При одновременном проведении двух или трех видов диагностирования его называют комплексным

Диагностирование – это совокупность методов и средств для определения основных показателей технического состояния отдельных механизмов и машины в целом без их разборки либо при частичной разборке.

Результатом диагностирования является диагноз — заключение о техническом состоянии объекта с указанием при необходимости места, вида и причины дефекта.

Достоверность диагностирования – вероятность того, что при диагностировании определяется то техническое состояние, в котором действительно находится объект диагностирования.

Техническое состояние— совокупность подверженных изменению в процессе производства или эксплуатации свойств объекта, характеризуемая в определенный момент времени признаками и параметрами состояния, установленными технической документацией на этот объект.

Параметр состояния — физическая величина, характеризующая работоспособность или исправность объекта диагностирования и изменяющаяся в процессе работы.

Диагностическая операция - часть процесса диагностирования, выполнение которой позволяет определить один или несколько диагностических параметров объекта.

Технология диагностирования - совокупность методов, параметров и операций диагностирования, выполняемых планомерно и последовательно в соответствии с технологической документацией для получения конечного диагноза.

На рис. 1показана структура технической диагностики. Она характеризуется двумя взаимопроникающими и взаимосвязанными направлениями: теорией распознавания и теорией контролеспособности. Теория распознавания содержит разделы, связанные с построением алгоритмов распознавания, решающих правил и диагностических моделей. Теория контролеспособности включает разработку средств и методов получения диагностической информации, автоматизированный контроль и поиск неисправностей. Техническую диаг­ностику следует рассматривать как раздел общей теории надежности.

Диагностирование включает три основных этапа:

· получение информации о техническом состоянии объекта диагностирования;

· обработку и анализ полученной информации;

· постановку диагноза и принятие решения.

Первый этап заключается в определении параметров состояния объекта, установлении качественных признаков состояния и получении данных о наработке; второй — в обработке и сравнении полученных значений параметров состояния с номинальными, допускаемыми и предельными значениями, а также использовании полученных данных для прогнозирования остаточного ресурса; третий — в анализе результатов прогнозирования и установлении объема и сроков работ по техническому обслуживанию и ремонту составных частей машины.

Объект диагностирования— изделие и его составные части, подвергаемые диагностированию.

В технической диагностике рассматриваются следующие объекты.

Элемент - простейшая при данном рассмотрении составная часть изделия, в задачах надежности может состоять из многих деталей.

Изделие - единица продукции определенного целевого назначения, рассматриваемая в периоды проектирования, производства, испытаний и эксплуатации.

Система- совокупность совместно действующих элементов, предназначенная для самостоятельного выполнения заданных функций.

Понятия элемента, изделия и системы трансформируются в зависимости от поставленной задачи. Например, при установлении его собственной надежности станок рассматривается как система, состоящая из отдельных элементов — механизмов, деталей и т.п., а при изучении надежности технологической линии - как элемент.

Структура объекта - условная схема его строения, образуемая последовательным расчленением объекта на элементы структуры (составные части, сборочные единицы и т.п.).

При диагностировании различают рабочие воздействия, поступающие на объект при его функционировании, и тестовые воздействия, которые подаются на объект только для целей диагностирования. Диагностирование, при котором на объект подаются только рабочие воздействия, называется функциональным, а диагностирование, при котором на объект подаются тестовые воздействия,— тестовым техническим диагностированием.

Совокупность средств, исполнителей и объектов диагностирования, подготовленная к проверке параметров состояния или осуществляющая ее по правилам, установленным соответствующей документацией, называется системой технического диагностирования.

Диагностирование позволяет: снизить простои машин по техническим неисправностям за счет предупреждения отказов своевременной регулировкой, заменой или ремонтом отдельных механизмов и агрегатов; ликвидировать ненужные разборки отдельных механизмов и агрегатов и снизить скорость изнашивания деталей; правильно установить вид и объем ремонта и снизить трудоемкость текущего ремонта за счет сокращения разборочно-сборочных и ремонтных работ; полнее использовать ресурсы отдельных агрегатов и машины в целом, а следовательно, сократить общее количество ремонтов и расход запасных частей.

Опыт внедрения диагностирования показывает, что межремонтный ресурс увеличивается в 1,5...2 раза, число отказов и неисправностей уменьшается в 2...2,5 раза, а затраты на ремонт и техническое обслуживание сокращаются на 25...30%.

Кроме того система технических обслуживаний по фиксированному ресурсу (среднестатистическая система) не обеспечивает высокой надежности и минимальных затрат. Эта система постепенно отмирает, все шире внедряется новый и более экономичный метод обслуживания и ремонта по фактическому техническому состоянию (диагностическая система). Что позволяет полнее использовать межремонтный ресурс машин, устранить необоснованную разборку механизмов, сократить простои вследствие технических неисправностей, снизить трудоемкость технического обслуживания и ремонта. Эксплуатация по техническому состоянию может принести выгоду, эквивалентную стоимости 30% общего парка машин.

В некоторых случаях целесообразно использование комбинированного (смешанного) диагностирования - представляющего совокупность регламентированного технического диагностирования и диагностирования по техническому состоянию.

Для диагностической и комбинированной систем требуются новые методы ис­следования, иной математический аппарат. В основу должна быть положена теория надежности. Необходимо глубже изучать и учитывать изменения физических законо­мерностей отказов, износов и старения деталей в механических системах. Важная роль в совершенствовании управления надежностью подвижного состава принадлежит разработке и внедрению методов прогнозирования технического состояния агрегатов автомобилей.

Цели и задачи технической диагностики. Связь диагностики и надежности

Целью технической диагностики является повышение надежности и ресурса технических систем.Мероприятия по сохранению надежности машин направлены на снижение скорости изменения параметров состояния (главным образом скорости изнаши­вания) их составных частей и предотвращение отказов. Как известно, наиболее важным показателем надежности является отсутствие отказов во время функционирования (работы) технической системы.

Техническая диагностика благодаря раннему обнаружению дефектов и неисправностей позволяет устранить отказы в процессе технического обслуживания, что повышает надежность и эффективность эксплуатации.

Основной задачей технической диагностики является распознавание состояния технической системы в условиях ограниченной информации.

Задачей диагностирования при ТО заключается в том, чтобы выявить качество функционирования механизмов и систем, готовность к предстоящим работам, а также установить потребность в ремонте машины или отдельных ее агрегатов и механизмов, установить вид ремонта (при его необходимости), разработать комплекс мероприятий для обеспечения безотказной работы машины до очередного ТО.

В задачу диагностирования при ремонте входит: приведение машин в работоспособное состояние, установление агрегатов машины, подлежащих полной разборке и восстановлению, выявление объема работ и их целесообразность, поиск и устранение причин неисправностей и отказов, а также оценка качества ремонтных работ.

Решение диагностической задачи (отнесение изделия к исправным или неисправным) всегда связано с риском ложной тревоги или пропуска цели, поскольку анализ состояния проводится в условиях эксплуатации, при которых получение информации крайне затруднено. Часто не представляется возможным по имеющейся информации сделать однозначное заключение и приходится использовать статистические методы.

Теоретическим фундаментом для решения основной задачи технической диагностики следует считать общую теорию распознавания образов.

Теория распознава́ния о́бразов — раздел информатики, развивающий теоретические основы и методы классификации и идентификации предметов, явлений, процессов, сигналов, ситуаций и т. п. объектов, которые характеризуются конечным набором некоторых свойств и признаков. Такие задачи решаются довольно часто, например, при переходе или проезде улицы по сигналам светофора. Распознавание цвета загоревшейся лампы светофора и знание правил дорожного движения позволяет принять правильное решение о том, можно или нельзя переходить улицу в данный момент.

Создание искусственных систем распознавания образов остаётся сложной теоретической и технической проблемой. Необходимость в таком распознавании возникает в самых разных областях — от военного дела и систем безопасности до оцифровки всевозможных аналоговых сигналов.

Эта теория, составляющая важный раздел технической кибернетики, занимается распознаванием образов любой природы (геометрических, звуковых и т. п.), машинным распознаванием речи, печатного и рукописного текстов и т. д. Техническая диагностика изучает алгоритмы распознавания применительно к задачам диагностики, которые обычно могут рассматриваться как задачи классификации.

Алгоритм технического диагностирования (контроля технического состояния) - совокупность предписаний, определяющих последовательность действий при проведении диагностирования (контроля)

Алгоритмы распознавания в технической диагностике частично основываются на диагностических моделях, устанавливающих связь между состояниями технической системы и их отображениями в пространстве диагностических сигналов. Важной частью проблемы распознавания являются правила принятия решений (решающие правила).

При разработке методов и средств диагностирования решают следующие задачи:

· Изучают и анализируют принципиальные и структурные схемы объектов диагностирования, их описание, технические данные, эксплуатационные характеристики и другие параметры.

· Накапливают и обрабатывают статистические материалы по числу и характеру отказов, закономерностям изменения параметров состояния в процессе эксплуатации, возможным способам поиска неисправностей, различным методам диагностирования, затратам времени и денежных средств на диагностирование и другим данным.

· Обосновывают и разрабатывают методы и средства диагностирования, устанавливают режимы диагностирования, выбирают методы обработки и анализа результатов диагностирования для постановки диагноза.

· Устанавливают перечень параметров состояния, необходимых для прогнозирования периода безотказной работы составных частей машины, выбирают методы прогнозирования остаточного ресурса составных частей машины. При этом сначала составляют структурную схему возможных состояний составных частей машин. Располагая данными по отказам, определяют вероятность появления каждого из возможных состояний составных частей машины. Затем на основе анализа закономерностей изменения параметров состояния выбира­ют только те параметры, которые могли бы характеризовать состояние объектов диагностирования в любой момент времени.

Решение задач технической диагностики всегда связано с прогнозированием надежности на ближайший период эксплуатации (до следующего технического осмотра). Здесь решения должны основываться на моделях отказов, изучаемых в теории надежности.

Виды диагностики

Диагностирование проводится, как правило, безразборным методом, который подразделяется на:

- диагностирование без непосредственного воздействия на объект (например, по уровню шума, степени загрязнения рабочей жидкости и т.п.);

- диагностирование с воздействием на объект, но без снятия его с машины (например, с приложением внешней нагрузки);

- диагностирование на специализированных стендах.

Согласно другой классификации выделяют три вида диагностирования:

1. функциональное (определяется технико-экономическими показателями функционирования: мощностью двигателя, удельным расходом топлива, КПД трансмиссии и т.п.);

2. диагностирование отказов и неисправностей (определяется зазорами в сочленениях, нарушениями регулировок и другими отклонениями в механизмах);

3. диагностирование остаточного ресурса транспортного средства или отдельных его частей и сборочных единиц (производится для определения возможности дальнейшей их эксплуатации или необходимости ремонтных воздействий; данный вид диагностики производится на основании первых двух).

При одновременном проведении двух или трех видов диагностирования его называют комплексным.

В зависимости от поставленной цели проводят причинное и регламентное диагностирование.

Причинное диагностирование выполняют при отказах машин или по заявкам оператора о неудовлетворительной работе отдельных механизмов транспортного средства. Цель такого диагностирования — выявить причины неисправности и устранить ее или указать перечень необходимых восстановительных работ. Проверка технического состояния агрегатов выполняется мастером-диагностом или мастером-наладчиком по ограниченному числу показателей в соответствии с одной или несколькими технологическими картами.

Регламентное диагностирование проводят в соответствии с планом технического обслуживания и ремонта, поэтому его часто называют еще плановым (обязательным). Регламентное диагностирование обычно совмещают с плано­вым техническим обслуживанием или проводят перед постановкой на ремонт. Цель этого диагностирования — установить потребность механизмов и агрегатов в ремонте, замене деталей или регулировках. Диагностирование проводит мастер-диагност или специализированное звено во главе с мастером-диагностом. В зависимости от используемых методов и технических средств регламентное диагностирование разделяют на общее и поэлементное.

Общее диагностирование проводят при периодических технических обслуживаниях и осмотрах, чтобы поддерживать регулировки механизмов в необходимых пределах. Техническое состояние машины и ее агрегатов оценивают по общим параметрам: мощности двигателя, производительности, экономичности и другим. По результатам диагностирования регулируют соответствующие механизмы.

Поэлементное диагностирование проводят при периодическом техническом обслуживании и после наработки межремонтного ресурса, чтобы выявить и предотвратить отказы отдельных сопряжений, определяющих межремонтный ресурс агрегатов и машины в целом: цилиндропоршневой группы, подшипников коленчатого вала, подшипников качения, шестерен и др. По результатам поэлементного диагностирования агрегаты и машину в целом отправляют на текущий или капитальный ремонт.

Для проведения диагностирования СДМ в зависимости от их количества и методов организации технического обслуживания используются передвижные диагностические установки, стационарные посты либо линии диагностирования.

Классификация диагностирования приведена на рис

При тестовом диагностировании техническое состояние объекта устанавливается по "отклику" на тестовое воздействие; при рабочем диагностировании - путем сравнения допустимых значений проверочных параметров, установленных в нормативной и конструкторской документации, с полученными на рабочие воздействия.

Постоянное диагностирование осуществляется непрерывно действующими встроенными средствами диагностирования, которые имеют собственную шкалу измерений (циферблат, экран и т.п.), либо их показания отражаются на общей для нескольких средств шкале измерений. Периодическое диагностирование осуществляется как встроенными, так и внешними средствами диагностирования.

При регламентированном диагностировании, как правило, проводится общее диагностирование, где диагностические операции выполняются в процессе технических обслуживании и ремонтов, периодичность которых установлена в эксплуатационных документах:

- диагностирование при ежесменном ТО - Д-Е0;

- диагностирование при ТО-1 - Д-1;

- диагностирование при ТО-2 - Д-2;

- диагностирование при ТО-3 - Д-3;

- диагностирование при ТР - Д-ТР;

- диагностирование при КР - Д-КР.

При диагностировании по техническому состоянию диагностические операции проводятся независимо от видов ТО и Р.

Рис2. Виды диагностирования.

При комбинированном диагностировании диагностические операции проводятся как совместно с ТО и Р, так и между видами ТО и Р в зависимости от технического состояния объекта.

Плановое диагностирование является периодическим и регламентированным.

При неплановом диагностировании сроки и объемы работ устанавливаются в зависимости от результатов предыдущего обследования, т.е. по техническому состоянию объекта или вследствие технической или технологической необходимости (например, при отказе).