Анализ колебаний работающего оборудования

1. Цели контроля и анализа механических колебаний работающего оборудования

2. Системы обслуживания и ремонтов оборудования:

Работа до аварии.
Система планово-предупредительного
ремонта и технического обслуживания
оборудования (система ППР).
Обслуживание оборудования по
текущему техническому состоянию
(система ОТС).

3. Методы неразрушающего контроля

• Визуально - оптический;
• Капиллярной дефектоскопии;
• Магнитные методы контроля;
• Методы вихревых токов;
• Акустические методы;
• Вибрационные методы;
• Рентгенография.

4. Вибрационные методы

Достоинства:
• высокая чувствительность;
• большая проникающая способность;
• возможность контроля деталей, находящихся в конструкции;
• малая трудоемкость;
• возможность использования, как в лабораторных и
производственных, так и в «полевых» условиях;
• прогнозирование ресурса работы;
• применение на любых этапах жизненного цикла оборудования.
Недостатки:
• сложность создания математической модели;
• сложность построения алгоритмов технической диагностики
(потребность в многоуровневой обработке сигналов).

5. Методы вибродиагностики применяются для определения:

• технического состояния оборудования;
• наличия опасных для эксплуатации
дефектов в узлах и элементах
оборудования;
• остаточного ресурса и возможности
дальнейшей эксплуатации оборудования.

6. Анализ колебаний

Вибрация (колебания) — такой вид
механического движения, при котором
каждая из точек тела совершает
периодически повторяющееся
перемещение вблизи некоторого
относительно неподвижного положения.

7. Вибрация вала относительно подшипника

Вибрацию вала рассматривают как периодическое движение центра этого
сечения по замкнутой траектории, при этом чаще всего говорят об
относительной вибрации, то есть о движении вала относительно
близлежащих статорных элементов, например о вибрации шейки вала
относительно подшипника.

8. Виды колебаний (вибрации):

• Свободные колебания
• Вынужденные колебания
• Параметрические колебания
• Автоколебания
• Крутильные колебания

9. Классификация вибрации

• детерминированные (периодические,
непериодические);
• случайные процессы (стационарные,
нестационарные ).

10. Классификация вибраций по ее природе

• механическая;
• аэрогидродинамическая;
• электромагнитная;
• электродинамическая.
Классификация вибраций по силам ее
вызывающим
• роторная ;
• лопаточная ;
• подшипниковая ;
• зубчатая и т. д.

11. Гармоническая вибрация

X A sin( t )
А - амплитуда колебаний, измеряемая линейными единицами (м/с2, мм/с, мкм),
- круговая частота колебаний (с-1);
- начальная фаза колебаний в угловых единицах (градус, радиан).

12. Основные параметры вибрации:

• виброперемещение (размах) s, мкм;
• виброскорость (СКЗ) v, мм/c;
• виброускорение (пик) a, м/с2.
Взаимосвязь колебательных величин:
s v
2 f
a *10
3
a
*
10
v 2 fs
3
2 f
2
a 2 f s *10 3 2 fv *10 3
2

13. Среднее квадратическое значение колеблющейся величины (СКЗ, RMS)

N
ARMS
x
i 1
2
i
N
Относительные единицы вибрации
L 20 * lg( e
e0
)
a
La 20 * lg( e
ae 0
)
По ГОСТ 12.1.034-81, регламентирующему требования к вибрации в системе
стандартов по безопасности труда, пороговый уровень равен:
e 0 5 * 10 5
ae 0 3 *10 4

14. Спектр колебаний

Сигналы четырех колебательных систем
Сумма четырех составляющих сигнала
Спектральное изображение суммарного сигнала

15. Аппаратура, применяемая для вибрационного контроля

Классификация виброизмерительной аппаратуры:
• виброметры общего уровня;
• комбинированные малогабаритные виброметры с
набором дополнительных диагностических функций;
• специализированные вибрационные приборы4
• переносные сборщики-виброанализаторы с
широким набором возможностей;
• «переносные компьютеры» - сборщикивиброанализаторы.

16. Производители виброизмерительной аппаратуры:

"Брюль и Къер"
"Шенк"
"Эндевко"
"Бентли Невада"
"Филипс"
"Сименс"
"Прюфтехник"
"CSI"
"ВиКонт"
"Диамех"
"Тик",
" Вибро-Центр",
" РОС"

17. Переносной виброанализатор «Корсар»

18. Номенклатура основных показателей виброизмерительной аппаратуры

Наименование характеристик
Значение
Рабочий диапазон частот
10 – 1000 Гц
Число линий в спектре
400
Диапазоны измерения.
Виброускорение (м/с2):
0,3—100
Виброскорость (мм/с):
0,3—100
Виброперемещение (мкм):
5,0—500
Предел основной допускаемой относ. погрешности
на частоте 79,6 Гц при измерении общего уровня
вибрации, % :
Дисплей :
Неравномерность частотной при контроле
виброскорости, не более %
5
ЖКИ с подсветкой
128 x 64 точки
10
Внутренние шумы, не более:
по виброускорению, м/с2
0,03
по виброскорости, мм/с
0,03
по виброперемещению, мкм
0,5
Габаритные размеры, не более (мм) :
Масса прибора, не более (кг) :
175 х 105 х 30
0,8

19.

Многоканальный синхронный анализатор «Камертон»

20. Номенклатура основных показателей виброизмерительной аппаратуры

Наименование характеристик
Значение
Рабочий диапазон частот
3 – 3000 Гц
Число линий в спектре
4000
Диапазоны измерения.
Виброускорение (м/с2):
0,3—100
Виброскорость (мм/с):
0,3—100
Виброперемещение (мкм):
5,0—500
Предел основной допускаемой относ. погрешности
на частоте 79,6 Гц при измерении общего уровня
вибрации, % :
Дисплей :
Неравномерность частотной при контроле
виброскорости, не более %
5
ЖКИ с подсветкой
128 x 64 точки
10
Внутренние шумы, не более:
по виброускорению, м/с2
0,03
по виброскорости, мм/с
0,03
по виброперемещению, мкм
0,5
Габаритные размеры, не более (мм) :
Масса прибора, не более (кг) :
460*320*170
12

21. Состав многоканального синхронного анализатора

1.
2.
3.
4.
5.
1
восемь пьезоакселерометров с частотным диапазоном от 3 до
5000 Гц;
восемь соединительных кабелей длиной 10 метров каждый;
встроенная плата-фильтр
аналого - цифровой преобразователь;
ноутбук для хранения и обработки сигналов.
2
3
4
5

22. Конструкция пьезоакселерометров

1- пьезочувствительный элемент;
2 – сейсмическая масса;
3 – корпус датчика;
4 – объект измерения;
5 – предварительный усилитель;
6 – антивибрационный кабель; а,б – контакты подвода питания к усилителю; в,г – выход
электрического сигнала.

23. Виды встроенных фильтров:

октавные (октава – интервал между частотами с
соотношением, равным двум f f f )
третьоктавные (третьоктавные полосы – октавы,
разделенные на три части f 2 f )
полосовые (определяются произвольными
границами)
ср
1
2
1
3
1
2

24. Аналого-цифровой преобразователь Е-440

Наименование
характеристик
Значение
Количество каналов
16 дифференциальных
или 32 с общей землей
Разрядность АЦП
14 бит
Диапазон входного
сигнала
10В, 2.5В, 0.625В,
0.15625В
Максимальная частота
преобразования
400 кГц

25. Работа с экспертной системой «Камертон - Д»

Главное окно программы

26. Создание паспорта на оборудование

27. Формирование замеров

28. Просмотр полученных данных

29. Анализ полученных данных

Диагностика по СКЗ виброскорости :
• Расцентровка
с
указанием
плоскости
смещения;
• Небаланс;
• Изгиб вала;
• Износ подшипника;
• Дефект тел качения;
• Увеличенные зазоры;
• Ослабление крепления;
• Осевое смещение вала.
Диагностика по общему уровню вибрации проводится для измерений СКЗ
виброскорости в нормируемом диапазоне от 10 Гц до 1000 Гц.

30. Анализ полученных данных

Диагностика по спектрам вибросигнала предназначена для более детальной диагностики
дефектов и позволяет диагностировать следующие виды дефектов:
·
небаланс ротора;
·
небаланс рабочих колес;
·
контроль правильности монтажа муфт;
·
ослабления крепления;
·
контроль центровки валов;
·
эксцентриситет ротора и статора;
·
обрывы и выгорания стержней двигателя;
·
лопаточные вибрации,
·
проблемы гидродинамики;
·
увеличенные зазоры,
·
дефекты шейки вала,
·
масляные вибрации,
·
проблемы монтажа,
·
эллипсность шейки вала подшипников скольжения;
дефекты подшипников качения.

31. Формирование отчета

32. Прогноз (тренд)

33. Нормативы виброскорости, мм/с ИСО 2372

34. Методология диагностирования зарождающихся и развитых дефектов

2
1
3
F
Расцентровка валов

35.

Методология диагностирования
зарождающихся и развитых дефектов
2
1
F
Ослабление крепления к фундаменту

36. Методология диагностирования зарождающихся и развитых дефектов

2
1
3
F
Изгиб вала

37. Методология диагностирования зарождающихся и развитых дефектов

2
1
4
8
3
5
7
F
Ослабление конструкции

38. Методология диагностирования зарождающихся и развитых дефектов

2
1
4
3
F
Задевания

39. Методология диагностирования зарождающихся и развитых дефектов

1
F=6*F1
F
Лопаточные частоты

40. Методология диагностирования зарождающихся и развитых дефектов

1
F
Подшипники качения

41. Методология диагностирования зарождающихся и развитых дефектов

1
2
3
F
Подшипники скольжения

42. Методология диагностирования зарождающихся и развитых дефектов

1
F
Редукторы

43. Методология диагностирования зарождающихся и развитых дефектов

1
2
F
Ременные передачи

44. Методология диагностирования зарождающихся и развитых дефектов

100
1
F
Электрические двигатели и
генераторы

45. Методология диагностирования зарождающихся и развитых дефектов

1
F
Поршневые компрессоры

46. Методология диагностирования зарождающихся и развитых дефектов

1
F
Кавитация в насосах