CC BY
82
ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ
УДК 681.518.54
Б. Л. Герике, П.Б. Герике, В.В. Акимочкин
ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МУЛЬТИПЛИКАТОРОВ КОМПРЕССОРОВ ПО ПАРАМЕТРАМ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ
Для получения объективной информации о фактическом техническом состоянии компрессорной установки с нитрозным нагнетателем был применен метод вибродиагностики. Работа по проведению вибродиагностического обследования выполнена в соответствии с требованиями действующих норм, стандартов и ГОСТов.
сти.
Измерения и анализ параметров вибрации произведены с использованием коллектора/ анализатора «СК-2300» и программного обеспечения «Виброанализ» версия 2.52 фирмы «Оргтехдиаг-ностика». Общий уровень вибрации измерен прибором «УШКОМЕТЕЯ 25» № фирмы
5ф
7ф
♦ Ф
— злсктр одБШ’атеиь
• _.. й
1 2
Ш
2ф
8ф Г
—А--------------1
9ф
3 4
Редуктор 5
10
Ф
•• Ж
нагнетатель
Зф
4ф
5Ф
Рис..1. Схема расположения точек замеров вибрации
В качестве объекта контроля выбран мультипликатор (редуктор) Р-1800/2,72 нитрозного нагнетателя ТК 540-41-1 с приводом от электродвигателя, эксплуатирующийся в КАО «АЗОТ».
Целью диагностического обследования было получение объективной информации о фактическом техническом состоянии мультипликатора, необходимой для выявления зарождающихся и развитых дефектов и оценки степени их опасно-
«8СИБМСК». Контрольные точки замера вибрации компрессора приведены на рис.1.
Основные частотные параметры агрегата: -число зубьев колеса 2і = 105;
-число зубьев быстроходной шестерни 22 = 37; -частота вращения ротора электропривода, тихоходной шестерни редуктора -/гі = 49 Гц; -частота вращения ротора компрессора, быст-
Таблица 1. Параметры оценок механических колебаний*
Наименование оборудования, элементов Значение эффективной скорости вибрации мм/с, в частотном диапазоне 10.1000 Гц
Оценка хорошо допустимо требует принятия мер недопустимо
электродвигатель редуктор компрессор до 1,8 1,8 4,5 4,5...7,1 св. 7,1
* 1. Предельно-допустимое суммарное значение виброускорения для мультипликатора не должно превышать
160 м/с2, а среднее квадратическое значение виброускорения отдельных гармонических составляющих в полосе частот 10.. .3000 Гц не должно превышать 36 м/с2 («Ростехэкспертиза» СА 03-001-05 Приложение Б, таблица Б.2) 2. Согласно критериям оценки колебания подшипников в частотном диапазоне от 10 до 1000 Гц [1] - для изношенных машин ремонт производится, при параметрах виброскорости от 18 до 32 мм/с или 150 дБ (Инструкция по применению приборов фирмы «БСНЕКСК»)
56
Б. Л. Герике, П.Б. Герике, В.В. Акимочкин
Таблица 2. Общий уровень вибрации в диапазоне 10.1000 Гц, мм/с
№ точки Описание Направление измерения
Вертикальная Горизонтальная Осевая
1 Электродвигатель, свободный конец 1,2 1,7 2,6
2 Электродвигатель, сопряжение 2,2 1,8 2,7
3 Редуктор, сопряжение с электродвигателем 4,9 4,2 7,7
4 Редуктор, свободный конец 4,6 3,3 5,0
5 Редуктор, свободный конец 5,7 4,7 5,2
6 Редуктор, сопряжение с нагнетателем 6,3 5,7 6,9
7 Нагнетатель, сопряжение с редуктором 1,2 2 3,2
8 Нагнетатель, свободный конец 0,5 0,5 2,1
Таблица 3. Величина среднеквадратического значения виброускорения в диапазоне частот 10.5000 Гц, аСКЗ, м/с2
Направление измерения № п/п контрольных точек
1 2 3 4 5 6 7 8
вертикальное 12,40 48,61 121,93 97,47 158,16 200,69 34,06 13,56
горизонтальное 2,98 35,61 97,96 157,02 129,79 183,66 18,18 8,63
осевое 3,03 36,47 106,44 155,69 139,73 202,87 - -
роходного вала редуктора /Г2 = 142 Гц;
-частота пересопряжения зубьев -/г = 5145 Гц.
Предельно-допустимая амплитуда колебаний фундаментов машин с вращающимися частями при частоте вращения свыше 1500 об/мин составляет 0,05 мм в горизонтальном направлении (СНиП 2.02.05-87).
Оценка вибрационного состояния нитрозного агрегата проводится согласно ГОСТ 180 10816-197.
Как показал опыт эксплуатации подобного типа компрессоров, для оценки состояния мультипликатора необходимо рассматривать, как минимум, частотный диапазон 10.5000 Гц.
Состояние зубчатого зацепления характеризуется как тяжёлое, порождаемая в зацеплении высокочастотная вибрация не может демпфироваться смазочным слоем в зубчатом зацеплении, масленым клином подшипников и массивным корпусом. Спектр вибрации имеет сложный характер: наблюдается виброактивность в широкой полосе частот. В частности, он содержит преобладающие составляющие на частотах 1134,37; 1276,56 и 1417 Гц (1т), являющиеся гармониками частоты вращения быстроходного вала-шестерни (8, 9, 10)х1г2. Широкая полоса возбуждаемых частот 600.1700 Гц и 2200. 2800 вызвана неравномерным износом зубьев (накопление циклической погрешности
Р-1211 1022 Гц. 40 7846 м/с«
350
300
250
200
150
100
50
0
•50
100
•150
200
•250
•300
•350
•400
| 1 .11 .І.«. ...і
—г 11. я.1 .,1 . * .....і. її. і і і- , , . ^ .. Iі ■ 1 ■ 7 Г1 *•— ■*
. - Ыг 1 . .1 і . .. і ... і. к ІІ-к. і. ь 1 . . « • 1 1« 1 * -1- ■ і - -і 1 - 1 . 1-І
■ 1 , I .Ы. ір-і І -1 ■ . . | і. А .. і 1 -і а . - - .J-.iL 1 __К ._4. 1 _ . . -
„ 1_| -1.1 . . 1 . и:::- 1—ь_1 1, ь > .„.»»і 4 , 1,4 .. і. .
4000 Частота. Гц
Рис. 2. Каскадный спектр вибрации в шестой контрольной точке
зацепления) и изменением профиля контакта из-за сильного износа (до появления питтингов). Уровни виброускорения в контрольных точках высокие
- до 200 м/с2. Частота виброакустического сигнала зависит от формы дефекта, а амплитуда - от его размеров [2].
После проведенных мероприятий по настройке зубчатой передачи (табл. 2) характер вибрации практически не изменился, интенсивность вибрации находится в допустимых границах, и только в 6 контрольной точке несколько возросла.
Однако измеренные значения виброускорения (табл.3) показывают значительное (на порядок) превышение допустимого уровня в 4, 5 и 6 контрольных точках (возможно, отсутствует приработка зубчатого зацепления в новом положении).
можна временная эксплуатация нитрозного нагнетателя при нагрузке до 80% от проектной мощности.
В качестве обязательной меры предотвращения возникновения аварийного отказа предлагается применять мониторинг технического состояния в контрольных точках мультипликатора. В обязательном порядке производить аварийную остановку нитрозного нагнетателя при достижении уровня интенсивности вибрации Уе = 18 мм/с или при скачкообразном изменении виброскорости Уе > 1 мм/с/час или виброускорения
аСКЗ > 5м/с2/час.
Для внедрения профилактического обслуживания оборудования необходимо организовать работу по созданию нормативно-методической
Рис.3. Сигнал, его вейвлет-преобразование и спектр виброускорения в 3 контрольной точке
(вертикальное направление измерения)
Общее техническое состояние мультипликатора по параметрам вибрации оценивается как недопустимое. Проведенная настройка мультипликатора не привела к улучшению процессов зацепления зубчатой передачи. В связи с этим эксплуатация мультипликатора нецелесообразна и опасна из-за значительного износа зубчатого зацепления и повышенного шума в рабочей зоне.
В качестве рекомендации может быть предложена обкатка редуктора без нагрузки с применением современных ремонтных паст до понижения уровня вибрации 7,1...9,0 мм/с. После применения предложенных рекомендаций, будет воз-
базы прогнозирования и оценки технического состояния диагностируемого оборудования по параметрам механических колебаний. Для этой цели как нельзя более подходит мониторинг, позволяющий не только своевременно получать достоверную информацию о состоянии оборудования, но и накапливать значительный объем статистической информации, на основе которой могут быть построены прогностические модели развития дефектов, служащие основой своевременной безаварийной остановки технологического оборудования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Канадская государственная спецификация СБЛ/У8/МУ8И 107 «Предельные значения механических колебаний для проведения техобслуживания»
2. Герике Б. Л. Мониторинг и диагностика технического состояния машин и агрегатов. - Кемерово. КузГТУ.1999.
□ Авторы статьи:
Герике Герике Акимочкин
Борис Людвигович Павел Борисович Вячеслав Васильевич
- докт.техн.наук, проф., - канд. техн. наук, научный - эксперт ОАО «А.Н.К.»
главный научный сотрудник сотрудник Института
Института угля и углехимии СО РАН угля и углехимии СО РАН
