Техническое обслуживание по состоянию с контролем технического
Состояния
Целью ТО по состоянию с контролем ТС является повышение надежности и снижение эксплуатационных расходов СЭС и ЭСА, при этом назначают необходимые работы по ТО в зависимости от фактического ТС конкретного объекта и предполагаемого изменения его состояния в процессе эксплуатации.
Основой такого вида ТО является техническое диагностирование и прогнозирование состояния объекта. С помощью средств технической диагностики проводят непрерывный или периодический контроль параметров состояния, по результатам которого получают объективную информацию о текущем состоянии объекта. Прогнозирование выполняют при непрерывном контроле для определения времени, в течение которого сохранится работоспособное состояние, а при периодическом контроле -для определения момента времени следующего контроля. Результаты диагностирования и прогнозирования состояния -основа для принятия решений о необходимости ТО, времени его проведения и объеме, а также о времени проведения очередного контроля состояния (см. рис. 5.2).
Реализация ТО с контролем ТС связана с затратами на диагностирование и прогнозирование, поэтому применять такой вид ТО целесообразно, когда экономические затраты не являются определяющими (для СЭО и ЭСА первой группы надежности) или когда этот метод экономически более выгоден.
Экономическая целесообразность применения ТО с контролем состояния по сравнению с другими видами обслуживания можно установить сравнением соответствующих затрат на обслуживание.
Суммарные удельные затраты на обслуживание объекта при регламентированном обслуживании
где СВi-удельные затраты на ТО объекта, находящегося в i-м состоянии (i=1,2,...,n); Qpi- вероятность перехода после регламентированного ТО
ле регламентированного ТО в i-e состояние обслуживания (восстановления).
Суммарные удельные затраты на обслуживание объекта при контроле ТС
где СдП- удельные затраты на диагностирование и прогнозирование состояния; Qдi-вероятность перехода в i-е состояние обслуживания (восстановления) с учетом диагностирования и прогнозирования.
Условие экономической целесообразности применения метода обслуживания с контролем состояния с учетом затрат на диагностирование и прогнозирование записывается в виде
Из полученных неравенств следует, что применение средств диагностирования и прогнозирования экономически нецелесообразно, если или затраты CДП велики по сравнению с выигрышем от сокращения затрат на восстановление.
Рис. 5.4. Зависимость параметра П(t) технического состояния и плотности распределения f(t) от наработки объекта.
В процессе эксплуатации ТС контролируется путем измерения диагностических параметров и сравнения их с требуемыми значениями. На практике всегда наблюдается разброс значений параметра П(t) ТС однотипных объектов: изменение параметра во времени характеризуется „веером" реализаций, а рассеивание случайных величин ресурсов-плотностью распределения f(t) (рис. 5.4).
Если диагностирование проводится периодически в моменты tk, то при превышении параметром П(tк) в моменты tK допустимого значения Пд выполняется ТО (восстановление или замена). Ресурс объектов, у которых П(tK)>ПД недоиспользуется на различную величину toc.Часть объектов откажет в процессе эксплуатации, если их параметр состояния достигнет предельного значения ППP. Ресурс отказавших объектов используется полностью (изменение параметра на рис.5.4 обозначено штриховыми линиями).
Оптимальным допустимым значением параметра является такое, при котором затраты на единицу наработки будут минимальными, но при этом объект сможет проработать следующий период tK без отказа, т. е. параметр не достигнет предельного значения.
Наиболее полно ресурс объекта без предупреждаемых отказов может быть реализован, если осуществлять непрерывное диагностирование объекта. Тогда можно принимать допустимое значение Пд достаточно близким к предельному ППР. Однако в этом случае, как правило, возрастают затраты на диагностирование.
При периодическом диагностировании наиболее полно ресурс объекта может быть реализован с минимальной вероятностью отказа, если период очередного диагностирования определять на основе прогнозирования изменения параметра. Для предупреждаемых постепенных отказов систематическое изменение параметра состояния устанавливается по данным эксплуатации или испытаний. В общем случае функциюП(t) можно представить в виде полинома n-й степени.
, (5.30)
где Пн- номинальное значение параметра.
Отклонение параметра от номинального значения
.
Период очередного диагностирования tK должен быть таким, чтобы отклонение параметра к моменту tK было на границе допуска. Если допустимое отклонение параметра , то в момент проведения диагностирования должно удовлетворяться равенство
.
Период диагностирования находится как корень приведенного уравнения п-и степени
(5.31)
Для аппроксимации функции П(t) обычно оказывается достаточно полинома второй степени, тогда tк определяется из решения квадратного уравнения
(5.32)
В полученное выражение следует ввести поправку, учитывающую разброс значений параметра относительно функции (5.30). При нормальном законе распределения значений параметра такую поправку можно сделать, исходя из того, что вероятность выхода случайной величины за интервал очень мала ( -среднеквадратическое отклонение). Тогда малая вероятность выхода параметра за допуск за период диагностирования обеспечится, если в выражениях (5.31) и (5.32) уменьшить величину допуска на и принять его равным
Наиболее полно с минимальной вероятностью отказа ресурс СЭО и ЭСА может быть реализован при ТО по состоянию с контролем и прогнозированием ТС (см. рис. 5.2).
Вопросы для самопроверки
1. Какими показателями характеризуется эффективность технического обслуживания СЭО и ЭСА?
2. Охарактеризуйте применяемые виды ТО применительно к СЭО и ЭСА, относящиеся к разным группам надежности.
3. Поясните принципы планирования периодичности и объема ТО при регламентированном обслуживании и при обслуживании с периодическим контролем.
4. В чем заключаются преимущества и недостатки ТО с контролем уровня надежности СЭО и ЭСА?
5. Как определяется периодичность диагностирования при ТО по состоянию с контролем технического состояния?
G. Какие технические и организационные задачи должны быть решены для широкого внедрения ТО СЭО и ЭСА по состоянию?