Требования к приборам для измерения вибраций

Две стадии диагностирования оборудования

В жизни любого объекта, как некоторого изделия всегда можно выделить два этапа: производство и эксплуатация данного объекта. Бывает так же этап хранения этого объекта.Для любого объекта на каждом этапе его жизни задаются определенные технические требования. Желательно, чтобы объект всегда соответствовал этим требованиям. Однако в объекте могут возникнуть неисправности, нарушающие указанное соответствие прибора. Тогда задача состоит в том, чтобы создать на этапе производства или восстановить нарушенную неисправность (которая может появиться на этапах эксплуатации или хранения) в соответствии с заданными техническими требованиями прилагаемыми объекту.Решение этой задачи невозможно без эпизодического или непрерывного диагноза состояния объекта. Состояние объекта определяется его надежностью. Надежность: это свойство объекта выполняемых заданных функций сохранения, во время значений и установленных эксплуатационных показателей в заданных режимах и условиях использования, технического обслуживания, ремонта и т.д.

Требования к приборам для измерения вибраций

Конструкция контрольно-измерительной аппаратуры (далее – аппаратура) должна обеспечивать ее нормальное функционирование в условиях проводимых измерений (температура окружающей среды, влажность воздуха и т.д.). Следует особое внимание уделить креплению вибропреобразователя и убедиться в том, что это крепление не изменяет вибрационные характеристики машины. Требования к аппаратуре, предназначенной для измерения среднего квадратического значения вибрации в диапазоне 10…1000 Гц, – по ГОСТ ИСО 2954.В настоящее время для контроля широкополосной вибрации наиболее часто используют приборы двух типов:

– приборы, содержащие детектор среднего квадратического значения и индикатор для считывания средних квадратических значений измеряемой величины;

– приборы, содержащие либо детектор среднего квадратического значения, либо усредняющий детектор, но калиброванные для считывания размаха или амплитуды колебаний; при этом калибровка основана на соотношении между средними квадратическими и пиковыми значениями для чисто синусоидального сигнала.

Если оценка вибрации базируется на результатах измерения более чем одной величины (перемещение, скорость, ускорение), применяемые приборы должны обеспечивать измерение всех этих величин.

Измерительная система должна предусматривать возможность калибровки всего измерительного тракта (желательно встроенное устройство калибровки) и иметь независимые выходы или подсоединения дополнительных анализаторов и т.д.

4 ) Частота неисправностей и их причины

Неисправность — состояние, при котором изделие не соответствует хотя бы одному из требований технической документации.

5 ) Стадии жизненного цикла объектов

1 - решение о начале проекта;

2 - решение о разработке рабочей документации и изготовлении опытного образца);

3 - решение об изготовлении опытного образца

-4 - принятие решения о начале серийного производства и коммерческой реализации изделия

5 - решение о повышении качества и надежности

-6 - оценка необходимости обновления или модернизации продукции;

7 - оценка оптимальности методов сбыта продукции;

КТ-8 - оценка целесообразности и методов капитального ремонта изделий в процессе эксплуатации;

-9 - оценка целесообразности снятия изделия с производства;

10 - снятие изделия с эксплуатации и передача его на утилизацию

6 Дать определение «надежность

Надежность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Терминология по надежности в технике распространяется на любые технические объекты-изделия, сооружения и системы, а также их подсистемы, рассматриваемые с точки зрения надежности на этапах проектирования, производства, испытаний, эксплуатации и ремонта. В качестве подсистем могут рассматриваться сборочные единицы, детали, компоненты или элементы. При необходимости в понятие "объект" могут быть включены информация и ее носители, а также человеческий фактор (например, при рассмотрении надежности системы "машина-оператор"). Понятие "эксплуатация" включает в себя, помимо применения по назначению, техническое обслуживание, ремонт, хранение и транспортирование.

№ 7 Дать определение «безотказность», «долговечность», «ремонтопригодность», «сохраняемость».

Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Безотказность в той или иной степени свойственна объекту в любом из возможных режимов его существования. В основном безотказность рассматривается применительно к его использованию по назначению, но во многих случаях необходима оценка безотказности при хранении и транспортировании объекта.

Необходимо подчеркнуть, что показатели безотказности вводятся либо по отношению ко всем возможным отказам объекта, либо по отношению к какому-либо одному типу (типам) отказа с указанием на критерии отказа (отказов).

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Объект может перейти в предельное состояние, оставаясь работоспособным, если, например, его дальнейшее применение по назначению станет недопустимым по требованиям безопасности или нецелесообразным с точки зрения экономичности и эффективности.

Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.

Термин "ремонтопригодность" традиционно трактуется в широком смысле. Этот термин эквивалентен международному термину "приспособленность к поддержанию работоспособного состояния" или, короче, "поддерживаемость" (maintainability).

Помимо ремонтопригодности в узком смысле это понятие включает в себя "обслуживаемость, т. е. приспособленность объекта к техническому обслуживанию, "контролепригодность" и приспособленность к предупреждению и обнаружению отказов и повреждений, а также причин их вызывающих. Более общее понятие "поддерживаемость", "эксплуатационная технологичность"(maintenance, support, supportability) включает в себя ряд технико-экономических и организационных факторов, например качество подготовки обслуживающего персонала.

Допускается дополнительно к термину "ремонтопригодность" (в узком смысле) применять термины "обслуживаемость", "контролепригодность", "приспособленность к диагностированию", "эксплуатационная технологичность" и др.

Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.

В процессе хранения и транспортирования объекты подвергаются неблагоприятным воздействиям, например колебаниям температуры, действию влажного воздуха, вибрациям и т. п. В результате после хранения и (или) транспортирования объект может оказаться в неработоспособном и даже в предельном состоянии. Сохраняемость объекта характеризуется его способностью противостоять отрицательному влиянию условий и продолжительности его хранения и транспортирования.

В зависимости от условий и режимов применения объекта требования сохраняемости ставят по-разному. Для некоторых классов объектов может быть поставлено требование, чтобы после хранения объект находился в таком же состоянии, что и к моменту начала хранения. В этом случае объект будет удовлетворять требованиям безотказности, долговечности и ремонтопригодности, предъявляемым к объекту к моменту начала хранения. В реальных условиях происходит ухудшение параметров, характеризующих работоспособность объекта, а также снижается его остаточный ресурс. В одних случаях достаточно потребовать, чтобы после хранения и (или) транспортирования объект оставался в работоспособном состоянии. В большинстве других случаев требуется, чтобы объект сохранял достаточный запас работоспособности, т. е. обладал достаточной безотказностью после хранения и (или) транспортирования. В тех случаях, когда предусмотрена специальная подготовка объекта к применению по назначению после хранения и (или) транспортирования, требования о сохранении работоспособности заменяется требованием, чтобы технические параметры объекта, определяющие его безотказность и долговечность, сохранялись в заданных пределах. Очевидно, что все эти случаи охватываются в приведенном в стандарте определением понятия сохраняемости.

Требования к показателям безотказности, долговечности и ремонтопригодности для объекта, подвергнутого длительному хранению, должны указываться в техническом задании и в отдельных случаях могут быть снижены относительно уровня требований на новый объект, не находившийся на хранении.

Следует различать сохраняемость объекта до ввода в эксплуатацию, а сохраняемость объекта в период эксплуатации (при перерывах на работе). Во втором случае срок сохраняемости входит составной частью в срок службы.

В зависимости от особенностей и назначения объектов срок сохраняемости до ввода объекта в эксплуатацию может включать в себя срок сохраняемости в упаковке и (или) законсервированном виде, срок монтажа и (или) срок хранения на другом упакованном и (или) законсервированном более сложном объекте.

8 уровни надежности и их обеспечение

Надежность технического объекта любой сложности должна обеспечиваться на всех этапах его жизненного цикла: от начальной стадии выполнения проектно-конструкторской разработки до заключительной стадии эксплуатации. Основные условия обеспечения надежности состоят в строгом выполнении правила, называемого триадой надежности: надежность закладывается при проектировании, обеспечивается при изготовлении и поддерживается в эксплуатации. Без строгого выполнения этого правила нельзя решить задачу создания высоконадежных изделий и систем путем компенсации недоработок предыдущего этапа на последующем.

Если в процессе проектирования должным образом не решены все вопросы создания устройства или системы с заданным уровнем надежности и не заложены конструктивные и схемные решения, обеспечивающие безотказное функционирование всех элементов системы, то эти недостатки порой невозможно устранить в процессе производства и их последствия приведут к низкой надежности системы в эксплуатации. В процессе создания системы должны быть в полном объеме реализованы все решения, разработки и указания конструктора (проектировщика).

Важное значение в поддержании, а точнее в реализации необходимого уровня надежности имеет эксплуатация. При эксплуатации должны выполняться установленные инструкциями условия и правила применения устройств, к примеру, электроустановок; своевременно приниматься меры по изучению и устранению причин выявленных дефектов и неисправностей; анализироваться и обобщаться опыт использования устройств.

Обычно на типовые устройства массового производства (трансформаторы, выключатели, разъединители и т.д.) завод-изготовитель задает основные показатели надежности: среднюю наработку до отказа; интенсивность отказов; среднее время восстановления; технический ресурс и др.

Очевидно на любом предприятии должна быть программа обеспечения надежности, разрабатываемая для каждого этапа жизненного цикла устройства (системы). Одним из важнейших документов, в значительной мере гарантирующим сохранение высокого уровня надежности электроустановок в эксплуатации, являются "Правила эксплуатации электроустановок потребителей"

9. Направленности в области надежности

Исторически наука о надежности развивалась по двум основным направлениям:

— Математическое направление возникло в радиоэлектронике, связано с развитием математических методов оценки надежности, особенно применительно к сложным системам, с разработкой методов статистической обработки информации о надежности, разработкой структур систем, обеспечивающих высокий уровень надежности. Теоретической базой этого направления являются: теория вероятностей, математическая статистика, теория случайных процессов, теория массового обслуживания, математическое моделирование и другие разделы математики.

— Физическое направление возникло в машиностроении, связано с изучением физики отказов, с разработкой методов расчета на прочность, износостойкость, теплостойкость и др. Теоретической базой этого направления являются естественные науки, изучающие различные аспекты разрушения, старения и изменения свойств материалов: теории упругости, пластичности и ползучести, теория усталостной прочности, механика разрушения, трибология, физико-химическая механика материалов и др.

В настоящий период идет активный процесс взаимного слияния этих направлений, перенесения рациональных идей из одной области в другую и формирование на этой основе единой науки о надежности.

10 Конструктивные методы обеспечения надежности

Конструктивные методы обеспечения надежности вновь создаваемых и модернизируемых двигателей на этапе их проектирования выполняются по определенной схеме. Они находят свое отражение в конструкторской документации. Конструктивные методы и средства, направленные на повышенные надежности двигателей, подразделяются на ряд категорий. Рационализация конструктивной схемы двигателя и его узлов и механизмов, выбор оптимальных соотношений конструктивных параметров. При разработке конструкции проектировщик обычно встречается с противоречивыми данными и вынужден искать компромиссные решения. Чем проще конструктивная схема узла или механизма, тем он дешевле, тем меньше вероятность преждевременных отказов, тем больше их эксплуатационная надежность. Однако современные требования к токсичности отработавших газов, шумности, автоматизации регулирования, контролепригодности и другим вынуждают усложнять конструкцию. Компромиссные решения приходится принимать при выборе отношении хода поршня к диаметру цилиндра, материалов деталей и т. п. Выбор материала деталей. За последние годы в автомобильном двигателестроении все большее применение находят прогрессивные материалы. Для производства корпусных деталей (блоки цилиндров, головки блоков и др.) применяются чугун с добавкой олова, алюминиевые сплавы, для гильз цилиндров износостойкий чугун. Соответствующие материалы применяют для деталей, работающих в условиях высоких температур; для поршней высококремнистые алюминиевые сплавы; для выпускных клапанов — азотосодержащие и другие жаростойкие стали; для поршневых колец — чугун с глобулярным графитом; для втулок клапанов — металлокерамику на железной основе с добавлением меди, графита и дисульфида молибдена. Металлокерамика находит также применение при изготовлении шестерен масляных насосов, поршневых колец. Применение пластмасс развивается на новой основе — в виде композиционных материалов с армирующими элементами для повышения прочности.

11 Производственно-технологические способы обеспечения надежности.

Обеспечение высокой надежности современных технических систем является одной из главнейших, актуальнейших задач.

Как известно, для любой системы можно выделить три основные этапа:

Разработка или рождение системы.

Производство или восстановление системы.

Эксплуатация или применение по назначению.

Успешное решение проблемы надежности технической системы возможно лишь в том случае, когда оно проводится на каждом из трех этапов. В чем же состоит решение.

На этапе разработки технической системы методы обеспечения высокого уровня надежности сводятся к следующему:

улучшение системного, систематического и конструкционного решения путем определения наиболее оптимального в надежностном смысле варианта организации структуры системы (в том числе, введение различного рода избыточности в виде резервных элементов, облегченных режимов и т.д.)

изменение структуры и принципа функционирования отдельных частей и системы в целом за частую дает хорошие результаты. Этот отображением качественного скачка в развитие техники. Обычно он не является прямым продолжением ни одного из ранее применявшихся способов (хотя, в известной степени подготавливается ими и чаще всего вытекает из невозможности или экономической не целесообразности решать требуемую техническую задачу старыми средствами).

следует осмотрительно вводить избыточность. В принципе, казалось бы, введя достаточно большое количество резервных элементов, можно добиться сколь угодно высокой надежности, однако при резко усложняется система. Увеличивается ее объем, вес, стоимость, что не всегда приемлемо, особенно для бортового оборудования. Вдобавок значительные дополнительные усложнения создадут устройства отключающие отказавшие элементы и подключающие резервные, работоспособные. Они также не обладают абсолютной надежностью и может случиться так, что надежность системы в целом будет определяться надежностью коммутирующих элементов.

использование наиболее надежных комплектующих изделий, применение наиболее прочных и износоустойчивых материалов.

Основное содержание методов обеспечения высокого уровня надежности изготавливаемой системы на этапе производства состоит в следующем:

строжайшие соблюдение требуемой технологии изготовления;

организация технологических прогонов и тренировок комплектующих изделий;

организация системного контроля (входного, выходного, пооперационного и т.п.).

Основная задача в процессе эксплуатации системы состоит в том, чтобы постоянно следить за работоспособным состоянием системы, предвидеть ее отказы и, если они произошли, то быстро и качественно их устранять (Рис. 1).

Как видно из приведенного алгоритма задача обеспечения высокого уровня надежности на стадии эксплуатации является комплексной. Она включает в себя вопросы контроля, прогнозирования, диагностирования и восстановления.

№12 Эксплуатационные способы обеспечения надежности.

Эксплуатационные способы обеспечения надёжности содержат следующие требования:

- к условиям эксплуатации;

- к системе технического обслуживания и ремонта;

- к средствам материально-технического оснащения технического обслуживания и ремонта;

- к формированию ЗИП;

- к метрологическом обеспечению;

- к численности и квалификации обслуживающего персонала;

- к системе сбора и обработки информации о надёжности в процессе эксплуатации.