Характеристика систем контроля технического состояния машин

Техническое состояние тракторов и других сложных машин оценивают:

с помощью органов чувств;

контрольно-измерительными приборами, инструментами и приспособлениями;

комплексными диагностическими установками.

Оценка технического состояния элементов машины органами чувств (визуально, на слух, по характерному запаху) является субъективной, т. е. крайне неточной, и не отвечает требованиям, предъявляемым к диагностике состояния современных машин. Такой способ оценки состояния машин неперспективен; он применяется в сочетании с простейшими средствами диагностирования.

В настоящее время техническое состояние тракторов и других сложных сельскохозяйственных машин определяют в основном контрольно-измерительными приборами, инструментами и приспособлениями, которые по принципу работы делятся на механические, электрические, виброакустические, фотоэлектрические, радиоизотопные и рентгеновские. Наибольшее распространение получили механические и электрические средства измерений. Радиоизотопные и рентгеновские средства применяются главным образом при проведении научно-исследовательских работ.

Большое разнообразие методов и средств технической диагностики вызвано значительной трудоемкостью выполнения контрольно-диагностических операций при недостаточно высокой точности и достоверности результатов контроля.

Наиболее перспективными в этом отношении являются диагностические системы, объединяющие в единый приборный комплекс несколько отдельных приборов и датчиков. Однако простое механическое соединение их в единый комплекс не дает желаемых результатов, а, наоборот, еще больше повышает трудоемкость диагностирования и снижает его эффективность.

Создание диагностических систем контроля возможно только на базе средств электроники, позволяющих различные выходные параметры представлять в виде единого, универсального параметра — электрического сигнала, обрабатывать этот сигнал при помощи электронных счетно-решающих устройств и в готовом виде выдавать результаты диагностирования, т. е. автоматически ставить диагноз.

Под системой контроля понимают совокупность методов и контрольно-диагностических средств, обеспечивающих поиск неисправностей, определение и оценку технического состояния объекта контроля, прогнозирование ресурса безотказной работы объекта и выдачу рекомендаций по устранению неисправностей.

Все системы контроля машин подразделяются на три основные категории: неавтоматизированные, полуавтоматизированные и автоматизированные (автоматические) системы.

Неавтоматизированные системы включают в себя многочисленную и громоздкую аппаратуру, в состав которой обычно входят отдельные контрольно-измерительные приборы, приспособления и инструменты, работой которых управляет оператор (мастер по технической диагностике). При использовании таких систем оператор основную часть времени затрачивает на выполнение различных операций по управлению средствами контроля.

Такой процесс контроля чрезвычайно трудоемок, а его результаты часто бывают необъективными, так как зависят от опыта и квалификации оператора.

Полуавтоматизированные системы наряду с обычными средствами измерений имеют устройства, автоматически выполняющие часть операций. Оператор, проводящий контроль, может включить их или выключить, но не может изменить процесс выполнения ими заранее установленного цикла проверок.

Полуавтоматизированные системы контроля позволяют намного сократить время проверки и объем ручных операций, а также повысить точность и достоверность получаемых результатов.

Автоматизированные системы контроля состоят из устройств, обеспечивающих автоматическую оценку технического состояния проверяемых объектов. Работа таких систем требует незначительного вмешательства оператора, так как весь цикл проверки проходит по заранее подготовленной программе. Роль оператора, по существу, сводится к выбору режимов работы системы контроля и проверяемого объекта.

Если действия оператора заключаются лишь во включении системы контроля в начале проверки и выключении ее после выполнения всего объема контрольно-диагностических операций, то такая система называется автоматической.

Автоматизированная и автоматическая системы, как правило, включают в себя следующие элементы: датчики, преобразующие значения выходных параметров объекта контроля в электрические сигналы различной частоты, фазы, амплитуды; усилители электрических сигналов, снимаемых с датчиков; блок разделения электрических сигналов в соответствии с разработанной программой диагностирования; блок измерения параметров электрических сигналов; блок анализа и сравнения измеряемых сигналов с эталонами, хранящимися в блоке памяти, и блок выдачи результатов диагностирования в виде нормальных, допустимых или предельных значений параметров состояния объекта контроля. Кроме того, в автоматической системе имеется устройство, которое управляет всеми перечисленными блоками и определяет порядок их работы.

Автоматизированные и автоматические диагностические системы позволяют использовать сравнительно небольшое количество датчиков и соответственно требуют мало времени на вспомогательные операции. Они обеспечивают незначительную трудоемкость и высокую достоверность и точность измерений.

Над созданием таких систем контроля состояния машин работают многие коллективы как в нашей стране, так и за рубежом. В этом направлении достигнуты определенные успехи. Например, в США разработана автоматическая система для контроля технического состояния двигателей внутреннего сгорания. Она имеет 62 датчика, в том числе датчики вибрации, температуры, давления, расхода и др. Информация от них поступает в вычислительную машину. Вычислительная машина не только определяет общее состояние двигателя, но также автоматически выдает перечень неисправностей (в виде перфокарты) и указывает номера деталей, подлежащих замене.

Созданию полуавтоматизированных и автоматизированных систем диагностики должна предшествовать тщательная разработка методики целесообразности и экономической эффективности автоматизации процесса определения состояния узлов и агрегатов трактора и других машин, применяемых в сельском хозяйстве. Чрезмерное усложнение диагностических систем может привести к значительному их удорожанию и снижению надежности. Такие системы могут оказаться экономически малоэффективными.

Из всех известных методов технической диагностики наиболее универсальны виброакустические методы и спектрографический метод определения содержания продуктов износа в работавших маслах. Они позволяют не только унифицировать диагностические комплексы, но и автоматизировать процесс диагностирования.