18. Контроль работоспособности

18.1. Диагностические признаки

Для каждой машины и механизма определяется совокупность диагностических признаков. По характеру изменения в процессе диагностирования диагностические признаки делятся на параметры и характеристики.

Большинство диагностических параметров, отображающих состо­яние машин и механизмов, являются неэлектрическими величинами:

- линейные и угловые перемещения,

- вибрация и виброускорения,

- расход газов и жидкостей,

- давление,

- температура,

- время,

- частота вращения,

- угловые скорость и ускорение.

Часть диагностических параметров, ко­торые присутствуют в явном виде в диагностической модели, называют прямыми. Те же параметры, через которые можно оценить прямые косвенным образом, называют косвенными.

Прямыми параметрами могут быть износ, зазор в сопря­жении, а косвенными - давление масла, температура, содержание СО в отработавших газах.

Все диагностические параметры делятся на частные и обобщенные. Первые характеризуют состояние отдельных элементов составных уз­лов и агрегатов машин и механизмов, вторые — общее состояние машин и механизмов.

Диагностические параметры

Вид параметров	Параметры
Акустический	Звуковое давление, интенсивность звука, акустическое сопротивление, механиче­ское сопротивление, уровни интенсивности звука, громкость звука
Геометрический	Длина, площадь, объем, плоский угол, телесный угол, кривизна линии, поверхности
Кинематический	Время, скорость, ускорение, угловая ско­рость, угловое ускорение, период, частота периодического процесса, фаза
Статический и динамический	Масса, сила, импульс силы, количество движения, давление, работа, энергия, плот­ность, мощность, коэффициент трения, ко­эффициент сопротивления,коэффициент упругости, момент силы, момент инерции, массовыйрасход, массовая скорость потока, затухание, добротность
Тепловой	Температура, теплоемкость (объемная и удельная), теплота фазового превращения, теплота сгорания топлива, теплопровод­ность, коэффициент теплопередачи, коэф­фициент температуропроводности
Характеризующий механические и моле­кулярные свойства вещества	Плотность, удельный объем, количество вещества, относительная молекулярная масса, мерный объем, коэффициент про­дольного растяжения, модуль продольной упругости, коэффициент всестороннего сжатия, твердость, ударная вязкость, дина­ мическая вязкость, текучесть, кинематиче­ская вязкость, коэффициент поверхностно­го натяжения, концентрация, коэффици­ент диффузии
Электрический	Напряжение, сила тока, мощность, сопротивление, индуктивность, емкость

Признаки, характеризующие состояние судовой дизельной установки

Узлы	Параметры и характеристики
Главный двигатель
Судовой дизель	Термический КПД, удельный расход топлива, расход воздуха, общий перепад давления в цилиндрах, давление в цилиндре (по развернутой индикаторной диаграм­ме)
Крышка цилиндра, втулка, поршень, выпускной клапан	Температура металла
Поршневые кольца	Диаметр колец
Система топливоподачи
Топливные насосы	кпд
Клапаны впрыска	Характеристики давления впрыска
Система продувочного воздуха
Воздушный фильтр	Сопротивление
Компрессор	Эффективность
Воздухоохладитель	Перепад давлений, коэффициент теплопередачи
Система наддува
Турбина	Эффективность

К обобщенным параметрам относятся эффективная мощность и экономичность /для двигателя/, виброакустические сигналы /для сопряженных пар/, давление при впрыске топлива для /топливоподающей аппаратуры/ и др.

В качестве диагностических параметров могут служить угол нача­ла впрыска и угол впрыска топлива, которые связа­ны в той или иной мере с дефектами в системе подачи топлива.

Один из основных диагностических параметров, характеризую­щих состояние дизелей, — герметичность камеры сго­рания.

Нарушение герметичности приводит к снижению мощности двигателя, увеличению расхода топлива, масла и объема выпускных газов, вредных для окружающей среды. Параметром герметичности камеры сгорания является максимальное давление сжатия в камере. Давление сжатия (компрессия) зависит также от частоты вращения коленчатого вала двигателя, его температурного состояния и других факторов.

Другим параметром со­стояния двигателя является равномерность давления сжа­тия по цилиндрам. Для работоспособного двигателя в процессе его использования давление сжатия снижается равномерно во всех цилин­драх. Неравномерность сжатия указывает на появление дефектов в цилиндрах с пониженным давлением.

Контактное давление при заданной геометрии узла трения обус­ловливается силовым нагруженном в звеньях кривошипно-шатунного механизма, обобщенным параметром которого в поршневых машинах является давление в цилиндре двигателя. Скорость скольжения по­движных элементов пар трения при заданной геометрии звеньев кине­матической схемы определяется частотой вращения коленчатого ва­ла.

B качестве диагностических параметров, опреде­ляющих силовое эксплуатационное нагружение элементов конст­рукции машин, следует рассматривать давление в цилиндре машины и частоту вращения коленчато­го вала.

В современных конструкциях машин для смазки подшипников используют общую принудительную систе­му, одновременно выполняющую задачу охлаждения опор. Представление об изнашивании одного или нескольких подшипников опор валов и нарушениях в системе смазки можно составить по разнице температур масла до и после его прохождения через подшипники опор. Для определения отказа конкрет­ного подшипника следует измерять температуру каждого подшипника.

Эффективным методом установления состояния масляной системы и ее магистралей при техническом обслуживании и ремонте является определение рас­хода масла через опоры (проливка масла). На этом же этапе эксплуатации целесообразно использовать оптические волоконные осмотровые средства (фиберскопы).

Диагностическими параметрами, определяющими эксплуатационную нагруженность рабочих лопаток и дисков турбин являются:

- частота вращения ротора

- перепады давления на рабочих лопатках

- градиент температур по толщине лопаток и дисков

- количество возмущений периодического вынужденного нагружения рабочих лопаток.

В качестве диагностического параметра принимают температуру газов.

Информация о состоянии различных элементов и узлов машин содержится в диагностических характеристиках / например, виброакустические сигналы дают информацию о зазорах в сопряжениях /.

Основные показатели вибрационного процесса:

- частота колебаний

- виброперемещение элемента конструкции /линейное перемещение контрольной точки конструкции/

- скорость вибрации

- ускорение

- относительный уровень вибрации.

Виброускорение характеризует силу, развиваемую вибра­цией.

Уровень этих величин определяют по виброграмме.

Для диагностирования машин и механизмов необходимо оперировать большой номенклатурой диагно­стических признаков, требующих своих методов и средств измерения.