ТЕХНІЧНИЙ СЕРВІС

В АГРОПРОМИСЛОВОМУ КОМПЛЕКСІ

Електронний посібник

ГОЛОВНА	ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ	АНОТАЦІЯ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ		УКЛАДАЧІ

1. ТЕХНІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ МАШИН

1.3. Граничні стани машин і обладнання, критерії їх визначення

1.3.1. Загальні відомості про граничні стани машин та критерії їх визначення

1.3.2. Загальні відомості про допустимі зміни параметрів технічного стану машин

1.3.3. Методи визначення допустимого відхилення

1.3.1. Загальні відомості про граничні стани машин та критерії їх визначення

Граничний стан ‒ це стан під час якого подальше використання об’єкта за призначенням недоцільне.

Причинами недоцільності використання машин за призначенням може бути неможливість безпечної роботи або низька ефективність експлуатації, а також значні витрати на ремонт.

	Граничні стани встановлюють на підставі критеріїв (ознак):
• технологічних; • технічних; • техніко-економічних.

Технологічні критерії – сукупність ознак, що проявляються у порушенні вихідних конструктивних і технологічних регулювань внаслідок несвоєчасного контролю.

Наприклад, несвоєчасний контроль за регулюванням натягу паса вентилятора призводять до зміни низки ознак нормальної роботи двигуна, а саме:

• погіршення теплового режиму його роботи;

• прискорення процесу відкладення накипу в радіаторі та сорочці охолодження;

• утворення нагару;

• погіршення умов роботи та мащення підшипників колінчастого валу;

• передчасного розбирання двигуна.

До аналогічних наслідків призводить несвоєчасне регулювання механізму газорозподілу, вузлів паливної апаратури, зчеплення, головної передачі, вузлів ходової частини й керування, несвоєчасне очищення повітряних, паливних і оливних фільтрів та підтягування кріплень і вузлів.

Технічні критерії – сукупність ознак, що проявляються в зміні розмірів, геометричної форми, виникнення дисбалансу та биття внаслідок зміни величини зазору і натягу, взаємного положення деталей, нагрівання, тощо.

Наприклад, граничне значення параметра «зазор у підшипниках колінчастого вала» зумовлене в більшості випадків технічними факторами – запобігання виникнення напівсухого тертя в цьому спряженні.

Техніко-економічні критерії – сукупність ознак, що вказують на технічну можливість і економічну доцільність способів забезпечення параметра технічного стану.

	Граничне значення параметра «потужність двигуна» ґрунтується в основному на економічних факторах, таких як:
• зниження продуктивності машино-тракторного агрегату; • збільшення витрат палива (проте двигун є цілком працездатним, оскільки граничним значенням потужності двигуна тепер вважають 92% від початкового (номінального) значення) тощо.

1.3.2. Загальні відомості про допустимі зміни параметрів технічного стану машин

Основними засобами збільшення міжремонтних строків роботи машини є своєчасне виявлення зміни величини параметрів стану та виконання необхідних робіт (рис. 1.21), які сповільнюють швидкість наближення її до граничного. Технічна діагностика передбачає визначення стану машини без її розбирання. Тоді не витрачається час на виконання цієї операції і значно знижується вартість перевірки. Окрім того, це запобігає порушенню взаємного розміщення деталей і можливості потрапляння бруду на їх робочі поверхні. Тому між параметрами стану машини і вимірювальними приладами використовуються посередники – діагностичні сигнали.

Під терміном «Діагностичний сигнал» розуміють зовнішні ознаки роботи цього механізму, які містять інформацію про величину параметрів його технічного стану.

Рис. 1.21. Робоче місце майстра-діагноста

	Діагностичними сигналами можуть бути різні фізичні величини:
• температура; • тиск повітря і рідини; • частота обертання або прямолінійне переміщення деталей; • шум і вібрація механізму та ін.

Основною вимогою до діагностичного сигналу є його залежність від величини параметрів технічного стану і засобів діагностування (рис. 1.21), якими вони визначаються. Чим краще діагностичний сигнал реагує на зміни параметра, тим вища точність вимірювання, тобто точність діагнозу.

Процес виникнення діагностичного сигналу відбувається під дією зовнішніх факторів (вхідних сигналів рис. 1.22) механізм починає виконувати свою функцію (якщо ще не настав момент раптової відмови). Наприклад, під дією зовнішнього впливу збільшилася подача палива, і двигун розвинув необхідну потужність, яка в цьому випадку є його вихідним сигналом.

Цей сигнал основний, тому що спрямований на виконання основної функції двигуна ‒ створення необхідної потужності.

Рис. 1.22. Процес виникнення діагностичного сигналу

Окрім потужності, роботу двигуна характеризують інші ознаки, а саме:

• витрата масла;

• пульсація повітря у впускному і газів у випускному колекторі;

• температура охолоджувальної рідини;

• температура оливи в системі мащення;

• шум під час роботи двигуна і стуки у його спряженнях тощо.

Ці ознаки не спрямовані на виконання основної функції двигуна, але чутливо реагують на величину параметрів стану окремих спряжень і вузлів. Вони є також вихідними сигналами, але не основними, а супровідними або побічними, їх використовують як посередники між параметрами технічного стану і вимірювальними приладами, тобто як діагностичні сигнали.

Діагностичний сигнал має повністю відповідати величині параметра, який його спричинює. Але як правило, діагностичний сигнал несе в собі інформацію щодо величини не одного, а декількох параметрів.

Так, величина компресії в циліндрі в кінці такту стиску залежить від щільності циліндро-поршневої групи, щільності прилягання клапанів, температури повітря в циліндрі та швидкості руху поршня. Тому, щоб визначити вплив кожного параметра окремо, використовують додаткові діагностичні сигнали, а також створюють заздалегідь заданий режим діагностування.

У нашому прикладі створено режим за заданих температур повітря і швидкості руху поршня. Як додатковий діагностичний сигнал використовують швидкість проривання газів у картер. Якщо тиск у камері згоряння менший від норми, а швидкість прориву газів нормальна, причиною зниження тиску повітря є нещільність прилягання клапанів. Отже, методом виключення встановлюють дійсну причину низької компресії.

Допустимі значення параметрів технічного стану можна використовувати лише під час застосування методів технічної діагностики (рис. 1.23). При цьому враховуються не тільки технічні, але й економічні показники.

У кожному механізмі деталі спрацьовуються до граничного значення через різні проміжки часу. Тому, щоб замінити деталь, яка раніше за інші втрачає працездатність, потрібно розбирати весь механізм. Але, якщо замінити одну деталь, а інші залишити для подальшої експлуатації, то через деякий час механізм знову доведеться розбирати для заміни іншої деталі. Щоб цього не сталося, використовують допустимі (граничні) значення параметрів, які забезпечують безвідмовну роботу механізму до наступного ремонту. При цьому визначають деталі, які треба замінити одночасно з найспрацьованішою. Це запобігає виникненню потреби в передчасному ремонті механізму.

Рис. 1.23. Основні елементи будови сучасного автомобіля, які піддаються діагностуванню та засоби діагностування

1.3.3. Методи визначення допустимого відхилення

Номенклатура параметрів технічного стану машин, допустиме відхилення від яких необхідно визначати, а також перелік основних складових частин машин, залишковий ресурс яких необхідно прогнозувати, встановлюють у стандартах на групи однорідних машин і нормативно-технічній документації на конкретні види машин.

Дані параметрів для встановлення допустимих відхилень мають враховувати економічні наслідки і зниження безпеки роботи. Для перших ‒ допустиме відхилення параметра встановлюють з умов забезпечення мінімуму сумарних питомих витрат, що пов'язані з усуненням наслідків відмов та попереджувальними операціями ТО і ремонту; для інших – з умови забезпечення максимальної вірогідності безвідмовної роботи складових частин у міжконтрольний період.

Перелік параметрів для прогнозування залишкового ресурсу під час експлуатації має включати параметри, граничне значення яких є ознакою (критерієм) граничного стану агрегату в цілому. Відхилення параметра і допустимий залишковий ресурс складової частини визначається на підставі показників ресурсу, напрацювання до моменту діагностики або дефектування, показників функції зміни параметра технічного стану та економічних характеристик технічного обслуговування і ремонту. Порядок і методи оцінки вказаних статистичних характеристик встановлюють у галузевій нормативно-технічній документації.

Оцінку параметрів технічного стану здійснюють за допомогою інструментальних методів діагностики або виявлення дефектів за умови, що це не погіршує технічного стану складових частин.

Діагностування або виявлення дефектів, коли порівнюють зміряні значення параметрів технічного стану зі встановленими значеннями, що допускаються, і здійснюють прогнозування залишкового ресурсу складових частин, слід суміщати з черговим технічним обслуговуванням або плановим ремонтом.

Використання методів визначення допустимого відхилення має забезпечувати отримання достовірних рекомендацій щодо проведення необхідних ремонтно-обслуговуючих робіт, що спрямовані на забезпечення максимальної ефективності експлуатації машин.

	Номенклатура параметрів технічного стану має містити:
• найменування параметра; • його належність до параметрів, що описують групові або індивідуальні особливості машини; • спосіб вимірювання параметра; • характеристику похибки його вимірювання.
Сфера застосування методу має включати:
• кількісні обмеження статистичних і (або) фізичних властивостей процесів зміни параметрів технічного стану, за якими слід визначати допустиме відхилення і залишковий ресурс; • вимоги до точності та достовірності засобів діагностування, що використовуються для оцінки параметрів технічного стану машин; • обмеження на умови подальшої експлуатації машин, за яких буде забезпечена встановлена ефективність методу.
Ефективність методу має оцінюватися:
• питомими витратами на його реалізацію; • ефектом від призначення ремонтно-обслуговуючих робіт за значенням параметра або залишковим ресурсом машини порівняно з іншими методами; • достовірністю схвалюваного рішення.

Під час порівняння методів слід враховувати вказані показники і рекомендувати до використовування оптимальний.

Методи визначення відхилення параметра і прогнозування залишкового ресурсу складових частин, що допускається, має забезпечувати задані ефективність, точність і достовірність за умови дотримання вимог до експлуатації машини.

Відхилення параметра і прогнозований допустимий залишковий ресурс мають забезпечувати ефективність або точність і достовірність не нижче, ніж за їх встановлення за допомогою рекомендованих методів. За такої умови методи визначення допустимого відхилення параметра мають містити процедуру їх застосування з урахуванням різних характеристик і ознак.

Оптимальне відхилення параметра, що допускається, з умови забезпечення мінімальних сумарних питомих витрат, пов'язаних з усуненням наслідків відмов і попереджувальними операціями технічного обслуговування (ТО) і ремонту, встановлюють для параметрів складових частин, відмова за якими призводить тільки до економічних втрат. Із зниженням безпеки роботи у разі відмови встановлюють умови забезпечення максимальної вірогідності безвідмовної роботи за мінімальних сумарних питомих витратах.

Відхилення параметра для складових частин із залежним допустимим доступом слід визначати з урахуванням поєднання операцій (підготовки, очищення, розбирання, складання, регулювання, обкатки та ін.) під час групового обслуговування або ремонту.

Відхилення параметра, що допускається для ТО і не знеособленого ремонту, слід визначати з умови відсутності перекомплектування і додаткового прироблення робочих поверхонь деталей. Під час знеособленого ремонту вказані умови враховують.

Допустиме відхилення параметра стосовно ремонтно-обслуговуючої дії, яку проводять один раз за термін служби, слід визначати з умови запобігання всіх поступових відмов від моменту дії до списання машини.

Допустиме відхилення параметрів технічного стану окремих робочих поверхонь деталей слід визначати з урахуванням параметрів розподілу ресурсу деталі в цілому.

Допустиме відхилення параметрів складових частин, ресурс яких перевищує сумарне напрацювання машини чи агрегату за термін служби, слід визначати з урахуванням цього напрацювання.

Якщо міжконтрольне напрацювання не задано, оптимальне її значення слід визначати за якнайкращим значенням цільової функції згідно з прийнятим критерієм оптимізації (мінімумом сумарних питомих витрат, максимумом безвідмовності за мінімальних сумарних витратах). Водночас враховують оптимальне допустиме відхилення параметра за різних значень.

Підтримання сучасних машин у належному технічному стані потребує серйозних фінансових вливань. Тому багато власників автотракторної техніки вважають за краще різні дрібні роботи на зразок заміни реле, датчиків, лампочок, свічок запалювання тощо виконувати самостійно. Щоб своєчасно виявити проблему, було розроблено спеціальні пристрої, що отримали назву автосканер.

Рис. 1.24. Загальний вигляд авто сканера

Конструкція автосканера є блоком із спеціальним роз’ємом, через який він підключається до бортового комп’ютера машини. У сканері встановлено спеціальне програмне забезпечення, за допомогою якого вдається розшифрувати коди помилок і діагностувати несправність.

Усі автосканери розділяють на дві великі групи – апаратні сканери та сканери-адаптери. Перший тип є цілком самодостатнім виробом, який підключається до бортового комп’ютера і зчитує всю інформацію про наявні помилки самостійно. Найсучасніші моделі оснащені роз’ємом для підключення до персонального комп’ютера. Подібними виробами воліють користуватися професіонали. Однак варто враховувати, що періодично програмне забезпечення обладнання доведеться оновлювати, причому робиться це виключно в авторизованих сервісних центрах. Адаптери зажадають для повноцінної роботи досить сучасний смартфон або ж ноутбук. Такі конструкції користуються великою популярністю у пересічних автомобілістів, оскільки користуватися ними досить просто.

У плані функціональності також існує певна градація – дилерські, марочні і мультимарочні. Перші обладнані спеціальним програмним забезпеченням, яке підійде тільки для однієї марки і моделі машини, коштують вони дуже дорого. Марочні автосканери є професійним обладнанням, вартують вони дешевше і мають менший функціонал. Закладені в подібні вироби програми розраховані тільки на певні марки машин.

Рис. 1.25. Приклад використання смартфону

Найпоширенішими нині є мультимарочні сканери, які підходять для більшості автомобілів.

Вибираючи обладнання слід пам’ятати, що його вартість прямо пропорційна якості програмного забезпечення. Отже, під час планування використання слід обов’язково звертати увагу на закладену в ньому програму. Чим ширше програмне забезпечення (ПЗ), тим ширше коло завдань зможе виконувати пристрій. Бажано віддавати перевагу універсальному виробу, з найпростішим управлінням. Якщо конструкція буде підключатися до смартфону або ноутбука за допомогою дроту або ж за рахунок бездротового інтерфейсу, то це буде додатковим плюсом.

Рис. 1.26. Комплексна перевірка технічного стану автомобіля

за сигналами несправностей

Комплексна перевірка дозволяє отримати найповнішу інформацію стосовно технічного стану авто.

Комп'ютерна діагностика машини ‒ це процес зчитування несправностей транспортного засобу з подальшим їх редагуванням. Для цього використовуються різноманітні прилади: від портативних ридерів до мульти- функціональних стендів. Вони дозволяють швидко виявити неполадку чи найменші дефекти в роботі двигуна, електронної панелі приладів, трансмісії тощо.

Для проведення комп’ютерного діагностування до транспортного засобу підключають спеціальний сканер, який зчитує всі коди транспортного засобу. Ця інформація обробляється програмою, що розшифровує коди, виявляючи неполадки в тих чи інших вузлах машини.

Компанії-виробники різних транспортних засобів відзначають для себе якість роботи програми TOAD PRO. Представлений додаток може впоратися з діагностикою порядку 15 000 проблем, що вважаються найпоширенішими.

Рис. 1.27. Відображення на моніторі (таблиці, графіки) роботи

програми TOAD PRO

Серед основних переваг програми слід відзначити її унікальну сумісність щодо великої кількості сучасних автомобілів. Крім того, програма здатна відстежувати актуальну інформацію із застосуванням візуальних графіків. Причому дані відображаються у всіляких форматах: це можуть бути таблиці, графіки.

	Питання для самоконтролю
1. У чому суть граничного стану машин? 2. Які фізичні величини можуть виконувати функцію діагностичного сигналу? 3. Які методи визначення допустимого відхилення параметрів технічного стану?

Попередня тема

На початок

Наступна тема