Диагностика и надёжность автоматизированных систем. Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ для студентов по направлению подготов

Практической задание

На основании изложенных в практической работе №4 теоретических сведений, а также путем самостоятельного изучения литературных источников, ответить на вопросы по основным понятиям и определениям диагностирования

41

42

Лабораторная работа № 5

Методы и алгоритмы диагностирования автоматизированных систем

Цель практического занятия: ознакомление с методами диагностирования автоматизированных систем.

Теоретические сведения

Метод диагностирования – совокупность приёмов и способов, позволяю-

щих дать объективное заключение о состоянии ОД.

На практике используют три группы методов диагностирования машин и механизмов:

- по структурным параметрам (зазоры в сопряжениях, значение регулиро-

вочных параметров), непосредственно характеризующих состояние узлов и аг-

регатов оборудования.

- по параметрам рабочих процессов (температура и давление в камере сго-

рания, динамика изменения давления впрыска в топливопроводе дизеля, про-

цессы в системе зажигания и т.п.), непосредственно характеризующих состояние оборудования;

- по параметрам сопутствующих процессов (тепловое поле, шумы, вибро-

акустические процессы и т.п.), косвенно характеризующих состояние оборудо-

вания.

Первую группу методов относят к статическим, а две других группы - к

динамическим методам.

Методы диагностирования развиваются в 4-х направлениях:

-прямое диагностирование методами неразрушающего контроля;

-по виброакустическим сигналам;

-диагностирование по концентрации продуктов изнашивания в масле;

-по результатам анализа выпускных газов.

Методы неразрушающего контроля.

- Магнитопорошковый метод

43

-Капиллярный (люминесцентно-цветной)

-Электромагнитный (вихретоковый) метод

-Импульсный

-Ультразвуковой

-Акустический импедансный

-Радиационный

-Оптический

-Метод искусственных баз

Этими методами пользуются для оценивания состояния узлов и деталей,

являющихся составными частями машин и механизмов, а также трубопроводов и конструкций при неработающем оборудовании.

При этом решаются две задачи диагностирования: контроль работоспособ-

ности и поиск дефектов.

Одним из эффективных способов поддержания высокой надежности кон-

струкции является применение при производстве, использовании по назначению и ремонте диагностирования методами неразрушающего контроля магнито-по-

рошковыми, капиллярными, электромагнитными (вихретоковыми), акустиче-

скими, радиационными, оптическими.

Магнитопорошковым методом определяют состояние большинства сталь-

ных деталей, снятых или не снятых с машин и механизмов, к которым имеется доступ для намагничивания, нанесения суспензии и осмотра. На поверхность де-

тали наносят ферромагнитные частицы, которые находятся во взвешенном со-

стоянии в жидкости (минеральном масле, керосине, воде и т.п.) или в воздухе.

Деталь помещается в магнитное поле или пропускается ток по кабелю, про-

ходящему через отверстие в детали. Вследствие взаимодействия образуется маг-

нитный поток, неоднородный при наличии дефекта. В результате возникает сила,

стремящаяся затянуть ферромагнитные частицы в место наибольшей плотности магнитных силовых линий, т.е. к месту дефекта. Информативным параметром в этом случае является индикаторный рисунок в виде полосок или валиков осев-

шего на поверхности детали порошка. Размер и характер дефекта можно оценить

44

по количеству порошка и форме рисунка.

Капиллярный метод основан на использовании свойства смазывающих жидкостей, нанесенных на очищенную поверхность детали, заполнять узкие по-

лости. Лишнюю жидкость с поверхности удаляют. На поверхность наносят про-

явитель в виде специальной белой краски или порошка, под действием которого выступающая из полостей жидкость окрашивает проявитель и образует хорошо видимый на белом фоне индикаторный рисунок, являющийся информативным параметром о месте расположения, форме и протяженности дефекта. При цвет-

ном методе используют жидкость, окрашенную в красный цвет и образующую рисунок, видимый при дневном свете, а при люминесцентном методе жидкость,

дающую рисунок, ярко светящийся в ультрафиолетовых лучах. При люминес-

центно-цветном методе рисунок виден как при дневном свете, так и в ультрафи-

олетовых лучах.

Электромагнитный (вихретоковый) метод основан на возбуждении в ма-

териале вихревых токов и оценивании их влияния на магнитный поток, создава-

емый катушкой индуктивности преобразователя.

Под действием тока в катушке индуктивности образуется переменный маг-

нитный поток, проникающий в металл. При этом в металле возникают вихревые токи, создающие свой магнитный поток, направленный навстречу возбуждаю-

щему потоку. За счет протекания вихревых токов происходит превращение элек-

трической энергии в тепловую, что эквивалентно изменению индуктивности и активного сопротивления преобразователя. Их приращения, вызываемые вноси-

мыми индуктивностью и сопротивлением, можно измерить.

Трещина на поверхности приводит к перераспределению вихревых токов,

уменьшению их плотности, вследствие чего уменьшаются вносимые индуктив-

ность и сопротивление, что может быть зарегистрировано ТСД.

45

на экран монитора.

Метод искусственны баз позволяет определять износ любой части детали независимо от величины деформации. Величина линейного износа определяется по изменению размеров суживающейся лунки определенного профиля, сделанной на изнашиваемой поверхности. Линейный износ характеризует разность глубин лунки, определенных до и после испытаний. На дизелях этот метод применяется для оценки износа цилиндровых втулок. Он требует частичной разборки дизеля (например, для контроля износа втулки бывает достаточно снять крышку цилиндра) и непригоден там, где изнашиваемая поверхность пластически деформируется (например, вкладыши подшипников, шестерни и др.).

Практической задание

На основании изложенных в практической работе №5 теоретических сведений, а также путем самостоятельного изучения литературных источников, ответить на вопросы по методам и алгоритмам диагностирования автоматизированных систем.

48

49

Список литературы

1. Березкин Е.Ф. Надежность и техническая диагностика систем. 2-е изд.,

стер. СПб.: Лань, 2023. 260 с.

2. Диагностика и надежность автоматизированных систем [Электронный ресурс]: электронный образоват. контент в системе дистанц. обучения Moodle /

авт.-сост. А.В. Алексеев; М-во образования и науки РФ, Самар. гос. аэрокосм.

ун-т им. С.П. Королева (нац. исслед. ун-т).

3. Аполлонский С.М., Куклев Ю.В. Надежность и эффективность электри-

ческих аппаратов: учебное пособие. СПб.: Лань, 2022. 448 с.

4.Щурин К.В. Надежность машин: учебное пособие. СПб.: Лань, 2022. 592 с.

5.Лисунов Е.А. Практикум по надежности технических систем: учебное пособие. 2-е изд., испр. и доп. СПб.: Лань, 2022. 240 с.

50