5. Техническая диагностика машин

Основная задача технической диагностики - распознавание состояния системы в условиях ограниченной информации.

Информация поступает в виде показателей датчиков: вибраций, температур, давлений, путем визуальных осмотров и т.д.

Для сложных технических систем запись параметров ведется дискретно или непрерывно.

Кроме того, в технической диагностике осуществляют поиск и автоматический контроль неисправностей. Это связано с разработкой методов и средств контроля, разработкой диагностических тестов, оценкой контролеспособности технических систем.

Техническая диагностика стала одним из важнейших методов повышения надежности систем в эксплуатационных условиях, когда требуется руководствоваться определенными приемами и правилами для принятия решения. Она допускает эксплуатацию ответственных изделий и их техническое обслуживание «по состоянию», что дает значительный экономический эффект.

Процедура диагностирования машины включает в себя три основных этапа:

1) первичное описание объекта;

2) выделение признаков оценки состояния;

3) принятие решения (диагноз).

Первичное описание выполняют на основе экспериментальной информации, необходимой для принятия решения.

Состояние диагностируемого объекта определяется диагностическими признаками, а они - диагностическими сигналами различной физической природы. Нахождение эффективных признаков является центральной задачей диагностики, главной ее проблемой. Чем больше сведений о диагностируемом объекте, тем достовернее его диагноз.

Глубокое изучение свойств машины, целей и сути диагноза является основной предпосылкой эффективности диагностики.

При поиске признаков следует различать три аспекта технического состояния: структурный, функциональный и вибрационный.

Структурное состояние характеризуется совокупностью свойств структуры: геометрией конструктивных элементов (размерами и формой), взаимосвязями деталей (посадками, зазорами, углами и т.д.), состоянием материала (напряженностью, температурой, структурой).

Функциональное состояние определяется совокупностью свойств функционирования: эксплуатационными показателями, статистическими и динамическими характеристиками протекания рабочего процесса и процессов регулирования и др.

Вибрационное состояние определяется совокупностью вибрационных характеристик объекта. Оно является следствием структурного и функционального состояний и динамических свойств объекта. При нормальном структурном и функциональном состояниях вибрационное состояние может быть неудовлетворительным. Примером этого могут быть резонансные режимы.

В зависимости от цели диагностики и степени изученности объекта диагноз может обладать различным содержанием. В расчетной схеме изделие можно рассматривать как единую физическую систему с неизвестной структурой, подверженную воздействию внешних и внутренних возмущений.

По выходным сигналам можно установить его состояние без указания места и причин неисправности. Такая интегральная диагностика иногда может быть приемлемой в эксплуатации.

На этапах проектирования, производства и эксплуатации требуется поставить диагноз неисправного элемента (детали) и установить причины неисправности. Для этого узел нужно представить в виде совокупности взаимосвязанных деталей. Получается трехступенчатая модель «изделие-узел-деталь» и соответственно три степени глубины диагноза.

Диагноз состояния узла можно установить различными методами диагностики. Так, состояние подшипника можно оценить по химическому составу масла, наличию в нем стружки, по температуре масла или температуре корпуса подшипника, по вибрации и т.д.

Во многих методах диагностики должно быть известно распределение контрольного параметра для данного состояния системы. Распознавание состояния системы является процессом установления диагноза и состоит в отнесении предъявленной совокупности признаков к одному из типичных состояний. Число таких состояний зависит от особенностей задачи и целей распознавания. Теория распознавания тесно связана с проблемой распознавания образов, изучаемой в кибернетике. К методам решения этих задач относятся: вероятностные, метрические, логические, методы разделения в пространстве на строгом математическом аппарате и рассматриваются в специальных курсах по технической диагностике машин.