7. Діагностика верстатних комплексів

7.1. Мета і задачі технічної діагностики

Останнім часом стали більш жорсткими вимоги до оперативності, вірогідності та глибини технічної діагностики верстатного обладнання. Застосування комп’ютерної техніки дозволило суттєво підвищити її ефективність та полегшити проведення ряду діагностичних процедур.

Метою технічної діагностики верстатних комплексів є одержання своєчасної та точної інформації про їх технічний стан та ресурс. Дана інформація використовується при проведенні планових та непланових операцій технічного обслуговування, а також при виконанні ремонтів.

Для досягнення вказаної мети при реалізації заходів технічної діагностики розв’язується ряд задач, серед яких основними є [2]:

- підтримання заданих умов технологічного процесу (забезпечення тех­нологічної надійності обладнання);

- попередження виходу з ладу обладнання шляхом його своєчасного зупинення в аварійній ситуації;

- прогнозування дефектів, що проявляються поступово для уточнення термінів виведення обладнання в ремонт та попередження аварій;

- контроль параметрів регулювання механізмів та підвищення його якості;

- перевірка якості ремонту обладнання;

- усунення або зменшення негативного впливу технологічного обладнання, середови­ща та відходів на виробничий персонал.

До завдань технічної діагностики, що розв’язуються при запуску нових верстатних комплексів відносяться:

- вибір критеріїв оцінювання якості здійснюваних технологічних про­цесів та технічного стану обладнання;

- визначення раціональної тривалості обкатки для кожно­ї одиниці обладнання;

- перевірка якості регулювання механізмів та налагодження обладнан­ня.

7.2. Сучасні методи технічної діагностики

Метод тимчасових інтервалів

Використовують під час діагностики об­ладнання всіх видів та типів з метою аналізу причин його простоїв, визначення параметрів надійності, конт­ролю режимів функціонування, обчислення кінематичних пара­метрів, отримання циклограм роботи виробничих модулів або автоматичних ліній.

Метод реалізується на основі порівняння фактичної та нормативної тривалості простоїв. Використання його дає можливість здійснити первинну локалізацію місця пошкодження.

Методи еталонних (нормативних) модулів

Основуються на порівнянні експериментально визначених або розрахованих за допомогою математич­них моделей значень робочих параметрів верстатів (потужності, ККД, робочих зусиль, обертальних моментів, тисків, прискорень, подач, амплітуд вібрацій тощо) з їх паспортними значеннями. Відмінною рисою методу є можливість використання отриманих даних при розрахунках деталей на міцність і стійкість до спрацьовування, прогнозуванні їх ресурсів та визначенні витрат енергії. З використанням величин кінематичних та силових параметрів мо­жуть бути обчислені значення кваліметричних показників, що служать для оцінювання якості механізмів під час діагностики.

Реалізація методу еталонних модулів, що базується на врахуван­ні граничних значень одного або кількох параметрів, а також його різновиду - методу гілок - не потребує складної апаратури та спеціального програмного забезпечення.

Метод еталонних (нормативних) залежностей

Базується на порівнян­ні експериментально отриманих функціональних залежностей параметрів вузла, що перевіряється з еталонними, одержаними за результатами розрахунків або дослідним шляхом (наприклад, залежність коефіцієнта нерівномірності подачі від швидкості, довжини ходу тощо). Для здійснення методу потрібна складна віброакустична апаратура.

Метод еталонних (типових) осцилограм

Є різновидом попереднього методу, за допомогою якого досліджують залежності зміни параметрів в часі. Відноситься до найпростіших та найефективніших методів технічної діагностики, у зв’язку з чим, широко використовується для виявлення дефектів машин, особливо тих, для яких характерні низькочастотні динамічні процеси. При реалізації даного методу за результатами розрахунків або експериментів створюється бібліотека еталонних осцилограм, що характеризують стан працездатної машини, а також її дефектний стан. Найбільш складним для розглядуваного методу є визначення допусків на значення параметрів, що вказуються в картках дефектів.

Метод зіставлення осцилограм

Передбачає аналіз одночасно записаних осцилограм різних параметрів або одного й того ж параметра при різних умовах роботи механізмів.

Метод є універсальним та найбільш ефективним при діагностиці нових конструкцій та під час проведення профілактичних оглядів.

Кореляційні методи

Застосовують для знаходження відхилень у характері залежностей різних параметрів (взаємна кореляція) або при зміні одного і того ж самого параметра в часі (автокореляція).

При здійсненні методу не потрібні складні математичні розрахунки та комп’ютерна техніка. Найчастіше використовується для виявлення складних дефектів.

Спектральні та спектрально-кореляційні методи

Базуються на вимірюванні або визна­ченні експериментально-розрахунковим шляхом інтенсивності акустичних зворотних сигналів від вузлів та деталей, що діагностуються.

Реалізація віброакустичних методів діагностики, потребує використання складних апаратури та обчислень і, разом з тим, забезпечує високий ступінь автоматизації процесу діагностування таких вузлів та деталей, як зубчасті передачі, коробки швидкостей, підшипники та інших.

Метод визначення граничних (аварійних) станів

Достатньо перспективний і простий метод, оснований на виявленні якісних ознак переходу пристрою або системи в недопустимий або невідповідний заданому режиму роботи стан. Не потребує точного визначення величин будь-яких кількісних параметрів.

За допомогою даного методу визначають, наприклад, недопустиме зниження рівня робочої, змащувальної або охолоджувальної рідини в баках та резервуарах, забруднення фільтрів, вимикання електроживлення тощо.

При реалізації розглядуваного методу система, що діагностується, або допоміжний пристрій подають зво­ротний світловий або звуковий сигнал, вимикається електроживлення, зупиняються виконавчі елементи верстата і відповідна інформація передається до диспетчерської або інших підрозділів підприємства.

Тестові методи

Реалізуються на основі подання на входи системи, що діагностується стимулюючих впливів. Наприклад, при діагностиці систем керування та комп’ютерної техніки у певні точки схеми подаються електричні сигнали, після чого реєструються та аналізуються відгуки на них.

До методів даної групи відносять метод перевірки точності верстата шляхом виготовлення на ньому еталонної деталі певної форми та розмірів, методи граничної стружки, визначення похибок обробки заданих ділянок деталі тощо.