книги / Надежность и диагностика технологических систем

инструментальными средствами заказа запасных частей и вспо­ могательных материалов по компьютерным сетям.

Согласно общепринятой терминологии, система техниче­ ского обслуживания и ремонта (ТОР) — это совокупность взаи­ мосвязанных технических средств, специальной технической документации и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества изделий, относящихся к компетенции этой системы. В соответствии с ГОСТ 18322-78 под техническим обслуживанием понимается операция или комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности изделия при использовании по назначению, хранении и транспортировании.

Понятие ремонта включает в себя комплекс операций по вос­ становлению работоспособности изделия и/или восстановлению ресурсов изделий, включая их составные элементы. Примене­ ние процедур ТОР позволяет в наиболее экономичном режиме осуществлять эксплуатацию ТС, их восстановление и ремонт. ТОР проводятся применительно к ТС в плановом порядке. В на­ шей стране широко известна система планово-предупредитель­ ного ремонта (ППР).

ILS/ИЛП обеспечивает планирование технического обслужи­ вания (Maintenance Planning), разработку концепций ТОР, реа­ лизацию плана ТОР, интегрированные процедуры поддержки материально-технического обеспечения (Integrated Supply Sup­ port Procedures), предоставление персоналу электронных версий (Electronic Documentation) эксплуатационной и ремонтной доку­ ментации. Кроме того, становятся возможными компьютерные методы управления заказами (Order Administration) на поставку запасных частей и материалов, используемых при эксплуатации, а также управление счетами на оплату заказанных предметов снабжения.

При эксплуатационном и ремонтном обслуживании ТС необ­ ходимо обеспечить:

• наличие справочных материалов по устройству ТМ и СУ, правилам их эксплуатации, выполнения регламентных работ

иремонта;

•обучение персонала пользователя правилам эксплуатации

иремонта изделий;

•удовлетворение потребностей в оснастке, инструментах и ма­ териалах;

3328. Использование компьютерных информационных технологий

•расчет количества обслуживающего персонала;

•разработку методик диагностики состояния оборудования

ипоиска неисправностей;

•установку ПО для автоматизированного заказа материала

изапасных частей, планирования регламентных и ремонтных работ.

Использование КИТ позволяет получать значения данных по­ казателей в виде случайных функций, что повышает точность моделирования ТС, управления ими в рамках ERP с учетом со­ стояния ТО в реальном времени, а также планирования работ по ТОР.

Контрольные вопросы

1.Объясните понятие жизненного цикла изделий.

2.Перечислите основные потоки информации при отработке изделия на надежность в процессе его жизненного цикла.

3.Каковы пути использования компьютерных баз данных при органи­ зации работ по ремонту и восстановлению изделий?

4.Каковы преимущества в использовании локальных компьютерных сетей при обеспечении надежности технологической системы?

5.Какие службы глобальной сети интернет используются при органи­ зации работ по обеспечению надежности?

6.В чем заключаются задачи и особенности применения CALS/И П И - технологий?

Неисправность в работе агрегата, узла или системы в целом явля­ ется следствием возникновения дефектов в его элементах. Под дефектом следует понимать любое несоответствие свойств объек­ та заданным, требуемым или ожидаемым. Дефектами деталей и других элементов ТС называют отклонение их параметров от первоначально установленных значений (заданных размеров, формы, шероховатости и физико-механических свойств поверх­ ности, качества смазки, окраски и др.).

Поиск и обнаружение дефекта — это установление факта его наличия и местоположения в объекте. Возникновение и развитие дефектов зависит от многих факторов: несовершенства конструк­ ции, условий эксплуатации, технологии изготовления, качест­ ва используемых материалов и др. Обычно развитие дефектов и появление вследствие этого неисправностей происходит мед­ ленно и какое-то время почти не отражается на работе объекта. Процесс медленного ухудшения показателей считается нормаль­ ным и естественным. Но при некоторых условиях дефекты возни­ кают и развиваются очень быстро. Их количественные показатели за короткое время достигают предельных значений, и у объекта резко ухудшаются его параметры, а иногда он даже становится непригодным к использованию.

Объект, удовлетворяющий всем требованиям нормативно-тех­ нической документации и полностью соответствующий всем экс­ плуатационным показателям, является исправным (или говорят, что он находится в исправном состоянии), т.е. все его параметры, как основные, так и второстепенные, находятся в заданных пре­ делах.

Объект работоспособен, если все его основные параметры нахо­ дятся в пределах заданной нормы. Выход любого параметра за установленные пределы означает неисправность объекта. Объект функционирует, если его основные параметры, характеризую­ щие работу в данном режиме и в данное время, не выходят за до­ пустимые пределы.

Теория технической диагностики оперирует понятиями «си­ стема» и «элемент». Система — совокупность элементов, взаи­ мосвязанные функции которых координируются для выполнения общей задачи. Понятие системы охватывает объект в целом.

Элемент (блок, узел) — часть системы, которая выполняет заданные функции. Разделение системы на произвольное число частей (элементов) неоднозначно. Понятие «элемент» нельзя

Задачи диагностики — проверка исправности и работоспо­ собности объекта, а также поиск дефектов, нарушающих пра­ вильность его функционирования.

1.Проверка исправности. Цель.— убедиться, что в объекте нет ни одной неисправности и ни один из параметров не выхо­ дит за заданные пределы. Это наиболее полный вид контроля. На этапе производства он позволяет узнать, содержит ли объект дефектные компоненты, а их сборка — ошибки. При ремонте проверка исправности позволяет убедиться, все ли дефекты уст­ ранены.

2.Проверкаработоспособности. Цель — оценка способности

объекта выполнять все функции, предусмотренные его алгорит­ мом работы. Это менее полный контроль, который может не обна­ ружить некоторые неисправности, не препятствующие приме­ нению объекта по назначению. Проверка работоспособности осуществляется на этапе эксплуатации объекта при профилак­ тике перед применением объекта по назначению.

3. Проверка функционирования. Цель — следить за тем, не появились ли неисправности, нарушающие работу в данное вре­ мя. Это еще более упрощенный контроль работы объекта только в одном режиме, который проводится на этапе эксплуатации. Таким образом, исправный объект всегда работоспособен и пра­ вильно функционирует. Неправильно функционирующий объ­ ект всегда неработоспособен или неисправен. При определении технического состояния объекта решаются три типа задач:

• определение состояния, в котором объект находится в на­ стоящий момент времени, — это задача диагностики;

• предсказание состояния, в котором объект окажется в не­ который будущий момент времени, — задача прогностики (от греч. prognosis — предсказание, предвидение);

• определение состояния, в котором объект находился в не­ который момент времени в прошлом, — задача генетики, или генезиса (от греч. genesis — происхождение, возникновение).

Генезис необходим при расследовании аварий, отказов и их причин, когда настоящее состояние объекта отличается от состоя­ ния, в котором он оказался в прошлом в результате появления первопричин, вызвавших отказ. Знание состояния объекта в на­ стоящий момент является обязательным как для генезиса, так

идля прогностики, т.е. в их основе лежит ТД. Знание методов

ипринципов ТД дает возможность заменить интуитивные методы

модули, состоящие из ТО, средств контроля и диагностики, загру­ зочных, накопительных и транспортных устройств для загото­ вок, инструмента, оснастки и отходов. В ГПС применяют двух-, трех-,четырехуровневые СУ, что позволяет распределять между ними часть функций АСД.

Объектами диагностирования (ОД) является разнообразное оборудование и другие элементы автоматизированных ТС (станки с ЧПУ, модули, роботы, СУ, инструментальные и транспортно­ накопительные системы). Применение ЭВМ значительно снижает стоимость создаваемых АСД, повышает такие показатели каче­ ства, как гибкость, мобильность, централизация.

Показатели качества при неавтоматизированном производстве зависят в основном от квалификации обслуживающего персонала, а в ГПС — от ее структуры, надежности и адаптивных свойств.

Выходные параметры машины непосредственно характери­ зуют ее работоспособность и связаны с ее целевым назначением. Выходными параметрами технологических машин могут служить характеристики, обусловливающие качество выпускаемой про­ дукции. Диагностированию подвергаются несущие конструкции, двигатели, привод, основные узлы и механизмы, вспомогатель­ ные устройства, роботы, схваты, СУ (табл. 9.1).

Параметры диагностирования. У станков с ЧПУ диагности­ руют инструмент, резцедержки, шпиндели, элементы СУ. Число и состав измеряемых параметров изменяются в зависимости от поставленных задач: проверка готовности к работе; непрерывный функциональный и параметрический контроль наиболее важных элементов, блоков, устройств при эксплуатации станка; прогно­ зирование ресурса работоспособности наиболее ответственных деталей (направляющих, подшипников, механизмов приводов); прогнозирование параметрической надежности станка (контро­ лируются параметры точности, на которые оказывают влияние температурные деформации, жесткость системы, износ, виброакустические параметры).

У обрабатывющего центра контролируются следующие пара­ метры: геометрические, кинематические, динамические, виброакустические, тепловые, электрических сигналов, уровень жидкости и др. При диагностировании режущего инструмента определяют размерный износ и его интенсивность (прямым или косвенным методами). При этом выявляются: поломка, выкра­ шивание, заклинивание (например, при сверлении), наростообразование и его последствия.

ционные показатели можно определить, если известно значение каждого диагностируемого параметра. В этом случае необходимо прежде всего оценить значение функциональных параметров.

Функциональными являются геометрические, механические и другие параметры, влияющие на эксплуатационные показатели машин и служебные функции их деталей и узлов. В ТД диагноз объекта рассматривают как общий метод опознавания состояния механизма без его разборки в условиях эксплуатации и ремонта. Результаты диагноза являются основанием для принятия реше­ ния о дальнейшем использовании техники. Состояние технического объекта, характеризуемое уровнем диагностических параметров, оценивают по значениям диагностических сигналов.

Диагностическими сигналами называют процессы, служа­ щие переносчиками информации о состоянии элементов объек­ та к оператору или диагностическому прибору. Анализ сигнала заключается в том, что из всей совокупности его свойств фикси­ руются и оцениваются только те, которые несут наибольшую диагностическую информацию. Результатом анализа является описание сигнала через количественные значения его парамет­ ров, которое затем используется для принятия решения о кон­ кретном состоянии объекта.

Диагностика оперирует лишь косвенными методами измере­ ния эксплуатационных параметров техники и использует сравне­ ние измеряемой величины с эталоном. В результате диагноза полу­ чают сведения относительно внутренних свойств обследуемого объекта. Из-за невозможности непосредственного измерения тре­ буемых параметров в труднодоступных местах приходится изме­ рять не сами параметры, а параметры процессов, порождаемых работающим техническим объектом и доступных для измерения.

Для исключения большой теоретической и экспериментальной работы по определению строгой функциональной зависимости каждого параметра сигнала от параметра состояния используют ассоциативный метод диагностики. При этом сравнивают не само состояние объекта, а соответствующие ему диагностические сиг­ налы. Эти типовые сигналы запоминают и с ними сравнивают сигналы исследуемого объекта.

Следует контролировать те параметры, о которых заранее из­ вестно, что их изменение является основной причиной потери машиной работоспособности (например, износ направляющих