Техническое диагностирование в локомотивном хозяйстве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НДРС

Тема: Техническое диагностирование в локомотивном хозяйстве

 

 

 

 

 

 

 

 

студент 3-Л

Колесник А.В.

доцент

Гущин А.М.

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

 

• Вступление.
• Характеристика средств диагностирования.
• Задачи и средства диагностирования.
• Классификация систем технического диагностирования.
• Алгоритм и информационные характеристики технического  диагностирования.
• Характеристика средств диагностирования.
• Метод экспертов.
• Математические методы.
• Вибрационные методы диагностирования.
• Тепловые методы.
• Методы спектрального анализа.
• Оптические методы.
• Газоаналитический метод.
• Методы неразрушающего контроля.
• Классификация видов неразрушающего контроля.
• Сравнение свойств и особенностей различных видов

неразрушающего контроля.

• Локомотив как объект диагностирования.

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Вступление

Техническая диагностика — это отрасль знаний, включающих в себя теорию и методы определения технического состояния объекта диагностирования.

Техническая диагностика решает три типа задач. К первому типу относятся задачи определения состояния объекта в момент его обследования — это установление диагноза. Задачи второго типа направлены на предсказание состояния, в котором объект окажется в некоторый момент времени, — это задачи прогноза. И, наконец, к третьему типу относятся задачи определения состояния, в котором находился объект в некоторый момент в прошлом, — это задачи генеза. Задачи первого типа формально можно отнести к задачам технической диагностики; второго типа — к техническому прогнозированию; отрасль знания, занимающуюся решением задач третьего типа, можно назвать технической генетикой.

Необходимость использования технической генетики возникает чаще всего при расследовании аварий и их причин. К задачам технической прогностики относятся такие вопросы, как определение срока службы объекта, его остаточного ресурса, периодичности ремонта или осмотра. Решение этих задач связано с установлением возможных или вероятных эволюции состояния объекта, начало которых соответствует данному времени. Таким образом, знание технического состояния в настоящий момент времени является обязательным для генеза и прогноза, поэтому техническая диагностика является основой для технического прогноза и генетики. Практически все три процесса представляют собой неразрывное диалектическое единство, выражающееся в динамике состояния функционирующего объекта.

Интерес к техническому диагностированию тягового подвижного состава связан с тем, что сложность конструкции, интенсивность эксплуатации и повышение требования к надежности и безопасности не позволяют интуитивным и ручным способом определить его техническое состояние. И только применение специализированных средств диагностирования дает возможность достоверно определить техническое состояние локомотива.

К основным задачам диагностирования относятся проверка исправности объекта, его работоспособности, правильности функционирования и поиск неисправностей. Решение всех этих задач возможно только в том случае, когда диагностирование проводится на стадии производства, эксплуатации и ремонта объекта.

2. Характеристика средств диагностирования

2.1. Задачи и средства диагностирования

Создание систем технического диагностирования является составной частью комплекса работ по обеспечению качества функционирования машин и механизмов. Основная цель технического диагностирования состоит в организации эффективных процессов определения технического состояния тягового подвижного состава. В зависимости от задач диагностирования локомотивов применяют аппаратурные или программные средства, встроенные или внешние технические средства, реализующие разработанный алгоритм диагностирования.

При исследовании, разработке и реализации процессов технического диагностирования локомотивов решается также задача, связанная с разработкой и реализацией процесса управления вообще.

 Наряду с перечисленными задачами решаются и другие:

• изучение физических свойств объектов и их неисправностей;
• построение математических моделей объектов и моделей неисправностей;
• анализ модели объекта с целью получения данных, необходимых для построения алгоритмов диагностирования.

Следующую группу составляют задачи, связанные с разработкой принципов построения, экспериментальным опробованием и промышленным внедрением технических средств диагностирования. Классификация основных предметов исследований технической диагностики приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема классификации основных задач технического диагностирования.

Техническая диагностика изучает методы, определяющие действительное состояние технических объектов, в отличие от теории надежности, которая занимается изучением и использованием для расчетов средневероятностных статистических показателей, характеризующих технические объекты.

Существуют следующие виды систем технического диагностирования:

• тестовое, при котором сигнал проверки формируется в блоках системы диагностирования и по каналам передачи информации подается на входы объекта диагностирования; при этом тестовые воздействия могут подаваться на основные входы объекта и дополнительные, используемые специально для целей диагностирования (рис, 2, а);
• функциональное, при котором на основные входы объекта диагностирования поступают рабочие воздействия, согласно его рабочему алгоритму функционирования, а сигналы диагноза снимаются с объекта, используя контрольные точки (рис. 2, б);
• комбинированное, когда используются и тестовые и рабочие воздействия, особенно в сложных многофункциональных объектах, какими являются электровоз и тепловоз.

Рис. 2. Структурные схемы систем тестового (а) и функционального (б) диагностирования: БУ — блок управления; ИВ — источник воздействия; ФМ — физическая модель; ИУ — измерительное устройство; УС — устройства связи объекта диагностирования ОД с системой диагностирования СД; БРР — блок расшифровки результатов диагностирования.

Для реализации алгоритма диагностирования средства диагностирования должны иметь источники воздействий, измерительные устройства, устройства связи и обработки информации. Целью анализа результатов проверок является установление диагноза. В простейшем случае данные диагностирования или их расшифровка представляют собой результаты сравнения значений сигналов в контрольных точках с заданными эталонными значениями этих сигналов. Операцию расшифровки полученных сигналов можно проводить с использованием вычислительных устройств или автоматизированных схем.

Средства, сопоставляющие информацию об объекте, хранящуюся в его физической модели, с фактическими результатами элементарных проверок и вырабатывающие сигнал «Результаты диагностирования», называются блоками расшифровки результатов.

Носителями алгоритмов диагностирования обычно является аппаратура, конструктивно объединенная с остальной аппаратурой диагностирования (магнитные барабаны, ленты, диски и интегральные микросхемы).

В последнее время в средствах технического диагностирования широко используется микропроцессорная техника, в том числе одноплатные и однокристальные микро-ЭВМ, которые дают возможность обрабатывать данные по довольно сложным алгоритмам, осуществлять операции сравнения полученных данных с эталонными, представлять информацию в более удобной для восприятия форме. Это введение значительно усложнило структуру, но и увеличило технические возможности (рост числа каналов, накапливаемых информацию, повышение числа параметров сигналов, поступающих отдатчиков и т.д.).

При построении современной аппаратуры широкое распространение получил магистрально-модульный метод, в соответствии с которым измерительные приборы компонуются из конструктивно завершенных и совместимых друг с другом элементов или модулей, в свою очередь, информационно объединяющихся через специальные системы связи (интерфейсы), Значительный объем электронных устройств в системах диагностирования реализуется на больших интегральных схемах (БИС), поэтому для обеспечения надежной и безотказной работы приборов и быстрой локализации дефектных элементов необходимо осуществлять периодическое тестирование (самодиагностирование) этих БИС как автономно, так и в составе аппаратуры диагностирования. В первую очередь это относится к микропроцессорам, оперативным и постоянным запоминающим устройствам, операционным усилителям, аналого-цифровым и цифроаналоговым преобразователям и другим элементам и блокам.

Существенную роль в системах диагностирования играют датчики для получения первичной информации о техническом состоянии узла или детали локомотива.

2.2. Классификация систем технического диагностирования

Под техническим состоянием объекта понимают совокупность свойств объекта, установленных технической документацией и подверженных изменению в процессе эксплуатации. Процесс определения технического состояния объекта с определенной точностью называется техническим диагностированием. Основная его задача состоит в организации эффективных процессов определения технического состояния различных, особенно сложных, многокомпонентных объектов.

Контроль технического состояния — это определение вида технического состояния. Для определения вида технического состояния необходимы знание технического состояния, установленного при диагностировании, и наличие требований, характеризующих исправное или работоспособное состояние путем задания в технической документации номенклатуры и допустимых значений количественных и качественных свойств объекта. При одном и том же объективно существующем техническом состоянии изделие может быть работоспособным для одних условий эксплуатации и неработоспособным для других. Поэтому номенклатура свойств изделия, включаемая в техническую документацию, должна содержать диагностические параметры, достаточные для проведения тех видов диагностирования, которые требуются в условиях эксплуатации для проверки исправного и работоспособного состояния объекта, его правильного функционирования и поиска неисправностей с заданной глубиной. Последняя определяется числом диагностических (контролируемых) параметров, определяющих надежность изделия. Чем больше контролируемых параметров используется при диагностировании, тем глубже и полнее будет диагностирование.

Полнота технического диагностирования — характеристика, определяющая возможность выявления отказов (неисправностей) в объекте при выбранном методе его диагностирования (контроля).  Глубина поиска места отказа (неисправности) — характеристика, задаваемая указанием составной части объекта, с точностью до которой определяется место отказа (неисправности).

К средствам диагностирования относятся аппаратура, различного рода датчики, преобразователи, измерительные и специализированные приборы, пульты, стенды, вычислительные устройства и др.

Систему диагностирования представляют собой средства, объекты и исполнители, в совокупности необходимые для проведения диагностирования по правилам, установленным в технической документации. Система диагностирования должна быть обязательной составной частью системы планово-предупредительного ремонта железнодорожного тягового подвижного состава. Системы технического диагностирования предназначаются для решения следующих задач: проверки исправности; проверки работоспособности; проверки правильного функционирования, поиска дефектов.

Вид системы диагностирования должен выбираться на основании технико-экономических расчетов и технических требований, отражающих специфику процесса диагностирования локомотивов в процессе производства, эксплуатации и ремонта. Системы технического диагностирования могут быть классифицированы по ряду признаков, определяющих их назначение, задачи, структуру и состав технических средств.

По степени охвата объекта диагностирования системы технического диагностирования могут быть локальными и общими. С помощью локальных систем решается одна или несколько из вышеперечисленных задач. Общие системы технического диагностирования решают все поставленные задачи.

По характеру взаимодействия средств диагностирования с объектом диагностирования системы подразделяются на системы функционального диагностирования, в которых информация о техническом состоянии объекта поступает в процессе его нормального функционирования, и системы тестового диагностирования, когда информация о техническом состоянии объекта поступает в процессе подачи на объект специальных тестовых сигналов.

По используемым средствам различают следующие системы диагностирования: с универсальными средствами диагностирования и контроля объектов различных типов: со специализированными средствами (стенды, имитаторы и др.); с внешними средствами, расположенными на постах диагностирования, (связь с объектом диагностирования осуществляется через стыковочные узлы); со встроенными средствами диагностирования, составляющими единое целое с объектом диагностирования и располагающимися непосредственно на объекте диагностирования.