54

1 Загальна частина

1.1 Основні функції і завдання технічної діагностики

по відношенню до рухомого складу

У експлуатаційних умовах велика частина несправностей виявляється тільки тоді, коли вони проявляються значною мірою. Несправності, що ведуть до незначного збільшення витрати електроенергії на рух, зносу базових і змінних деталей, зниженню ефективності гальмівних систем, можуть бути, не помічені водіями або ремонтним персоналом. Якщо ж кваліфікований робітник або досвідчений водій все ж таки зміг виявити відхилення від норми характеристик вузла або агрегату до настання несправності або відмови в роботі, то необхідне ремонтне втручання, не передбачене системою планово-попереджувальних ремонтів. Для виявлення несправностей на ранніх стадіях, запобігання дефектам і відмовам в експлуатаційних умовах, прогнозування часу виконання відповідних ремонтних операцій і профілактичного обслуговування необхідний контроль технічного стану вузлів, агрегатів і апаратів засобами діагностики.

Оскільки зміни технічного стану неминучі, то вузли, агрегати і апарати рухомого складу слід постійно контролювати, що викликає необхідність впровадження на підприємствах міського електричного транспорту (МЕТ) засобів технічної діагностики.

Безперервне зростання складності конструкції рухомого складу викликає посилювання норм, допусків і технічних вимог. Наслідком цього є збільшення числа необхідних регулювань і контрольно-профілактичних операцій і в той же час числа чинників, що роблять вплив на працездатність того або іншого вузла. Зростання складності технічних пристроїв вимагає підвищення кваліфікації обслуговуючого персоналу і витрат часу на пошук несправностей і їх усунення.

Процеси зміни технічного стану вузлів, апаратів і агрегатів трамвая і тролейбуса представлені в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 - Зміни стану апаратів і вузлів рухомого складу МЕТ

Вид споживаної енергії	Побічні прояви, супроводжуючі використання енергії	Поступові зміни	Раптові зміни
Електрична	Електрохімічні	Сульфатація, підгоряння, випалювання, окислення	Пробій ізоляції, замикання, розрив електричного ланцюга
Механічна	Знос	Зміна розмірів і форм; порушення сполучень і регулювань
Теплова	Тепло-хімічні	Викривлення, корозія, висихання, заморожування	Прогари, виплавлення, заїдання
Тиск рідини, або повітря	Фізико-механічні	Вигин, биття	Тріщини, злами, обриви
	Гідропневматичні	Витоки	Проколи, порушення герметичності

Інтуїтивні методи і індивідуальні професійні способи оцінки технічного стану вузла або агрегату малоефективні, часто не об'єктивні. Найбільш точну оцінку дає технічне діагностування за допомогою спеціальних пристроїв [7].

При цьому без розбирання агрегатів і вузлів можна встановити необхідний об'єм ремонту, технічного обслуговування і регулювання.

Технічне діагностування ведеться по ознаках, що несуть інформацію про технічний стан. Оцінити технічний стан об'єкту, що діагностується, можна шляхом порівняння його із станом еталонного об'єкту. Проте для міського електричного транспорту ще не встановлений ні еталонний об'єкт, ні строго окреслена математична модель його стану.

Завданнями систем діагностики стосовно технічного стану рухомого складу МЕТ є:

• оцінка в даний момент часу відповідності стану вузла або агрегату технічним вимогам, тобто оцінка його працездатності у момент контролю;

• прогноз стану, в якому опиниться вузол або агрегат після деякого часу роботи, тобто прогнозування технічного стану об'єкту на основі законів зміни його технічного стану в процесі роботи, виявлених в результаті вивчення і визначення прогнозуючих параметрів (тривалість роботи, цикли навантаження, пробіг);

• визначення технічного стану, в якому знаходився агрегат або вузол у минулому, в деякий момент часу (пробігу), що цікавить нас, передуючий діагностичному обстеженню, тобто визначення на основі відповідності встановленим законам змін, що відбуваються у вузлах і агрегатах в процесі, нормального режиму експлуатації.

Одним із супутніх завдань, що вирішуються засобами технічної діагностики, є пошук несправності. Виявити несправну деталь або місце несправності, а можливо і причину виникнення її - мета першорядної ваги при обстеженні складних пристроїв, таких, наприклад, як система імпульсного тиристорного регулювання швидкості руху тролейбусів і трамваїв. Розбирання вузла справного або несправного, але такого, що зберігає працездатність (при інтуїтивному пошуку несправності) завдає часто більшого збитку, ніж той, який був би при роботі з наявною несправністю вузла або агрегату до його відмови або надходження на плановий ремонт.

Як правило, технічний стан складного агрегату або рухомого складу в цілому визначається сукупністю параметрів (фізичних величин), значущість кожного з яких різна. Тому виділяється один або декілька основних параметрів із загальної сукупності, що визначають технічний стан агрегату, і встановлюються їх граничні значення, вихід за яких може привести до відмови.

Діагностичними вважають основні параметри функціонування або технічного стану об'єкту. Ці параметри повинні містити необхідну для діагностики інформацію або, як то кажуть, діагностичні ознаки, які можна оцінити кількісно, тобто виміряти. У міру зміни технічного стану діагностичні параметри можуть або збільшуватися (електричний опір, рівень шуму, вібрація, температура), або зменшуватися (тиск мастила, струм уставки апарату, прискорення).

Можливість безпосереднього вимірювання основних параметрів вельми обмежена, тому практично завжди користуються непрямими методами вимірювання основних і супутніх параметрів, супроводжуючих процес функціонування [3].

Основна функція діагностичних засобів - вимірювання діагностичних параметрів. Розробляють методи для вимірювання діагностичних параметрів при роботі обстежуваної машини (вузла) в заздалегідь заданому режимі. Отримані результати обробляються оператором або логічним пристроєм. Прийнятними методами можна вважати ті, які дозволяють виміряти параметри робочих процесів (опір електричного ланцюга, потужність, рівень шуму, гальмівні сили і т. д.) або супутніх процесів (рівень зміни шуму, нагріву поверхні і т. д.), або ж геометричні параметри. Причому кожен з методів діагностики повинен бути уточнений, пристосований стосовно конкретних агрегатів, вузлів і пристроїв. Доцільність практичного застосування того або іншого методу і відповідних засобів діагностики можна оцінити точністю вимірювання, технологічністю операцій діагностування і економічною ефективністю впровадження.

Точність і економічна ефективність визначаються показниками надійності, а технологічність - простотою і зручністю користування методами і засобами діагностування, стабільністю їх дій і пристосованістю до конкретних умов технічної експлуатації.

Застосовують функціональний метод технічної діагностики (вузол або агрегат при перевірці правильності його функціонування або пошуку несправностей - знаходиться в робочому стані) або тестовий (при непрацюючих вузлах і агрегатах ведеться перевірка справності, працездатності або пошук несправностей). Сумісне застосування функціонального і тестового методів підвищує значення і результативність діагностики.

При тестовому методі на вхід системи подають в певній послідовності спеціально підібрані сигнали. В результаті дії цих сигналів, як реакції на них, з'являються відповідні вихідні сигнали. Порівнюючи вихідні сигнали з очікуваними (теоретично передбаченими), які повинні з'явитися на виході системи, якщо вона функціонує нормально, можна визначити відхилення в роботі (відступи від режиму, порушення функціонування, несправність і т. д.). Тестовий метод діагностики за певною програмою дозволяє провести контроль стану і функціонування системи за декілька хвилин.

Широкого поширення при технічній діагностиці набув акустичний метод, коли по характеру шуму визначають пошкоджену деталь, можливий термін подальшої її експлуатації і оптимальний спосіб ремонту. Акустичний шум, що виникає при роботі машини, несе в собі інформацію про її технічний стан.

Порівнюючи спектральні складові шуму еталонного агрегату і того, що випробується, можна встановити ступінь відхилення режиму роботи останнього від еталонного, тобто вирішити задачу технічної діагностики [7].

Під час застосування віброакустичного метода визначають зміну зазору в сполучених деталях. Для цього у виділеному спектрі коливань заміряють енергію вібрації і встановлюють місце дефекту і його величину (зазор в сполученні).

При діагностуванні по товщині масляної плівки в сполученні виміри ведуть вольтметром:

U= U1+ U2+ U3, (1.1)

де U - свідчення вольтметра; U1, U2, U3 - заміряна напруга відповідно на масляній плівці, в провідниках, сполучених деталях.

Якщо масляна плівка руйнується, то U = U2 + U3, що дозволяє визначити стан сполучення.

Ефективність технічного діагностування забезпечується пристосованістю конструкції вузлів і агрегатів тролейбуса і трамвая до діагностичного обстеження, їх високою ремонтопридатністю: усунення виявленої несправності не повинно бути складнішим і трудомістким, чим її пошук. Все це закладається на стадії проектування. Засоби, за допомогою яких здійснюється технічна діагностика, доцільно проектувати паралельно з розробкою конструкції рухомого складу.

Перспективними є бортові системи технічної діагностики (розташовані в кабіні тролейбуса або трамвая). При цьому водій може отримувати інформацію про ресурс працездатності вузлів і агрегатів керованої ним одиниці рухомого складу.

Впровадження засобів технічної діагностики в практику експлуатаційних депо забезпечує підвищення ефективності виробництва.

Економічну ефективність технічної діагностики можна оцінити, порівнюючи витрати на експлуатацію рухомого складу з додатковими витратами на виконання діагностики. Зниження експлуатаційних витрат при впровадженні діагностики обумовлене зменшенням об'єму поточного ремонту, витратами запасних частин, витрат праці, підвищенням продуктивності праці, збільшенням коефіцієнта технічної готовності і довговічності використання рухомого складу; витрати на діагностику обумовлені витратами на діагностичне устаткування і експлуатаційними витратами на його використання. Діагностика технічного стану рухомого складу як один з найважливіших засобів вдосконалення технічного обслуговування має широкі перспективи.