталей сопровождается их соударениями, в результате которых по механизмам распространяются упругие колебания. Эти колебания называют структурным шумом в отличие от воздушного шума, возбуждаемого механизмами в окружающей среде. По мере изнашивания механизмов или при возникновении в них каких-либо дефектов нарушаются запроектированные кинематические связи между деталями, вследствие чего характер шума и вибрации изменяется. Это свойство используют для оценки технического состояния объектов по параметрам шума и вибрации.

Сигналы, возбуждаемые колебаниями работающих механизмов, носят импульсный характер. Энергия акустического сигнала возрастает с увеличением зазора между соударяющимися деталями. Поэтому амплитуда виброакустического сигнала может достаточно точно характеризовать состояние кинематической пары. Сигналы фиксируются измерительными преобразователями, устанавливаемыми для этой цели на корпусе объекта диагностирования, причем измерительный преобразователь воспринимает результирующие колебания, поступающие от всех механизмов системы.

Для оценки каждого сопряжения в отдельности необходимо такое разделение сигнала на составляющие, при котором каждая из них характеризовала бы техническое состояние определенного сопряжения или одной кинематической пары.

Известно несколько способов разделения сигналов: амплитудный, временной и частотный.

При амплитудном разделении в получаемой амплитуде вибраций необходимо знать соотношение полезного сигнала, идущего от интересующего нас сопряжения или кинематической пары, и сигналов помех, поступающих от других сопряжений системы. Чем больше отношение величины полезного сигнала к значениям сигналов помех, тем точнее результат измерения. С этой целью измерительный преобразователь устанавливают в том месте, где амплитуда полезного сигнала получается наибольшей. При временном разделении сигналов системы исходят из положения, что их появление различно по времени. Например, сигналы, возникающие в верхней и нижней головках шатуна, чередуются в строгой последовательности с определенными промежутками времени между ними, обусловленными кинематикой указанного механизма и частотой вращения коленчатого вала.

Для частотного разделения сигналов необходимо знать частоту или период следования каждого из них. Частоты следования импульсов от соударений различных элементов, как правило, отличаются друг от друга.

Разложение сложного колебания на его составляющие называют спектральным разложением, или спектральным анализом. Сущность его заключается в том, что из общего колебательного процесса, порождаемого всеми элементами системы, поочередно выделяются полосы спектров колебаний с последующим определением энергии вибрации в каждой выделенной полосе. Разложение сложного колебания на составляющие проводится с помощью электронной аппаратуры — анализаторов спектра.

В качестве приемников вибраций обычно используют пьезоэлектрические преобразователи ускорений, преобразующие механические колебания сопряжений системы в электрические сигналы.

Временное разделение сигналов называют стробированием. Стробатор — прибор, пропускающий через себя сигнал только в определенные промежутки времени. Сигналы, идущие вне этих промежутков, подавляются. При таком разделении сигналов полезный сигнал с преобразователя ускорения вибрации подается на усилитель, откуда поступает в стробатор, а затем в регистрирующее устройство. Стробатор обеспечивает подключение усилителя к регистрирующему устройству в определенные моменты времени, которые отсчитывают относительно какого-либо опорного события, происходящего в механизме, например относительно момента достижения поршнем верхней мертвой точки.

После каждого соударения деталей возбуждаются упругие колебания, которые в большинстве случаев не успевают затухать до нового соударения, поэтому сигналы накладываются друг на друга во времени, и стробатор не может их разделить. Тем не менее он позволяет существенно повысить долю энергии полезного сигнала данной кинематической пары.

Приближенно оценивать состояние системы можно по измеренным в отдельных ее точках общим уровням вибраций в долях ускорения силы тяжести g (9,8 м/с²) или в децибеллах (дБ). Для измерения общего уровня вибрации применяют пьезоэлектрический измеритель ускорений.

Для оценки технического состояния отдельных сопряжений системы по вибрационным колебаниям необходимо провести спектральный анализ этих колебаний, позволяющий выявить их причины, а также определить, в каких диапазонах частот изменяется энергия вибрации в зависимости от параметров состояния проверяемого сопряжения.

Оценивать техническое состояние отдельных сопряжений по вибрационным характеристикам можно при помощи комплекса электронных приборов, соединенных в общую блок-схему.

К аппаратуре для анализа вибраций предъявляются высокие требования: соблюдение заданного температурного режима работы аппаратуры, надежная экранизация соединительных кабелей от помех, стабильность характеристик блок-схемы во времени и их линейность на всем диапазоне частот, быстрый прогрев аппаратуры до рабочих режимов и др. Техническое состояние составных частей машины по виброакустическим параметрам следует проверять на таких режимах работы, при которых характеристики процессов проявлялись бы в наиболее чистом виде, с наименьшим влиянием помех со стороны непроверяемых сопряжений. Например, для уменьшения сигналов помех при контроле состояния деталей кривошипно-шатунного механизма в каком-либо цилиндре рекомендуется на время проверки выключать из работы соседние цилиндры.

Как показывает анализ научно-исследовательских работ, методы виброакустической диагностики до сих пор окончательно не разработаны. Сложность здесь заключается в отсутствии надежных методов разделения полезных сигналов и сигналов помех, порождаемых различными сопряжениями контролируемой системы.

Методы определения содержания продуктов износа в масле. Техническое состояние машин может быть определено по содержанию металла в масле. Для этого используют различные методы:

колориметрический — сравнение окраски исследуемого масла с окраской стандартного масла, имеющего известную концентрацию;

полярографический — измерение напряженности электрического поля, не содержащего и содержащего продукты износа, с помощью ртутного электрода, помещенного в масло;

магнитно-индуктивный — измерение изменения магнитной индукции в зависимости от содержания металла в пробе, помещаемой в катушку индуктивности и вызывающей изменение значения протекающего по катушке тока;

радиоактивационный — облучение потоком нейтронов пробы масла, в результате чего продукты износа становятся радиоактивными;

спектрографический — определение содержания продуктов износа в пробе масла разложением их излучений под действием вольтовой дуги на отдельные спектры.

Техническое состояние элементов оборудования локально оценивают по внешним размерам деталей и их внутренним дефектам. Для этого в первом случае используют методы отпечатков и вырезания лунок, микрометрирования, взвешивания, профилографирования, а во втором — вихревых токов, магнитный, ультразвуковой дефектоскопии, с применением излучений и капиллярный.

Спектрографический метод получает все более широкое применение для технического диагностирования машин. Он основан на определении содержания продуктов износа в пробе масла путем разложения на отдельные спектры их излучений, происходящих под действием вольтовой дуги. Спектры фотографируют и затем расшифровывают полученные спектрограммы или обрабатывают при помощи счетно-решающих устройств.

Спектрографический метод позволяет определять в маслах содержание любых элементов, применяемых в машиностроении. Время анализа одной пробы в современных автоматизированных установках длится 3...4 мин. Такую установку могут обслуживать 1...2 человека.

Спектрографический метод выполняется по двум вариантам: 1) с озолением пробы масла и последующим определением содержания в нем продуктов износа по составу золы; 2) непосредственным анализом жидкой пробы.

В первом случае навеску масла в 5... 10 г озоляют сжиганием в тигле и затем остаток прокаливают в муфельной печи при температуре 600...800° С до полного удаления сажи. Полученную золу смешивают с тремя или более частями массы порошкообразного графита и фтористого лития; затем тщательно растирают смесь в агатовой ступке и заполняют ею кратер, имеющийся в нижнем электроде генераторной установки.

При включении генератора между верхним и нижним электродами возникает вольтова дуга. Вследствие этого содержимое кратера испаряется, создавая свечение, которое сначала направляется в спектральный прибор, а затем в регистрирующее устройство.

Для количественной оценки концентрации определяемых элементов приготовляют эталоны из окислов таких же элементов, разбавляя их порошком графита и фтористого лития в определенной пропорции.

При озолении проб достигается высокая точность и универсальность диагностирования. Такой способ получил широкое распространение при стендовых износных испытаниях двигателей, но вследствие большой трудоемкости и сложности предварительной обработки проб не применяется для диагностирования в условиях эксплуатации.

В настоящее время все большее распространение находит непосредственный спектральный анализ масел (без озоления проб), позволяющий значительно упростить и ускорить процесс. При этом наиболее перспективным считается анализ с использованием дискового электрода. Вращаясь с частотой 0,07...0,1 с^-1, электрод 5 увлекает из тигля масляную пленку и равномерно подает ее в дуговой разряд. Применение в качестве возбудителя дуги переменного тока и достаточно высокого напряжения позволяет приблизить точность этого способа к точности способа озоления.

Для внедрения спектрографического метода требуются специализированные лаборатории. Основным технологическим оборудованием такой лаборатории является фотоэлектрическая установка.

Диагностирование составных частей машин спектрографическим методом включает следующие этапы работ: отбор и доставку проб масла в лабораторию, подготовку их к анализу, спектральный анализ масла, обработку результатов анализа, постановку диагноза и принятие соответствующего решения.

По результатам анализов строят графики зависимости интенсивности изнашивания объектов диагностирования от наработки. При резком нарастании износа в основных сопряжениях дается указание о постановке машины на ремонт.

Современные автоматизированные спектрографические установки рассчитаны на массовое обслуживание машин, работающих в самых разнообразных условиях. К недостаткам спектрографического метода следует отнести сравнительно невысокую точность и трудность раздельной оценки состояния взаимодействующих сопряжений (деталей) одинакового химического состава. Погрешность метода составляет ±10...15%.

Точность метода можно повысить путем увеличения межконтрольных сроков отбора проб масел. Увеличение сроков работы масел между спектральными анализами может повлечь за собой снижение надежности объектов диагностирования вследствие несвоевременной постановки диагноза.

В этой связи спектрографический метод рекомендуется применять для предварительной эспресс-оценки технического состояния объектов диагностирования, а для окончательной постановки диагноза пользоваться более точными методами. Например, если спектрографическим анализом установлено чрезмерное увеличение концентрации продуктов износа в моторном масле (особенно железа, хрома, меди, алюминия, олова), то следует дополнительно другими методами проверить состояние цилиндропоршневой группы и зазоры в сопряжениях кривошипно-шатунного механизма.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 19

	Учебно-методический комплекс дисциплины «Торговое оборудование» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...		Учебно-методический комплекс дисциплины «организационное поведение» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «Русский язык и культура речи» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...		Учебно-методический комплекс дисциплины «Системное программное обеспечение» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
	Учебно-методический комплекс дисциплины Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании государственного образовательного стандарта высшего профессионального...		Учебно-методический комплекс дисциплины Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
	Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального...		Учебно-методический комплекс дисциплины архитектура ЭВМ 090104. 65... Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «коммерческое право» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...		Учебно-методический комплекс дисциплины «римское право» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «Таможенное право» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...		Учебно-методический комплекс дисциплины «иностранный язык по специальности» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «Технология формирования имиджа» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального...		Учебно-методический комплекс дисциплины «право интеллектуальной собственности» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «защита прав потребителей» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...		Учебно-методический комплекс дисциплины «Рекламное дело» Учебно-методический комплекс дисциплины составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего...

Учебно-методический комплекс дисциплины «диагностика оборудования»

Похожие: