Herramientas para diagnosticar el estado técnico de los equipos.
Las herramientas para diagnosticar el estado técnico de los equipos se utilizan para registrar y medir el valor de los signos (parámetros) de diagnóstico. Para ello se utilizan instrumentos, dispositivos y soportes de acuerdo con la naturaleza de los signos de diagnóstico y los métodos de diagnóstico.
Entre ellos, los instrumentos de medida eléctricos (voltímetros, amperímetros, osciloscopios, etc.) ocupan un lugar importante. Se utilizan ampliamente tanto para la medición directa de cantidades eléctricas (por ejemplo, al diagnosticar sistemas de encendido y equipos eléctricos de un automóvil) como para medir procesos no eléctricos (oscilaciones, calentamiento, presión) convertidos en cantidades eléctricas mediante sensores adecuados.
Al diagnosticar mecanismos, se utilizan con mayor frecuencia los siguientes: sensores de resistencia, sensores de límite, sensores de inducción, ópticos y fotoeléctricos, con los que se pueden medir holguras, juegos, movimientos relativos, velocidad y frecuencia de rotación de las piezas que se prueban; resistencias térmicas, termopares y placas bimetálicas para medir el estado térmico de piezas; Sensores piezoeléctricos y extensímetros para medir procesos oscilatorios de presión, latidos, deformaciones, etc.
Una de las cualidades positivas de los instrumentos de medida eléctricos es la comodidad de obtener información, así como, en el futuro, la posibilidad de analizarla mediante un ordenador.
Dependiendo de la integridad y el grado de mecanización de los procesos tecnológicos, los diagnósticos se pueden realizar de forma selectiva, solo para monitorear el estado técnico de las unidades de ensamblaje individuales, o de manera integral para verificar unidades complejas como, por ejemplo, un motor y, finalmente, para diagnosticar de manera integral la máquina. como un todo.
En el primer caso, para mediciones individuales se utilizan instrumentos de diagnóstico como estetoscopios, manómetros, tacómetros, voltímetros, amperímetros, cronómetros, termómetros y otros instrumentos portátiles. En el segundo caso, los dispositivos se combinan en forma de soportes móviles, en el tercer caso, se utilizan para completar los paneles de control de soportes estacionarios.
Una herramienta de diagnóstico compleja móvil es una estación de diagnóstico en funcionamiento. Puede proporcionar diagnósticos del estado técnico de los vehículos en sus ubicaciones temporales. La configuración de una estación de diagnóstico en marcha es posible basándose en un remolque con una capacidad de carga suficientemente grande.
Los principales requisitos para las herramientas de diagnóstico son: garantizar una precisión suficiente en las mediciones, comodidad y facilidad de uso con una mínima inversión de tiempo.
Además de varios dispositivos e indicadores específicos, el sistema de herramientas de diagnóstico incluye complejos de equipos electrónicos. Estos complejos pueden consistir en sensores: órganos de percepción de signos de diagnóstico, bloques de instrumentos de medición, bloques de procesamiento de información de acuerdo con algoritmos dados y, finalmente, bloques para almacenar y emitir información en forma de dispositivos de almacenamiento para convertir información en una forma. conveniente para su uso.
Métodos y medios de seguimiento diagnóstico de unidades de bombeo.
El seguimiento diagnóstico de las unidades de bombeo se realiza según criterios paramétricos y vibroacústicos, así como el estado técnico de las unidades y piezas individuales del conjunto, evaluado cuando las bombas están fuera de servicio.
Para la realización de controles de diagnóstico se utilizan equipos de vibración con capacidad de medir componentes espectrales de vibración, sonómetros con capacidad de medir componentes de octava, instrumentos que permiten determinar el estado técnico de rodamientos o similares, pero con mayor funcionalidad, producción nacional o extranjera.
Las herramientas de monitoreo de vibraciones y los métodos de diagnóstico de vibraciones deben proporcionar soluciones a las siguientes tareas:
detección oportuna de defectos emergentes en los componentes del equipo y prevención de fallas de emergencia;
determinar el alcance de los trabajos de reparación y su planificación racional;
ajustar los valores de los intervalos de revisión y predecir la vida residual de los componentes del equipo en función de su condición técnica real;
comprobar el rendimiento de los equipos después de su instalación, modernización y reparación, determinando los modos óptimos de funcionamiento del equipo.
Las unidades de bombeo deben estar equipadas con equipos de alarma y control de vibraciones (VCA) con la capacidad de monitorear los parámetros de vibración actuales, alarmas de advertencia automáticas y apagado automático al valor de vibración máximo permitido.
Antes de instalar equipos de control y alarma, el monitoreo y medición de vibraciones se realiza mediante equipos de vibrometría portátiles (portátiles). Los sensores de vibración están instalados en cada soporte de rodamiento.
El valor cuadrático medio (RMS) de la velocidad de vibración en la banda de frecuencia operativa de 10-1000 Hz se establece como parámetro de vibración medido y estandarizado.
Los valores de velocidad de vibración se miden en dirección vertical en cada soporte de rodamiento. Al mismo tiempo, se registra el modo de funcionamiento correspondiente de la bomba: caudal y presión de entrada.
En mesa 7.3 muestra los niveles de vibración permitidos durante el funcionamiento de bombas centrífugas.
Tabla 7.3 Estándares de vibración máximos permitidos durante el funcionamiento de la bomba.
|
Altura del eje de rotación del rotor, mm. |
valor RMS velocidad de vibración, mm/s |
Para las bombas que no tienen soportes de cojinetes externos (bombas con cojinetes incorporados), la vibración se mide lo más cerca posible del eje de rotación del rotor.
Al determinar las características del ruido, el nivel de sonido L A (en dBA) en los puntos de control se mide de acuerdo con GOST 23941; Nivel de presión sonora L i, (en dBA) en bandas de frecuencia de octava (de 31,5 a 8000 Hz) en los puntos de control.
Los instrumentos utilizados para medir las características del ruido, el número de puntos de medición y las distancias de medición están determinados por GOST 12.1.028, la documentación técnica de un sonómetro específico y las condiciones de funcionamiento del equipo que se está diagnosticando. Al determinar las características del ruido (básico y actual), se deben observar las mismas condiciones de medición (modo de funcionamiento, número de equipos que funcionan simultáneamente, etc.).
Según los resultados de los controles de diagnóstico, se toma la decisión de retirar las bombas para repararlas o continuar usándolas para el fin previsto.
En mesa 7.4 muestra los tipos de trabajos de diagnóstico y los valores permitidos de los parámetros monitoreados para las bombas principal y de refuerzo en las estaciones de bombeo de petróleo.
La frecuencia, forma y volumen de los parámetros registrados deben estar determinados por documentos reglamentarios, teniendo en cuenta posibles sistemas manuales, automatizados o mixtos para registrar información.
Las principales causas de las vibraciones de las unidades de bombeo y la naturaleza de su manifestación se presentan en la tabla. 7.5.
Las principales causas de vibración de las unidades de bombeo están determinadas por fenómenos mecánicos, electromagnéticos e hidrodinámicos, así como por la rigidez de los sistemas de soporte.
Tabla 7.4
Tipos de trabajos de diagnóstico y valores aceptables.
parámetros y valores vibroacústicos controlados
Temperaturas para bombas principales y de refuerzo.
|
Tipo de trabajo de diagnóstico |
Parámetro controlado y ubicación de medición |
Valor de parámetro válido |
|
Control de diagnóstico en línea Control de diagnóstico programado Pruebas de diagnóstico no programadas Control de diagnóstico post-reparación |
Velocidad de vibración RMS en soportes de rodamientos en dirección vertical Velocidad de vibración RMS en las patas de la carcasa de la bomba en dirección vertical Temperatura del rodamiento RMS y componentes espectrales de la velocidad de vibración en todos los soportes de rodamientos en tres direcciones mutuamente perpendiculares Velocidad de vibración RMS en las patas de la carcasa de la bomba, cabezas de los pernos de anclaje en dirección vertical Nivel de ruido Temperatura del rodamiento Vibraciones del cojinete axial o de los rodamientos. Los parámetros monitoreados, sus valores permitidos y la ubicación de la medición corresponden al control de diagnóstico planificado. Velocidad de vibración RMS en soportes de rodamientos en tres direcciones mutuamente perpendiculares Velocidad de vibración RMS en las patas de la carcasa de la bomba y las cabezas de los pernos de anclaje en dirección vertical Vibración del cojinete axial o de los rodamientos. Temperatura del rodamiento |
Aumento de la temperatura con respecto al valor base de 10 °C Aumento relativo al valor base en 6 dBA Aumento de la temperatura con respecto al valor base de 10°C No más de 45 dB No más de 4,5 mm/s No más de 1 mm/s No más de 35 dB No superior a 70°C |
Tabla 7.5 La influencia de las averías en el espectro vibroacústico de las unidades de bombeo.
|
Causa del aumento de la vibración. |
Dirección |
Causa del aumento de la vibración. |
Dirección |
|
Desequilibrio de elementos giratorios. Ajuste flojo de las piezas del rotor 1 Desalineación 2 Muñón de eje no cilíndrico Daños en los rodamientos Ovalidad del anillo interior. Juego radial Desequilibrio, diferente espesor de pared del separador. Ondulación, facetas de bolas. Defectos de la pista del anillo interior Defectos de la vía del anillo exterior |
Radial radiales y axiales Radial Radial y axial, amplitud baja normal. |
Espacio desigual entre rotor y estator de un motor eléctrico Cortocircuito del devanado de excitación de un motor eléctrico síncrono. "Escurrimiento de aceite" en un cojinete liso Flujo de aire de refrigeración desigual Desequilibrio hidráulico del impulsor Desigualdad del campo de velocidades y formación de vórtices en la bomba. Fenómenos de cavitación en la bomba. Fallo de acoplamiento de engranajes 3 Debilitamiento de la rigidez del conjunto de rodamientos. |
Radial Radial Radial Radial Radial Radial radiales, axiales Radiales, horizontales |
|
1 Una causa común de alta vibración en los equipos. 2 Una causa común de vibración. La vibración axial es el indicador principal; a menudo supera la vibración radial. 3 Para ambos rodamientos adyacentes al acoplamiento. |
|||
Al realizar mediciones, es necesario intentar separar las fuentes enumeradas de mayor vibración de las unidades de bombeo. Si hay una mayor vibración de los soportes de los cojinetes de la unidad, es necesario verificar la rigidez de la fijación de los soportes de los cojinetes a la carcasa o el bastidor, la rigidez de la fijación de la carcasa de la bomba y el bastidor del motor a la base. Una mayor vibración en el plano horizontal indica una disminución de la rigidez en las direcciones horizontales.
Con base en los resultados de la medición de vibraciones, se traza un gráfico del cambio en el valor cuadrático medio de la velocidad de vibración para cada punto controlado dependiendo del tiempo de funcionamiento (Fig. 7.7). Hasta una velocidad de vibración de 6,0 mm/s, el gráfico se puede representar mediante una línea recta trazada según los valores de vibración obtenidos. A continuación, se construye el gráfico en base a los valores de vibración correspondientes al tiempo de funcionamiento de la unidad de bombeo después de una velocidad de vibración de 6,0 mm/s. El gráfico construido después de alcanzar un nivel de vibración de 6,0 mm/s, por regla general, se ubicará en un ángulo grande con respecto al eje de abscisas y permitirá estimar el momento en que ocurre el valor de vibración máximo permitido τ 1 en un máximo velocidad de vibración de 7,1 mm/s o τ 2 - a 11,2 mm/s.
Para una evaluación más confiable del estado técnico y la vida útil residual de piezas o conjuntos individuales, también se recomienda construir un gráfico basado en los principales componentes espectrales, que indique posibles defectos en las unidades de bombeo.
Durante el funcionamiento de la unidad de bombeo, su condición técnica cambia debido al desgaste de piezas y componentes. La razón más común y significativa del deterioro del rendimiento de la bomba durante el funcionamiento es el desgaste de las piezas del sello de la garganta del impulsor.
Las unidades de bombeo deben llevarse a reparación cuando la presión de la bomba disminuya de los valores base en un 5-7%.
El valor de una posible disminución de la eficiencia con respecto al valor base se puede aclarar para un tamaño de bomba específico basándose en una evaluación económica basada en la condición de que el costo de las reparaciones, que garantiza la restauración de la eficiencia original, será mayor que el Costos causados por un consumo excesivo de energía debido a una disminución en la eficiencia de la bomba.
El diagnóstico del estado de las unidades de bombeo mediante criterios paramétricos se puede realizar tanto sobre la base de datos 
s se obtiene a través de canales telemecánicos y en base a mediciones de control utilizando instrumentos de medición estándar para presión, caudal, potencia, velocidad del rotor de la bomba, densidad y viscosidad del líquido bombeado.
Parámetros medidos e instrumentos de medición:
la presión en la entrada y salida de la unidad de bombeo se mide mediante transductores de presión primarios estándar con una precisión del 0,6% cuando se utilizan sistemas de control automático o manómetros estándar de clase 0,25 o 0,4;
el suministro está determinado por la unidad de medición, por el volumen de los tanques mediante medidores de flujo ultrasónicos portátiles u otros métodos;
La potencia consumida por la bomba se mide utilizando convertidores de potencia primarios estándar con una precisión no inferior al 0,6%. En condiciones de estado estacionario, para una estimación aproximada, es posible determinar la potencia utilizando un medidor de electricidad consumida o un voltímetro y amperímetro;
la velocidad del rotor se mide mediante un sensor de velocidad con una precisión del 0,5%;
La densidad y viscosidad del líquido bombeado se determinan mediante unidades dosificadoras o en un laboratorio químico.
La medición de los parámetros se realiza únicamente en el modo de bombeo estable (estacionario).
El control de la estacionariedad del modo se realiza mediante suministro (si es posible la medición directa) o mediante presión en la entrada o salida de la unidad de bombeo. Las fluctuaciones en el parámetro monitoreado no deben exceder el ± 3% del valor promedio.
Los parámetros se miden en el modo de funcionamiento sin cavitación de la unidad de bomba (se controlan midiendo la vibración y la presión en la entrada de la bomba).
Los importantes costos de mantenimiento de los equipos se deben principalmente a la baja calidad de su mantenimiento y a las reparaciones prematuras. Para reducir los costos laborales y los fondos para mantenimiento y reparación, es necesario aumentar la productividad y mejorar la calidad de estos trabajos aumentando la confiabilidad y capacidad de servicio (mantenibilidad) de las unidades fabricadas, el desarrollo y un mejor uso de la base productiva y técnica de las empresas. mecanización y automatización de procesos tecnológicos, implementación herramientas de diagnóstico y elementos de organización científica del trabajo.
Bajo fiabilidad comprender la propiedad de los componentes de la máquina para realizar funciones específicas, manteniendo en el tiempo los valores operativos establecidos dentro de los límites especificados, correspondientes a los modos y condiciones especificados de uso, mantenimiento, reparación, almacenamiento y transporte.
La confiabilidad durante la operación depende de varios factores: la naturaleza y el volumen de trabajo realizado por la máquina; condiciones naturales y climáticas; sistema adoptado de mantenimiento técnico y reparación de equipos; calidad y disponibilidad de documentación reglamentaria y técnica y medios de mantenimiento, almacenamiento y transporte de máquinas; calificaciones del personal de servicio.
La confiabilidad es una propiedad compleja que incluye, según el propósito del objeto o sus condiciones de funcionamiento, una serie de propiedades simples:
1. Fiabilidad - la propiedad de un objeto de mantener continuamente su operatividad durante algún tiempo de funcionamiento o durante algún tiempo.
2. Durabilidad - la propiedad de un objeto de mantener su operatividad hasta que se produzca un estado límite con un sistema establecido de mantenimiento y reparaciones.
3. Mantenibilidad - una propiedad de un objeto, que consiste en su adaptabilidad para prevenir y detectar las causas de averías, mantener y restaurar la operatividad mediante reparaciones y mantenimiento.
4. Almacenabilidad - la propiedad de un objeto de mantener continuamente los indicadores de rendimiento requeridos durante (y después) del almacenamiento y el transporte.
Dependiendo del objeto, la confiabilidad puede estar determinada por todas las propiedades enumeradas o por algunas de ellas. Por ejemplo, la confiabilidad de una rueda dentada y sus cojinetes está determinada por su durabilidad, y la confiabilidad de una máquina está determinada por la durabilidad, la confiabilidad y la capacidad de mantenimiento.
Un automóvil es un sistema complejo que consta de miles de piezas con diferentes tolerancias operativas y de fabricación. El trabajo se realiza en diferentes condiciones, por lo que la vida útil de objetos del mismo tipo es diferente, dependiendo de las condiciones de funcionamiento, los modos de funcionamiento y la calidad de los elementos. Por lo tanto, cada unidad debe enviarse a reparación de acuerdo con su estado real.
Durante un examen individual (monitoreo, diagnóstico, pronóstico) se establece el verdadero estado técnico de cada unidad. Aquí se puede tener en cuenta la influencia de toda la variedad de condiciones de trabajo, cualificaciones del operador y otros factores de los que depende el estado técnico del objeto.
La falta de equipos especiales de seguimiento y diagnóstico dificulta la detección de muchas averías. Los métodos antiguos (en su mayoría subjetivos) sólo pueden identificar fallas y desviaciones significativas y obvias. El coste de comprobar los sistemas principales utilizando estos métodos es aproximadamente entre un 70% y un 75% más alto que el de los métodos de diagnóstico modernos.
Método de diagnóstico técnico. - un conjunto de reglas tecnológicas y organizativas para la realización de operaciones de diagnóstico técnico.
El diagnóstico (del griego diagnostikós - capaz de reconocer) es una rama del conocimiento que estudia el estado técnico de los objetos de diagnóstico (máquinas, mecanismos, equipos, estructuras y otros objetos técnicos) y la manifestación de las condiciones técnicas, desarrollando métodos para su determinación. con cuya ayuda se llega a una conclusión (se realiza un diagnóstico), así como principios de construcción y organización del uso de los sistemas de diagnóstico. Cuando los objetos de diagnóstico son objetos de carácter técnico, hablamos de diagnóstico técnico.
El diagnóstico es un conjunto de métodos y herramientas para determinar los principales indicadores del estado técnico de los mecanismos individuales y de la máquina en su conjunto sin desmontarlos o con desmontaje parcial.
El resultado del diagnóstico es diagnóstico - conclusión sobre el estado técnico del objeto, indicando, si es necesario, la ubicación, tipo y causa del defecto.
Fiabilidad del diagnóstico.– la probabilidad de que durante el diagnóstico se determine el estado técnico en el que se encuentra realmente el objeto de diagnóstico.
Condición técnica- un conjunto de propiedades de un objeto sujeto a cambios durante la producción u operación, caracterizado en un momento determinado por signos y parámetros de estado establecidos por la documentación técnica de este objeto.
Parámetro de estado- una cantidad física que caracteriza el rendimiento o la capacidad de servicio del objeto de diagnóstico y los cambios durante la operación.
Operación de diagnóstico - parte del proceso de diagnóstico, cuya implementación permite determinar uno o más parámetros de diagnóstico de un objeto.
Tecnología de diagnóstico - un conjunto de métodos, parámetros y operaciones de diagnóstico realizadas de forma sistemática y consistente de acuerdo con la documentación tecnológica para obtener el diagnóstico final.
En la Fig. La Figura 1 muestra la estructura del diagnóstico técnico. Se caracteriza por dos direcciones interpenetradas e interconectadas: la teoría del reconocimiento y la teoría de la capacidad de control. La teoría del reconocimiento contiene secciones relacionadas con la construcción de algoritmos de reconocimiento, reglas de decisión y modelos de diagnóstico. La teoría de la controlabilidad incluye el desarrollo de herramientas y métodos para obtener información de diagnóstico, control automatizado y resolución de problemas. El diagnóstico técnico debe considerarse como una sección de la teoría general de la confiabilidad.
El diagnóstico incluye tres etapas principales:
· obtener información sobre el estado técnico del objeto de diagnóstico;
· procesamiento y análisis de la información recibida;
· hacer un diagnóstico y tomar una decisión.
La primera etapa consiste en determinar los parámetros del estado del objeto, establecer las características cualitativas del estado y obtener datos sobre el tiempo de funcionamiento; el segundo: procesar y comparar los valores obtenidos de los parámetros estatales con los valores nominales, permisibles y límite, así como utilizar los datos obtenidos para predecir la vida residual; el tercero consiste en analizar los resultados de la previsión y establecer el volumen y el calendario de mantenimiento y reparación de los componentes de la máquina.
Objeto de diagnóstico- el producto y sus componentes sujetos a diagnóstico.
Los siguientes objetos se consideran en el diagnóstico técnico.
Elemento- el componente más simple de un producto en esta consideración, en problemas de confiabilidad puede constar de muchas partes.
Producto- una unidad de producto para un propósito específico, considerada durante los períodos de diseño, producción, prueba y operación.
Sistema- un conjunto de elementos que actúan conjuntamente diseñados para realizar de forma independiente funciones específicas.
Los conceptos de elemento, producto y sistema se transforman dependiendo de la tarea en cuestión. Por ejemplo, al establecer su propia confiabilidad, una máquina se considera como un sistema que consta de elementos individuales (mecanismos, piezas, etc.), y al estudiar la confiabilidad de una línea de producción, como un elemento.
Estructura del objeto - un diagrama convencional de su estructura, formado por la división secuencial de un objeto en elementos estructurales (componentes, unidades de montaje, etc.).
Al diagnosticar, distinguen. impactos laborales, llegar a la instalación durante su operación, y influencias de prueba, que se suministran a la instalación únicamente con fines de diagnóstico. El diagnóstico, en el que sólo se aplican influencias de trabajo al objeto, se llama funcional, y diagnóstico, en el que se aplican influencias de prueba al objeto, - prueba diagnóstico técnico.
Se denomina conjunto de medios, ejecutores y objetos de diagnóstico, preparados para comprobar los parámetros del estado o realizarlo según las reglas establecidas por la documentación pertinente. sistema de diagnóstico técnico.
El diagnóstico le permite: reducir el tiempo de inactividad de la máquina debido a fallas técnicas al prevenir fallas mediante el ajuste, reemplazo o reparación oportunos de mecanismos y conjuntos individuales; eliminar el desmontaje innecesario de mecanismos y conjuntos individuales y reducir la tasa de desgaste de las piezas; establecer correctamente el tipo y alcance de las reparaciones y reducir la intensidad de mano de obra de las reparaciones en curso reduciendo los trabajos de desmontaje, montaje y reparación; aprovechar al máximo los recursos de las unidades individuales y de la máquina en su conjunto y, en consecuencia, reducir el número total de reparaciones y el consumo de repuestos.
La experiencia en la implementación de diagnósticos muestra que el tiempo entre reparaciones aumenta entre 1,5...2 veces, el número de fallas y mal funcionamiento disminuye entre 2...2,5 veces y los costos de reparación y mantenimiento se reducen entre un 25...30%.
Además, el sistema de mantenimiento técnico de un recurso fijo (el sistema promedio) no proporciona una alta confiabilidad y costos mínimos. Este sistema está desapareciendo gradualmente; cada vez se introduce más un método nuevo y más económico de mantenimiento y reparación basado en el estado técnico real (sistema de diagnóstico). Esto hace posible aprovechar más plenamente la vida útil entre reparaciones de las máquinas, eliminar el desmontaje irrazonable de los mecanismos, reducir el tiempo de inactividad debido a fallas técnicas y reducir la intensidad de la mano de obra de mantenimiento y reparación. La operación basada en condiciones puede generar beneficios equivalentes al costo del 30% de la flota total.
En algunos casos, es aconsejable utilizar diagnósticos combinados (mixtos): que representa un conjunto de diagnósticos técnicos regulados y diagnósticos basados en el estado técnico.
Los sistemas de diagnóstico y combinados requieren nuevos métodos de investigación y un aparato matemático diferente. La base debería ser una teoría de la confiabilidad. Es necesario estudiar más profundamente y tener en cuenta los cambios en los patrones físicos de falla, desgaste y envejecimiento de piezas en los sistemas mecánicos. Un papel importante en la mejora de la gestión de la fiabilidad del material rodante corresponde al desarrollo e implementación de métodos para predecir el estado técnico de los vehículos.
Metas y objetivos del diagnóstico técnico. Relación entre diagnóstico y confiabilidad.
El objetivo del diagnóstico técnico es aumentar la fiabilidad y la vida útil de los sistemas técnicos. Las medidas para mantener la confiabilidad de las máquinas tienen como objetivo reducir la tasa de cambio en los parámetros de estado (principalmente la tasa de desgaste) de sus componentes y prevenir fallas. Como saben, el indicador más importante de confiabilidad es la ausencia de fallas durante el funcionamiento (operación) de un sistema técnico.
El diagnóstico técnico, gracias a la detección temprana de defectos y mal funcionamiento, permite eliminar fallas durante el proceso de mantenimiento, lo que aumenta la confiabilidad y eficiencia de la operación.
Durante el funcionamiento del equipo, como consecuencia de su desgaste, se alteran los movimientos previstos por el diseño, lo que provoca errores en las superficies procesadas. No siempre es posible evaluar directamente el grado de desgaste y se utilizan diferentes esquemas de diagnóstico para diferentes grupos de equipos. Se recomienda la siguiente secuencia de desarrollo de tales esquemas.
En una primera etapa, para cada grupo de equipos (máquinas), se establecen los parámetros medidos de los productos procesados, que determinan su calidad. Por ejemplo. para tornos, estos parámetros son el diámetro de la pieza de trabajo. la forma de sus secciones longitudinales y transversales. rugosidad y ondulación de la superficie.
En la segunda etapa del desarrollo de un esquema de diagnóstico, se establecen las razones principales y más importantes de las desviaciones de los parámetros medidos de los productos de los especificados.
En la tercera etapa, se instalan unidades de montaje de equipos cuyo estado técnico provoca una desviación del parámetro medido.
En la cuarta etapa, se determinan los procesos que acompañan al funcionamiento de la máquina (por ejemplo, ruido y vibración), que pueden utilizarse para diagnosticarlo.
En la quinta etapa se determina la posibilidad de utilizar métodos de diagnóstico conocidos o la necesidad de desarrollar otros nuevos. La elección del método de diagnóstico se realiza teniendo en cuenta los siguientes requisitos:
Precisión diagnóstica requerida.
Sencillez y seguridad del método.
Disponibilidad o posibilidad de adquirir el equipamiento o equipamiento necesario.
Los resultados del diagnóstico deben permitir predecir el estado técnico del equipo.
Métodos de diagnóstico.
Los métodos de diagnóstico se clasifican según la naturaleza y esencia física de los parámetros del estado técnico de los objetos. Se dividen en 2 grupos:
1. Organoléptico (subjetivo)
2. Instrumental (objetivo).
Subjetivo.
Le permite evaluar el estado técnico de los objetos utilizando
Órganos sensoriales:
Inspección: identifique los lugares donde hay fugas de combustible, aceite y fluidos técnicos. su calidad está determinada por una mancha en el papel de filtro, se encuentran grietas en estructuras metálicas y se determina su deformación. determinar el color de los gases de escape, el descentramiento de las piezas giratorias, la tensión de las transmisiones por cadena, etc.
Escuchando (incluido el uso de un estetoscopio): identifique la ubicación y la naturaleza de golpes, ruidos, interrupciones en el funcionamiento del motor, fallas en el sistema de transmisión y chasis, etc.
Al tacto: determine la ubicación y el grado de calentamiento anormal, golpes, vibración de piezas, posibilidad de líquidos, etc.
Por el olfato: detecta fallas en el embrague, fugas de combustible, etc.
La ventaja de los métodos subjetivos es la baja intensidad de mano de obra y la falta de instrumentos de medición. Sin embargo, este método sólo proporciona estimaciones cualitativas y depende de la experiencia y las calificaciones del diagnosticador.
Objetivo.
Los métodos instrumentales para monitorear el desempeño se basan en el uso de instrumentos de medición, soportes y otros equipos y permiten la determinación cuantitativa de los parámetros del estado técnico.
Según su finalidad, los métodos de diagnóstico se dividen en de prueba, funcionales y basados en recursos.
Prueba– comprobar la capacidad de servicio y el rendimiento, así como la resolución de problemas. Se lleva a cabo cuando el objeto no se utiliza para el fin previsto o los efectos de la prueba no interfieren con el funcionamiento normal del objeto. En este caso se aplica un efecto de prueba especial al objeto de diagnóstico.
Funcional– están diseñados para medir parámetros que caracterizan las propiedades funcionales de máquinas, componentes y conjuntos, mientras que solo se aplican impactos operativos al OD.
Recurso– se utiliza para determinar la vida residual de componentes, conjuntos y máquinas diagnosticados.
Según la naturaleza de la medición de parámetros, los métodos de diagnóstico mecánico se dividen en directos e indirectos.
Directo– se basan en la medición directa de parámetros del estado técnico (estructurales): holguras en las juntas, dimensiones de las piezas, deflexión de las transmisiones por cadenas y correas, etc. Estos métodos se utilizan en el control de mecanismos y dispositivos. accesible y conveniente para la inspección y que no requiere desmontaje (mecanismos de accionamiento, chasis, dirección, sistema de frenos, etc.).
Métodos indirectos– le permiten determinar parámetros estructurales utilizando parámetros de diagnóstico (indirectos) utilizando sensores o dispositivos de diagnóstico instalados externamente a las unidades. Los parámetros indirectos incluyen: presión y temperatura del fluido de trabajo; el consumo de combustible; aceites; vibraciones de nodos, etc.
Según el principio físico, se distinguen los siguientes métodos de diagnóstico, cada uno de los cuales controla un proceso físico específico (cantidad):
Energía (definición de fuerza y potencia);
Térmico (temperatura);
Neumohidráulico (presión);
Vibroacústica (AFC);
espectrográfica;
Magnetoeléctrico;
Óptica, etcétera.
Los métodos más utilizados son:
1. Estatoparamétrico: se basa en medir la presión, el suministro o el flujo de fluido de trabajo y permite evaluar la eficiencia volumétrica.
2. Método de características de fase de amplitud: basado en el análisis de procesos ondulatorios de cambios de presión en las líneas de flujo y drenaje. El método se utiliza para evaluar el rendimiento y localizar fallas del accionamiento hidráulico.
3. El método del tiempo también se utiliza para evaluar el rendimiento de un accionamiento hidráulico y se basa en cambiar los parámetros de movimiento en modos determinados (levantar un cucharón de cargador o excavadora de valores mínimos a máximos).
4. Método de fuerza: basado en cambiar la fuerza sobre el cuerpo de trabajo, hélice o gancho, para lo cual se utilizan soportes de carga.
5. Método de características transitorias: permite analizar modos de funcionamiento inestables de sistemas neumáticos e hidráulicos.
6. El método vibroacústico se basa en el análisis de parámetros de vibración y ruido acústico, por ejemplo, motores de combustión interna. Durante el funcionamiento, debido a una violación de las conexiones cinemáticas especificadas, el ruido y las vibraciones característicos cambian.
7. El método térmico se basa en evaluar la distribución de temperatura sobre las superficies de las unidades de montaje, así como la diferencia de temperatura entre el fluido de trabajo en la entrada y salida.
8. El método para analizar el fueloil y los fluidos de trabajo implica determinar sus propiedades y composición. Por ejemplo, la tasa de desgaste se estima por la cantidad de partículas metálicas en el líquido.
9. Método de radiación: se basa en debilitar la intensidad de la radiación que pasa a través del objeto de diagnóstico y permite evaluar el desgaste de las piezas y sus defectos.
10. Método eléctrico: implica la medición directa de parámetros eléctricos (por ejemplo, la resistencia de los cables del sistema de encendido del motor de combustión interna, señales de sensores, etc.).
11. Método nefelométrico: compara la intensidad de 2 flujos de luz, uno de los cuales pasa a través del líquido de referencia y el otro a través del líquido de trabajo, determinando el grado de contaminación. Sensores fotoeléctricos similares permiten evaluar el fluido de trabajo en un flujo.
12. Método fotoeléctrico: también se utiliza para medir el juego lineal y angular, así como los espacios en las juntas.
13. Para determinar la estructura y las propiedades del control de defectos, se utilizan métodos magnéticos, de vórtice y ultrasónicos.
14. Análisis químico: se utiliza para determinar la calidad del aceite y el combustible.
15. Método de control de penetrantes, como los fluorescentes.
Al elegir uno u otro método para medir el diagnóstico.
el parámetro debe basarse en su tipo, rango de medición, condiciones de operación o parada del objeto durante la medición, disponibilidad de tecnología de medición y necesidad de equipo. en este caso, el rango de medición debe garantizar el registro. Valores mínimos y máximos de los parámetros de diagnóstico.
Herramientas diagnosticas.
Un sistema de diagnóstico es un conjunto de herramientas técnicas de diagnóstico, el objeto de diagnóstico y sus ejecutores.
Las herramientas de diagnóstico técnico le permiten evaluar el estado técnico del objeto que se está probando. Incluyen: software y equipos informáticos para su implementación, documentación operativa (cuadro de diagnóstico tecnológico paso a paso, tarjeta de diagnóstico, diagrama estructural y de investigación de localización de fallas, matrices de diagnóstico para localización de fallas, diagramas y tarjetas paso a paso para la restauración). operabilidad, etc.), herramientas de diagnóstico técnico ( TSD - instrumentos, soportes o dispositivos para determinar el estado de OD).
TSD se divide en:
- fondos externos, conectado únicamente para realizar el proceso de diagnóstico;
- herramientas incorporadas, constituyendo un todo estructuralmente integral con el DO y permitiendo obtener información sobre su estado de forma continua.
Según el grado de automatización, los TSD son:
Manual, controlado por un operador humano;
Trabajo automatizado con participación humana (encendido, apagado, cambio de modo);
Automático, trabajando sin intervención humana.
Según el grado de movilidad, los TSD se dividen en:
Portátil
Móvil, montado. generalmente en vehículos autopropulsados.
Estacionario, instalado en sitios de aldea, centros de prueba y control.
Las herramientas de diagnóstico basadas en tecnología moderna mejoran significativamente su rendimiento.
La base de la base de material de diagnóstico está formada por conjuntos de equipos, instrumentos y dispositivos de diagnóstico, así como puestos y áreas de diagnóstico. Además de las herramientas de diagnóstico externas, recientemente se han generalizado las herramientas de diagnóstico integradas en la máquina, que permiten diagnosticarla durante el funcionamiento. Se dividen en los siguientes grupos (Fig. 1.7.):
Limitar las máquinas que detienen el funcionamiento de la máquina (unidad);
Indicadores de acción continua (flecha, luz, por ejemplo, indicador de presión de aceite en el sistema de lubricación del motor) o de acción periódica (alarmas o dispositivos de control visual: nivel de combustible, aceite, líquido de frenos);
Dispositivos de almacenamiento de información con salida a dispositivos de señalización o con eliminación periódica de información para su posterior procesamiento en condiciones estacionarias.
La combinación de herramientas de diagnóstico integradas y externas puede reducir significativamente la probabilidad de que se pierdan fallas y aumentar la confiabilidad de la información.
La automatización de los procesos de diagnóstico mejora significativamente los principales indicadores y características de los sistemas de diagnóstico. En particular, gracias a la automatización, es posible reducir significativamente el tiempo para realizar un diagnóstico, reducir los requisitos de calificación de los operadores de diagnóstico, en algunos casos eliminar por completo sus servicios, reducir la intensidad de mano de obra de las operaciones de diagnóstico, mejorar la forma de presentación de los resultados del diagnóstico y aumentar la confiabilidad de su declaración.
La rápida difusión de complejos sistemas electrónicos de control de motores en la década de 1980 requirió nuevos métodos y equipos de diagnóstico. La gran cantidad de diferentes tipos de unidades de control electrónico (ECU) requería nuevas herramientas de diagnóstico para acceder rápidamente a la información técnica de cada máquina. Estas herramientas han sido desarrolladas y se dividen en 3 categorías:
1. Sistemas de diagnóstico estacionarios (de banco). No están conectados a la ECU y son independientes del sistema de diagnóstico a bordo del vehículo. Se utilizan para el diagnóstico de sistemas de inyección y encendido (probadores de motores), sistemas de frenos, suspensión, etc.
2. herramientas de diagnóstico a bordo que codifican las fallas detectadas y las muestran en el panel de instrumentos mediante indicación luminosa;
3. software de diagnóstico a bordo, cuyo acceso requiere dispositivos de diagnóstico adicionales especiales: probadores de diagnóstico, raspadores, etc.
La memoria de la computadora de la ECU (registrador de fallas) almacena tanto códigos de falla permanentes (actuales) como aquellos que fueron detectados por la ECU pero que no aparecen en este momento; estos son códigos no permanentes (únicos). Estos y los códigos de falla permanentes se denominan "códigos de error" o "códigos de problema".
Sensores
Un sensor es un dispositivo estructuralmente completo que consta de un elemento sensible y un transductor primario. En caso de que el sensor no convierta las señales. Solo incluye el elemento sensor. Según el tipo de convertidor primario, los sensores se dividen en: eléctrico Y no electrico. Los eléctricos se dividen en paramétrico (pasivo) Y generador (activo).
Sensores paramétricos convierta el efecto de entrada en un cambio en el parámetro interno: resistencia, capacitancia, inductancia, utilizando una fuente de energía externa.
Sensores de generador ellos mismos generan EMF cuando se exponen a un valor de entrada. Se trata de termopares, sensores de inducción, piezoeléctricos y otros.
Se pueden utilizar varios tipos de convertidores primarios en sensores de diferentes cantidades físicas (Tabla 3.1). Las principales características de los sensores son: sensibilidad, umbral de sensibilidad, límite de medición, inercia, rango dinámico de medición, etc.
El principio de funcionamiento y el ámbito de aplicación de los transductores primarios determinan la viabilidad de su uso en el diagnóstico:
1. Resistivo, que convierte el movimiento lineal o angular en una señal eléctrica.
2. Galgas extensométricas: se utilizan para medir pequeños movimientos y deformaciones.
3. Electromagnéticos incluyen:
3.1 Inductivo: utilice cambios en la reactancia inductiva para medir pequeños movimientos de una armadura en movimiento.
3.2 En los sensores de transformadores, el voltaje de salida cambia cuando la armadura móvil se mueve o gira.
3.3 Los sensores magnetoelásticos miden la temperatura o la fuerza midiendo la permeabilidad magnética de los núcleos ferromagnéticos (aleación permanente).
3.4 Los convertidores de magnetorresistencia utilizan el efecto de cambiar la resistencia bajo la influencia de un campo magnético.
3.5 Los convertidores de inducción son generadores de impulsos.
4. Capacitivo, para medir pequeños movimientos lineales con una precisión de 0,1...0,01 micrones, se utiliza un cambio en el espacio entre las placas del condensador, lo que provoca un cambio en su capacitancia.
5. Los transductores piezoeléctricos permiten medir fuerzas, presión, vibraciones, etc. debido al efecto piezoeléctrico de los cristales. (cuarzo, TiBa, etc.).
6. Los convertidores fotoeléctricos (fotocélulas) transforman el flujo luminoso en una señal eléctrica (lámparas, fotorresistores y fotoconvertidores: diodos y generadores).
7. Convertidores de temperatura:
7.1 bimetálico
7.2 dilatométrico – para medir y regular temperaturas en calderas de -60 a +450 o C.
7.3 manométrico convierte un cambio térmico de volumen en un cambio de presión y el movimiento de fuelles y tubos con líquido (acetona, alcohol) o gas (N, éter, etc.).
Termistores metálicos 7,4: muy precisos (hasta 0,001 o C) con un rango de -200 a +650 o C (Pt).
7,5 termopares (de -200 a 800 o C).
8. Transductores hom para medición de posición. desplazamiento, así como presión cuando un imán permanente se desplaza en un campo magnético. donde surgen los E.M.F.
Dependiendo del tipo de sistema de diagnóstico, se seleccionan herramientas de diagnóstico y sensores de información. En este caso, se presta especial atención al coste de los sistemas de diagnóstico integrados o a la complejidad de equipar los sistemas de diagnóstico separados (OD - SD) con sensores. En este último caso se utilizan ampliamente sensores de clip con fijación magnética. Los sensores se producen comercialmente para diagnosticar máquinas S, D y PT, pero la mayoría de los sensores se diseñan y producen especialmente teniendo en cuenta los diseños de las máquinas que se diagnostican. utilizando convertidores primarios en serie.
La miniaturización y la informatización también han afectado los diseños de sensores. Para ser procesada por un microprocesador, la señal del sensor debe llegar en forma digital. Por lo tanto, los sensores modernos extraen una señal digital o utilizan convertidores analógico-digital (ADC). Recientemente, se han creado sistemas de información inteligentes del tipo "sensor informático", que combinan un sensor con un microprocesador en un solo todo.
Actualmente, se utilizan ampliamente los siguientes sensores:
1. Sensores de posición: sensores potenciométricos de ángulo y trayectoria. Pueden ser de una vuelta (ángulo de rotación de hasta 360°) y multivueltas (hasta 3600°), velocidad de desplazamiento de hasta 10 m/s, con una longitud de hasta 3000 mm, hasta 20 m/s con una carrera de hasta 150 mm. Pueden ser con contacto o sin contacto (transformador) y además incluyen finales de carrera.
2. Sensores de desplazamiento: se utilizan para medir espacios, holguras y movimientos de vibración de baja frecuencia utilizando galgas extensométricas, resistencias, inductivos, convertidores fotoeléctricos. Para la medición de desplazamientos sin contacto, se utilizan sensores de corrientes parásitas (bobinas).
Para medir la posición angular de los ejes, sus velocidades angulares y aceleraciones, se utilizan sensores de desplazamiento angular: indicadores o codificadores angulares, por ejemplo codificadores de fotopulso digitales, así como sensores de fotopulso. Los codificadores absolutos generan una señal en reposo y en movimiento, y no la pierden cuando se corta la energía. No está sujeto a interferencias y no requiere una alineación precisa del eje. Los hay de simple (hasta 360°) y multigiro.
3. Los sensores de velocidad (angulares y lineales) se utilizan con convertidores fotoeléctricos y magnético-eléctricos (inducción, corrientes parásitas), así como con tacogeneradores (CC y CA).
4. Los sensores de aceleración (angulares y lineales) también son codificadores que miden aceleraciones de hasta 500d.
5. Sensores de presión en accionamientos hidráulicos y neumáticos.
Manómetros y sensores eléctricos. trabajando tanto en sistemas analógicos como digitales (flujo HART).
6. Sensores de flujo en diagnóstico:
Presión diferencial variable (con diafragmas)
Flujos (con cuchilla giratoria)
Tacómetro (turbina)
Cámara (pistón, engranaje...)
Térmico
Ultrasónico
7. Los sensores de temperatura son termopares y termómetros de resistencia, así como sensores de microprocesador con un convertidor primario: un termopar. En el diagnóstico de vehículos de construcción y de carretera se utilizan sensores de silicio (un elemento sensible es un cristal de silicio al que se le aplican resistencias de película) para sustancias sólidas, líquidas y gaseosas.
El diagnóstico técnico moderno utiliza dispositivos para determinar el estado técnico de las máquinas, que permiten determinar de forma más objetiva el estado de las máquinas, así como percibir señales de diagnóstico emitidas por el mecanismo, que no son directamente perceptibles por los sentidos humanos.
Para desarrollar métodos y medios de diagnóstico técnico de una máquina, en primer lugar, es necesario identificar qué parámetros caracterizan el funcionamiento de la máquina que se está probando y determinar su confiabilidad. Luego es necesario establecer criterios de diagnóstico para el valor cuantitativo de los parámetros y desarrollar métodos y herramientas adecuados para su determinación.
Actualmente, los principales parámetros que caracterizan la calidad de funcionamiento de los equipos tecnológicos son: productividad, precisión, rigidez, resistencia a vibraciones y generación de ruido; la confiabilidad de los equipos tecnológicos se caracteriza por la probabilidad de funcionamiento sin fallas, durabilidad y mantenibilidad de sus piezas y mecanismos.
En la mayoría de los casos, el estado de los parámetros enumerados está interconectado, lo que permite determinar el valor de un parámetro a través del valor de otro. Por ejemplo, la precisión de algunos mecanismos de una máquina cortadora de metales se puede determinar comprobando su rigidez. El diagnóstico de los equipos tecnológicos en cuanto a precisión, rigidez, resistencia a las vibraciones y generación de ruido debe realizarse utilizando los métodos y medios especificados en las normas pertinentes.
Dependiendo de las condiciones de diagnóstico, se utilizan los siguientes tipos de diagnóstico técnico.
Diagnóstico técnico realizado en la dinámica de un objeto.: por parámetros de los procesos de trabajo (potencia, consumo de combustible, productividad, presión, etc.); según parámetros de diagnóstico que caracterizan indirectamente el estado técnico (temperatura, ruido, vibraciones, etc.).
Diagnóstico técnico realizado en la estática del objeto.: por parámetros estructurales (desgaste de piezas, holgura en juntas, etc.).
En términos de volumen, métodos y profundidad de las operaciones, puede ser complejo (también llamado general) y elemento por elemento.
Diagnóstico integral revela el funcionamiento normal, la eficiencia y el rendimiento de la máquina (unidad) en su conjunto. Su objetivo es determinar el cumplimiento de los estándares de los indicadores de desempeño de producción de las unidades que se prueban de acuerdo con sus funciones principales. Un ejemplo de este tipo de diagnóstico podría ser la determinación de la potencia y la eficiencia del combustible del motor, el rendimiento y la durabilidad de la bomba, las pérdidas en la transmisión, el porcentaje de deslizamiento del embrague, etc.
Diagnóstico elemento por elemento determina la causa del mal funcionamiento de las unidades (mecanismos), generalmente mediante signos indirectos que lo acompañan; por ejemplo, el motivo de la pérdida de potencia del motor - debido a la compresión o la penetración de gases en el cárter, el motivo del aumento del consumo de combustible - debido al nivel en la cámara de flotación del carburador o al rendimiento de los surtidores, el motivo de las pérdidas en la transmisión - debido a vibraciones y calentamiento, etc. Sin embargo, en este caso, la especificación de las causas del mal funcionamiento se lleva solo al nivel en el que se identifica la necesidad de retirar o desmontar el mecanismo que se está probando.
En general, el diagnóstico suele realizarse en varios niveles:
1) a nivel de la máquina en su conjunto;
2) a nivel de sus unidades;
3) a nivel de sistemas, mecanismos y piezas, etc.
Además, en cada uno de los niveles enumerados, la condición técnica se determina principalmente de forma bidimensional. Esto significa que el diagnóstico debe dar una respuesta inequívoca: si la unidad que se está probando necesita actualmente o no reparación o mantenimiento, teniendo en cuenta garantizar un funcionamiento sin problemas hasta la próxima intervención técnica programada. Si el estado técnico de la unidad que se está probando no cumple con los estándares y consta de varios mecanismos independientes, entonces es necesario un diagnóstico elemento por elemento de cada uno de estos mecanismos, etc.
Al realizar el diagnóstico elemento por elemento de este mecanismo, en primer lugar se comprueba el estado mecánico de las denominadas piezas "críticas", es decir, piezas que determinan principalmente el rendimiento del mecanismo (válvulas de la bomba de lodo, soporte del rotor, etc.).
La profundidad del diagnóstico de mecanismos se limita a obtener una respuesta a la pregunta: ¿es necesario desmontar los mecanismos? Si es necesario, un diagnóstico más detallado no tiene sentido práctico, ya que los defectos se pueden identificar de forma más sencilla y precisa después de desmontar el mecanismo.
Los métodos y medios para diagnosticar unidades, sistemas y mecanismos individuales están determinados por su diseño y funciones.
Dependiendo del tipo de parámetros de diagnóstico, se utilizan los siguientes métodos técnicos de diagnóstico: medición de pérdidas por fricción en mecanismos; determinación del estado térmico de mecanismos; verificar el estado de la interfaz, dimensiones de instalación, estanqueidad y fugas, monitorear ruidos y vibraciones en el funcionamiento del mecanismo; Análisis del aceite del cárter (motor, rotor, pivote, etc.).
El diagnóstico de los equipos debe comenzar con la obtención de información sobre el tiempo de funcionamiento del equipo y las reparaciones a las que ha sido sometido, consumo de combustible y aceite, dinámica, tendencia al sobrecalentamiento del motor y otras unidades, humo, chirridos, ruidos, etc.
Esta información permite realizar diagnósticos adicionales de manera más decidida utilizando medios técnicos, con la ayuda de los cuales se verifican los indicadores de eficiencia y rendimiento del equipo en su conjunto, sus unidades y mecanismos.
Las herramientas de diagnóstico de equipos técnicos se utilizan para registrar
y medir la magnitud de los signos de diagnóstico (parámetros). Para ello se utilizan instrumentos, dispositivos y soportes de acuerdo con la naturaleza de los signos de diagnóstico y los métodos de diagnóstico.
Un lugar importante entre ellos lo ocupan las aplicaciones de medición eléctrica.
Bors (voltímetros, amperímetros, osciloscopios, etc.). Son ampliamente utilizados
se utilizan tanto para la medición directa de cantidades eléctricas (por ejemplo, al diagnosticar sistemas de encendido y equipos eléctricos de un automóvil) como para medir procesos no eléctricos (oscilaciones, calentamiento, presión) convertidos en cantidades eléctricas utilizando sensores apropiados.
Para ello, los instrumentos de medición eléctricos están equipados con sensores.
Al diagnosticar mecanismos, se utilizan con mayor frecuencia los siguientes: sensores de resistencia, sensores de límite, sensores de inducción, ópticos y fotoeléctricos, con los que se pueden medir holguras, juegos, movimientos relativos, velocidad y frecuencia de rotación de las piezas que se prueban; resistencias térmicas, termopares y placas bimetálicas para medir el estado térmico de piezas; Sensores piezoeléctricos y extensímetros para medir procesos oscilatorios de presión, latidos, deformaciones, etc.
Una de las cualidades positivas de los instrumentos de medida eléctricos es la comodidad de obtener información, así como, en el futuro, la posibilidad de analizarla mediante ordenadores.
Dependiendo de la integridad y el grado de mecanización de los procesos tecnológicos, los diagnósticos se pueden realizar de forma selectiva, solo para monitorear el estado técnico de las unidades de ensamblaje individuales, o de manera integral para verificar unidades complejas como, por ejemplo, un motor y, finalmente, para diagnosticar de manera integral la máquina. como un todo.
En el primer caso, para mediciones individuales se utilizan instrumentos de diagnóstico como estetoscopios, manómetros, tacómetros, voltímetros, amperímetros, cronómetros, termómetros y otros instrumentos portátiles.
En el segundo caso, los dispositivos se combinan en forma de soportes móviles, en el tercer caso, están equipados con sensores y paneles de control de soportes estacionarios.
Una herramienta de diagnóstico compleja móvil es una estación de diagnóstico en funcionamiento. Puede proporcionar diagnósticos del estado técnico de los vehículos en sus ubicaciones temporales. La configuración de una estación de diagnóstico en marcha es posible basándose en un remolque con una capacidad de carga suficientemente grande.
Los principales requisitos para las herramientas de diagnóstico son: garantizar una precisión suficiente en las mediciones, comodidad y facilidad de uso con una mínima inversión de tiempo.
Además de varios dispositivos e indicadores específicos, el sistema de herramientas de diagnóstico incluye complejos de equipos electrónicos.
Estos complejos pueden consistir en sensores: órganos de percepción de signos de diagnóstico, bloques de instrumentos de medición, bloques de procesamiento de información de acuerdo con algoritmos dados y, finalmente, bloques para almacenar y emitir información en forma de dispositivos de almacenamiento para convertir información en una forma. conveniente para su uso.
Apéndice 8
Diagnóstico técnico de equipos.
Provisiones generales
Las metas, objetivos y principios básicos del diagnóstico técnico (TD) de equipos se analizan en la sección 3.3. Este Apéndice examina brevemente la metodología y proporciona una de las formas generales de organizar los procesos técnicos en una empresa.
Requisitos para equipos transferidos a diagnóstico técnico.
De acuerdo con GOST 26656-85 y GOST 2.103-68, al transferir un equipo a una estrategia de reparación basada en condición técnica, primero se decide la cuestión de su idoneidad para instalar equipos TD.
La idoneidad de los equipos en funcionamiento para TD se juzga por el cumplimiento de los indicadores de confiabilidad y la disponibilidad de lugares para instalar equipos de diagnóstico (sensores, dispositivos, diagramas de cableado).
A continuación, se determina una lista de equipos sujetos a TD de acuerdo con el grado de su influencia en los indicadores de capacidad (producción) de producción, así como en función de los resultados de la identificación de cuellos de botella en la confiabilidad en los procesos tecnológicos. Como regla general, este equipo está sujeto a mayores requisitos de confiabilidad.
De acuerdo con GOST 27518-87, el diseño del equipo debe adaptarse para TD. Según GOST 26656-85, la adaptabilidad a TD se entiende como una propiedad del equipo que caracteriza su disposición para realizar el control utilizando métodos y medios de TD específicos.
Para garantizar la adaptabilidad del equipo a TD, su diseño debe incluir:
la posibilidad de acceder a los puntos de control abriendo cubiertas y trampillas tecnológicas;
disponibilidad de bases de instalación (sitios) para la instalación de vibrómetros;
la capacidad de conectar y colocar equipos TD (manómetros, medidores de flujo, probadores hidráulicos en sistemas líquidos) en sistemas líquidos cerrados y conectarlos a puntos de control;
la posibilidad de conexión y desconexión múltiple de dispositivos TD sin daños a los dispositivos de interfaz y al propio equipo como resultado de fugas, contaminación, objetos extraños que ingresan a las cavidades internas, etc.
La lista de trabajos para garantizar la adaptabilidad de los equipos a TD se encuentra en las especificaciones técnicas para la modernización de los equipos transferidos a TD.
Después de determinar la lista de equipos que se transferirán para reparación en función de su condición técnica, se prepara la documentación técnica construida para el desarrollo e implementación de herramientas TD y la modernización necesaria de los equipos. La lista y el orden de desarrollo de la documentación conforme a obra se dan en la Tabla. 1.
tabla 1
Lista de documentación conforme a obra para diagnóstico
Selección de parámetros de diagnóstico y métodos de diagnóstico técnico.
Se determinan parámetros que están sujetos a monitoreo constante o periódico para verificar el algoritmo de funcionamiento y asegurar modos óptimos de operación (estado técnico) del equipo.
Se compila una lista de posibles fallas para todas las unidades y componentes del equipo. Se recopilan preliminarmente datos sobre averías de equipos equipados con medios TD o sus análogos. Se analiza el mecanismo de aparición y desarrollo de cada falla y se detallan los parámetros de diagnóstico cuyo control, el mantenimiento planificado y las reparaciones rutinarias pueden prevenir fallas. Se recomienda realizar el análisis de fallas en la forma presentada en la tabla. 2.
Tabla 2
Formulario para análisis de fallas y selección de parámetros de diagnóstico, métodos y medios de diagnóstico técnico.
Para todas las fallas, se describen los parámetros de diagnóstico, cuyo monitoreo ayudará a encontrar rápidamente la causa de la falla y el método TD (Tabla 3).
Tabla 3
Métodos técnicos de diagnóstico.
Se determina la gama de piezas cuyo desgaste provoca fallos.
Se determinan los parámetros cuyo control es necesario para predecir el recurso o vida útil de piezas y conexiones.
En la práctica, se han generalizado los signos (parámetros) de diagnóstico, que se pueden dividir en tres grupos:
parámetros de los procesos de trabajo (dinámica de cambios de presión, fuerza, energía), que caracterizan directamente el estado técnico del equipo;
parámetros de procesos o fenómenos que lo acompañan (campo térmico, ruido, vibración, etc.), que caracterizan indirectamente la condición técnica;
parámetros estructurales (huecos en juntas, desgaste de piezas, etc.), que caracterizan directamente el estado de los elementos estructurales del equipo.
Se compila una lista resumida de fallas diagnosticadas, posibles causas de fallas, fallas que preceden a la falla, etc.
Se está explorando la posibilidad de reducir el número de parámetros controlados mediante el uso de parámetros generalizados (complejos):
establecer parámetros de diagnóstico que caractericen el estado técnico general de las piezas de un equipo, un complejo tecnológico, una línea, un objeto en su conjunto y sus partes individuales (unidades, conjuntos y piezas);
Se establecen parámetros de diagnóstico privados que caracterizan el estado técnico de las interfaces individuales en componentes y conjuntos.
Para mayor comodidad y claridad de los métodos y medios de TD, se están desarrollando diagramas funcionales para monitorear los parámetros de los procesos tecnológicos y el estado técnico de los equipos.
eficiencia económica del proceso TD;
confiabilidad de TD;
disponibilidad de sensores y dispositivos fabricados; Universalidad de los métodos y herramientas de TD.
Se llevan a cabo estudios de características de diagnóstico seleccionadas para determinar los rangos de variación, los valores máximos permitidos y el modelado de fallas y mal funcionamiento.
Se seleccionan los medios TD. Si es necesario, se elabora una solicitud para la creación (compra) de equipos TD, sensores, instrumentos, diagramas de cableado, etc.
Se están desarrollando la tecnología TD y los requisitos técnicos para los equipos de diagnóstico.
A partir de los resultados del análisis de fallas de los equipos, se están desarrollando medidas para mejorar la confiabilidad de los equipos, incluido el desarrollo de herramientas TD.
Herramientas de diagnóstico técnico
Según su ejecución, los instrumentos TD se dividen en: externos, que no forman parte integrante del objeto de diagnóstico;
incorporado: con un sistema de transductores de medición (sensores) de señales de entrada, fabricados en un diseño común con equipo de diagnóstico como componente.
Los medios externos de TD se dividen en estacionarios, móviles y portátiles.
Si se decide diagnosticar el equipo por medios externos, entonces se deben proporcionar puntos de control y el manual de funcionamiento del equipo TD debe indicar su ubicación y describir la tecnología de monitoreo.
Las herramientas TD están integradas en el equipo, cuya información debe recibirse de forma continua o periódica. Estos medios controlan parámetros cuyos valores exceden los valores estándar (límite), lo que implica una situación de emergencia y muchas veces no se puede predecir con anticipación durante los períodos de mantenimiento.
Según el grado de automatización del proceso de control, los medios TD se dividen en automáticos, controlados manualmente (no automáticos) y controlados automáticamente-manualmente.
Como regla general, los instrumentos TD automáticos contienen fuentes de influencia (en sistemas de diagnóstico de pruebas), transductores de medición, equipos para decodificar y almacenar información, una unidad para decodificar resultados y emitir acciones de control.
Las herramientas TD con control manual automatizado se caracterizan por el hecho de que algunas de las operaciones TD se realizan automáticamente, se proporcionan alarmas luminosas o sonoras o se fuerza el apagado del variador cuando se alcanzan los valores límite de los parámetros, y algunos de los parámetros se monitorean visualmente basándose en las lecturas del instrumento.
Las posibilidades de la automatización del diagnóstico se amplían significativamente con el uso de tecnología informática moderna.
En las especificaciones técnicas para el desarrollo de herramientas TD integradas en sistemas de producción flexibles, se recomienda incluir requisitos para el diagnóstico automático de equipos con una búsqueda profunda de defectos (fallas) hasta la unidad principal.
Al crear herramientas TD para equipos tecnológicos, se pueden utilizar varios convertidores (sensores) de cantidades no eléctricas en señales eléctricas, convertidores analógicos a digitales de señales analógicas en valores de códigos digitales equivalentes y subsistemas de sensores de visión técnica.
Se recomienda que se cumplan los siguientes requisitos para los diseños y tipos de convertidores (sensores) utilizados para dispositivos TD:
tamaño pequeño y simplicidad de diseño, idoneidad para colocación en lugares con espacio limitado para equipos;
la posibilidad de repetir la instalación y extracción de sensores con una mínima intensidad de mano de obra y sin instalar equipos;
conformidad de las características metrológicas de los sensores con las características de información de los parámetros de diagnóstico;
alta confiabilidad e inmunidad al ruido, incluida la capacidad de operar en condiciones de interferencia electromagnética, fluctuaciones de voltaje y frecuencia de red;
resistencia a influencias mecánicas (choques, vibraciones) y a cambios en los parámetros ambientales (temperatura, humedad);
facilidad de regulación y mantenimiento.
La etapa final de la creación e implementación de herramientas TD es el desarrollo de la documentación.
documentación de diseño operativo;
documentación tecnológica;
Documentación para la organización del diagnóstico.
La documentación de diseño operativo es un manual de operación para un objeto de diagnóstico de acuerdo con GOST 26583-85, que debe incluir un manual de operación para la instalación TD, incluido el diseño y descripción de los dispositivos de interfaz con el objeto.
El manual de funcionamiento especifica los modos de funcionamiento del equipo bajo los cuales se realizan los diagnósticos.
La documentación tecnológica para TD incluye:
tecnología para realizar trabajos;
secuencia de trabajo;
Requisitos técnicos para realizar operaciones de TD. El principal documento de trabajo es la tecnología TD de un modelo (tipo) determinado de equipo, que debe contener: una lista de herramientas TD;
lista y descripción de operaciones de control y diagnóstico;
valores nominales permitidos y límite de una característica de diagnóstico;
características del modo de funcionamiento durante TD.
Además de la documentación operativa, tecnológica y organizativa, para cada objeto transferido se desarrollan programas de previsión de recursos residuales y previstos.
Previsión de la vida residual mediante modelos matemáticos.
La solución de problemas de hardware, analizada anteriormente, es necesaria no sólo para solucionar problemas, sino también para predecir los recursos restantes y proyectados. La previsión es una predicción del estado técnico en el que se encontrará un objeto en algún período de tiempo futuro. Esta es una de las tareas más importantes que deben resolverse al pasar a reparaciones basadas en el estado técnico.
La dificultad de hacer pronósticos radica en el hecho de que es necesario utilizar aparatos matemáticos, que no siempre dan una respuesta suficientemente precisa (inequívoca). Sin embargo, en este caso es imposible prescindir de él.
Resolver problemas de previsión es muy importante, en particular, para organizar el mantenimiento preventivo programado de los objetos en función de su condición técnica (en lugar de un mantenimiento basado en tiempos o recursos). La transferencia directa de métodos para resolver problemas de diagnóstico a problemas de pronóstico es imposible debido a la diferencia en los modelos con los que se debe trabajar: al diagnosticar, el modelo suele ser una descripción del objeto, mientras que al predecir, un modelo del proceso de Se requiere la evolución de las características técnicas del objeto a lo largo del tiempo. Como resultado del diagnóstico, no se determina cada vez más de un "punto" del proceso de evolución especificado para el momento (intervalo) de tiempo actual. Sin embargo, un soporte de diagnóstico bien organizado para un objeto con almacenamiento de todos los resultados de diagnóstico anteriores puede proporcionar información útil y objetiva que represente los antecedentes (dinámica) del desarrollo del proceso de cambio de las características técnicas de un objeto en el pasado, que puede ser Se utiliza para corregir sistemáticamente el pronóstico y aumentar su confiabilidad.
Los métodos y modelos matemáticos para predecir la vida residual de los equipos se describen en la literatura especializada.
Predicción de la vida residual mediante valoraciones de expertos.
Al calcular la vida residual, las dificultades suelen surgir debido a la falta de información objetiva necesaria para tomar decisiones utilizando el método discutido en la sección anterior. En la mayoría de los casos, estas decisiones se toman teniendo en cuenta las opiniones de especialistas calificados (expertos) mediante una encuesta de expertos. En este caso, las opiniones de los expertos son proporcionadas por un grupo de trabajo, cuya opinión general se forma como resultado de la discusión.
Existen varios métodos de evaluación de expertos, a saber: evaluación directa, clasificación (correlación de rango), comparación por pares, puntos (puntuaciones) y comparaciones secuenciales. Todos estos métodos se diferencian entre sí tanto en los enfoques para formular preguntas que responden los expertos como en la realización de experimentos y el procesamiento de los resultados de las encuestas. Al mismo tiempo, tienen una cosa en común: el conocimiento y la experiencia de los especialistas en este campo.
El método de evaluación pericial más simple y objetivo es el método de evaluación directa, que se usa ampliamente para determinar la vida residual basándose en el diagnóstico del estado técnico de los equipos. La ventaja de este método es la alta precisión de los resultados del cálculo, así como la posibilidad de pronosticar simultáneamente el recurso para varios tipos (muestras) de equipos a la vez.
Para la evaluación experta de la vida útil de los equipos, la empresa crea un grupo de trabajo permanente que desarrolla la documentación necesaria, organiza un procedimiento para entrevistar a expertos, procesa y analiza la información recibida.
El jefe del grupo de trabajo debe ser una persona responsable que, según sea necesario, determine la vida útil residual del equipo y dé una opinión sobre la duración del trabajo sin detenerse para reparaciones importantes durante un tiempo determinado (hasta la próxima reparación de rutina). Coordina la composición del grupo de trabajo con el mecánico jefe (ingeniero energético) de la empresa, elabora un programa, participa en una encuesta de expertos y analiza los resultados preliminares. Si la empresa cuenta con un laboratorio de TD (como eslabón principal en la transición a una estrategia de reparación basada en la condición técnica), el jefe de este laboratorio es designado como jefe del grupo de trabajo.
Además de los ejecutores directos, es recomendable incluir en el grupo de trabajo a los trabajadores técnicos de la OGM y OGE, mecánicos superiores, mecánicos (capataces) de talleres, cuya experiencia en la operación y reparación de estos equipos sea de al menos cinco años. El grupo de trabajo no debe incluir jefes de talleres, departamentos, servicios, etc., cuyos juicios autorizados puedan afectar la objetividad de las evaluaciones de los expertos, así como la decisión final del grupo de trabajo.
Las responsabilidades del grupo de trabajo incluyen:
selección de especialistas expertos;
elegir el método más apropiado de evaluación de expertos y, de acuerdo con esto, desarrollar un procedimiento de encuesta y compilar cuestionarios;
realizar una encuesta;
procesar materiales de encuestas;
análisis de la información recibida;
síntesis de información objetiva y subjetiva con el fin de obtener estimaciones necesarias para la toma de decisiones.
Antes de organizar una encuesta de expertos, el jefe del grupo de trabajo debe proporcionar a los expertos la máxima cantidad posible de datos objetivos sobre el diagnóstico de todas las unidades, componentes, conexiones y piezas de cada equipo disponible para el grupo de trabajo, pasaportes, registros de reparación y otra documentación técnica para toda la vida útil del equipo. Al realizar sesiones informativas, es necesario informar a los expertos sobre las fuentes de este problema, las formas de resolver problemas similares en el pasado en otras empresas y equipos, es decir, mejorar las calificaciones (contenido de la información) de los expertos en este tema.
Al trabajar con cuestionarios de expertos, se debe prestar especial atención a la exactitud de las preguntas formuladas. Las preguntas deben ser breves (sí, no) y no deben permitir doble interpretación.
Al formar un grupo de expertos, se debe tener en cuenta que el parámetro principal del grupo de expertos, la coherencia de las opiniones de los expertos, depende de varios factores: el contenido informativo de los expertos, las relaciones entre ellos, los aspectos organizativos de la encuesta. procedimientos, su complejidad, etc. El número de expertos incluidos en el grupo depende de su contenido informativo y debe oscilar entre 7 y 12 expertos, en algunos casos entre 15 y 20 personas.
Para organizar el grupo de trabajo de expertos, se emite una orden a la empresa, que indica las tareas del grupo, el líder y los miembros del grupo, los plazos para completar las hojas de expertos y el plazo para completar el trabajo.
Para realizar una encuesta de expertos, se preparan cuestionarios especiales.
Al organizar una encuesta de expertos, el grupo de trabajo debe tener en cuenta que es difícil para un experto, como cualquier persona, tomar decisiones en los casos en que hay más de siete alternativas, por ejemplo, asignar peso (significancia) a más de siete propiedades (indicadores). Por lo tanto, es imposible presentar a los expertos una lista de varias docenas de propiedades (indicadores) y exigirles que asignen pesos a estas propiedades (indicadores).
En los casos en que sea necesario evaluar una gran cantidad de propiedades (factores, indicadores, parámetros), primero se deben dividir en grupos homogéneos (por funcionalidad, afiliación, etc.) para que el número de indicadores incluidos en un grupo homogéneo no no exceder de 5 a 7.
Una vez que los expertos se familiarizan con el estado del tema en estudio, el jefe del grupo de trabajo les distribuye cuestionarios y notas explicativas. Al mismo tiempo, el empleado más autorizado del grupo de trabajo explica a los expertos aquellas disposiciones del cuestionario que no comprenden bien.
Una vez recibido el cuestionario cumplimentado, el jefe del grupo de trabajo, si es necesario, formula preguntas a los expertos para aclarar los resultados obtenidos. Esto le permite saber si el experto entendió correctamente las preguntas del cuestionario y si las respuestas realmente corresponden a su verdadera opinión.
Durante la encuesta, los empleados del grupo de trabajo no deben expresar sus juicios al experto sobre sus respuestas, para no imponerle su opinión.
Después de procesar los resultados de la encuesta, cada experto se familiariza con los valores de evaluación asignados por todos los demás expertos incluidos en el grupo de expertos.
Cada experto, tras leer las opiniones anónimas de otros expertos, vuelve a rellenar el cuestionario.
También se permite una discusión abierta de los resultados de la encuesta. Cada experto tiene la oportunidad de justificar brevemente sus juicios y criticar otras opiniones. Para eliminar la posible influencia de la posición oficial en la opinión de los expertos, es deseable que los expertos hablen en secuencia de menor a mayor (por cargo oficial).
En la gran mayoría de los casos, dos rondas de encuesta son suficientes para tomar una decisión informada. En los casos en que sea necesario aumentar la precisión de las evaluaciones aumentando el volumen de la muestra estadística (número de respuestas), así como cuando la coherencia de las opiniones de los expertos sea baja, se puede realizar una encuesta de expertos en tres rondas.
El resultado de la encuesta es la determinación del parámetro de pronóstico deseado basándose en el análisis de las respuestas de los expertos.
El indicador obtenido de las valoraciones de los expertos debe considerarse como una variable aleatoria, cuyo reflejo es la opinión individual del experto.
Cuando se desconoce el valor de algún indicador, un experto especialista siempre dispone de información intuitiva al respecto. Naturalmente, esta información es hasta cierto punto incierta y el grado de incertidumbre depende del nivel de conocimientos y erudición técnica del experto. La tarea del grupo de trabajo es extraer esta información confusa y ponerla en forma matemática.
