Разработка и внедрение эффективных методов диагностирования должна сопровождаться выбором диагностических параметров, которые зависят от многих требований, предъявляемых к системе технического диагностирования. К наиболее важным требованиям можно отнести следующие:
– цель диагностирования;
– стратегию технического обслуживания;
– время диагностирования;
– стоимость средств и самого процесса диагностирования с учетом простоя объектов в режиме диагностирования.
Выбранный диагностический параметр должен обладать достаточной информативностью, мгновенно реагировать на любые изменения, происходящие в диагностируемом объекте, предусматривать хороший доступ к измерению, обладать высокой помехозащищенностью и достоверностью, способностью к преобразованию при использовании автоматических средств обработки информации. Большое количество диагностируемых параметров позволяет получить достаточную глубину поиска неисправности, но вместе с тем удорожает диагностирование. Поэтому при разработке систем диагностирования необходимо решить задачу оптимизации диагностических параметров, средств диагностирования и потребляемой мощности. Для высокой полноты диагностирования следовало бы выбрать максимальное число параметров, но это снижает надежность системы диагностирования. Поэтому в качестве критерия построения системы диагностирования можно выбрать или некоторый экономический показатель ли показатель достаточной глубины поиска неисправности. Чаще всего учитываются оба эти показателя.
Набор параметров объекта диагностирования будет оптимальным, если контроль будет достаточным для обнаружения отказа любого из устройств локомотива. Выбор диагностических параметров следует начинать с анализа причин отказа, а также факторов, влияющих на диагностируемые объекты.
Пример: Для диагностирования буксы локомотива необходимо выбрать параметры, отклонение которых от допустимых значений приводит её в аварийное состояние. К таким параметрам в первую очередь можно отнести температуру буксы и создаваемый буксой шум.
Температура внутри буксы зависит от качества и количества смазки (Ксм), качества сборки (Ксб), от состояния подшипников и лабиринтных колец (Кп).
Отклонение от допустимых значений любого из этих параметров приводит к повышению температуры:
.
Шум в буксе зависит от качества сборки, технического состояния подшипника и лабиринтных колец.
По мере нарастания износа в подшипниках или появления дефектов (трещины, отколы, электроожоги и т.д.) характер шума изменяется, появляются посторонние удары, вызванные увеличивающимися зазорами.
В принципе, шум – это последствие вибрации или колебаний, которые возникают в процессе работы роликов, внешних и внутренних колец подшипников. При отсутствии износа и дефектов в подшипниках шум в буксе будет незначительным, но при появлении хотя бы одного дефекта тональность его меняется. Следует отметить, что каждый дефект имеет сой и только для него характерный шум, а точнее свою частоту колебаний.
.
Как видно, наибольшей информативностью обладает такой параметр, как температура буксы. Он, в свою очередь контролирует три параметра, а коэффициент шума Кш всего два.
Однако, нужно учитывать, что контроль за смазочными материалами проводится периодически при ремонте и осмотре без разборки буксы, контроль же за техническим состоянием подшипников и лабиринтных колец требует уже полной разборки, а это возможно только при большом ремонте. К тому же наличие шума сигнализирует о начале возникновения дефекта внутри буксы, и только после того, как дефект достигнет определенного размера, начинается рост температуры.
Таким образом, в качестве диагностического параметра предпочтительнее использовать шум. Его достаточно легко измерить, преобразовать и обработать информацию о нем.
Аналитический метод выбора параметров требует большого опыта и статистических о причинах отказов и их видах. Тем не менее данный метод все больше распространен при разработке средств диагностирования локомотивов.
При выборе диагностических параметров можно применять метод
И.А. Биргера, основанный на формулах Байеса. Принцип этого метода состоит в том, что диагностическая ценность параметра определяется информацией, которая вносится признаком в систему состояний. Смысл метода заключается в следующем.
Выбирают основные структурные параметры (признаки состояний) и параметры, которые можно использовать в качестве диагностических. По данным статистики отказов определяют «вероятностные веса» структурных параметров при различных состояниях диагностируемого объекта и определяют вероятности его состояния при различных комбинациях этих структурных параметров.
Формула Байеса:
где p(Di) – априорная вероятность состояний, определяемая как число объектов Ni, в которых обнаружены неисправности Di, к общему числу исследуемых объектов; p(Kj/Di) – вероятность проявления j -го диагностического параметра при состоянии Di.
Произведение p(K1 / Di)…p(Km / Di)=p(K / Di), если
и диагностические параметры Ki являются независимыми для каждого из состояний Di.
Знаменатель формулы представляет собой вероятность p(K) того, что в диагностируемом объекте должен обнаруживаться комплекс диагностических параметров K. Так как комплекс K проявляется как минимум с одним из состояний Di, то полная вероятность:
