CC BY
64
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
в ю тэттэр АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ
в. и. щедрин
Центр Транспорт ВИБРОДИАГНОСТИКИ И
ТЕНДЕНЦИИ ИХ РАЗВИТИЯ
МПС г. Омск
удк 629.4:681.3 проводится анализ развития технических средств вибродиагностики и основные требования, предъявляемые к ним на настоящее
время на примере на сети железных дорог комплекса «прогноз-1».
Вплоть до середины 80-х годов основным методом определения технического состояния механизма (подшипников скольжения, зубчатых передач) без его разборки являлся слуховой метод. Применяемыми техническими средствами являлись, в основном, простейшие виды фонендоскопов (эти методы применяются и до сих пор). Качество диагноза при этом напрямую зависело от возможностей слухового аппарата оператора, его опыта и практических навыков.
В начале 70-х годов появились первые измерительные приборы превышающие возможности слухового аппарата человека. Но эти приборы были достаточно дорогими, и по сути, являлись инструментами для исследовательских работ, поэтому не получили широкого распространения.
В восьмидесятые годы вибродиагностика стала развиваться в двух направлениях. Первое - это развитие средств измерений типовых параметров процессов, которые происходят в ходе эксплуатации механизма. Чаще всего это были мощные стационарные системы мониторинга, позволявшие вести наблюдения за поведением измеряемых параметров во времени и сравнении их величин с пороговыми значениями. Второе направление -это собственно диагностика, обеспечивающая интерпретацию результатов измерений, производимых системой мониторинга, идентификацию дефектов и степени их развития, прогноз развития дефекта.
С начала 90-х годов стали резко возрастать возможности средств измерений, что, в свою очередь, позволило активизировать работы по созданию математического и программного обеспечения, заменяющего эксперта при интерпретации результатов, получаемых системами мониторинга.
На разных этапах развития систем диагностики изменялось соотношение ролей человека - оператора и самой системы мониторинга. На первом этапе оператор совмещал в себе функции, как измерителя, так и экспер-
та. Затем появилась тенденция деления функций диагноста на две группы, выполняемые людьми с разной подготовкой. Одна из них заключалась в проведении диагностических измерений, другая - в трактовке получаемых результатов. Следующей стала тенденция автоматизация измерений.
Последней из тенденций стала автоматизация функций эксперта. Очевидно, что современный этап развития систем диагностики будет характеризоваться созданием единых компьютерных систем мониторинга и диагностики с минимальным участием человека. Однако такие системы должны быть организованы таким образом, чтобы оператор - эксперт в любое время мог взять управление системой на себя. Важнейшей частью подготовки такого эксперта является освоение физических основ диагностики.
Три - четыре последние года подвижной состав железных дорог активно оснащается средствами вибродиагностики на уровне третьего этапа их развития. Основными требованиями, предъявляемыми к техническим средствам диагностики в совокупности с программным обеспечением, являются: совместимость технологий проведения измерений с технологиями различных видов ремонтов и осмотров (в частности, получение диагноза сразу же после измерения, т.е. соблюдение принципа неразрывности процесса измерения и получения результатов диагностирования); повышение достоверности диагноза; упрощение пользовательского интерфейса; улучшение надежностных характеристик.
Над этими и другими проблемами по расширению функциональных возможностей комплексов вибродиагностики "Прогноз-1" постоянно работают специалисты Центра "Транспорт" МПС г. Омск совместно с АО ВАСТ г. С. - Петербург. Такие комплексы успешно эксплуатируются на двенадцати дорогах в семидесяти депо. Программа министерства в 2000 г. предусматривает еще более широкое внедрение "Прогнозов" на сети дорог.
Программное обеспечение поставляемых комплексов будет адаптировано к железнодорожной компьютерной сети ИНТРАНЕТ.
Переносные и стационарные комплексы вибродиагностики "Прогноз -1" могут успешно применяться в самых различных областях промышленности и на транспорте.
Комплекс предназначен для определения технического состояния и остаточного ресурса подшипников качения и зубчатых передач по результатам одного цикла измерения, обработки, регистрации и анализа сигналов вибрации и частоты вращения механических узлов оборудования.
Метод диагностирования подшипников качения работающей машины, заложенный в программу, основан на анализе вибрации, создаваемой силами трения в подшипниках. В 1978 г. специалистами С.-Петербурга был предложен метод диагностики, который получил название "метод огибающей". В этом методе анализируется не сама высокочастотная вибрация, а низкочастотные колебания ее мощности. Метод повысил достоверность результатов диагностики и, что особенно важно, качество долгосрочного прогноза состояния диагностируемого оборудования. Анализ спектров огибающей высокочастотной вибрации позволяет наблюдать за развитием одновременно всех имеющихся дефектов, определять их степень и идентифицировать их вид. Для более точного определения вида дефекта, когда диагностирование проводится по однократному измерению, целесообразно контролировать и спектр вибрации подшипникового узла с использованием эталона по группе одинаковых машин.
Метод анализа спектра огибающей ориентирован на определение в основном зарождающихся дефектов и довольно сложно распознает уже развитые. Более качественна диагностика подшипниковых узлов и зубчатых передач возможна при сочетании двух методов диагностирования - по "прямому" спектру и по методу "огибающей".
Во многих случаях частота вращения диагностируемого механизма нестабильна, что приводит к ухудшению качества диагностирования, в частности, к сложности выделения отдельных составляющих спектров, что исключено в комплексе "Прогноз-1". Здесь частота вращения
ю. а. бурьян, ю. ф. егоров, м. в. силков, г.с.аверьянов
Омский государственный технический университет
удк 624.04: 621.3: 534.1
Для ряда насосных станций систем водоснабжения, в которых установлены мощные насосные агрегаты, актуальной является задача виброзащиты конструкций зданий.
Достаточно часто в процессе длительной эксплуатации меняются насосные агрегаты, и фундаменты под них могут не соответствовать повышенным мощностям и, кроме того, при проектировании мало учитывается виброактивность участков трубопроводов большого диаметра от насоса до коллектора, что в совокупности приводит к необходимости разрабатывать систему виброзащиты для действующей станции. Естественно, что при проектировании и строительстве насосных станций имеется
диагностируемого подшипникового узла контролируется и учитывается постоянно в отличие от других средств диагностики.
При диагностировании подшипникового узла в условиях депо особенно важным является затрачиваемое на диагностику время. В комплексе "Прогноз-1" диагноз получается сразу же, на месте, после съема информации, что значительно сокращает весь процесс диагностирования. Эффективная работа комплекса возможна только при создании специальных бригад по диагностике, которые прошли специальную подготовку. Повысить качество диагностирования помогает создание звуковых и зрительных образов-шаблонов определенных видов дефектов.
В настоящее врем с комплексом "Прогноз" поставляется программа Vibroinf, предназначенная для создания, пополнения и работы с базами данных, полученных с помощью программы диагностирования и анализа Dream. Так на сети железных дорог важным критерием является простота использования комплекса, ведение и обработка базы данных по результатам измерений. Создание сетевого варианта базы данных по результатам диагностики позволит предельно упростить задачу ведения базы данных, а также позволит проводить статистический анализ накопленной информации, вычислять статистические законы распределения, математическое ожидание переменных и данных по выбору, а также дисперсию, позволит выявить тенденции изменения исследуемых зависимостей и сформировать на этой основе рекомендации по совершенствованию технологии ремонта подвижного состава и использованию комплекса в конкретном депо.
Повышению эффективности эксплуатации "Прогноз -1" способствует и то, что вместе с комплексами поставляются подробная техническая документация и методические материалы, в том числе и три части учебного видеофильма.
Перечисленные меры позволят повысить эффективность использования комплекса на сети железных дорог.
ЩЕДРИН В. И. - начальник отдела ЭВМ Центра "Транспорт" МПС РФ.
ТЭТТЭР В. Ю. - зам. начальника отдела ЭВМ Центра "Транспорт" МПС РФ.
возможность выбрать такой тип фундамента, который полностью решает проблему виброизоляции здания и персонала от вибрации работающих насосных агрегатов.
При разработке виброзащиты находящихся в эксплуатации насосных станций, прежде всего, необходимо определить оптимальную конфигурацию системы, обеспечивающую достаточную эффективность виброзащиты при минимальной стоимости работ. Если учесть, что натурные эксперименты в этих условиях ограничены, т.к. требуют вывода из эксплуатации насосных агрегатов, то естественным является использование методов имитационного динамического моделирования на базе адекватных математических моделей и с использованием резуль-
АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ВИБРОЗАЩИТНЫХ СИСТЕМ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ_
в данной работе предложена математическая модель участка трубопровода с сосредоточенными параметрами, позволяющая по результатам виброизмерений, проведенных в процессе эксплуатации насосных станций, определять эквивалентные усилия, вызывающие вибрации. на этой основе возможен последующий анализ для определения оптимальной структуры системы виброзащиты, обеспечивающей достаточную эффективность при минимальной стоимости работ.
