Определение предельных и допустимых значений параметров технического состояния
Определение предельных и допустимых значений параметров технического состояния машин.
Номинальные и предельные значения параметров автомобилей, их агрегатов, узлов и деталей должны устанавливаться заводами-изготовителями в отраслевой нормативно-технической документации, согласованной с общегосударственной системой стандартов и отраслевыми нормативными документами эксплуатирующих отраслей и ведомств с учетом специфических условий эксплуатации.
На основании анализа и классификации по методу назначения или определения нормативные значения параметров можно разбить на три группы.
К первой группе относятся нормативные значения, задаваемые на уровне государственных стандартов или других руководящих документов общегосударственного значения. Нормативы этой группы назначаются для параметров систем, обеспечивающих безопасность автомобиля и определяющих его влияние на окружающую среду. К ним относятся параметры, определяющие состояние тормозной системы, рулевого управления, шин и колес, системы освещения и сигнализации и другие, а также параметры токсичности отработавших газов, шума, вибрации и т.д.
Эксплуатация автомобилей в любых условиях с отклонениями от этих параметров недопустима.
Ко второй группе относятся нормативы параметров, изменение которых независит от условий эксплуатации автомобилей, а определяется только конструктивными и технологическими факторами, такими, как применяемые материалы, технология изготовления, формы и размеры и т.п. Эти нормативы обычно оговариваются в технических условиях завода- изготовителя или в инструкции по эксплуатации изделия, и эти рекомендации являются одинаково достоверными для различных условий эксплуатации. Это, например, нормативные значения тепловых зазоров в газораспределительном механизме двигателя, зазор в контактах прерывателя, зазор между электродами свечи зажигания и т. д.
К третьей группе относятся нормативы для параметров, на изменение которых в зависимости от наработки существенное влияние оказывают условия эксплуатации. В этом случае нормативные значения одного и того же параметра для автомобилей, работавших на различных видах перевозок, могут существенно (в 1,5-2 раза) отличатся. Например, люфт в главной передаче.
Таким образом, в первом и втором вопросе мы рассмотрели теоретические аспекты понятия техническое диагностирование.
Техническое диагностирование является составной частью подсистемы контроля технического состояния в системе ТО и ремонта.
Техническое диагностирование проводится специалистами с установленной периодичностью.
Основными задачами диагностирования, как совокупности технических операций является:
— проверка работоспособности машин и уточнение выявленных в процессе эксплуатации скрытых неисправностей;
— поиск неисправностей и определение характера, причин и объемов работ по устранению неисправностей;
— выявление автомобилей, техническое состояние которых не соответствует требованиям безопасности движения и охраны окружающей среды;
— выдача информации для планирования, подготовки и оперативного управления подразделениями технического обслуживания и ремонта;
— сбор данных для прогнозирования безотказной работы машин в межконтрольный период (до следующего планового диагностирования), определения остаточного ресурса машин.
Для реализации поставленных задач диагностирование должно быть оптимально включено в производственные процессы технического обслуживания и ремонта.
Диагностические работы в обязательном порядке совмещаются с техническим обслуживанием и ремонтом по месту и времени проведения и выполняются:
— в ходе текущего и среднего ремонта;
— перед номерным техническим обслуживанием машин;
— при сезонном техническом обслуживании машин ;
— при подготовке машин к хранению;
-при регламентированном техническом обслуживании.
При проведении технического диагностирования
( как вида контроля технического состояния) специалистами ремонтного подразделения, используется оборудование специализированного участка ПТОР.
Каждая машина в течение года неоднократно подвергается тем или иным видам контроля технического состояния.
Таким образом процесс технического диагностирования является составной частью системы обеспечения работоспособности автомобильной техники и органически связан с технологическим процессом технического обслуживания и ремонта.
Периодичность и объемы контроля технического состояния устанавливаются предприятиями-разработчиками по согласованию с Генеральным заказчиком и указываются в нормативно- технической документации.
Таким образом, организация контроля технического состояния, с выполнением диагностических работ взаимосвязана с организацией технического обслуживания и ремонта и представляет собой единую систему обеспечения работоспособности машин на стадии эксплуатации.
Дата добавления: 2018-08-06 ; просмотров: 2003 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Определение предельных и допустимых значений параметров технического состояния
4.2. определение предельных и допучстимых значений параметров технического состояния
Нормативные параметры состояния. В процессе оперативного управления работоспособностью автомобилей наряду с общей статистической информацией необходима индивидуальная информация, отражающая уровень технического состояния конкретного автомобиля, системы, агрегата, детали. Получить такую информацию можно путем непосредственного измерения параметров технического состояния данного автомобиля и сравнения их текущих значений с нормативами.
Каждый из элементов системы, которой является автомобиль или агрегат, и каждое простейшее сопряжение можно оценить с помощью одного или нескольких структурных и выходных параметров. Система же оценивается по совокупности параметров, отражающих состояние отдельных элементов, сопряжений и их свойств. В процессе эксплуатации автомобиля текущие значения параметров его состояния yi изменяются от начальных или номинальных значений yн до предельных yп. Формирование возможных состояний автомобиля определяется набором нормативных значений параметров состояния.
На рис. 4.5 показана зависимость изменения параметра состояния y (например, зазора) от наработки изделия (пробега автомобиля). Номинальное значение параметра определяется техническими условиями завода-изготовителя или другими регламентирующими документами и может иметь разброс значений, отражающий качество проектирования и изготовления изделия. В связи с этим в ряде случаев (когда параметр является регулируемым) требуется индивидуальный подбор номинального значения, оптимального для конкретного изделия с точки зрения обеспечения оптимальных показателей эксплуатационных свойств.
При эксплуатации изделия через определенную наработку значение параметра достигает предельной величины, при которой существенно
Рис. 4.5. Изменение состояния изделия
в зависимости от значений параметров
ухудшаются технико-экономические показатели его использования или происходит отказ, момент наступления которого не поддается сколько-нибудь достоверному прогнозированию.
Изделие, у которого значение параметра достигло предельно допустимого значения или превысило его, считается неисправным и находится в так называемом предотказном состоянии (зона между точками В и Г). Продолжение эксплуатации изделий в этой зоне обычно запрещено технической документацией (стандартами и т.п.), так как это приводит к аварийному отказу (точка Г). Ущерб от устранения отказа значительно выше затрат на его предупреждение.
В связи с тем, что на практике контроль технического состояния проводится периодически через определенную наработку автомобиля, использование для управления техническим состоянием в качестве норматива предельно допустимого значения параметра не всегда возможно. Для этих целей в ряде случаев вводится новое понятие упреждающего значения параметра yупр. Оно представляет собой ужесточенное предельно допустимое значение, при котором обеспечивается заданный либо экономически целесообразный уровень вероятности безотказной работы на предстоящей межконтрольной наработке. Нахождение значений параметра к моменту контроля в пределах между yн и yупр (зона между точками А и Б) соответствует возможности эксплуатации автомобиля. Достижение значений в пределах между yупр и yп.д (зона БВ) свидетельствует о необходимости проведения предупредительных воздействий (регулировок или замен) с затратами d, а пропуск значений параметров свыше yп.д (зона ВГ) ведет к возникновению аварийного отказа, как правило, связанного со сходом автомобиля с линии или потерей рабочего времени и требующего проведения ремонта с затратами 
.
На основании анализа и классификации по методу назначения или определения нормативные значения параметров можно разбить на три группы.
К первой группе относятся нормативные значения, задаваемые на уровне государственных стандартов или других руководящих документов общегосударственного значения. Нормативы этой группы назначаются для параметров систем, обеспечивающих безопасность автомобиля и определяющих его влияние на окружающую среду. К ним относятся параметры, определяющие состояние тормозной системы, рулевого управления, шин и колес, системы освещения и сигнализации и другие, а также параметры токсичности отработавших газов, шума, вибрации и т.д. Эксплуатация автомобилей в любых условиях с отклонениями от этих параметров недопустима.
Ко второй группе относятся нормативы параметров, изменение которых не зависит от условий эксплуатации автомобилей, а обусловлено только конструктивными и технологическими факторами, такими, как применяемые материалы, технология изготовления, форма и размеры и т.п. Эти нормативы обычно оговариваются в технических условиях завода-изготовителя или в инструкции по эксплуатации изделия, и эти рекомендации являются одинаково достоверными для различных условий эксплуатации. Это, например, нормативные значения тепловых зазоров в газораспределительном механизме двигателя, зазор в контактах прерывателя, зазор между электродами свечи зажигания и т.д.
К третьей группе относятся нормативы для параметров, на изменение которых в зависимости от наработки существенно влияют условия эксплуатации. В этом случае нормативные значения одного и того же параметра для автомобилей, работающих на различных видах перевозок, могут существенно (в 1,5. 2 раза) различаться. Рассмотрим эту ситуацию на конкретном примере.
Определение предельных и допустимых значений параметров технического состояния
3.5. Нормирование и нормативы диагностических параметров
К нормативным значениям диагностических параметров относят номинальное Пн, предельное Ппр и допускаемое Пд значения, которые условно показаны на рис. 3.19 на примере монотонно возрастающей и убывающей функции в зависимости от пробега автомобиля. Эти значения устанавливают заводы-изготовители; их вносят в нормативно-техническую документацию на техническое обслуживание и ремонт автомобиля.
Рис. 3.19. Изменение диагностического параметра, описываемого монотонно возрастающей (а) и убывающей (б) функций в зависимости от пробега t
Номинальное значение параметра соответствует новым, технически исправным автомобилям и их отдельным агрегатам.
Предельное значение параметра соответствует такому состоянию объекта диагностирования, когда его дальнейшая эксплуатация становится технически невозможной или экономически невыгодной.
Допускаемое значение параметра представляет собой ужесточенное предельное значение, до достижения которого обеспечивается заданный уровень вероятности отказа на предстоящем межконтрольном интервале пробега. В системе технического обслуживания допускаемое значение параметра является основным управляющим показателем, а в системе эксплуатации автомобильного транспорта оценка технического состояния по допускаемому значению диагностических параметров практически не применяется.
В первом приближении нормирование номинального значения диагностического (в ряде случаев и структурного) параметра заключается в γ-процентной выбраковке его худших значений. При этом очень важно правильно выбрать значение γ. Его выбирают исходя из результатов анализа, проводимого на соответствие структурных параметров требованиям ТУ и нормативно-технической и конструкторской документации на диагностируемый объект, а также с учетом значимости параметра (влияния его на технические и экономические показатели автомобиля в целом). Диапазон изменения γ может находиться в широком интервале: от сотых долей процента до 10-15 %, причем для параметров, связанных с безопасностью движения автомобиля, он достигает больших значений.
Более точным является метод нормирования номинального значения с учетом погрешности измерения применяемых СТД.
Рис. 3.20. Определение предельного значения параметра по кривой распределения отказов
При отсутствии исходных экономических данных предельные значения диагностических параметров определяют по методике, основанной на статистическом анализе распределения диагностических параметров группы в 25-30 автомобилей, находящихся в характерных условиях эксплуатации. При этом анализируют значения диагностических параметров представительной выборки исправных автомобилей на всем возможном (по критерию технического состояния) интервале пробега автомобилей. В этом случае значения диагностических параметров, соответствующие исправному состоянию объекта, будут иметь распределение вблизи номинального значения, а параметры, соответствующие неисправному состоянию, будут выходить (в основной массе) за пределы выборки измерений. Чем больше отклонение измеренного значения от номинального, тем больше вероятность, что объект попадет в неисправное состояние. Как правило, распределение параметров исправного технического состояния теоретически аппроксимируется нормальным распределением (распределением Гаусса).
Рис. 3.21. Определение предельного значения по теоретическому закону распределения диагностического параметра
Пример. Определить предельное значение параметра «Давление в конце такта сжатия» автомобиля УАЗ-452А. Статистические данные измерения оцениваемого параметра приведены в табл. 3.9.
Таблица 3.9. Результаты измерений параметра «Давление в конце такта сжатия» автомобиля УАЗ-452А
Исходя из данных таблицы выдвигают предположение о нормальном распределении результатов измерений, Для проверки его вычисляют среднее значение выборки
и среднеквадратичное отклонение
Таблица 3.10. Результаты обработки статистических данных по измерению параметра «Давление в конце такта сжатия»
Для вычисления χ 2 составляют табл. 3.10. В колонке 4 таблицы вычислены отношения разности между значениями середины i-гo интервала и средним значением выборки (Рср=8,7 кгс/см 2 ) к среднеквадратичному отклонению. В колонке 5 определены значения функции f(t). которые имеются в соответствующих математических таблицах:
Таблица 3.11. Предельные значения основных диагностических параметров легковых автомобилей
( Примечания: 1. Знаком «*» помечено, что в числителе приведены тормозные усилия при частичной загрузке автомобиля, а в знаменателе — при полной загрузке. 2. Знаком «**» помечено, что фары типов Р и CP должны быть отрегулированы так, чтобы плоскость, содержащая левую часть светотеневой границы пучка ближнего света была наклонена к плоскости дорожного полотна на угол 0°53′)
Так как параметр «Давление в конце такта сжатия» не связан с безопасностью дорожного движения и имеет одностороннее ограничение, предельное значение параметра вычисляют по формуле Рпр=Рср-1,65σ=8,7-1,65•0,54=7,8 кгс/см 2 (или 0,78 МПа).
Таблица 3.12. Предельные значения основных параметров диагностирования некоторых грузовых автомобилей
В табл. 3.11, 3.12 приведены предельные значения основных диагностических параметров ряда отечественных легковых и грузовых автомобилей. В основу нормативов положены требования ГОСТ 25478-82, 17.2.2.03-87, РД 37.009.010-85 и других действующих нормативно-технических документов.
Методы определения допустимых параметров и диагностирование
Определение параметров диагностирования
В процессе технической эксплуатации и управления работоспособностью автомобиля необходимо, кроме общей статистической информации, иметь индивидуальную информацию, отражающую уровень технического состояния конкретного автомобиля, агрегата, системы, детали до и после обслуживания или ремонта. Каждый из элементов автомобиля или агрегата можно определить с помощью одного или нескольких структурных и выходных параметров. Система же оценивается по совокупности параметров, отражающих состояние отдельных элементов и их свойства.
Рис. 17. Изменение показателя технического состояния У и диагностического параметра SТ
В процессе эксплуатации автомобиля текущие значения параметров его состояния Уiизменяются от начальных или номинальных значений УН до предельных УП (рис. 17).
Формирование возможных состояний автомобиля определяется набором нормативных значений параметров состояния.
номинальные и предельные значения параметров автомобилей, его агрегатов, узлов и деталей устанавливаются заводами-изготовителями в отраслевой нормативно-технической документации, согласованной с общегосударственной системой стандартов и отраслевыми нормативными документами с учетом специфических условий эксплуатации. На основании анализа и классификации нормативные значения параметров можно разбить на две основные группы. К первой группе относятся параметры, не зависящие от условий эксплуатации и задаваемые на уровне государственных стандартов. Это нормативы параметров безопасности автомобиля и его влияния на окружающую среду (тормозная система, рулевое управление, шины и колеса, системы освещения и сигнализации, параметры токсичности отработавших газов, шум, вибрация и т.д.), а также нормативы параметров, определяемых только конструктивными и технологическими факторами, такими, как применяемые материалы, технология установления, форма и размеры и т.д. (тепловые зазоры в газораспределительном механизме, зазоры на электродах свечи и т.д.). Ко второй группе относятся все параметры, на изменение которых в зависимости от наработки существенное влияние оказывают условия эксплуатации. В этом случае значения одного и того же автомобиля могут существенно (в 1,5-2 раза) отличаться. Это, например, износ зубьев шестерен, люфт в передаче, усталостные разрушения и т.д. Для этой цели следует применять разработанный в МАДИ метод определения предельно допустимого значения на основе толерантных границ. Сущность его состоит в проведении статистического анализа распределения значений параметров, измеренных у достаточно большой выборки автомобилей. При этом выдвигается предположение, что в данную выборку попала некоторая часть объектов, находящихся в пред отказном (неисправном) состоянии. Путем математической обработки данных определяют закон распределения значений параметра f(y) и в зависимости от вероятности определяют предельно допустимое значение параметра.
Рис. 18. Определение предельно допустимого значения параметра Уп.д на основе толерантных границ
Если параметр имеет одностороннее ограничение сверху (люфт зубчатого зацепления), то в качестве предельно допустимого принимают значения Уп.д (рис. 4.20, а), для которого
Когда параметр имеет одностороннее ограничение снизу (сила тяги на ведущих колесах), то по рис. 18, б
Рис. 19. Назначение граничной области значений параметра по потерям от ошибок первого и второго рода
Отсюда оптимальное значение предельно допустимого норматива будет соответствовать минимальному суммарному ущербу
Параметры технического состояния автомобиля и прогнозирование исправной работы автомобиля
Под параметром понимается качественная и количественная мера, характеризующая состояние системы, механизма, элемента и процесса в целом.
Различают структурные и диагностические параметры.
Под структурными параметрами механизма понимают физические величины (зазор в сопряжении, температура, электрическое напряжение, мощность и другие, измеряемые соответственно в миллиметрах, градусах, вольтах и т. д.), характеризующие связь и взаимодействие между элементами механизма и его работоспособностью или функционированием.
Поскольку возможность прямого изменения структурных параметров бывает ограничена, при диагностировании, как правило, используются внешние (косвенные) признаки, сопутствующие процессу функционирования механизма (например, тепловое состояние, расход и состав масла, вибрация и др.). Указанные признаки несут необходимую информацию о техническом состоянии механизма и называются диагностическими признаками.
Количественное значение диагностического признака называется диагностическим параметром.
Структурные и диагностические параметры могут иметь поминальное, допустимое и предельное значения. Номинальное значение параметра соответствует состоянию нового или капитально отремонтированного механизма или автомобиля (после приработки) и устанавливается технической документацией автомобильных заводов. Допустимое (упреждающее) значение параметра соответствует состоянию механизма, при котором (по результатам контроля) его дальнейшая эксплуатация возможнаи допустима без восстановления до следующего контроля. Предельное значение параметра соответствует такому состоянию механизма, при котором дальнейшая его эксплуатация недопустима.
Предельные значения устанавливаются заводом-изготовителем или в результате специальных исследований научными организациями в процессе эксплуатации представительной группы автомобилей.
Под прогнозированием при диагностировании автомобиля или его механизмов понимается определение срока их исправной работы (пробега) до предельного состояния, установленного технической документацией или до списания. Кроме того, прогнозирование включает и определение возможности безотказной работы автомобиля (механизма) в пределах установленной периодичности ТО.
В первом случае определяется остаточный ресурс работы автомобиля при установлении срока постановки в капитальный ремонт или списания, во втором случае – возможность исправной работы автомобиля до очередного ТО или в период предстоящего пробега.
Сравнивая фактическое значение диагностического параметра с допустимым, можно судить о работоспособности автомобиля в период предстоящего пробега и необходимости профилактических воздействий.