Noţiuni de bază ale diagnozei sistemelor mecanice

Transmisii Mecanice

de Zoltan Korka

Noţiuni de bază ale diagnozei sistemelor mecanice

Un aspect important în funcţionarea sistemelor mecanice îl reprezintă, pe lângă asigurarea unor caracteristici de fiabilitate, mentenabilitate sau disponibilitate şi diagnoza acestora. Diagnoza este identificare a unei boli după simptomele ei sau după rezultatele examenelor de laborator. Această definiţie poate fi particularizată pentru sistemele mecanice urmând schema logică din figura 1.

1. Detecţia şi localizarea defectelor prin metoda monitorizării permanente

Metoda se bazează, în principiu, pe existența unor senzori și traductori care monitorizează unul sau mai mulți parametrii (P1, P2,...Pi,...Pn) ce descriu funcționarea sistemului. Fiecare din acești senzori sau traductori compară semnalul recepționat cu un semnal limită (inferioară sau superioară) a parametrului monitorizat. În acest caz, toate depășirile sunt fie semnalate individual operatorului uman, fie trimise unui bloc de decizie, care în urma analizei diferențelor generate ia în mod automat anumite decizii (figura 2).

Avantajul metodei este acela al controlului permanent asupra sistemului. Dezavantajul principal constă în numărul mare de senzori și traductori necesari, număr care crește cu numărul parametrilor urmăriți.

2. Detecţia şi localizarea defectelor prin metoda monitorizării periodice

Metoda se bazează pe existența unor posibilități multiple de montare a unor traductori și senzori portabili în interiorul sistemului.

Traductorii și senzorii sunt conectați la aparate de înregistrare, de asemenea portabile, sau prin intermediul unor plăci de achiziție de date la calculatoare portabile cu ajutorul cărora în scurt timp pot fi înmagazinate datele (figura 3).

Prelucrarea datelor astfel obţinute poate urma, în principal, două căi:

a. Compararea noilor intrări cu datele deja existente pentru stabilirea tendinței de variație a parametrilor urmăriți. În cazul menținerii relativ constante a valorilor parametrului urmărit se poate considera că sistemul are o funcționare normală. Degradarea accentuată a valorilor parametrului urmărit indică apariția unor uzuri mari și iminența unei intervenții;

b. Compararea noilor intrări cu valori standard pentru parametrul urmărit. Ieșirea din plaja de valori considerată normală este în mod automat urmată de intrarea sistemului în reparație.

Avantajul metodei constă în posibilitatea utilizării senzorilor și traductoarelor la mai multe sisteme. De asemenea, un alt avantaj este că numărul de senzori și traductoare utilizați poate fi mare.

Dezavantajul metodei constă în faptul că în cazul unei erori în ceea ce privește intervalele de timp la care se face monitorizarea există pericolul defectării sistemelor fără ca semnalele prelevate să indice aceasta.

  • FIGURA 1. Schema logica pentru diagnoza sistemelor mecanice


 

  • FIGURA 2. Detecția și localizarea defectelor utilizând metoda monitorizarii permanente

3. Diagnoza sistemelor mecanice prin monitorizarea parametrilor de funcţionare

După alegerea modului de monitorizare (permanentă sau periodică) se procedează de regulă la alegerea parametrilor care vor fi monitorizați. Cei care mai frecvent aleși sunt:

  • starea lubrifianților;
  • vibrațiile;
  • temperatura;
  • presiunea.

3.1 Diagnoza sistemelor mecanice folosind lubrifianţii

Lubrifianții, considerați „sângele” sistemelor mecanice, pe lângă rolul pe care îl au, pot da informații complete despre starea în care se găsesc sistemele.

Diagnoza sistemelor mecanice folosind lubrifianții se face pe baza schemei logice prezentate în figura 4.

Procedeul este des folosit, în special la motoarele cu ardere internă. Mai nou, în combinație cu anumitele substanțe chimice, numite „indicatoare”, eficiența sistemului de diagnoză poate fi sporită.

Substanțele indicatoare pot fi, spre exemplu, coloranți care modifică culoarea lubrifiantului în  momentul în care uzura elementelor atinge un anumit nivel.

3.2 Diagnoza vibratorie a sistemelor mecanice

În procesul de transformare a energiei de acționare (electrică, pneumatică, hidraulică, etc.) în lucru mecanic util, forțele generează vibrații ale unor părți componente ale sistemului sau asupra întregului sistem.

Atâta timp cât funcționarea sistemului se desfășoară normal, și vibrațiile sistemului se vor menține între limite normale, cunoscute.

Ca urmare a proceselor normale de funcționare, la piesele componente apar uzuri, înregistrându-se modificări ale proprietăților mecanice sau de dimensiune, dar și la forțele ce apar în timpul procesului.

Măsurarea spectrului de vibrații poate oferi cele mai complete informații asupra stării de funcționare a sistemului, cu condiția alegerii corecte a parametrilor urmăriți, a utilizării corecte a echipamentelor și a unei baze de date suficient de mari pentru o diagnosticare corectă.

În anumite domenii industriale defectarea accidentală a unei părți componente a liniei tehnologice poate provoca în mod automat oprirea liniei. În aceste situații, avantajele informațiilor legate de starea tehnică a părților componente și de momentul prognozat al căderii sunt considerabile.

  • FIGURA 3. Detecția și localizarea defectelor utilizând metoda monitorizarii periodice

  • FIGURA 4. Diagnoza sistemelor mecanice folosind lubrifianții

Aceste informații pot fi obținute prin analiza tendinței de variație a spectrului de vibrații (măsurat la intervale regulate de timp). Astfel, costurile extrem de ridicate ale reparațiilor accidentale pot fi reduse prin activități de monitorizare și diagnoză adecvate.


Bibliografie

1. Cătuneanu V.M., Mihalache A. Bazele teoretice ale fiabilității Ed.Academiei RSR, București 1983

2. Korka Z., Fiabilitate şi diagnoză, Notiţe de curs, 2015.

3. Tudor A., Mirică R.F., Fiabilitate şi mentenanţă, Notiţe de curs, disponibile pe: http://www.omtr.pub.ro/didactic/fsm.html


Zoltan Korka este dr. ing., Lector Universitatea „Eftimie Murgu” din Reşiţa



Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.

Da, sunt de acord