Оценка надежности системы технического диагностирования дорожно-строительных машин

УДК 625.76.08: 629.3.017

ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

В.И. Иванов, канд. техн. наук, доц., А.Н. Чебоксаров, аспирант

Аннотация. Авторами проведены исследования оценки надежности технических средств диагностирования (ТСД). Анализ выполнен для 3-х марок диагностируемых двигателей дорожно-строительных машин (ДСМ) по параметру их эффективной мощности.

В качестве измерителя мощности двигателя использовано устройство ИМД-ЦМ.

Ключевые слова: техническая система диагностирования, показатель качества, надежность, вероятность безошибочной работы.

Введение

Систему технического диагностирования (ТСД) дорожно-строительных машин (ДСМ) можно определить как совокупность средств, методов и объектов диагностирования, а также исполнителей (машиниста, мастера-ремонтника, оператора), осуществляющих диагностические операции в соответствии с алгоритмами и (или) технологическими картами диагностирования.

Основными показателями качества ТСД являются точность и достоверность получаемых результатов. К числу прочих показателей качества системы можно отнести затраты на приобретение и эксплуатацию аппаратуры, время диагностирования, а также показатели надежности исполнителя (оператора) и системы в целом.

Под достоверностью диагностирования понимают количественную оценку степени соответствия полученных результатов и фактического технического состояния объекта. Точность и достоверность диагностирования имеют достаточно тесную зависимость. Необходимая точность измерений обусловлена требуемой достоверностью диагностических операций и прогнозирования технического состояния машины с учетом статистической информации о распределении диагностируемого параметра и погрешностей измерения. Достоверность, в свою очередь, зависит от используемых средств и методов диагностирования, правильности выбора диагностического параметра, эксплуатационного допуска на него, показателей надежности диагностируемого агрегата (сборочного узла) и наработки машины [1].

Достоверность диагноза во многом определяется инструментальной достоверностью технических средств. При этом с целью повышения инструментальной достоверности в ТСД вводят операции самоконтроля. Также достоверность диагноза может быть повыше-

на путем повторения числа проверок. Повышение достоверности оценки состояния объекта при неоднократных проверках позволяет снизить требования к достоверности однократной проверки и достичь заданного уровня достоверности путем их планирования.

В практике технического диагностирования оценка эффективной мощности силовых установок ДСМ выполняется с использованием устройства ИМД-ЦМ, которое позволяет измерять частоту вращения коленчатого вала, ускорения разгона и выбега двигателей большинства машин. Дизельные двигатели внутреннего сгорания (ДВС) машин по основным параметрам, определяющим процессы измерений (например, число зубьев на венце маховика, частота вращения коленчатого вала, соответствующая номинальной мощности, приведенный момент инерции) не унифицированы. С учетом конструктивных параметров и технических характеристик ДВС подготовительные операции диагностирования требуют довольно сложных настроек -введения калибровочных значений для измеряемых величин.

Процесс диагностирования с использованием устройства ИМД-ЦМ можно разделить на четыре этапа. Первый этап включает в себя подготовку ДВС и устройства ИМД-ЦМ к измерениям, второй этап - калибровку устройства ИМД-ЦМ, третий этап - измерение частоты вращения коленчатого вала, ускорений выбега и разгона коленчатого вала, четвертый этап -определение эффективной мощности по измеренным значениям угловых ускорений разгона.

Исходные данные для расчета надежности элементов ТСД на этапах диагностирования [2] представлены в таблице 1. Порядок диагностирования ДВС с использованием устройства ИМД-ЦМ представлен на рисунке 1.

Таблица 1 - Значения вероятностей ошибок выполнения операций при определенииN

ДВС с использованием устройства ИМД-ЦМ

Этапы Наименование операции Обозначение Вероятности ошибок

1 2 3 4

— Контроль клавиши «Измерение напряжения «U» Pi 0,0025

Установить клавишу «ВОМ» в соответствующее положение P2 0,0025

1 - 4 Установить клавишу «Число цилиндров « » 6 -12 в положение, соответствующее числу цилиндров ДВС Рз 0,0025

СО W с с а ^ — со о р ю и л со Нажать клавишу «Калибровка «п» Р4 0,0025

Актуализация из памяти калибровочного значения частоты вращения Р5 0,0005

Установить ручкой потенциометра «п» по цифровому табло калибровочное значение частоты вращения коленчатого вала Рб 0,0094

Перевести клавишу «Калибровка «п» в исходное (отжатое) положение Р7 0,0025

Нажать клавишу «Калибровка уровня фиксации «п£» Р8 0,0025

Актуализация из памяти калибровочного значения частоты вращения, при которой измеряется ускорение Р9 0,0005

Установить ручкой потенциометра «п£» по цифровому табло калибровочное значение уровня фиксации для выбранного типа ДВС Р10 0,0094

Перевести клавишу «Калибровка уровня фиксации «п£» в исходное положение Pii 0,0025

Нажать клавишу «Калибровка ускорения «£» pi2 0,0025

Актуализация из памяти калибровочного значения ускорения pi3 0,0005

Установить ручкой потенциометра «£» по цифровому табло калибровочное значение ускорения Pi4 0,0094

Перевести клавишу «Калибровка ускорения «£» в исходное положение Pi5 0,0025

III Измерение П, —£, £ Измерить частоту вращения «п», (основная допустимая погрешность устройства) Pi6 0,0057

Восприятие показания значения частоты вращения «п» по цифровому табло pi7 0,0012

Сравнить измеренные значения частоты вращения «п» с допустимыми значениями - -

n Нажать клавишу « — » 8 Pi8 0,0025

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4

Нажать клавишу «-£» Р19 0,0025

Измерить ускорения выбега «-£», (основная допустимая погрешность) Р20 0,0256

Восприятие показания значения ускорения выбега «-£» по цифровому табло Р21 0,0012

Сравнить измеренные значения ускорения выбега «-£» с допустимыми значениями - -

Перевести клавишу «-£» в исходное (отжатое) положение Р22 0,0025

Измерить ускорения разгона «£», (основная допустимая погрешность) р23 0,0119

Восприятие показания значения ускорения разгона «£» по цифровому табло Р24 0,0012

Сравнить измеренные значения ускорений разгона «£» с допустимыми значениями - -

IV Определение № Учесть погрешности корректировки измеренных значений ускорений Р25 0,0191

Учесть погрешности перевода ускорений в эффективную мощность двигателя (аналитический способ / графический способ) р26 -

Р27 0,0225

Сравнить эффективную мощность с паспортным значением - -

Как видно из таблицы 1, процесс диагностирования включает в себя четыре этапа и значительное число операций, каждая из которых оценивается вероятностью безошибочного выполнения. Большое число операций увеличивает общее время диагностирования и одновременно снижается его точность и достоверность по оцениваемым параметрам.

При этом важно указать, что точность и до-

стоверность диагностирования в значительной степени определяется психофизиологическими особенностями и профессиональными навыками оператора-диагноста.

Надежность ТСД на этапах и за все четыре этапа рассчитывается по формулам

к

р = п р,

н

п

Р=П

1=1

где PJ - вероятность безошибочной работы ТСД на j этапе; к - число этапов; р. - вероятность ошибки на i операции; п - число операций.

Результаты расчета вероятности безотказной работы ТСД на четырех этапах при диагностировании с использованием устройства ИМД-ЦМ различных ДВС ДСМ (базовых промышленных тракторов) представлены в таблице 2.

Заключение

Надежность ТСД во многом определяется вероятностью безошибочной работы оператора на этапах диагностирования, характеристиками объекта и средств диагностирования. Результаты расчета вероятностей безотказной работы ТСД при диагностировании ДВС ДСМ с использованием устройства ИМД-ЦМ показывают следующее: вероятность ошибок операторов на этапе подготовки объекта диагностирования и средства диагностирования может составить 0,993; на этапе калибровки прибора (II этап) вероятность составит 0,956; при выполнении измерений (III этап) вероятность может составить 0,938-0,950; на IV этапе при определении мощности эффективной вероятность может составить 0,959-0,973; с учетом всех этапов диагностирования надежность оценивается вероятностью 0,862-0,877.

Вестник СибАДИ, выпуск 1 (11), 2009

N5

о

Рис. 1 Структурная схема расчета надежности элементов ТСД при определении ДВС с использованием устройства ИМД-ЦМ

ТРАНСПОРТ. ТРАНСПОРТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Таблица 2 - Надежность ТОД с использованием устройства ИMД-ЦM

Этапы Количество операций на этапах Надежность (вероятность безотказной работы) элементов ТОД ДBC

К-700 ^З-238НБ) Т-150К ^Д-62 ) ^40M

I этап 6 0,993 0,993 0,993

II этап 12 0,956 0,956 0,956

III этап 12 0,950 0,938 0,947

IV этап 3 0,973 0,970 0,959

Все этапы 39 0,877 0,864 0,862

Библиографический список

1. Техническая диагностика строительных, дорожных и коммунальных машин: Учеб. пособие / Иванов В.И., Кузнецова В.Н., Салихов Р.Ф., Рыжих Е.А. -Омск: Изд-во СибАДИ, 2006. - Часть I. Теоретические основы технической диагностики СДКМ. - 132 с.

2. Фокин Ю.Г. Оператор-технические средства: обеспечение надежности. - М.: Воениздат, 1985. - 192 с.

Reliability estimation of road- building

machines technical diagnostics system

V. I. Ivanov, A. N. Cheboksarov

The authors execute researches with the purpose of reliability estimation of diagnostics means. The analyses are executed for 3 types of diagnosed engines of road-building machines on the base of their effective power parameter.

Иванов Виктор Иванович - канд техн. наук, доцент кафедры «Эксплуатация дорожных машин» Сибирской государственной автомобильнодорожной академии. Основное направление научных исследований - эксплуатация дорожностроительных машин и технологического оборудования. Имеет более 80 опубликованных работ. Тел. (3812)65-07-66.

Чебоксаров Алексей Николаевич - аспирант кафедры «Эксплуатация дорожных машин» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - повышение эффективности технического диагностирования ДСМ. Имеет 2 опубликованные работы. Тел. (3812)65-07-66.

Статья поступила 18.11.2008 г.

УДК 621.892:621.22

ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ НА ВЯЗКОСТНЫЕ СВОЙСТВА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО МАСЛА МГ-15В

C.B. Корнеев, д-р техн. наук, Н.В. Дорошенко, канд. техн. наук,

A.M. Кавыев

Аннотация. Рассмотрено влияние вязкостно-температурных свойств рабочей жидкости на работу гидрооборудования. Кратко рассмотрены вопросы влияния обводненности на свойства рабочих жидкостей. Изучено влияние воды на вязкостные свойства рабочих жидкостей МГ-15В.

Ключевые слова: влага, гидравлические жидкости, рабочие жидкости, гидравлическое оборудование, вязкость.

Введение

Технологии дорожного строительства невозможны без широкого использования строительных и дорожных машин. Реализация планов освоения природных богатств Восточной

и Западной Сибири предполагает наличие большого числа гидрофицированных машин, конструкции которых должны учитывать суровые условия эксплуатации в районах с жесткими климатом.