Вернуться к списку публикаций 
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПРИ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
В.В. Акусов, А.А. Топоров
Донецкий национальный технический университет
При эксплуатации любой технической системы происходит взаимодействие ее элементов между собой, а также с рабочей и окружающей средой. Такое взаимодействие приводит к изменению свойств элементов системы в следствии процессов, таких как химических - коррозия, механических - износ, физических – микротрещины, изменение структуры.
Это приводит к изменению геометрические параметров элементов, таких как форма, размеры, шероховатость; физико-механические и химические свойства, например электропроводность, прочность.
Изменение геометрических параметров важно учитывать для несущих элементов системы, сопрягаемых поверхностей элементов, а так же для элементов непосредственно взаимодействующих с рабочей и окружающей средой. Так, например, для несущих силовых конструкций изменение формы приводит к изменению напряженно-деформированого состояния, для быстровращающихся масс типа роторы, турбины – приводит к возникновению дебаланса, что в свою очередь вызывает вибрации. Для поверхностей обеспечивающих уплотнение изменение свойств, приводит к разгерметизации, утечкам, выбросам, потерям веществ. Что в конечном итоге может привести к техногенным авариям, масштабным выбросам в окружающую среду.
Т. о. в процессе эксплуатации всей системы изменяются ее первоначальные свойства. В результате в каждый момент времени параметры и свойства системы отличаются и порой значительно от свойств первоначальной системы.
Возникает необходимость прогнозировать состояние системы в заданные моменты времени при заданных условиях эксплуатации, для разработки рекомендаций по эксплуатации системы с учетом изменения ее состояния, мероприятий по предотвращению негативных изменений, создания ремонтных графиков.
Наиболее приемлемым методом для решения проблемы является системный подход, когда технический объект рассматривается как система, состоящая из элементов, обладающая внутренними и внешними связями. Для каждого элемента и связи определяются значимые факторы и свойства. Изменение свойств элементов приводит к изменению свойств всей системы поэтому необходимо выявить изменяемые величины, а так же модели их изменения. Это решается методами диагностирования и измерения. Необходимо выбрать критерии состояния, как для элементов, так и для всей системы в целом, учитывая, что у системы есть свойства, которых нет у элементов.
Реализовать такую модель возможно только с применением ЭВМ, так как в ручном режиме затруднительно и не целесообразно работать с большим объемом информации.
Для ряда параметров их изменения контролируются с определенным промежутком времени и записываются в базу данных средствами диагностирования, для других возможно исследование математической зависимости изменения состояния параметров, при этом измерения необходимо проводить только для сравнения реальных данных с математическими и при необходимости корректировать математическую модель при помощи поправочных коэффициентов.
Реализация поставленной задачи – разработки методики расчета процесса изменения состояния, выполнена в системе «клиент-сервер» с использованием модуля РНР, для обработки данных измерения, My SQL – для хранения накопленной информации об объекте и браузера для отображения полученных результатов на экране у пользователя.
Помимо подсистемы накопления информации программа позволяет структурировать объект, т.е. строить дерево иерархии технологического оборудования (рис.1) – подчиненность элементов в сборочной единице, используя информацию хранящуюся в базе данных.
 |
|
Рисунок 1 – Построение дерева иерархии |
Рисунок 2- Пример построения график «Паук-ЦИС» |
Реализована также подсистема расчета уровня изменения состояния каждого элемента, связи, узла и объекта в целом. При этом для оценки уровня изменения состояния всей системы на осях откладываются уровень состояния каждого элемента.
Для наглядного отображения изменения состояния технического объекта используется график «Паук ЦИС», в котором по осям откладываются значения изменяемых параметров объекта в процентном соотношении по сравнению с начальным состоянием (рис. 2).
В основе расчета уровня изменения состояния лежит изменение площади.
Система позволяет давать рекомендации по принятию мер в соответствии с износом.
Т.о. разработанная система позволяет накапливать в базу данных информацию о структуре объекта, историю изменения параметров элементов системы, рассчитывать степень изменения состояния элементов и всей системы с отображением в графическом виде, заложена возможность программой давать практические рекомендации, к примеру, возможная замена материалов, изменение точности сопрягаемых конструкций, замена видов смазочных материалов и т.п.
Реализация предлагаемой модели и программы выполнена на примере щековой дробилки.
Вернуться к списку публикаций
© Акусов Владимир, ДонНТУ 2008
