Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

методички / 4026 ЭИ

.pdf
Скачиваний:
31
Добавлен:
14.05.2019
Размер:
250.25 Кб
Скачать

4026

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте»

ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ

Методические указания к выполнению контрольной работы № 1 для обучающихся по специальности 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов» (специалитет)

заочной формы обучения

Составители: Ф.Р. Ахмадуллин Е.М. Тарасов В.Ю. Новиков

Самара

2016

1

УДК 621.38

Основы технической диагностики : методические указания к выполнению контрольной работы № 1 для обучающихся по специальности 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов» (специалитет) заочной формы обучения / составители : Ф.Р. Ахмадуллин, Е.М. Тарасов, В.Ю. Новиков. – Самара : СамГУПС, 2016. – 16 с.

Контрольная работа включает в себя четыре задачи. Методические указания к каждой из них состоят из исходных данных, заданий на выполнение и ссылки на литературу.

Утверждено на заседании кафедры 15.03.2016 г., протокол № 7. Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета.

Составитель: Ахмадуллин Фанис Ринатович Тарасов Евгений Михайлович Новиков Виктор Юльевич

Рецензенты: к.т.н., доцент, заведующий кафедрой «ЭСЖТ» СамГУПС Е.В. Добрынин;

д.т.н., проф., заведующий кафедрой «Электротехника» СамГУПС А.Е. Дубинин

Под редакцией составителей

Подписано в печать 30.05.2016. Формат 60×90 1/16. Усл. печ. л. 1,0. Заказ 92.

© Самарский государственный университет путей сообщения, 2016

2

Введение

Эксплуатация различных видов транспорта в отраслях народного хозяйства (железнодорожного, автомобильного, водного и т.д.) сопровождается высокими затратами на поддержание их работоспособного состояния в течение всего срока эксплуатации. Сохранение работоспособности транспорта обеспечивается выполнением плановопредупредительных работ по техническому обслуживанию (ТО) и ремонту, а также внеплановых ремонтов, проводимых для устранения возникающих в межпрофилактические периоды отказов и неисправностей.

Для повышения эффективности использования транспорта разработаны методы и средства диагностирования, которые применяют как при проведении технического обслуживания и ремонтов, так и в качестве самостоятельного технологического процесса. Диагностирование позволяет повысить коэффициент готовности и вероятность безотказной работы транспорта, снизить трудоемкость и стоимость эксплуатации, повысить ремонтопригодность и контролепригодность объектов транспорта.

Впроцессе диагностирования производится получение информации о техническом состоянии транспортного средства. Однако получение диагностической информации само по себе не может решить вопроса оптимизации управления техническим состоянием транспортного средства. Наиболее целесообразным является использование диагностической информации:

• при прогнозировании технического состояния транспортного средства на какойто период с целью подготовки производства к проведению плановых технических обслуживаний и совмещения с ними некоторых, теперь уже известных, текущих ремонтов;

• при определении потребности в регулировочных работах при выполнении регламентных работ на постах обслуживания;

• при определении режимов работ по техническому обслуживанию и текущему ремонту с целью их типизации и тем самых качественной подготовки производства;

• при комплексном контроле технического состояния после выполнения работ технического обслуживания и текущего ремонта.

Всвязи с этим техническая диагностика как подсистема управления техническим состоянием транспортного средства должна присутствовать на всех этапах эксплуатации

иподготовки к эксплуатации.

Настоящая контрольная работа предусматривает изучение способов и методов диагностирования и измерения параметров объектов железнодорожного транспорта и средств автоматики и телемеханики. Это относится к диагностированию подвижных объектов и средств измерения в рельсовых цепях.

В устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики измерения тесно связаны с обслуживанием и контролем состояния элементов и систем в целом. Поэтому в курсе измерений и диагностирования изучаются некоторые вопросы технического обслуживания устройств эксплуатационных систем.

Выполнение контрольной работы предполагает знакомство обучающихся с основами технической диагностики и методами измерений, а также изучение основных

3

функциональных зависимостей в устройствах автоматики и телемеханики.

В ссылке на литературу указан материал, где в достаточной мере изложен соответствующий вопрос. Изучение методических указаний и указанных разделов литературы позволит обучающемуся сократить время на усвоение теоретического материала и решение приведенных ниже задач.

Целью дисциплины «Основы технической диагностики» является:

подготовка специалиста, умеющего грамотно проводить диагностику технического состояния устройств и систем автоматики и телемеханики железнодорожного транспорта с применением современных математических методов и технических средств, а также создание основы для теоретической и практической подготовки по вопросам диагностики;

формирование у студентов научного мышления, выработка приемов и навыков решения конкретных инженерных задач в области диагностики.

Дисциплина «Основы технической диагностики» относится к циклу ООП С3.Б.8. Курс рассчитан на обучающихся, которые должны иметь базовую подготовку по

дисциплинам «Механика», «Электрические машины», «Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей».

Врезультате освоения дисциплины «Основы технической диагностики» обучающийся специальности 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов» должен:

Знать:

классификацию, структуру и назначение различных систем технической диагностики (СТД) и их место в управлении технологическими процессами на производстве и железнодорожном транспорте;

эксплуатационные и технические требования, предъявляемые к СТД;

основные системотехнические принципы построения СТД;

основные принципы обеспечения безопасности движения поездов и взаимодействия СТД с устройствами железнодорожной автоматики и телемеханики;

методы расчёта основных технических параметров, электрических схем, а также расчёта отдельных элементов;

методы построения алгоритмического обеспечения СТД;

основы организации метрологического надзора за состоянием средств измерений.

Уметь:

сформулировать цели и задачи технического диагностирования оборудования;

принимать решение о выборе структуры построения СТД;

использовать полученные знания при проектировании и эксплуатации СТД.

прогнозировать технический ресурс устройств по результатам диагностирования; разработать стратегию эксплуатации, обслуживания и ремонта устройств по состоянию;

рационально и правильно использовать средства и методы измерений в практической работе;

выбирать оптимальный метод измерения и соответствующие средства измерений

сцелью получения достоверных результатов диагностики;

4

определять необходимые параметры электронных компонентов СТД и элементов вычислительной техники;

производить программно-математическое моделирование как отдельных элементов, таки и СТД в целом.

Владеть:

навыками проведения обработки и оценки результатов;

навыками расчёта количества и набора контролируемых параметров в станционных и напольных устройствах автоматики и телемеханики;

навыками расчётов показателей надёжности, точности и достоверности функционирования элементов СТД;

навыками построения алгоритмов диагноза и проводить процедуры поиска неисправностей в устройствах;

навыками осуществления метрологического контроля правильности функционирования и характеристик средств измерений и диагностирования;

навыками анализа работы устройств, поиска и устранения отказов, применения измерительных приборов и датчиков.

Профессиональные компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Основы технической диагностики»:

–ПК-15: умение использовать нормативные документы по качеству, стандартизации, сертификации и правилам технической эксплуатации, технического обслуживания, ремонта и производства систем обеспечения движения поездов; использовать технические средства для диагностики технического состояния систем; использовать элементы экономического анализа в практической деятельности;

ПК-18: умение разрабатывать и использовать методы расчета надежности техники в профессиональной деятельности; обосновывать принятие конкретного технического решения при разработке технологических процессов производства, эксплуатации, технического обслуживания и ремонта систем обеспечения движения поездов; осуществлять экспертизу технической документации;

ПК-27: способность анализировать поставленные исследовательские задачи в областях проектирования и ремонта систем обеспечения движения поездов.

5

Общие сведения

Под технической диагностикой понимается область знаний, охватывающая теорию, методы и средства определения технического состояния объекта. Техническое состояние характеризуется в определенный момент времени при заданных условиях внешней среды значениями параметров, установленных технической документацией на объект.

Процесс определения технического состояния объекта называется диагностированием. Результат диагностирования, т.е. заключение о техническом состоянии объекта, называется диагнозом.

Технический объект (система, машина, прибор, узел и т.п.), для которого решается задача распознавания состояния, называется объектом диагностирования (ОД).

В качестве ОД могут выступать любые технические системы, которые удовлетворяют двум условиям: могут находиться, по крайней мере, в двух взаимоисключающих и различимых состояниях (например, работоспособном и неработоспособном); в них можно выделить элементы, каждый из которых также характеризуется указанными различимыми состояниями.

Кроме того, в технической диагностике используются следующие определения и понятия, которые необходимо знать будущим инженерам:

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

2.Прогнозирование технического состояния – предсказание изменения параметра технического состояния объекта диагностирования в будущем.

3.Наработка – продолжительность функционирования объекта или объем выполненной им работы за некоторый промежуток времени.

4.Наработка на отказ – среднее значение наработки ремонтируемого изделия между отказами.

5.Остаточный ресурс – наработка объекта диагностирования до предельного изменения его параметра технического состояния, начиная от момента диагностирования.

6.Надежность – свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки. Количественно надежность оценивается показателями безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости т.п..

7.Работоспособность – состояние изделия, при котором в данный момент времени его основные (рабочие) параметры находятся в пределах, установленных требованиями технической документации.

8.Безотказность – свойства объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки.

9.Долговечность – свойства объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Долговечность обусловлена наступлением таких событий, как повреждение или отказ.

6

10.Повреждение – событие, заключающееся в нарушении ис-правности изделия.

11.Отказ – событие, в результате которого происходит полная или частичная утрата работоспособности изделия.

12.Восстановление – процесс обнаружения и устранения отказа (повреждения) изделия с целью восстановления его работоспособности (устранение неисправности). Основным способом восстановления работоспособности является ремонт.

13.Ремонт – комплекс операций по восстановлению работоспособности и восстановлению ресурсов системы или ее составных частей.

14.Техническое обслуживание – это комплекс работ (операций) для поддержания системы в исправном или работоспособном состоянии.

15.Контролепригодность – свойство изделия, характеризующее его приспособленность к проведению контроля заданными средствами.

16.Ремонтопригодность – свойства объекта, заключающееся в приспособленности

кпредупреждению и обнаружению причин возникновения его отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания.

17.Сохраняемость – свойство объекта непрерывно сохранять требуемые эксплуатационные показатели в течение (и после) срока хранения и транспортирования.

18.Работоспособное состояние – состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя при этом допустимые значения всех основных параметров, установленных нормативно-технической документацией (НТД) и (или) про- ектно-конструкторской документацией.

19.Неработоспособное состояние – состояние изделия, при котором оно не способно нормально выполнять хотя бы одну из заданных функций.

20.Исправное состояние – состояние, при котором изделие соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) проектно-конструкторской документации.

21.Неисправное состояние – состояние, при котором изделие не удовлетворяет хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) проектно-конструкторской документации.

Неисправное изделие может быть работоспособным. Например, снижение плотности электролита в аккумуляторных батареях, повреждение облицовки автомобиля означают неисправное состояние, но такой автомобиль работоспособен. Неработоспособное изделие является одновременно и неисправным.

22.Ресурс – суммарная наработка изделия от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

23.Предельное состояние – состояние изделия, при котором его дальнейшая эксплуатация (применение) недопустима по требованиям безопасности или нецелесообразна по экономическим причинам. Предельное состояние наступает в результате исчерпания ресурса или в аварийной ситуации.

24.Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации изделий или ее возобновления после ремонта от начала его применения до наступления предельного состояния.

7

1.Содержание пояснительной записки

1.1.Титульный лист установленного образца

1.2.Содержание

1.3.Введение

1.4.Задание с исходными данными

1.5.Основная (расчетная) часть (задачи № 1–4)

1.6.Заключение

1.7.Список использованной литературы

2.Требования к оформлению пояснительной записки

По дисциплине «Основы технической диагностики» обучающиеся должны выполнить контрольную работу. Вариант работыопределяется по двум последним цифрам учебного шифра обучающегося.

При выполнении контрольной работы должны соблюдаться следующие условия и нормы:

2.1.Оформление контрольной работы необходимо начинать титульного листа с указанием наименования дисциплины, варианта работы, специальности, ФИО обучающегося, учебного шифра, курса.

2.2.Пояснительная записка выполняется на писчей бумаге формата А4 на одной стороне листа с полями: справа – 3 см, слева – 1,5 см, сверху и снизу – 2 см, шрифт – 14 кегль «Times New Roman», выравнивание основного текста – по ширине, междустрочный интервал – 1,5, отступа первой строки – 1,25 см. Пояснительную записку разделяют на разделы и подразделы. Страницы должны быть пронумерованы в верхнем правом углу.

2.3.Расчетная часть должна отражать все пункты задания с полной записи их условий и требований. Все результаты и действия должны быть обоснованы краткими словесными пояснениями. Использование расчетных формул для определения различных величин должно сопровождаться ссылкой на источник. Для правильного обозначения размерности величин необходимо использовать их типовые написания в соответствии с требованиями действующего ГОСТ и ЕСКД.

2.4.Рисунки и схемы, относящиеся к расчетной части, следует располагать по ходу изложения, либо на листах с текстом, либо на отдельных листах. Схемы и графики, вынесенные на отдельные листы, должны содержать угловые штампы и должны быть помещены в приложение. Схемы и чертежи выполняются карандашом с применением чертежных инструментов и должны иметь нумерацию и подрисуночные надписи (например,

Рис. 3.Схемы включения ваттметра и счетчика электрической энергии). Подрисуноч-

ные надписи шрифтом – 12 кегль «Times New Roman» располагают под рисунком по середине страницы, как и сам рисунок. Названия таблиц располагают справа шрифтом – 12 кегль «Times New Roman», можно курсивом. Ссылки на рисунки и схемы в пояснительном тексте решения задачи являются обязательными.

8

2.5.Электрические схемы должны быть выполнены согласно требованиям ГОСТ ЕСКД: ГОСТ 2.701-2008; ГОСТ 2.702-2011; ГОСТ 2.708-81; ГОСТ 2.709-89; ГОСТ 2.710-81.

Условные графические обозначения в электрических схемах выполняются по ГОСТ

2.721-74, ГОСТ 2.722-68, ГОСТ 2.723-68, ГОСТ 2.728-74, ГОСТ 2.729-68, ГОСТ 2.730-73, ГОСТ 2.737-68, ГОСТ 2.755-87, ГОСТ 2.759-82, СТ СЭВ 160-75 [6–21].

2.6.В конце работы необходимо привести список использованной литературы, дату окончания работы и личную подпись.

2.7.Работы, оформленные небрежно, без соблюдения требований и ГОСТов, возвращаются для переработки без проверки.

3.Задание и методические указания к решению задач

3.1. Задача 1

Описать измерения рельсовых цепей постоянного тока предложенным ниже методом. Дать сравнение этого метода с другими известными методами. Вывести необходимые расчетные формулы.

Определить первичные параметры рельсовой цепи постоянного тока по исходным данным, приведенным в табл. 1, 2, 3.

Вариант задачи определяется по сумме двух последних цифр шифра студента.

Номер варианта

1

2

3

4

5

6

Таблица 1

 

 

Метод холостого хода и короткого замыкания

 

 

 

Длина

 

Напряжение

 

Ток

 

Напряжение

 

Ток при коротком

 

 

 

 

рельсовой

 

при холостом

 

при холостом

 

при коротком

 

 

 

 

 

замыкании

Iкз , А

цепи l , км

 

ходе Uxx , В

 

ходе Ixx , А

 

замыкании U

кз , В

 

 

 

 

 

 

 

1,6

 

0,91

 

0,46

 

0,22

 

 

0,98

 

1,2

 

1,12

 

0,55

 

0,145

 

 

1,02

 

1,4

 

1,15

 

0,64

 

0,167

 

 

1,1

 

1,0

 

1,1

 

0,5

 

0,20

 

 

1,0

 

1,1

 

1,0

 

0,6

 

0,16

 

 

1,03

 

1,3

 

1,15

 

0,58

 

0,17

 

 

0,95

 

Номер варианта

7

8

9

10

11

12

 

 

 

 

Таблица 2

 

Метод, не требующий отключения путевого реле

 

 

Напряжение

 

Напряжение

 

Длина

Ток на питающем

Ток на релейном

на питающем

на релейном

рельсовой

конце рельсовой

конце рельсовой

конце рельсовой

конце рельсовой

цепи l , км

цепи Uн , В

цепи Iн , А

цепи Uк , В

цепи Iк , А

 

 

 

1,3

1,2

1,0

0,5

0,5

1,2

1,1

1,1

0,9

0,55

1,1

1,4

1,2

0,87

0,68

1,6

1,8

1,3

0,95

0,6

1,8

1,9

1,6

1,12

0,62

1,5

1,5

1,4

1,1

0,58

 

 

9

 

 

Номер варианта

13

14

15

16

17

18

Метод двух коротких замыканий

 

Напряжение

 

Напряжение

Длина

при коротком за-

Ток при коротком

при коротком

рельсовой

мыкании

замыкании на

замыкании

цепи l , км

на расстоянии l

расстоянии l Il , А

на расстоянии 2l

 

Ul , В

 

U2l , В

1,8

0,195

0,82

0,32

1,9

0,20

0,85

0,34

2,0

0,21

0,9

0,35

2,1

0,21

0,95

0,30

2,2

0,22

1,0

0,39

2,3

0,24

0,98

0,28

Таблица 3

Ток при коротком замыкании

на расстоянии 2l

I2l , А

0,77

0,78

0,79

0,80

0,82

0,90

Методические указания к решению задачи. Метод измерения рельсовой цепи по-

стоянного тока выбрать, руководствуясь табл. 1, 2, 3 в соответствии со своим вариантом. При описании метода и указаний области применения необходимо вычертить рельсовую линию и показать подключение приборов. Целесообразность метода холостого хода и короткого замыкания, а также метода двух коротких замыканий следует объяснить, исходя из величины затухания рельсовой линии γl , а также из соотношения входных сопротивлений в режиме холостого хода и короткого замыкания. При описании целесообразности метода, не требующего отключения путевого реле, учесть возможность

его применения при интенсивном движении поездов [1, с. 108].

При выводе необходимых расчетных формул надо исходить из известных уравнений электрических линий, на основе которых зависимость между токами и напряжения-

ми в начале и в конце рельсовой линии может быть представлена в следующем виде:

 

н

к γ

к

в

γ

,γ ,

(1)

(2)

 

 

н

 

γ

к

 

 

 

где Uн, Iн – напряжение и ток в начале рельсовой линии; Iк – ток в конце рельсовой линии;

Rв – волновое сопротивление рельсовой линии; γ– коэффициент распространения волны;

l – длина рельсовой линии.

Для метода холостого хода и короткого замыкания следует учесть, что в режиме холостого хода

Iк = 0; Uн = Uхх; Iн = Iхх .

При коротком замыкании на релейном конце

Uк = 0; Uн = Uкз; Iн = Iкз .

Используя эти соотношения, необходимо получить расчетные формулы для определения вторичных параметров через входные сопротивления рельсовой линии, вычис-

10

Соседние файлы в папке методички