Реферат по управлению качеством на тему «Техническая диагностика подвижного состава»

Диагностирование — процесс установления диагноза с определенной точностью с указанием места, вида и причины дефекта. Метод диагностирования — статистический или инструментальный, основанный на физических, механических, химических и других явлениях, положенных в основу информации о состоянии объекта. Средства диагностирования — измерительные приборы, пульты, стенды и другие механические устройства. Технология диагностирования — последовательность и способы применения методов и средств диагностирования. Система технического диагностирования — совокупность объектов, методов и средств, а также исполнителей, позволяющая осуществить диагностирование по правилам, установленным соответствующей документацией. Она должна быть обязательной составной частью системы планово-предупредительного ремонта подвижного состава железных дорог. Системы технического диагностирования тепловозов предназначаются для решения следующих задач: проверки исправности; проверки работоспособности; проверки правильного функционирования; поиска дефектов; прогнозирование состояние объекта. Выбор вида системы диагностирования должен осуществляться на основания технико-экономических расчетов и технических требований, отражающих специфику процесса диагностирования тепловозов в процессе производства, эксплуатации и ремонта. В основу организации ремонта локомотивов положен принцип планово- предупредительного выполнения работ. Совершенствование системы ремонта предполагает научное обоснование объемов, периодичности, пробегов между ремонтами, закономерностей развития постепенных и внезапных отказов оборудования. Накопление знаний о причинах отказов, методах объективного контроля за состоянием деталей и сборочных единиц, гарантирующего их безотказную работу на определенный срок службы, неизбежно приведет к качественному изменению системы ремонта, целесообразному сочетанию принципов планово-предупредительного ремонта, определяющего плановые начала организации ремонта, с ремонтом по фактическому состоянию. Внедрение методов ремонта по фактическому состоянию связано с усовершенствованием методики и созданием средств технической диагностики. Для получения информации о состоянии той или ИНОЙ части элементов или протекающих процессах может изучаться любая часть этих элементов. Тепловоз имеет несколько параметров, характеризующих качество его функционирования. Такими параметрами в первую очередь являются мощность при установленной частоте вращения коленчатого вала и экономичность. Поэтому диагностирование следует начинать с контроля именно этих функциональных параметров. В случае отклонения функционального параметра от нормальных значений необходимо проконтролировать функциональные параметры его подсистем и оценить их техническое состояние.

1.Построение блочно-функциональной декомпозиции объекта

Одним из путей повышения эксплуатационной надёжности тепловозов является применение бортовых диагностических устройств. Диагностические бортовые системы устанавливаются и при так называемом «капитальном ремонте с продлением срока службы (КРП)» тепловозов типа 2ТЭ10, ЧМЭЗ, ТЭМ2,2ТЭ116. Из статистических данных неисправностей в пути следования видно, что большая доля внезапных отказов оборудования тепловозов связана с механическими повреждениями (изломы, трещины, разрывы и др.). Однако постановка задачи перед системой бортовой диагностики о распознавании таких внезапных отказов нецелесообразна, во-первых, в силу их очевидности; во-вторых, даже при установлении отказа диагностированием локомотивной бригадой, как правило, нет возможности устранения причины и последствия временными мерами, чтобы продолжить движение локомотива с поездом. Неисправности тепловозов в эксплуатации вызываются следующими внезапными отказами локомотивного оборудования: неконтролируемые нарушения температурных режимов, ухудшение качества функционирования различного оборудования, в том числе обусловливающего увеличение расхода топлива дизелем на единицу производимой им тяговой работы. Количество внезапных отказов оборудования тепловоза (в первую очередь это касается дизеля) можно уменьшить оперативным контролем бортовой системой диагностики доступных косвенных показателей работы этого оборудования. Причинами отказов могут быть неисправности элементов электрооборудования (нарушения целостности и качества электрических цепей, повреждения релейно-контактных аппаратов и т.п.) и другого оборудования локомотива. Последствия таких отказов в той или иной степени может устранить локомотивная бригада. Однако причины нарушения нормальной работы оборудования могут быть не найдены оперативно, т.е. для их отыскания необходимы специальные алгоритмы контроля (проверок). Локомотивная бригада в пути следования может столкнуться с неисправностями оборудования тепловоза, угрожающими безопасности движения. В таких обстоятельствах ей важно оперативно знать о начале приближения угрозы, чтобы не дать по возможности неисправности быстро развиться и заблаговременно обоснованно остановить движение поезда. Диагностирование узлов трения колёсно-моторных блоков, техническое состояние которых определяет безопасность движения, целесообразнее проводить специальными средствами в депо, нежели при движении локомотива. Можно определить энергетическую эффективность графикового и безопасного проследования с маршрута. Блочно-функциональная система декомпозиция транспортного средства представлена на примере декомпозиции тепловоза на рисунке 4 При разработке методов и технологии диагностирования необходимо обобщенное описание свойств транспортного средства в целом или его отдельных систем, которое может быть функциональным, морфологическим или информационным. При функциональном описании определяют главную функцию транспортного средства как системы, характеризуемой количественно и качественно функционалом эффективности, затем устанавливают процессы первого и последующих уровней, от которых зависит функционал эффективности предыдущего уровня, и определяют параметры, характеризующие эти процессы выполняющие в свою очередь роль функционалов для параметров последующих уровней. Морфологическое описание объекта содержит сведения об элементном составе, структуре и характере связей между элементами объекта. Так же как и функциональное, морфологическое описание строится по многоуровневому принципу путем последовательной декомпозиции подсистем, причем уровни функционального и морфологического описаний должны совпадать. Информационное описание транспортного средства и его подсистем заключается в описании энтропии объекта, т.е. меры неопределенности нахождения системы в данном состоянии. В общем виде энтропия определяется по формуле К. Шеннона: Транспортное средство как объект диагностирования может находится в конечном множестве состояний S, которое практически ограничено из-за ограниченных возможностей контрольных и измерительных средств. В множестве S выделяют два непересекающихся подмножества S1 U S0. Подмножество работоспособных состояний S1={si}, включает все n состояний, которые позволяют транспортному средству выполнять возложенные на него функции. Каждое состояние в этом подмножестве отличается от других степенью работоспособности, которая характеризуется приближением состояния транспортного средства к предельно допустимому. Если оценивать степень работоспособности транспортного средства допусками на параметры, то в подмножестве S1 можно выделить две разновидности работоспособных состояний: исправное работоспособное (параметры, характеризующие состояние узлов и систем транспортного средства) и неисправное но работоспособное (параметры основных систем выходят за поля допусков, но не превышают предельных значений). Подмножество неработоспособных состояний S0={sj}, включает все m состояний, соответствующих возникновению дефектов, приводящих к потере работоспособности транспортного средства. Возможные состояния систем транспортного средства sj характеризуются параметрами, значения которых вышли за пределы критических. Качественные характеристики и количественные показатели информационного описания зависят от уровня декомпозиции транспортного средства, а значит, и от соответствующего уровня контроля. В количественном отношении информация о состоянии объекта, которую получают при диагностировании, равна разности энтропии объекта до и после очередной проверки. Объектом диагностирования могут быть транспортное средство в целом или его системы. Этап 2 Практикой определены следующие виды технической диагностики локомотивов: по назначению — техническая диагностика может быть специализированной и совмещенной с плановыми обслуживаниями и ремонтами (имеется в виду проведение отдельных обследований и комплексная оценка состояния при плановых ремонтах); по технологическому оборудованию — диагностика проводится специализированными устройствами или основными приборами; по режиму проведения — плановая диагностика или по потребности; по месту в системе технического обслуживания — на поточной линии комплексной технической диагностики при определении состояния или заключительная проверка после выполненного ремонта; по типу применяемых средств диагностирования — на стационарных пунктах, с помощью бортовых систем, переносными средствами. Для получения информации о состоянии той или иной части элементов или протекающих процессах может изучаться любая часть этих элементов. Тепловоз, например, имеет несколько параметров, характеризующих качество его функционирования. Такими параметрами в первую очередь являются мощность при установленной частоте вращения коленчатого вала и экономичность. Поэтому диагностирование начинают с контроля именно этих функциональных параметров. В случае отклонения функционального параметра от нормального значения необходимо проконтролировать функциональные параметры его подсистем и оценить их техническое состояние. Методы диагностирования технического состояния локомотивов различаются в зависимости от комбинации признаков, характеризующих особенности структуры и взаимодействия трех основных частей системы: объект диагностирования, система сбора, преобразования и передачи информации и система обработки, накопления и отображения результатов диагностирования (рис. 5.76). Чаще всего методы диагностирования локомотивов различают в зависимости от физической природы контролируемых процессов и диагностических признаков (параметрические, виброакустические, спектрометрические, рентгеноскопические, ультразвуковые, магнитные и т. д.). К эффективным методам технического диагностирования относятся: виброакустический — для диагностирования трущихся деталей (подшипников, зубчатых и карданных соединений); термометрический — для контроля контактных соединений с использованием термоиндикаторов и бесконтактных измерителей температуры (тепловизоров); метод неразрушающего контроля, основанный на ультразвуковой, сверхчастотной, магнитной, капиллярной дефектоскопии, — для обнаружения дефектов в деталях подвижного состава; метод анализа картерного масла для диагностирования дизеля тепловоза, включающий калориметрический, полярографический, магнитоинду кционный, радиоактивационный и спектрографический методы; метод автоматизированного измерения и контроля электрических и временных параметров для диагностирования электрических цепей и электрических машин. При технической диагностике локомотивов проводят тестовое и функциональное диагностирование. Для тестового диагностирования характерна подача специальных воздействий от средств диагностирования на оборудование. Функциональное диагностирование осуществляется в ходе проверки работоспособности оборудования локомотива в процессе его эксплуатации. 1 Задание значений внутренних и внешних параметров (аргументов зависимости Y от Х и Q в очередном статистическом испытании). 2 Расчет Y. 3 Накопление статистических сумм. 4 Обработка накопленных сумм для получения результатов статистического анализа. Операторы 1-3 выполняются в каждом испытании и могут быть распараллелены. Оператор 4 завершает статистический анализ. Задание значений случайных параметров выполняется в соответствии с их законами распределения. Подпрограммы выработки псевдослучайных чисел для величин, распределенных по таким законам, как нормальный, равномерный, экспоненциальный, имеются в составе общего программного обеспечения большинства ЭВМ. Однако в практике проектирования могут встретиться задачи с коррелированными исходными данными, имеющими любое распределение. Часто исходные данные получают как результаты измерений параметров на партии изделий и представляют в виде гистограмм. Тогда алгоритм задания случайных значений параметров целесообразно построить на основе следующего преобразования: X = 0(AZ), где 0 — оператор преобразования значений нормально распределенных величин в значения внутренних параметров, имеющих заданные распределения; Z — реализация n- мерного некоррелированного случайного вектора, элементы которого имеют нормированное нормальное распределение, т.е. характеризуются нулевыми математическими ожиданиями и единичными дисперсиями; Х — реализация n-мерного случайного вектора внутренних параметров в очередном статистическом испытании; А — матрица преобразования вектора Z в нормальный вектор с коррелированными элементами.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Основы технической диагностики. Кн. I. Модели объектов, методы и алгоритмы диагноза. /В.В. Карибский, П.П. Пархоменко, Е.С. Согомонян, В.Ф. Халчев. М.: Энергия, 1976 2 Биргер И.А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 1978 -239 с. 3 ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения. 4 Сапожников, В. В. Основы технической диагностики [Текст]: учеб. пособие для вузов ж.-д. трансп. / В. В. Сапожников, Вл. В. Сапожников. – М. : Маршрут, 2004 – 318 c. 5 Бервинов, В. И. Техническое диагностирование локомотивов [Текст]: учеб. пособие / В. И. Бервинов. – М.: УМК МПС России. 1998 – 190 с.