|
В силу вероятностной природы
процессов изнашивания элементов машин, вызывающей необходимость их замены или
ремонта в различные периоды использования, определение времени проведения и
объема действительно необходимых ремонтных воздействий, с достаточной
точностью представляется операцией довольно сложной, требующей разработки и
применения специальных технически обоснованных методов.
Из анализа машиноиспользования и результатов ряда ранее
выполненных исследований вытекает, что отклонения действительной потребности
машин в ремонтных воздействиях по мере их наработки от средних регламентных
значений неизбежны и обусловлены объективными факторами.
Эти факторы оказывают комплексное воздействие на изнашивание
элементов машины, предопределяют некоторое непостоянство скорости изнашивания
в ее составных частях, а также суммированного изнашивания машины V3ir
являющегося случайной функцией времени t: Точно так же не постоянна во
времени скорость изнашивания различных элементов. Вследствие этого скорость
изнашивания конкретного элемента может быть представлена в виде
многофакторной функции этих же случайных аргументов, что характеризует
неопределенность момента их срабатывания и потребности замены или ремонта. В
связи с этим управление состоянием и надежность машин представляет собой
довольно сложную техническую проблему.
В связи с высокой сложностью установления зависимости
между показателями надежности элементов и определяющими ее аргументами,
которая по этой причине до сих пор еще не выявлена, целесообразно применять
другие, более доступные способы определения текущего состояния и
необходимости выполнения по мере наработки тех или иных
ремонтно-обслуживающих операций. Такие способы должны базироваться на
достаточно объективных данных о состоянии элементов.
Производить ремонт или замену выбывающих из строя
элементов не по программе, регламентированной во времени, хотя и с некоторыми
отклонениями, а по действительной потребности машин в этой наиболее рационально
с точки зрения более полного использования ресурса элементов, сокращения
расхода запасных частей и денежных средств, а также предупреждения возможных
отказов машин. Поэтому наиболее целесообразная система возобновления
элементов машины, производящегося в зависимости от их технического состояния,
должна содержать в основе не планово-предупредительные ремонты, а операции
планового контроля, чтобы выяснить состояние элементов и связей между ними.
Наиболее надежный способ такого контроля диагностирование без разборки
машины. Коренное отличие такой планово- контролирующей системы от системы
планово-предупредительных ремонтов в том, что возобновление элементов
регламентируется не наработкой, а показателями их состояния. В связи с этим
требуется разработка соответствующего комплекса достоверных предельных
показателей состояния элементов для машины каждой марки и достаточно надежных
методов и средств оценки текущих параметров состояния элементов машины в
непрерывной или прерывной форме.
Принципиальная схема управления состоянием технических
систем по текущим параметрам состояния их элементов представлена на рисунке
37. Она основана на теории управления системами и состоит в следующем.
Подлежащие контролю объекты обеспечиваются специальными датчиками,
позволяющими оценивать параметры их состояния, или же изыскиваются другие
способы оценки состояния элементов по каким-либо выходным косвенным
показателям У.
Получаемая информация о состоянии элементов машины
поступает в блок измерений и ограничений /?, а после переработки в некоторое
управляющее логическое устройство F, способное принимать соответствующее
решение и оказывать необходимое управляющее воздействие на машину Z, приводя
ее элементы в заданное или желаемое состояние. Система управления состоянием
машины, как и любая другая система управления, действует на основе теории
обратной связи. Общая структурная схема управления состоянием технической
системы с помощью обратной связи состоит из трех основных элементов: объекта
управления (МС), управляющего логического устройства F и блока измерительных
и ограничивающих устройств R. Необходимые значения • состояния элементов
определяются задающим воздействием X (техническими условиями) на управляющее
логическое устройство, которое на основе задающего воздействия вырабатывает
управляющие команды по возобновлению элементов машины.
Блок измерений и ограничений состоит обычно из системы
датчиков и устройств, преобразующих и передающих сигналы, а также устройств
измерения и запоминания величины сигналов. Он преобразует сигналы о состоянии
элементов в соответствующую форму, необходимую для выработки управляющего
воздействия управляющим логическим устройством.
Оперативность управления состоянием машины в значительной
степени зависит от информационного обеспечения, которое позволяет
своевременно и бесперебойно получать данные о текущем состоянии элементов
машины. Известно, что ицформационное обеспечение включает процессы измерения,
вычисления, передачи и обработки данных с допустимой погрешностью, зависящей
от динамики системы, то есть скорости изменения состояния элементов машины с
наработкой. В зависимости от скорости изменения состояния элементов
выбирается периферийное оборудование для измерения и вычисления параметров,
средства и режимы передачи информации в качестве обратной связи, систёйа
переработки информации и принятия управляющего решения, методы реализации
принятого решения (управляющее воздействие).
Применяя эти основные положения общей теории управления
системами к управлению состоянием элементов машин, можно проанализировать
современный уровень этого управления, сформулировать его задачи. По уровню
организации, применяемым методам и средствам информационного обеспечения как
составной части системы управление работоспособностью сельскохозяйственных машин
пока еще недостаточно.
За последние годы ГОСНИТИ совместно с Ленинградским СХИ и
другими научно-исследовательскими организациями разработаны теоретические
основы методов диагностики и прогнозирования остаточного ресурса по текущим
параметрам состояния элементрв машин, а в качестве блока измерений и
ограничений создана система средств инструментального диагностирования
тракторов и автомобилей. Эта система действует на основе использования р
основном косвенных признаков состояния параметров и производит измерения
механическими и частично электронными устройствами. Такая система средств
оценки параметров состояния элементов в совокупности с информацией
водительского состава более точно и с меньшими затратами времени информирует
инженерных работников о величине износа тех или иных элементов ма- »
шин и позволяет более объективно, с наибольшим
приближением прогнозировать их остаточный ресурс. Дискретность получаемой
информации, применение механических средств диагностирования и отсутствие
автоматических управляющих устройств затрудняют- пока еще формирование и
получение'достаточно обоснованных управляющих команд, не позволяют сократить
др минимума время диагностирования машин.
Указанные принципы информационного обеспечения не
единственные. С точки зрения снижения затрат времени и средств на
диагностирование заслуживает внимания система информационного обеспечения,
основанная на периодическом отборе проб масел и анализе количества и скоростй
нарастания в пробах продуктов износа. Не менее перспективны, на наш взгляд,
системы информации, применяющие вибрационно-акустические методы оценки
состояния элементов, системы информации, использующие перепады температур в
различных точках элементов машин, и т. д.
Наконец, углубление познания о закономерностях изменения
состояния элементов в зависимости от наработки, действия внутренних и внешних
факторов позволит выявить определенные функциональные связи, которые в конце
концов могут быть использованы в перспективе в качестве способа контроля
технического состояния элементов машин.
|