8.4. Совершенствование технологических процессов технического обслуживания строительных технологических машин
Концепции диагностики. Совершенствование технологий обслуживания строительной техники на транспортных базах связанно с управлением качества ТО и ремонта и основывается на развитии нескольких направлений. По нашему мнению, они таковы:
это совершенствование управлением физическими процессами, лежащими в основе ТО современными средствами и поиск новых методов диагностики, обеспечивающих своевременное обнаружение или дающие возможность прогнозировать действия, направленные на поддержания работоспособности систем изделия.
это компьютеризация и повышение уровня автоматизации процессов ТО и ремонта.
оптимизация выбора и управление базовыми параметрами, достоверно характеризующими техническое состояние объекта, включая поиск новых, ранее не используемых методов и средств ТО.
совершенствование системы организации процессов ТО и ремонта.
создание новых и совершенствование используемых средств технического диагностирования, контроля операций и другие.
Исследуем некоторые из них.
При существующей системе технического обслуживания любая техника через определенный пробег (время) в принудительном порядке должна быть подвержена профилактическим воздействиям в установленном ТО и прописанном объеме операций.
В основу обслуживания положены процессы износа трущихся частей, старения материалов и агрессивное воздействие внешней среды. В связи с этим отсутствует индивидуальный подход к каждому конкретному виду техники, хотя, несмотря на предписанное корректирование режимов ТО и ремонта в зависимости от ряда факторов, несколько компенсирует это расхождение.
Каждый технический объект имеет свою индивидуальность, даже при работе машин в одинаковых условиях, техническое состояние каждой из них, даже при одной и той же наработке, вследствие целого ряда причин (индивидуальные особенности сборки машины, качество вождения, индивидуальное ТО) может существенно отличаться. Сутью диагностирования является процесс определения технического состояния объекта без его разборки по внешним признакам путем измерения величин, характеризующих его состояние и сопоставления их с нормативами.
Диагностирование предназначено обеспечивать систему ТО и ремонта автомобилей–баз индивидуальной информацией об их техническом состоянии и, следовательно, является элементом этой системы.
Диагностирование контролируемого объекта (механизма, агрегата системы автомобиля–базы и рабочих органов ТС СТМ) осуществляют согласно алгоритму (совокупности последовательных действий), установленному нормативно–технической документацией.
Весь комплекс, включающий объект, средства и алгоритмы, образует систему диагностирования.
Объект системы диагностирования характеризуется необходимостью и возможностью диагностирования. Возможности диагностирования обусловлены наличием внешних признаков, позволяющих определить неисправность техники без её разборки, а также доступностью измерения этих признаков.
Системы диагностирования делятся на функциональные, когда диагностирование проводят в процессе работы объекта, и тестовые, когда при измерении диагностических параметров работу объекта воспроизводят искусственными средствами.
Существуют
также универсальные
и
специальные
системы
диагностики, которые предназначены
соответственно для нескольких различных
диагностических процессов и для
обеспечения
только одного процесса.
Диагностические системы могут также быть общие и локальные. В первом случае об объекте контроля судят по качественному критерию, определяя его состояния на уровне: годен – не годен. Для диагностирования составных частей объекта, вида системы, механизмов используют локальные системы. Кроме того, диагностические средства могут быть ручными или автоматизированными (автоматическими).
В настоящее время возникла необходимость индивидуализации сервисного обслуживания даже массово выпускаемых транспортных автомобилей–баз. Отсутствие рационального подхода, основанного на проведении индивидуального ТО и ТР по оценке физического состояния объектов эксплуатируемых подсистем, негативно сказывается на повышении работоспособности обслуживаемых машин. Ведь далеко не для каждой конкретной машины необходимы все операции, предусмотренные «жестким» объемом того или иного вида технического обслуживания.
Выполнение этих «необязательных», но рекомендованных регламентом ТО операций ведет, с одной стороны, к неполной реализации индивидуальных свойств машины, повышению затрат на ТО, с другой, объективно не способствует улучшению технического состояния машины. Однако излишнее вмешательство в работу сопряжений способствуют повышенному изнашиванию сопряженных поверхностей, появлению дополнительных внутренних разрушающих напряжений, а в итоге – повреждений деталей.
Хотя с другой стороны, если не следовать регламенту технического обслуживания, то есть опасность значительных потерь трудовых и материальных ресурсов, связанных с несвоевременным выявлением отказов. Наиболее полное использование индивидуальных возможностей машины и обеспечение на этой основе высокой эффективности подвижного состава в процессе эксплуатации может быть осуществлено за счет широкого внедрения в технологический процесс адресного ТО (ремонта), проводя адресное, автономное диагностирование технического состояния ТС СТМ.
Исходим из того, что техническая диагностика – это специфичная область теории и практики (знаний), исследующая технические состояния объектов диагностирования и проявления индивидуальных технических состояний. В её основе лежит систем диагностирования, основанная на использовании объективных методов определения состояния техники и применении рациональных принципов построения и организации технологии использования диагностических средств.
Фактически любое техническое диагностирование – это процесс определения технического состояния объекта диагностирования с определенной точностью, в рамках принятых полей допусков.
Такая система способствует эффективному предупреждению возникновения отказов и неисправностей; повышению надежности машины за счет своевременного проведения ТО (или назначения ремонта); повышению долговечности систем, агрегатов, узлов и деталей (за счет сокращения количества разборок). Система также способствует снижению расхода ресурсов, эксплуатационных материалов, запасных частей; обеспечивает рациональное использование трудовых затрат на ТО и ремонт.
Между регламентируемой планово–предупредительной системой ТО и ремонта и реальным, индивидуальным состоянием транспортной базы всегда существует несогласование. Поясним это. Например, подошла необходимость проводить ТО строительной машины, которая эксплуатировалась не интенсивно, более того, у неё малый пробег. Проводя необходимые регламентные работы, требуется осуществить разборку–сборку какого-нибудь узла, заменить деталь (например, стопорную гайку на оси ступицы).
Если не выполнять указанные операции, то не будет выполнен перечень операций ТО, но на их выполнении настаивает регламент гарантийного обслуживания. В этой ситуации необходим компромисс.
Простой пример поиска компромиссов подсказывает о необходимости введения в практику принципа индивидуального подхода в проведении всех видов обслуживания и ремонтов. При проведении ТО необходимо адресное (персональное, индивидуальное), автономное (вне рамок планового ТО) рациональное обслуживание машины.
Назовем этот принцип аббревиатурой вышеуказанного текста – ААРО.
Укажем, что фактически здесь затронули вопрос персонификации оказываемых услуг при обслуживании объекта.
В последние годы для повышения эффективности исследований и организации многих процессов, включая обслуживание автомобилей–баз, их рассматривают как сложные технологические процессы, подчиняющиеся теории систем. При этом, например, процессы, включая диагностики, используемые для оценки технического состояния автомобиля (его подсистем и элементов), рассматривают как систему с входами и выходами.
Большое влияние на выходные параметры оказывают конструкторские параметры системы, которыми являются, например, функционально–кинематические схемы, заложенные в идею систем и структуру автомобиля–базы (карбюраторный или дизельный двигатель, передний или задний привод); технологические процессы изготовления и сборки машины и её узлов; схемы и условия эксплуатации и другие.
Выходные процессы, используемые для оценки технического состояния машины без ее разборки, называются диагностическими признаками, а параметры таких процессов – диагностическими параметрами.
Не все выходные процессы могут служить в качестве диагностических признаков. Для того чтобы можно было использовать параметр выходного процесса в качестве диагностического, он должен удовлетворять следующим требованиям.
Быть функционально важным для оценки технического состояния машины. Быть однозначным, то есть должен отсутствовать его переход от возрастающей функции к убывающей (или наоборот) в зависимости от наработки машины или изменения его структурного параметра от начального до предельного значения. Этим обеспечивается соответствие каждому значению структурного параметра только одного, вполне определенного значения параметра выходного процесса.
Быть информативным и чувствительным (чувствительность характеризуется величиной и скоростью приращения выходного параметра при достаточно малом изменении структурного параметра).
Он должен обладать стабильностью при многократных измерениях, характеризующейся степенью рассеивания значений относительно среднего значения параметра при постоянных условиях измерения.
Параметр должен обладать дифференцирующей способностью, позволяющей разделять и локализовывать неисправности различных элементов объекта по месту их возникновения, а также обеспечивать технологичность и экономичность, определяемые удобством определения параметра при диагностировании, соответствующими трудовыми и материальными затратами.
Для оценки технического состояния объекта необходимо определить текущее значение конструктивного параметра и сравнить это значение с нормативным (эталонным). Однако конструктивные параметры в большинстве случаев не поддаются измерению без разборки узла или агрегата, что является нежелательным.
Достоверно установлено, что каждая разборка и нарушение взаимного положения сопряженных и приработавшихся деталей приводят к сокращению остаточного ресурса более чем на треть.
Опыты подтверждают, что достоверно о многих значениях конструктивных показателей можно судить вполне удовлетворительно по косвенным признакам, причем без разборки диагностируемого объекта. Качественной мерой в этом случае являются диагностические параметры. Выходными процессами этих систем являются следующие рабочие параметры: потребление или отдача мощности, расход топлива, теплообмен с внешней средой, а также сопутствующие параметры в виде вибрации, шума.
Каждый из выходных процессов количественно оценивается с помощью соответствующих показателей, как-то: отдача мощности, которая может быть оценена соответствующей величиной, темпом ее нарастания.
В зависимости от количества информации, которую содержат параметры выходных процессов, они могут быть обобщенными, которые характеризуют техническое состояние автомобиля в целом, или частными, которые характеризуют техническое состояние конкретного механизма или системы.
Пример обобщенных: время разгона машины до заданной скорости, расход топлива на 100 км пути; частные – это люфт рулевого колеса, стуки в кривошипно-шатунном механизме двигателя и т.д.
Номинальным значениям структурных параметров соответствуют номинальные значения параметров выходных процессов.
Между структурными параметрами и параметрами выходных процессов существует функциональная связь, благодаря чему по их значениям можно достаточно точно оценить техническое состояние систем автомобиля–базы, а в итоге и качество её функционирования.
При ухудшении технического состояния подсистем и узлов машины параметры выходных процессов либо увеличиваются (вибрации, расход топлива), либо уменьшаются (давление масла), поэтому возникают отклонения от стандартных значений. Приближение в поле допуска к предельным значениям параметра выходного процесса свидетельствует о неисправном состоянии (нарушении правил эксплуатации) какой–то подсистемы и всей машины в целом, это определяет необходимость ТО или ремонта.
Так как известен характер и темп изменения параметров выходных процессов, можно судить о степени приближения к предельным значениям, следовательно, можно определить ресурс работы машины до очередного ТО или ремонта.
Параметры выходных процессов в отличие от структурных измеряются непосредственно на работающем автомобиле-базе и используются для определения его технического состояния без разборки. Достоверность результатов диагностирования в большой мере зависит от нагрузочного, скоростного и теплового режимов работы объекта.
Таким образом, техническое состояние систем СТМ определяется значениями их структурных параметров. Однако возможность прямого их измерения, особенно конструктивных, без полной или частичной разборки узлов машины весьма ограничена.
Выбор диагностических параметров для диагностирования особенно сложных объектов является непростой задачей. Это связано с тем, что между структурными и диагностическими параметрами в зависимости от сложности объекта могут существовать различные взаимосвязи. Особое место в повышении работоспособности занимают вопросы совершенствования существующих методов диагностирования технических систем.