1 SYSTEM- jest trójką uporządkow. <E,R,∅> składającą się ze zbioru elementów E, ciągu R określonego jako relacja na elem. zbioru E i zbioru celów ∅ realizow. przez system.E - zbiór elementów s; R - struktura; ∅ - f-cja celów

2 BUDOWANIE SYSTEMU -mamy na uwadze to aby system ten posiadał właściwości umożliwiające rozwiązywanie problemu, dla którego podięto się jego budowy. Punktem wyjściowym rozważań są podrzędne właściwości systemu, które nazywamy jego celami zadaniowymi. Z tego powodu systemy te nazywamy systemami celowościowymi. Celem systemu jest z reguły osiągnięcie jednego (kilku) z celów obiektu, na którym został zbudowany. Celem budowy sys. jest uchwycenie tych czynników z rzecz. świata, do których przywiąz. wagę z punktu widzenia postawionego problemu. Budowa sys. w ramach obiektywnej rzeczywist. oznacza, że rozpoczynamy systematyczne poszukiwanie i ustalanie ilościowego charakteru zjawisk i prawidłowości. Zbudow. systemu oraz jego przedstaw. wymaga realizacji: -zdef. obiektu badań, zbad. zachowyw. się obiektu, względnie jego dział., -wyznaczenie zbioru celów, które rozwarzany obiekt ma realizować, -sformuow. celu sys. w oparciu o cel badań obiektu oraz sprawdz. prawidłowości jego sformuowania, -wyboru elementów systemu, -wyboru elem. otoczenia systemu, -wyboru istotnych sprzężeń między elementami systemu, -wyboru istotnych sprzężeń syst. z jego otoczeniem, -wyboru sposobu przedstawienia syst.(forma graficzna, macierzowa, model matemat. itd.). Gdy syst. został określony staje się on przedmiotem badań. Określa się go przez wyszczególnienie zmiennych, podanie zbiorów ich dopuszczalnej wartości i pewnych własności konstr., które określają relację między danymi zmiennymi specyficznie dla danej dyscypliny.

3 DEKOMPOZYCJA SYSTEMU; Z definicji systemu wynika , że każdy system można podzielić na podsystemy , czyli systemy usytuowane są na niższym poziomie , a każdy podsystem z kolei ma jeszcze mniej złożone podsystemy aż do elementarnych podsystemów włącznie. Elementarnym podsystemem (elem działającym) nazywamy taki podsystem w którym nie wyodrębniamy już podsystemów niższego poziomu( przedmiot materialny, który w określony sposób zależy od innych przedmiotów materialnych i w określony sposób oddziałuje na inne przedmioty materialne). Liczba poziomów dekompozycji jest dowolna i zależy od tego kto jej dokonuje. Im większy podział tym dekompozycja jest bardziej szczegółowa. W trakcie podziału systemu na podsystemy należy przestrzegać następujących rygorów metody systemów: funkcjonalność, ścisłość, niezmienność, zupełność, rozłączność, hierarchiczność.
W trakcie analizy złożonych systemów technicznych dokonujemy ich dekompozycji na podsystemy, które nazywamy podsystemami pierwszego poziomy dekompozycji lub elementami składowymi systemu.
Rygory met systemowej: a) funkcjonalność - podsystemy powinny być ze względu na spełniane funkcje, a nie ze względu na rozmieszczenie przestrzenne; b) ścisłość - system powinien być ściśle określony, aby było wiadomo co do niego należy a co nie; c) niezmienność - określenia systemu powinno być niezmienne w całym toku rozważań. Jest niedopuszczalne, aby jakieś elem były traktowane jako należące do systemu, a czasem jako nie; d) zupełność - podział systemu na podsystemy powinien być zupełny. System nie może zawierać elem nie należących do żadnego z jego podsystemów e) rozłączność - podział systemu na podsystemu powinien być rozłączny. Podsystem nie może zawierać elem należących do kilku podsystemów jednocześnie. Przynależność elem do jednego podsystemu wyklucza przynależność tego elem do innego podsystemu f) hierarchiczność - każdy system może być rozpatrywany jako podsystem lub element innego, bardziej złożonego systemu zwanego nadsystemem lub supersystemem. Wynika z tego, że każdy system można badać w dwóch aspektach : jako elem nadsystemu lub system składający się z podsystemów.
wł złoż systemu techn a) zlożony system techn posiada globalny cel działania oraz cele lokalne odpowiadające jego podsystemom; b) realizacja celów lokalnych prowadzia do osiągnięcia celu globalnego, co nie oznacza, że cel globalny jest suma celów lokalnych; C) ilość relacji i podsystemów jest uzależniona od ilości dekompozycji; d) stopień poznania systemy wzrasta przy sukcesywnym przechodzeniu z jednego poziomu na drugi tzn. im niższy poziom rozpatrujemy tym bardziej szczegółowo poznajemy system, natomiast inm wyższe rozpatrujemy poziomy, tym bardziej zrozumiałym staje się sens istnienia oraz jego znaczenie w systemie, którego jest dekomponentem; e) z zasad dekompozycji systemu wynika, że z ruchem ku górze maleje liczba podsystemów, natomiast zwiększa się ich znaczenie; f) relacje między podsystemami na tym samym poziome dekompozycji (tzw. Poziomowe) wynikają z zależności funkcjonalnych między podsystemami, natomiast relacje między podsystemami usytuowanymi na różnych poziomach (tzw. Pionowe) wynikają z roli tych podsystemów w systemie; g) ograniczając rozważania do zbioru podsystemów z jednego poziomy dekompozycji, które traktujemy wówczas jako zbiór pełny elementów systemu E, pomijamy relacje pionowe i zawężamy nasze rozpatrywania do układu relacji poziomych, tracąc możliwość oceny znaczenia tych podsystemów w systemie

4 MODEL jest to taki,dający się pomyśleć lub materialnie zrealizować układ, który odzwierciedlając lub odtwarzając obiekt np. maszyne,zdolny jest zastępować go tak, że jego badanie dostarcza nam nowej info. o tym obiekcie. Model powinien spełniać swoją funkcje polegającą na uchwyceniu istotnych zmiennych badanych zjawisk i procesów pomijając inne. Podział na zmienne istotne i nieistotne zależy od możliwości percepcyjnych badacza, stanu jego wiedzy oraz możliwości pomiarowych i obliczeniowych.Modele doświadczalne - można zbudować i stosować do różnych badań. Do kategorii tej należą „kopie” czyli „modele w skali”, odwzorowujące stosunki przestrzenne, oraz „modele działające”, odwzorowujące przebieg jakichś procesów.Modele logiczne - określony zbiór obiektów spełniających aksjomaty i twierdzenia. Np. zbiór punktów i prostych stanowi w geometrii łącznie z aksjomatami (relacjami ) model logiczny geometrii Euklidesa. Modele mat ematyczne - symboliczne przedstawienie ilościowe wartości zmiennych, występu-jących w obiektach fizycznych lub systemach społecznych. Modele t eoretyczne - konstrukcje myślowe, mające na celu wyjaśnienie obserwowanych zjawisk.

5 Systemy z zachowaniem celowym (sterowane)

Systemy z zachowaniem celowym charakteryzuja się tym ,że posiadaja własny podsystem sterujący.Przy tym w zależności od sposobu rozpatrywania systemów mówimy ,że system jest samosterowalny lub że jest sterowany.Np.samochód rozpatrywany łącznie z kierowcą jako system rzeczywisty <C-OT>jest systemem samosterowalnym ,posiadający własny podsystem sterujący ,którego zadania realizuje człowiek.Natomiast samochód rozpatrywany bez kierowcy jest systemem rzeczywistym sterowanym i jako taki nie jest systemem z zachowaniem celowym.Warunkiem koniecznym właściwego działania systemu z zachowaniem celowym jest to aby sekwencja kolejnych stanów systemu zbliżała ten system do zadanego celu .Mówiąc o celu jako istotnej cesze działania mamy na myśli syan, który system powinien osiągnąć ,czyli stan pod jakimś względem pożądany. W większości systemów systemów zachowaniem celowym stan systemu zmienia się w sposób ciągły.Na podstawie informacji o stanie systemu w danej chwili t element sterujący systemu wypracowuje decyzje o dalszym sposobie działania systemu zgodnie z nim steruje jego elementami składowymi. Jeżeli uznajemy , ze cel jest pewnego rodzaju stanem - wzorcem który ma być w przyszłości osiągniety , to wynik działania systemu należy traktować również jako stan tak zwany zrealizowany. Założenie to umożliwia ocene skuteczności działania systemu.

6 SYSTEMY EKSPLOATACJI maszyn są systemami rzeczywistymi, w których realizowane są procesy sterowania będące składowymi procesu eksploatacji dotyczące maszyn w fazie ich eksploatacji. Hierarchia struktury systemu eksploatacji: -istnieje relacja nadrzędności i podrzędności;- na dół idą rozkazy a do góry informacje o wykonaniu;- są niereformowalne;- powodzenie wykonania zadania zależy od realizacji zadań przez podsystemy podrzędne;- na tych samych systemach tego samego poziomu istnieją konflikty celu.

System Eksploatacji maszyn

P.D.-podsystem decyzyjny

P.I. .-podsystem informacyjny

P.U. .-podsystem użytkowania

P.Z.Z. .-podsystem zapewnienia zdatności

P.Di. .-podsystem diagnostyczny

P.L. .-podsystem logistyczny

7 Budowa systemu eksploatacji

Systemy eksploatacji maszyn należa do klas systemów działaniowych.Są to systemy rzeczywiste , które oddziałują na otoczenie i tak reagują na jego wpływ aby osiągnąć określony cel. Systemach tych możemy wyodrębnić pięć jakościowo odmiennych składników :a)podmiot pracy (kierownik i pracownicy), b) obiekty techniczne (maszyny ,urządzenia, aparaty), c) materiały(surowce, części wymienne ,odpady), d) energie(różne rodzaje i formy energii) ,e)informacje rozumiane jako wszelka treść która jest przekazywana w czasie lub w przestrzeni od nadawcy do odbiorcy.Wymienione składniki systemu są aktywizowane, podawane wzajemnym oddziaływaniom , często znajdują się w ruchu i ulegają procesom przemiany .Zazwyczaj energie ,materiały ,informacje i obiekty techniczne przebywają w systemie działaniowym czasowo. Do systemu są one dostarczane z otoczenia przez systemy specjalnie zbudowane do tego typu działań.Systemy realizujące te podstawowe zadania to tzw. systemy logistyczne,usytuowane zarówno zarówno otoczeniu systemu eksploatacyjnego ,jak i w jego wnętrzu.Cele działania systemu logistycznego: a)zarządzanie ,obsługiwanie oraz użytkowanie obiektów i stanowisk pracy b)gromadzenie ,przetwarzanie i przesyłanie informacji dotyczących realizacji wymienionych czynności logistycznych ,c)prognozowanie zapotrzebowania na materiały , energię i informację ,d)zaopatrywanie w wyżej wymienione składniki , magazynowanie i zarządzanie ich zapasami ,e)zarządzanie wykorzystaniem opakowań i odpadów produkcyjnych , f)pakowanie i konfekcjonowanie wyrobów.Koordynacja działań logistycznych polega na właściwym podziale zadań, kompletacji i odpowiedzialności miedzy podsystemy systemu logistycznego.

8 Identyfikacja systemu eksploatacji

Podstawowymi procesami realizowanymi w systemie eksploatacji są: procesy nit­kowania i zapewniania zdatności obiektów technicznych.

Efektywność użytkowania obiektów technicznych zależy przede wszystkim od: ra­cjonalnego ich wykorzystania, stopnia realizacji zasady oszczędnego ich użycia, wydaj­ności pracy żywej i uprzedmiotowionej, organizacji procesu użytkowania oraz ich wła­ściwości technicznych.

W optymalizacji procesu użytkowania zasadnicze znaczenie mają następujące właściwości obiektów technicznych: funkcjonalność, efektywność, wydajność, elastyczność (ze względu na wielozadaniowość) i gotowość techniczną (trwałość i niezawodność).

W procesie zapewniania zdatności istotny problem stanowią: jakość obsługiwania i jakość odnowy obiektów oraz minimalizacja czasów ich przestojów i kosztów odnów. Optymalizacja procesu odnowy uzależniona jest od: efektywności działania podsystemu zapewniania zdatności, który powinien spełniać kryteria techniczne, organizacyjne i ekonomiczne, wykorzystującego metody diagnostyki technicznej.

Utrzymanie wymaganych wartości istotnych parametrów działania systemów zło­żonych osiągane jest za pomocą sterowania poszczególnymi ich podsystemami. Z uwagi na to w systemie należy wyróżnić podsystemy sterujące i obiekty sterowane. Od pod­systemów sterowanych kanałami informacji napływają informacje od podsystemu in­formatycznego o stopniu realizacji zadań. Podsystem informatyczny przetwarza również informacje dotyczące stanów podsystemów jego otoczenia.

Zbiory tych informacji, przetworzonych w odpowiedni sposób w podsystemie in­formatycznym, są niezbędne do podejmowania racjonalnych decyzji sterujących przez decydenta, usytuowanego w podsystemie zarządzania, który je przekazuje do podsyste­mów umieszczonych na niższych poziomach hierarchicznych. Powoduje to konieczność dopasowania struktury podsystemu informatycznego do struktury hierarchicznej systemu eksploatacji.

Jak widać na rys. efektywność działań podsystemu procesowego <C - OT> i podsystemu logistycznego usytuowanych w otoczeniu O decydują o efektywności re­alizowanego procesu eksploatacji.

Z tego powodu w ystemie eksploatacji s wyróżniono podsystem realizujący zadania systemu jako całości, tzw. podsystem procesowy, celem wyznaczenia jego roli i zadań w procesie realizacji celów systemu, jak również po to, aby wykazać znaczenie podsystemu logistycznego w tworzeniu podsystemowi procesowemu optymalnych (sprzyjających) warunków działania.

W systemie eksploatacji przedstawionym na rys. wyróżniono 7 podsystemów . Z uwagi na cel opracowania oraz założoną prostotę budowanego modelu zagregowano te podsystemy według kryterium podobieństwa spełnianych funkcji, których działania można przyporządkować temu samemu celowi. Przyjmując powyższy punkt widzenia jako uzasadniony, podsystemy: informacyjny PI, zarządzania PZ oraz użytkowania PU

zagregowano w jeden podsystem, tzw. podsystem sterowania eksploatacją PS, a podsystemy: zasilania PZ i obsługiwania w podsystem zapewniania zdatności PZZ. Podsystem kierowania spełnia funkcje kierujące i nadzorujące działanie systemu eks­ploatacji.

Działanie podsystemu sterowania ukierunkowane jest na realizacje następują­cych zadań:

- precyzowanie celów działania systemu eksploatacji.

- opracowanie planów działań, obejmujące wyznaczenie podmiotów działania, przedmiotów działania, form, czasu, miejsca i zakresu działania oraz ustalenie kosztów i realnych dochodów uzyskiwanych z tych działań,

- opracowanie planów pozyskiwania, przetwarzania, gromadzenia oraz przepływu materiałów, energii i informacji oraz wyznaczenie podmiotów i środków do reali­zacji wymienionych zadań.

- sterowanie zgodnie z. planem realizacji zadań, obejmujące: pobudzenie do działali. kontrolę bieżącą realizacji podzadań oraz ich koordynowanie, nadzorowanie i oce­nianie wyników działań,

- sterowanie składowaniem i zabezpieczeniem wyrobów,

- sterowanie utrzymaniem w ruchu podstawowych środków działań (obiekty tech­niczne, aparatura itp.).

Zabezpieczenie stanu zdatności zadaniowej obiektom systemu proce­sowego realizowane jest przez podsystem zapewniania zdatności PZZ współdziałają­cy z nim podsystem diagnostyczny PD. Cele podsystemu zapewniania zdatności wy­nikają głównie z zadań przyjętych do realizowania przez podsystem sterowania.

Obsługiwanie, a w szczególności odnowa, realizowane przez, podsystem utrzy­mania ruchu, powodujące przywrócenie właściwości użytkowych obiektom technicznym oraz utrzymywanie ich w stanie zdatności zadaniowej, stanowią podstawowy warunek umożliwiający realizację przyjętych zadań.

Zakres, częstości i koszt wykonywania obsług zależą od stanu, typu i rodzaju obiektów technicznych. Rola współdziałającego z podsystemem utrzymania ruchu podsystemu diagnostycznego polega na badaniu symptomów diagnostycznych celem wyznaczenia przeszłych, aktualnych lub przyszłych stanów eksploatowanych obiek­tów technicznych oraz ocenie działania ich operatorów i stanów otoczenia.

Działal­ność diagnostyczna w systemie eksploatacji SE obejmuje trzy etapy działania:

- opracowanie podstaw teoretycznych i metodologicznych umożliw łających rozwią­zywanie zadań diagnostycznych dla różnych klas eksploatowanych obiektów tech­nicznych i ich operatorów, nazywanych ogólnie obiektami diagnozowanymi.

- przygotowanie podsystemu diagnostycznego do realizacji badań diagnostycznych obejmujące: opracowanie sposobów (algorytmów) badania diagnostycznego obiektów, dobór urządzeń diagnostycznych przygotowanie obiektów i diagnostów do realizacji badań diagnostycznych, laboratoryjno-doświadczalną weryfikacje modelu teoretycznego badań diagnostycznych obiektów,

- realizację oraz syntezę wyników diagnostycznych badań stanu obiektów diagno­zowanych.

Podsystemy PS, PD, PZZ i PP sprzężone są strukturą hierarchiczną, która umoż­liwia systemowi jako całości realizację jego celów.

9 Ocena działania systemu eksploatacji

Celem działania systemu jest osiągniecie zamierzonego efektu - rozumianego jako skutek określonego procesu działania. W każdym spośród siedmiu opisanych istotnych stanów modelu systemu osiąga on różne efekty działania.

Do opisu efektywności działania modelu systemu eksploatacji przyjęto następujące wektory zmiennych efektywnościowych:

T = (T₁, T_2, ...., T_i, ..., T_k), i = 1,2, ..., k,

gdzie: T - oznacza wektor, którego składowymi są czasy trwania poszczególnych stanów modelu, a T₁ i = (1,7) oznacza losowy czas trwania i-tego stanu modelu.

N = (N₁, N₂, ..., N_i, N_k) i = 1,2, ..., k,

gdzie: N - oznacza wektor nakładów na działanie systemu, a N_i i = (1,7) oznacza wartość losową nakładów w i-tym stanie modelu.

Z = (Z₁, Z₂, ...., Z_k) i = 1, 2, ...., k

Składowe wektorów T, N, Z są zmiennymi losowymi opisującymi stany modelu z punktu widzenia efektywności procesu realizacji celów realizowanych przez ten system.

Punktem wyjścia do oceny efektywności działania systemu eksploatacji jest budowa modelu ocenowego, zawierającego zbiór miar efektywnościowych i kryteriów ich oceny, uwzględniających stopień złożoności systemu. Jako miary, (wskaźniki) efektywności W_ij^kl przyjęto ilorazy zmiennych efektywnościowych T_i , N_i , Z_i , i = (1,7) o następującej postaci:

gdzie:

i, j - indeksy stanów modelu i, j = 1,r, (r = 7),

k,l - indeksy wektorów zmiennych

efektywnościowych k,l = 1,p (p = 3), w

szczególności Y ¹_i = T_i , Y ²_i = N_i , Y ³_i = Z_i

dla i = (1,7).

10 STRATEGIA EKSPLOATACYJNA To sposób działania z maszynami, ustalony na podstawie wyników badań naukowych, polegających na osiągnięciu pożądanego stanu w systemie eksploatacji, będącego celem, którego osiągniecie jest zdarzeniem losowym z powodu braku informacji o warunkach, w których ten stan będzie osiągany. Podstawowe strategie eksploatacyjne maszyn: •s. wg resursu: ustalamy okres czynności obsługi przyporządkowany konkretnej obsłudze; okresowość realizacji ustalonych obsług i napraw; hierarchia usług i napraw. Terminy oraz zakresy obsług i napraw przyjętych do realizacji w tej strategii są stałe, ustalone npdst. wieloletnich badań eksploatacyjnych i są niezależne od stanu technicznego maszyny. •s. wg stanu: polega na ciągłym kontrolowaniu stanów technicznych maszyn i opracowaniu na tej podstawie informacji diagnostycznych, umożliwiających decydentom rożnych szczebli podejmowanie racjonalnych działań w konkretnym systemie eksploatacji i jego otoczeniu. •s. mieszana: pomiędzy w/w strategiami istnieje strategia pośrednia; rozwiązania te polegają na wyposażeniu systemów eksploatacyjnych realizujących strategie wg resursu. •s. wg efektywności: dotyczy takich zdarzeń gdy „relatywnie” starzenie maszyn wyprzedza ich fizyczne zużycie i gdy maszyny te, chociaż są w zdatności technicznej są wycofywane z użytku na skutek niezadowalającej efektywności lub niespełnienia kryteriów, które zaczęły obowiązywać (bezpieczeństwa, ekologia itp.). •s. Od uszkodzenia do uszk. •wg. niezawodności•monitorowanie (stała bieżąca kontrola)

I - okres docierania

II - okres poprawnej eksploatacji

III - okres intensywnego zużycia

11.Podstawy teorii niezawodności:

1) Niezawodność obiektów technicznych:

Obiekty: - proste (elementy działające) to taki podsystem danego systemu który z punktu widzenia celu badań nie podlega dalszemu podziałowi.

- złożone -systemy techniczne złożone z elementów działających.

Niezawodność - prawdopodobieństwo tego, że wartość cech opisujących obiekt znajdują się w wymaganych przedziałach.

Niezawodność obiektów prostych - jest to prawdopodobieństwo tego że element będzie poprawnie pracował do chwili t, co oznacza że element nie uszkodzi się do tej chwili.

Niezawodność obiektów złożonych- jest to prawdopodobieństwo że system zrealizuje zadanie w wyznaczonym przedziale czasu i przy określonych poziomach oddziaływania czynników zewnętrznych.

2)Fazy istnienia maszyny:

- faza wartościowania

- faza projektowania i kontrolowania

- faza wytwarzania

- faza eksploatacji

Eksploatacja- ogół działań związanych z obiektem technicznym od chwili jej wytworzenia do chwili jej likwidacji.

Rodzaje niezawodności:

- potencjalna - poziom niezawodności zakładany na etapie projektowania

- rzeczywista - uzyskujemy ją po etapie wytwarzania

- eksploatacyjna - niezawodność , która chcemy utrzymać podczas eksploatacji.

Niezawodność czasem maleje.

Zadanie:

1)Średni czas poprawnej pracy:

T=
N-liczność próbki

t_i - czasy do uszkodzenia poszczególnych elementów danej próbki.

2) Wariancja:

S² =

S - odchylenie standardowe.

S² =

1.Funkcja niezawodności:

t_o = 0 t ∞

R(t₀)= 1 R(t) 0

2.Funkcja zawodności:

F(t) = 1-R(t) (dystrybuanta)

t_o = 0 t ∞

F(t₀)= 1 F(t∞) 1

3.Funkcja gęstości prawdopodobieństwa:

f(t) = F^' (t)

4. Funkcja intensywności uszkodzeń - pomnożona przez czas jest to prawdopodobieństwo warunkowe tego , że obiekt uszkodzi się w przedziale czasu od t do t+Δt pod warunkiem , że do chwili t obiekt pracował poprawnie.

λ(t) = λ = const

Pierwszy przedział to okres docierania (elementy wadliwe wykonane uszkadzają się i są wymieniane)

Drugi okres to okres normalnej pracy .

Trzeci przedział to okres starzenia (elementy uszkadzają się ponieważ zostały zużyte)

12 Zużycie adhezyjne:

Zjawisko polegające na szczepianiu się mikroobszarów powierzchni współpracujących ciał w wyniku oddziaływania fizycznego zachodzącego pomiędzy cząsteczkami tych obszarów nazywa się adhezją. Adhezję powoduje wzajemne oddziaływanie powierzchniowych pól sił stykających się ciał. Zjawisku temu mogą podlegać zarówno ciała stałe jak i ciecze. Uważa się , że zjawisko adhezji wywołują przyciągające oddziaływania sił natury elektrycznej - zarówno siły elektrostatyczne wytwarzane w zależności od budowy ciała przez ładunki atomów, jonów lub cząsteczek jak i siły elektrodynamiczne związane z drganiami atomów. Za miarę wartości adhezji można przyjąć stosunek siły normalnej , jaką należy przyłożyć , aby rozdzielić połączenie adhezyjne do rzeczywistego pola mikroobszarów powierzchni , na której wystąpiło szczepienie adhezyjne.

13 Zużycie przez pitting.

Zużycie przez pitting jest zjawisko niszczenia warstwy wierzchniej polegające na powstawaniu miejscowych ubytków materiału w elementach maszyn w wyniku cyklicznego oddziaływania zmian obciążeń oraz fizykochemicznych wpływów substancji smarującej.

Pitting występuje najczęściej w łożyskach tocznych , napędach krzywkowych , przekładniach zębatych itd. Cechą charakterystyczną zużycia przez pitting jest powstawanie ubytków materiału po przekroczeniu pewnej liczby cykli zmian obciążenia.

14 Zużycie przez fretting.

Fretting zwany zużyciem cierno-korozyjnym to proces niszczenia warstwy wierzchniej polegający na powstawaniu miejscowych ubytków materiału w elementach maszyn poddanych działaniu drgań lub niewielkich poślizgów powstających powstających w wyniku realizacji przez te elementy ruchu postępowo-zwrotnego lub ich przemieszczania się pod wpływem cyklicznych obciążeń oraz intensywnego korozyjnego oddziaływania środowiska.

Charakterystyczne dla tego rodzaju zużycia , jest to , że prędkość względna współpracujących elementów jest znacznie mniejsza niż w przypadku innych form zużycia.

Wpływ na zużycie przez przez fretting mają przede wszystkim właściwości materiałów skojarzonych. Odpowiednia twardość oraz chropowatość warstwy wierzchniej elementów zwiększają odporność na to zużycie.

15 Pojęcie diagnostyki maszyn

W ogólnym sensie diagnostyka jest nauką o procesach i metodach uzyskiwania informacji o obiekcie i jego otoczeniu (a w nim również o człowieku) oraz o relacjach zachodzących między nimi. Przy tym obiektem może być każdy twór materialny lub abstrakcyjny.

Natomiast diagnostyka techniczna maszyn jest wybranym obszarem tej nauki dotyczącej środków i sposobów rozpoznawania stanu działającej maszyny na podstawie obserwacji skutków jej działania, tzn. na podstawie badań prowadzonych technikami bezinwazyjnymi (bez demontażu) celem uzyskania diagnozy.

Jak widać uzyskanie diagnozy wiąże się z koniecznością realizacji procesu diagnostycznego, tzn. ciągu wyznaczonych działań, w wyniku których dokonuje się identyfikacji aktualnego stanu maszyny oraz oceny przeszłych i przyszłych jej stanów z uwzględnieniem oddziaływań operatora i otoczenia, w którym ona działa.

16 Istota diagnostyki technicznej maszyn

Aby wyznaczyć stan maszyny lub procesu należy dokonać wyboru wielkości fizycznych, za pomocą których opisujemy ten stan, a następnie pomierzyć ich wartość w danej chwili t, t ε [t_o, t_k].

Przy tym należy rozwiązać następujące problemy: które wielkości fizyczne mogą być wykorzystane w pomiarach diagnostycznych; gdzie można lokalizować czujniki celem pomiaru ich wartości oraz jakie są warunki skuteczności informacyjnej pomiaru.

Najważniejszym warunkiem, jaki musi spełniać wielkość fizyczna, aby można ją było uznać za podstawę do wyznaczania stanu maszyny to możliwość istnienia zależności między zmianą wartości tej wielkości a zmianą stanu maszyny.

Diagnostyka maszyn dotyczy rozpoznawania stanów maszyny na podstawie obserwacji zewnętrznych skutków jej działania, tzn. bez jej demontażu, to jako zmienne do oceny jej stanu wyznaczamy tylko te, które opisują procesu w niej realizowane.

Procesy te dzielimy na:

-Robocze- wynikające bezpośrednio z realizacji funkcji użytecznych maszyny, np. spalanie paliwa, wytwarzanie energii mechanicznej lub elektrycznej itd.,

-Towarzyszące -generowane przez procesy robocze, np. drgania, hałas, ciepło.

17 Formy diagnozowania maszyn:

-Diagnozowanie - proces, którego uzyskujemy ocenę stanu obiektu technicznego w danej chwili t₀ , to znaczy w chwili dokonania pomiaru. Wynikiem diagnozowania jest diagnoza stanu tej maszyny.

-Monitorowanie (dozorowanie) - jest ciągłym lub dyskretnym diagnozowaniem stanu maszyny. Celem dozorowania jest dostarczanie informacji o bieżącym stanie maszyny, a zwłaszcza o każdej zmianie jej stanu, z dostatecznie małą zwłoką, w ramach przyjętej klasyfikacji.

-Generowanie - ustalenie ciągu stanów maszyny, które zaistniały w chwilach poprzedzających chwilę t₀ (t₀-∆t₁). Generowanie jest szczególnie ważne w przypadkach ustalenia uszkodzeń pierwotnych elementów maszyn oraz uszkodzeń rozwijających się.

-Prognozowanie - wyznaczanie przyszłych stanów maszyny, w chwilach następujących po chwili t₀ (t₀+∆t₂). Prognoza jest tym bardziej wiarygodna, im dokładniejsze są informacje, na podstawie których została opracowana oraz im krótszy jest czas prognozowania T_p

Wymienione rodzaje badań diagnostycznych są ze sobą ściśle powiązane i że każdy z nich stanowi element tzw. diagnozy pełnej.

18 Proces zużycia metalowych maszyn to ciągły, narastający i niepożądany proces destrukcyjnych zmian warstwy wierzchniej materiału elementów, poprzez zmianę warstwy wierzchniej rozumie się zmianę struktury krystalograficznej, makro i mikrolograficznej, zmiany naprężeń własnych. Proces zużycia elementów maszyn spowodowany jest oddziaływaniem na ich powierzchnię elementów współpracujących oraz środowiska.

Zmiany niszczące - zmiany powodujące utratę zdolności elementu do spełniania jego funkcji. Procesy powodujące zmiany niszczące to procesy pasożytnicze, destrukcyjne.

Rodzaje zużycia metalowych elementów maszyn kwalifikuje się na podstawie kryterium :

-przyczyny powodujące zużycie:

+tribologiczne (związane z tarciem)

*zużycie adhezyjne

*przez utlenienie

*zmęczenie

*ścierne

+nietribologiczne

korozyjne

erozyjne

- pod względem przebiegu procesu zużycia:

*ustabilizowany (proces , którego intensywność jest stała)

*nieustabilizowany

Zużycie metalowych elementów maszyn:to proces prowadzący do pogorszenia się wartości większości cech konstrukcyjnych elementów:

- cech nano i mikrogeometrycznych

- zmiana cech materiałowych(ubytek masy, zmiana struktury warstwy wierzchniej, zmiana stanu naprężeń i uszkodzenia powierzchni roboczych

- zmiana cech dynamicznych(luzy, zacieranie się)

Intensywność procesu zużycia zależy od:

a)charakteru współpracy powierzchni roboczych(rodzaj tarcia: suche, płynne, graniczne, mieszane)

b)rodzaju smarowania

c)otoczenia(wilgotność, temp., chemiczna agresywność środowiska)

Skutki uszkodzenia warstwy wierzchniej:

- zwiększenie luzów

- wzrost hałasu

- wzrost amplitudy lub częstości drgań

- wycieki płynów eksploatacyjnych

Tribologia: nauka o tarciu i procesach towarzyszących tarciu, zajmuje się szczegółowym opisem zjawisk fizykochemicznych fizyko-chemicznych strefie tarcia w przyrrodzie i technice

Tribotechnika - zajmuje się technicznymi zastosowaniami tribologi

Warstwa wierzchnia: zewnętrzna warstwa materiału obejmująca powierzchnię rzeczywistą oraz część materiału w głąb od niej, która wykazuje odmienne cechy fizyko-chemiczne w stosunku do warstwy materiału tzw. rdzenia, to warstwa wierzchnia

Różnorodność właściwości fizyko-chemicznych warstwy wierzchniej w stosunku do materiału rdzenia wynika z obróbki i eksploatacji

Wyodrębniono następujące powłoki warstwy wierzchniej metalowego elementu maszyn:

- powłoka ograniczająca z otoczeniem: warstwa Beilbyego (jest wynikiem stopienia się i płynięcia materiału podczas obróbki)

- warstwa kryształów rozkruszonych: kryształy rozkruszone w wyniku obróbki mechanicznej

-warstwa kryształów zdeformowanych plastycznie

19 Niezawodność systemów odnawialnych:

Odnowa systemu w czasie eksploatacji ma na celu przywrócenie jego zdatności i umożliwienie dalszego użytkowania.

Odnowa może zostać wykonana przez:

- wymianę elementu uszkodzonego na nowy

- naprawa elementu uszkodzonego lub regulację .

Jeżeli założymy, że czas trwania odnowy systemu jest pomijalnie mały w porównaniu z czasem zdatności systemu oraz , że odnowa przywraca w pełni własności początkowe sytemu, to systemy takie nazwiemy systemami odnawialnymi z zerowym czasem odnowy.

Schemat odnów dla systemu z zerowym czasem odnowy .

x- chwila uszkodzeń

Strumień uszkodzeń systemu jako sumaryczny strumień uszkodzeń jego elementów.

Niezerowy czas odnowy składa się zwykle z następujących czynników:

- czasu do stwierdzenia uszkodzenia

- czasu oczekiwania na naprawę

- czasu ustalenia (wykrycia) uszkodzenia elementu

- czasu diagnozy po odnowie

Graficzna realizacja procesu eksploatacji o skończonym czasie odnowy.

20 Rodzaje struktur niezawodnościowych:

a)struktura szeregowa-charakteryzuje taki system w którym do zdatności całego systemu wymagana jest zdatność wszystkich elementów.System w strukturze szeregowej jest w stanie niezdatności, jeśli choćby jeden z jego elementów jest w stanie niezdatności.

b)struktura równoległa-charakteryzuje taki system w którym do zdatności całego systemu wymagana jest zdatność przynajmniej jednego elementu.System o strukturze równoległej jest w stanie niezdatności ,jeśli wszystkie elementy są w stanie niezdatnosci

---