автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.05, диссертация на тему:Идентификация повреждений подшипников судовых валопроводов по их динамическим характеристикам

На правах рукописи

ТКАЛЕНКО НАТАЛЬЯ СЕРГЕЕВНА

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ ПОДШИПНИКОВ СУДОВЫХ ВАЛОПРОВОДОВ ПО ИХ ДИНАМИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ

Специальность 05.08.05 — «Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)»

Автореферат .диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

005566544

Новосибирск - 2015

005566544

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Сибирский государственный университет водного транспорта» (ФГБОУ ВО «СГУВТ»)

Научный руководитель: кандидат технических наук, докторант

кафедры «Термодинамики и судовых энергетических установок» Глушков Сергей Сергеевич

Официальные оппоненты: Манаков Алексей Леонидович,

доктор технических наук, доцент ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет путей сообщения» (г. Новосибирск), ректор

Фомин Николай Николаевич,

кандидат технических наук, ОАО «Инженерный центр судостроения» (г. Санкт-Петербург), исполнительный директор

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Государственный морской

университет имени адмирала Ф.Ф.Ушакова» (г. Новороссийск)

Защита состоится 05 мая 2015 г. в 10 часов (ауд. 227) на заседании диссертационного совета Д 223.008.01 при ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет водного транспорта» по адресу: 630099, г. Новосибирск, ул. Щетинкина, 33, ФГБОУ ВО «СГУВТ» (тел./факс (383)222-49-76, e-mail: nsawt_ese@mail.ru или ese_sovet@mail.ru).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет водного транспорта» и на официальном сайте ФГБОУ ВО «СГУВТ»: www.nsawt.ru.

Автореферат разослан 20 марта 2015 г.

Учёный секретарь ,, 1 Коповалов

диссертационного совета /-J Валерий Владимирович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Аварии на водном транспорте в большинстве случаев связанны с риском для здоровья и жизни экипажа, опасностью для окружающей среды, а также с серьезным экономическим и моральным ущербом. Одной из причин значительного количества возникающих аварий являются отказы узлов и агрегатов судовой энергетической установки (СЭУ). По статистическим данным российских судовых компаний из-за отказов узлов СЭУ не работает до 20% грузовых судов в навигации. Крайне неприятным обстоятельством является невозможным предсказать поломки основных деталей, что вносит большую дезорганизацию производственного процесса. Большинство непредвиденных дефектов приходится на те детали механизмов и оборудования, которые недоступны для непосредственного контроля. К таким деталям относятся подшипники коленчатых валов ДВС, подшипники и шестерни реверс - редукторных агрегатов и подшипники гребных валов.

Надлежащее техническое состояние подшипники могут непрерывно сохранять при эксплуатации в течение многих лет, но на практике рабочие условия редко бывают идеальными. Поэтому контроль и оценка технического состояния подшипников судовых валопроводов для работоспособности энергетической установки имеет большое значение.

Следовательно, необходимо наладить систему технического обслуживания и диагностики подшипников качения и скольжения на весь период эксплуатации судов.

Актуальность исследования обусловлена еще и

необходимостью развития методик обнаружения неисправностей и идентификации повреждений подшипников в реальном времени, то есть в период эксплуатации. Кроме того, необходимо перейти от дорогих запланированных технических обслуживании на более эффективные и менее дорогостоящие альтернативные условия обслуживания судовых валопроводов по их техническому состоянию во время эксплуатации.

Степень и разработанность темы. Научные аспекты диссертационного исследования формировались на основе изучения работ отечественных и зарубежных ученых ведущих научно —

исследовательских и проектных институтов, высших учебных заведений, разработчиков аппаратно — программных комплексов по измерению динамических характеристик машин, установок, оборудования и их элементов. Исследования и разработки в области измерения динамических характеристик представлены в работах С.П. Глушкова, Б.О. Лебедева, A.M. Барановского, B.C. Поповича, JI.B. Ефремова, R.B.Randall, M.G. Srinivasan, WJ. Wang, Deng Xiaomin, Quan Wang и других. Исследования в области виброакустической диагностики подшипников представлены в работах Р.Я. Коллакота, A.B. Баркова, H.A. Барковой, В.А. Руссова, М.Д. Генкина, А.Г. Соколовой, A.A. Мынцова.

Объектом исследования является изменение функционального технического состояния подшипников в валовых линиях судовых энергетических установок в условиях эксплуатации.

Предмет исследования - процессы деградации подшипников, а также, методы и средства идентификации повреждений подшипников в судовых валопроводах, находящихся в эксплуатации.

Цель исследования. Разработка новых подходов к оценке технического состояния и идентификации повреждений подшипников валовой линии судовых энергетических установок по отклику динамических характеристик на основе математического аппарата вейвлет - анализа.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

— анализ существующих методов и средств, для диагностирования подшипников судовых валопроводов;

— исследование параметров отклика на основе вейвлет—анализа, условия его применения для оценки технического состояния и идентификации повреждений подшипников судовых валовых линий;

— на основе полученных аналитических зависимостей разработка численной модели для оценки технического состояния и идентификации повреждений подшипников валовой линии СЭУ на основе вейвлет — анализа и показателя Гельдера;

— создание программного комплекса на базе Matlab для идентификации повреждений и оценки степени деградации подшипников качения валовой линии СЭУ.

Методология и методы исследования. Методологической основой исследования является системный подход к оценке технического состояния валовых линий судовых энергетических установок:

- теория надежности к оценке эффективности аппаратно-программных комплексов измерений динамических параметров;

- теория ошибок достоверности;

- теория математического анализа для обработки цифровых сигналов на основе применения вейвлет — функций;

- математические методы моделирования и сравнительный анализ результатов существующих экспериментальных исследований с выявлением закономерностей зависимости показателя Гельдера от положения и степени развития повреждения;

- теория планирования экспериментов.

Информационными источниками исследований явились инструкции и нормативные документы (ГОСТ Р ИСО 10817-1-99, ГОСТ Р ИСО 7919—1—99, Правила Российского Речного Регистра) по определению динамических характеристик валовых линий СЭУ.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена практической реализацией численной модели для оценки технического состояния и идентификации повреждений подшипников судовых валопроводов при эксплуатации.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- показано существенное влияние наличия повреждений на отклик подшипника судового валопровода, характеризуемых показателем Гельдера, с помощью которого можно численно это оценить;

- проведено математическое обоснование использования вейвлет— анализа и доказано, что компактность базисной функции во временной и частотной областях увеличивает информативность вибродиагностики подшипников судовых валопроводов;

- предложен способ обнаружения и идентификации повреждений подшипников судового валопровода на основе вейвлет—анализа, с использованием показателя Гельдера;

- проведена апробация предложенного способа идентификации повреждений подшипниковых узлов и их технического состояния на валопроводных линиях речных судов.

Практическая зпачимость результатов работы п внедрение.

По результатам проведенных исследований достигнуто следующее:

- создана и систематизирована база вибросигналов судовых валопроводов теплоходов проектов 559Б и 559М с исправными и дефектными подшипниками качения;

- разработана численная модель обработки цифровых сигналов на основе применения функции вейвлет—преобразований позволяющая повысить вибродиагностику подшипников качения на судовых валопроводах;

- разработан программный комплекс на базе Matlab для идентификации повреждений и оценки степени деградации подшипников качения валовой линии СЭУ в процессе эксплуатации. Исследования диссертационной работы использовались при выполнении научно-исследовательской работы: «Разработка методов диагностики судовых дизелей по параметрам амплитудно-частотной характеристики крутильных колебаний валовой линии». Отчет о НИР, г/б- 11/ ФБОУ ВПО «Новосибирская гос. Акад. Вод. Трансп.»; рук. Горелов В.П. - Новосибирск: [б.и.], 2013. - 134 с. -Отв.исполн. Викулов C.B. [и др.]. - ГР № 01.88. 0004137. - Инв. № 02201452323.

Опытное внедрение произведено для определения технического состояния подшипников качения на монтажно-технологическом оборудовании ОАО «Сибтрубопроводстрой» и рекомендованы к использованию в производственной деятельности ООО «Флагман» (г.Новосибирск).

Результаты работы используются в учебном процессе на кафедре «Термодинамики и судовых энергетических установок» Новосибирской государственной академии водного транспорта. Положения, выносимые на защиту:

1) результаты теоретических и экспериментальных исследований цифровых вибросигналов подшипников судовых валопроводов, направленных на повышения достоверности определения повреждений и оценки степени деградации их технического состояния;

2) новый подход к оценке технического состояния и идентификации повреждений силового оборудования судов с использованием вейвлет — анализа и показателя Гельдера;

3) результаты численных, лабораторных и натурных экспериментов по определению технического состояния подшипников судовых валовых линий.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались:

- на международной юбилейной научно—технической конференции «Обновление флота — актуальная проблема водного транспорта на современном этапе» (Новосибирск, 2011 г.);

- на международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы инновационного развития водного транспорта» (Новосибирск, 2013г.);

- при выполнении темы НИР «Разработка мероприятий по повышению надежности работы оборудования в условиях пониженных температур» и составлении отчета «Разработка метода диагностики судовых дизелей по параметрам амплитудно-частотной характеристики крутильных колебаний валовых линий».

Личный вклад автора. Основные научные результаты и положения, изложенные в диссертации, постановка задач, методология сбора исходных данных и их математическая обработка, экспериментальное исследование динамических процессов при работе силовой установки проведены автором самостоятельно.

Публикации.

Основное содержание диссертационного исследования опубликовано в восьми печатных работах, в том числе четыре публикации в ведущих периодических изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России и в одном отчете о научно — исследовательской работе.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 108 наименований и трех приложений. Общий объем диссертации составляет 151 страницу печатного текста. Работа включает 73 рисунка и 7 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава посвящена анализу причин появления повреждений и отказов в судовых валопроводах и в частности в подшипниковых узлах.

В результате проведенного анализа причин дефектов и повреждений судовых валопроводов был сделан следующий вывод: повреждения судовых валопроводов вызывают напряженно-деформированное состояние в элементах подшипников. Выявлены основные факторы, которые определяют условия эксплуатации подшипников валопроводов. Определены процессы, приводящие к тяжелым задирам, либо катастрофическому износу и выходу из строя подшипников валопровода.

В заключительной части главы проведен обзор и анализ основных методов применяемых для оценки технического состояния подшипников валовой линии СЭУ.

Сделанные по обзору выводы позволяют сформулировать цель и задачи научного исследования, основные положения, выносимые на защиту.

Во второй главе рассмотрены методы обработки цифровых сигналов на основе Фурье-анализа и вейвлет—анализа.

Оценка технического состояния и идентификации повреждений подшипников валовой линии СЭУ базируется на методах системного анализа и математической обработке сигнала поступающего с его элементов при эксплуатации на различных режимах работы.

Одним из наиболее эффективных методов для оценки технического состояния судовых валопроводов является спектральный анализ из—за его способности распознавания каждого вращающегося элемента в процессе работы с их индивидуально идентифицируемыми частотами. Изменения при заданной частоте может быть связано с повреждением соответствующего элемента, например, подшипника, находящегося в составе валовой линии. При использовании спектрального анализа, исследования динамических откликов можно проводить по методу синхронного усреднения времени, которое состоит в систематизации выборки параметров вибрации. Затем вычисляется средний сигнал вибрации за период выбранного числа оборотов. Среднее время синхронного усреднения сигналов определяется исключительно воздействием параметров вибраций, производимых подшипниками на определенном месте валопровода. Если одна из усталостных трещин в подшипнике локальна, то изменения будут появляться во времени. Случайные амплитуда и фазовая модуляция, в основном,

характеризуют эти изменения. Таким образом, спектр Фурье по средней временной области сигнала вибрации дефектного подшипника или другого элемента механизма состоит из основной и гармонической сеток частот, окруженных боковыми полосами модуляции. Фурье-анализ преобразует сигнал из временной или пространственной области в частотную.

Вейвлет-преобразование получило большое внимание исследователей в течение последних десятилетий. Кратномасштабный алгоритм, разработанный специалистом МаНа^ стимулировал большой интерес к теории вейвлетов применительно к обработке сигналов.

Вейвлеты преодолевают недостатки быстрого преобразования Фурье, что обеспечивает хороший компромисс между расположением и разрешением по частоте. Большее окно используется для оценки низких частот, меньшее окно используется для оценки высокой частоты. Это позволяет более точно описать локализованные характеристики сигнала. Повреждения, появляющиеся на подшипниках или изменения технического состояния его элементов под действием этих сил, проявляются на характерных частотах.

Для роликовых подшипников характерные частоты вращения определяются следующими формулами:

- частота вращения для внешней обоймы

( с/ ^

1--С05/? , (1)

V О

где с!-диаметр роликового элемента;

О-диаметр окружности, проходящей через центры роликов; /?-угол контакта;

п- количество вращающихся роликовых элементов;

- частота вращения для внутренней обоймы

п N ..

--1

2 60

частота вращения роликов

_ п N во~2 60

(2)

О N с/ 60

1-

чО

— СОЭ Р

(3)

частота вращения сепаратора N d

fe =-(1--cos/?). (4)

с 120 D

Использование вейвлет—преобразования при анализе нестационарных вибросигналов имеет ряд преимуществ перед Фурье-преобразованием. А именно, вейвлет-анализ обладает высокой разрешающей способностью во времени при сохранении достаточного частотного разрешения. Анализ не зависит от изменений амплитудных характеристик сигналов. Это свойство позволяет контролировать локальные дефекты на стадии их зарождения.

Исходя из проведенного сравнительного анализа, можно сделать вывод, что идентификация повреждений по данным исследования динамических процессов на основе вейвлет — анализа позволяет провести достоверную комплексную оценку технического состояния подшипников, определить наличие и локализовать повреждения.

Для идентификации повреждений подшипников и оценки деградации их технического состояния, разработан вычислительно-измерительный комплекс на базе БАГС-4 с модернизацией измерительного датчика и программного обеспечения на основе вычислительной среды «MatLab». Комплекс измеряет и анализирует динамические характеристики валовой линии СЭУ с использованием вейвлет-анализа.

В третьей главе рассмотрен способ идентификации повреждений подшипников судового валопровода на основе вейвлет -анализа. Для анализа отклика подшипника используется непрерывное вейвлет—преобразование. Непрерывное вейвлет— преобразование, означает разложение произвольного входного сигнала на принципиально новый базис в виде совокупности волновых пакетов — вейвлетов, которые характеризуются четырьмя принципиально важными свойствами:

— имеют вид коротких, локализованных во времени (или в пространстве), волновых пакетов с нулевым значением интеграла;

— обладают возможностью сдвига по времени;

— способны к масштабированию (растяжению/сжатию);

— имеют ограниченный (или локальный) частотный спектр.

Непрерывное вейвлет—преобразование одномерного сигнала -это его представление в виде обобщенного ряда или интеграла Фурье по системе базисных функций.

А 00

\Л/г(а,Ь) = ^- | ту/

а

Л, (5)

—со

где (//(¿) — вейвлет — образующая функция; а — параметр масштаба, косвенно относящийся к частоте; Ь — параметр сдвига сигнала по оси времени;

И/.(а, Ь) - коэффициент, соответствующий данному масштабу и

сдвигу материнского вейвлета по шкале времени и амплитуды. Из (5) следует, что вейвлет - спектр И^.(з,Ь) в отличие от фурье -

спектра, является функцией двух аргументов: временного масштаба «а» и смещения сигнала по оси времени «Ь». Элементы базиса вейвлет — преобразования хорошо локализованы и обладают подвижным частотно — временным окном. За счет изменения масштаба вейвлеты способны выявлять различие в характеристиках на разных шкалах (частотах), а за счет сдвига - давать возможность анализировать свойства сигнала в разных точках на всем исследуемом интервале. Поэтому при анализе нестационарных сигналов за счет свойств локальности вейвлеты получают существенное преимущество перед преобразованием Фурье, которое дает только глобальные сведения о частотах (масштабах) анализируемого сигнала, так как используемая при этом система функций (комплексная экспонента) определена на бесконечном интервале.

Для непрерывного вейвлет - преобразования необходимо использовать вейвлет — образующую функцию с большим числом нулевых моментов — пересечений с осью абсцисс. Вейвлет — образующая функция должна быть хорошо локализована в частотной и временной области.

При идентификации повреждений в реальных условиях используется отклик, который содержит в себе компоненты шума. Для точного определения местоположения повреждений необходимо выделить несущий диапазон масштабов вейвлет -коэффициентов. Несущий диапазон масштабов может быть найден

путем предварительного сопоставления log-log графиков масштабных коэффициентов и абсолютных значений вейвлет-коэффициентов сигналов с искусственным добавлением различных шумов (рисунок 1). Масштабы, на которых значения совпадают, являются несущими, то есть содержащими информацию о повреждениях.

Для целей идентификации повреждений может быть использован подход, основанный на вычислении показателей Гельдера для всего сигнала с выделением аномальных значений вейвлет—коэффициентов. Данный подход позволяет достаточно точно определить наличие и месторасположение повреждений. При этом используются опорные данные — результаты численного моделирования аналогичных подшипниковых узлов без повреждений или с повреждениями и результаты ранее выполненных обследований подшипниковых узлов с использованием предложенной методики.

-»¿vv

• &e»uiyva +154 isyva

* 3i$tayva 5>tfcyy va

Рисунок 1 — log- log график вейвлет— коэффициентов (линии максимумов) при различном уровне шума

В математическом анализе локальная регулярность функции ОД часто измеряется показателем Гельдера, характеризующим гладкость функции.

(6)

где константа А>0, (у0) е [с,(1], 0<а<1. По данным приведенного выше уравнения, функция называется показателем Гельдера а на отрезке [с,<1]. Чем больше значение а, тем более гладкая функция ОД:

- показатель Гельдера а =1 соответствует непрерывно дифференцируемой функции в точке

- показатель Гельдера а (0<а<1) означает, что функция ВД непрерывна в точке но производная функции в этой точке разрывается;

- показатель Гельдера а =0 указывает на разрыв функции, но ограничена в окрестности ^ поэтому функция имеет регулярность в точке

Функцию ОД сигнала можно охарактеризовать показателем Гельдера в точке и записать как полином:

f(x) = U0+l^1(f-f0) + ... + £^n(f-í0)п+(y|f-í0f , (7) где и— коэффициент полинома.

Большее значение а указывает на лучшую регулярность или более гладкую функцию. Для обнаружения особенностей дефекта необходимо пренебречь полиномиальной частью сигнала. Вейвлет функция ц/ (1) имеет к нулевых моментов и выбирается для исследования согласно условию:

| = 0,Ук,0<к </7 + 1. (8)

—се

Вейвлеты к-го порядка позволяют анализировать высокочастотную структуру сигнала, подавляя медленно изменяющиеся его составляющие.

Показатель Гельдера во времени имеет вид:

\Л/г(а,Ц<Ааа. (9)

Важно отметить, что на мелких масштабах условие (9) характеризует локальную регулярность сигнала в окрестности точки

Для вычисления показателя Гельдера берется 1од каждой части уравнения (9) и строится график вейвлет - коэффициентов:

log

Wf(a,t)

log

а =

logyA + aloga (10)

Wf(a,t)

f ' (11)

loga

Формула (10) показывает, что соотношение между log|Wf(a,t)| и масштабной переменной «а» определяется показателем Гельдера.

Наклон линии, которая аппроксимирует логарифмический график, является показателем Гельдера а в момент времени I для линии максимумов модуля вейвлет-преобразования. Для того чтобы вычислить показатель Гельдера во всех временных точках, необходимо повторить (11) для каждого момента времени в отдельности.

В четвертой главе представлены результаты численного, лабораторного и натурного экспериментов. Задача моделирования вибрационного сигнала подшипника валовой линии СЭУ с повреждением и исправного решалась при помощи разработанной программы на основе вычислительной среды Ма1:ЬаЬ.

Процедура идентификации повреждений состоит из оценки с помощью показателя Гельдера всего отклика. Места, где показатель Гельдера имеет нехарактерные для всего отклика значения, являются признаком наличия повреждений.

Перед началом идентификации повреждений задается первоначальное приближение несущих масштабов. Процедура определения границ несущего диапазона интегрирована в оценку всего отклика с помощью показателя Гельдера, который позволяет выделить на шкале времени участки, соответствующие повреждениям.

Результаты численного эксперимента были проверены на лабораторной модели судового валопровода (рисунок 2).

Рисунок 2 — Принципиальная схема экспериментальной установки:

1- станина токарно— винторезного станка; 2 - патрон токарного станка; 3 - ДВС; 4- коленчатый вал; 5 - валопровод; 6- подшипник в корпусе; 7 - автоматизированный измерительный комплекс; 8-муфта

В ходе эксперимента исследованы сигналы двух типов подшипников качения шарикового №6208 ГОСТ 8338-75 и роликового № 70-5 9270 8М1 ГОСТ 520-2002. Исследуемый подшипник устанавливается в корпус для исключения дополнительных шумов экспериментальной установки. Датчик-акселерометр закрепляется на корпусе подшипника без зазора и соединяется с автоматическим измерительным комплексом (рисунок

3).

Рисунок 3 — Экспериментальная установка с подшипником и установленным датчиком

Запись сигналов вибрации с исправного подшипника производилась на скоростях вращения, соответствующих скоростям судовых валопроводов. Полученный сигнал является эталонным. Появление дефектов имитируется приложением внешней нагрузки на внутреннее кольцо и обойму подшипника с помощью вертикального гидравлического пресса. При нагружении использовалось плавное постепенное увеличение нагрузки до разрушающей. Разрушение определяется появлением сквозных трещин в подвижном кольце подшипника. После образования дефектов подшипник устанавливался в экспериментальную установку и сигнал вновь записывался. Следующий шаг -идентификация повреждений на основе показателя Гельдера, вычисленного для сигнала. При этом применяется графическое представление данных. В ходе идентификации было достоверно определено отсутствие (рисунки 4,5) и наличие (рисунки 6-8) повреждений в подшипниках.

Рисунок 5 — Вычисленные показатели Гельдера вейвлет-коэффициентов сигнала подшипника № 70- 592708М1 без повреждения при скорости вращения вала 560 об/мин (3 оборота)

Рисунок 6 — Подшипник качения № 70- 592708М1 с повреждением в виде двух сквозных трещин в подвижном кольце подшипника

Рисунок 4- Непрерывное вейвлет- преобразование сигнала подшипника № 70- 592708М1 без повреждения при скорости вращения вала 560 об/мин (3 оборота)

Рисунок 7 - Непрерывное вейвлет-преобразование сигнала подшипника№ 70- 592708М1 с повреждением при скорости вращения вала 560 об/мин (3 оборота)

Рисунок 8 - Вычисленные показатели Гельдера вейвлет-коэффициентов сигнала подшипника № 70- 592708М1 с повреждением при скорости вращения вала 900 об/мин (3 оборота)

Цель натурного эксперимента - получить подтверждение результатов численного и лабораторного экспериментов сигналами, снятыми с валопроводов серийных теплоходов, работающих в Обь-Иртышском бассейне.

Рисунок 9 - Опорный подшипник качения теплохода проекта №559Б с установленным датчиком — акселерометром

Результаты натурного эксперимента (рисунки 9-11) подтверждают правильность выбора вейвлет - анализа вибросигнала и вычисление показателя Гельдера для оценки технического состояния подшипников валопроводов и идентификации повреждений. Характер натурного сигнала совпадает с характером сигналов смоделированных в численном эксперименте.

а) б)

Рисунок 10 - Сигнал опорного подшипника качения правого борта со стороны двигателя т/х «Капитан Эсаулов» при вращении вала двигателя 900 об/мин

а) скалограмма абсолютных значений вейвлет- коэффициентов;

б) вычисление вейвлет-коэффициентов

\ т&тШ |

\ 1

1 | Т ЙиМ! ||||| гтМт | 1 !р

| | 1

Рисунок 11 - Вычисленные показатели Гельдера вейвлет-коэффициентов сигнала подшипников т/х «Капитан Эсаулов» при вращении вала двигателя 900 об/мин правого борта со стороны двигателя за период 1 оборота

Полученные данные могут быть сохранены для последующего использования. Наблюдение и обследование подшипников в течение времени с использованием данной методики позволит наблюдать за динамикой технического состояния. История наблюдений может быть использована для создания статистических моделей жизненного цикла подшипника и позволит более рационально эксплуатировать его.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Анализ методик оценки технического состояния подшипников валовой линии СЭУ по изменению динамических характеристик подтверждает, что перспективным направлением является безразборная диагностика.

2 Использование систем технического диагностирования с использованием вейвлет - анализа и показателя Гельдера позволяет выполнять оценку технического состояния подшипников валовой линии СЭУ в период эксплуатации.

3 Численные и лабораторные исследования показали — выделение из вибросигнала импульсной составляющей от повреждения эффективнее достигается при использовании вейвлет-анализа. Предложенная методика позволяет определить наличие и число локальных дефектов подшипников качения СЭУ. Установленные взаимосвязи между численными характеристиками показателя Гельдера и дефектами подшипников качения облегчают практическое применение предложенной методики.

4 Разработана программа на базе МаНаЬ для моделирования вибросигнала подшипника качения СЭУ. Исследование вибросигналов с дефектами показали возможность использования программного комплекса для моделирования реальных повреждений и дефектов в подшипниках.

5 Натурный эксперимент показал возможность использования методики идентификации повреждений для оценки технического состояния подшипников качения СЭУ.

Результаты работы по оценки технического состояния подшипников по технологии вейвлет - преобразования при анализе данных позволяют значительно сократить время анализа, повысить достоверность результатов и выполнять диагностику в реальном времени. Результаты, проведенных исследований можно использовать на предприятиях водного транспорта и в различных областях машиностроения.

Список научных трудов по теме диссертации

Статьи, опубликованные в периодических изданиях, рекомендованных ВАК

1 Ткаленко, Н. С. Сравнительный анализ основных методов оценки технического состояния подшипников качения / Н. С. Ткаленко// Науч. проблемы трансп. Сибири и Дал. Востока. - 2012. -№1. - С. 291-294.

2 Ткалеко, Н.С. Идентификация повреждений подшипников судовых валопроводов/ С.С. Глушков, Б.О. Лебедев, В.В. Коновалов, Н.С. Ткаленко //Науч. пробл. Трансп. Сиб. и Дал. Вост. -2013 - №2 — С.200-204.

3 Ткаленко, Н.С. Оценка технического состояния дизель-редукторного агрегата по отклику динамических характеристик / Н. С. Ткаленко// Науч. проблемы трансп. Сибири и Дал. Востока. -2013,- №1.- С. 200-203.

4 Ткаленко, Н.С. Показатель Гельдера как индикатор расположения повреждений в конструкции оборудования/ С.С. Глушков, Н. С. Ткаленко// Науч. проблемы трансп. Сибири и Дал. Востока. - 2014,- №1-2,- С. 209-213.

Статьи, опубликованные в российских изданиях; материалы международных и всероссийских конференций

5 Ткаленко, Н.С. Анализ вибросигнала при оценке технического состояния судового оборудования // Сибирский научный вестник, - 2012.-№16 - С. 143-145.

6 Ткаленко, Н.С. Анализ причин появления дефектов подшипников СЭУ / Н. С. Ткаленко// Обновление флота -актуальная проблема водного транспорта на современном этапе: материалы Междунар. юбилейн. науч.- техн. конф. - Новосибирск, 2011.- 4.1. - С. 190-192.

7 Ткаленко, Н.С. Задачи исследования технического состояния судовых энергетических установок по динамическим характеристикам/ Н. С. Ткаленко // Проблемы и перспективы инновационного развития водного транспорта: материалы Междунар. науч.-практич. конф-Новосибирск, 2013.— С. 89-91.

Отчеты о научно-исследовательских работах

8 Разработка методов диагностики судовых дизелей по параметрам амплитудно-частотной характеристики

крутильных колебаний валовой линии: Отчет о НИР, г/&- 11/ ФБОУ ВПО «Новосиб. гос. акад. вод. трансп.»; рук. Горелов В.П. -Новосибирск: [б.и.], 2013. -134с. - ГР.№01.88.0004137.

Личный вклад в статьях, опубликованных в соавторстве, составляет не менее 50%.

Подписано в печать 27.02.2015 г. с оригинал-макета.

Бумага офсетная №1, формат 60x84 1/16, печать трафаретная-Шво.

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 130 экз., заказ № 29. Бесплатно.

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет водного транспорта», (ФГБОУ ВО «СГУВТ»)

630099, Новосибирск, ул. Щетинкина, 33.

Отпечатано в издательстве ФГБОУ ВО «СГУВТ»