автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Методы и средства мониторинга вентиляторных установок главного проветривания по параметрам механических колебаний

На правах рукописи

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА МОНИТОРИНГА ВЕНТИЛЯТОРНЫХ УСТАНОВОК ГЛАВНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ ПО ПАРАМЕТРАМ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Специальность: 05.11.13 - «Приборы и методы контроля природной среды,

веществ, материалов и изделий»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

¿¿оо££

На правах рукописи

Карпов Алексей Геннадиевич

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА МОНИТОРИНГА ВЕНТИЛЯТОРНЫХ УСТАНОВОК ГЛАВНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ ПО ПАРАМЕТРАМ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Специальность: 05.11.13 - «Приборы и методы контроля природной среды,

веществ, материалов и изделий»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Норильском индустриальном институте и Красноярском государственном техническом университете

Научные руководители: доктор технических наук, профессор

Пантелеев Василий Иванович

кандидат технических наук, доцент Писарев Александр Иванович

Официальные оппоненты:

Подвезенный Валерий Никифорович

доктор технических наук, профессор

Язев Владислав Никандрович

кандидат технических наук, доцент

Ведущее предприятие: ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель»

Защита состоится 25 мая 2006 г. на заседании диссертационного совета Д 212.098.03 при Красноярском государственном техническом университете по адресу: ул. академика Киренского, 26, Красноярск, 660074, ауд. Д4-17, Факс:(3912) 43-06-92 (КГТУ), E-mail: vea@fivt.krasn.ru

Телефон: 8(3912)912194

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Красноярского государственного технического университета.

Автореферат разослан ZOOS' г ■

Учёный секретарь диссертационного совета к.т.н., профессор /^Ь^ Е.А. Вейсов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Специфические условия горных предприятий, обусловленные особенностями технологического процесса добычи полезных ископаемых, диктуют повышенные требования к техническому обслуживанию, достоверности диагностики и своевременному ремонту энергомеханического оборудования шахтных стационарных машин непрерывного действия - вентиляторных установок главного проветривания (ВУГП). В этих условиях перспективной формой технического обслуживания (ТО) оборудования является ТО по фактическому состоянию (ОФС), позволяющее увеличить сроки межремонтной работы и исключить необоснованные простои ВУГП, своевременно планировать объемы и сроки проведения ремонтных работ.

Переход на обслуживание узлов энергомеханического оборудования вентиляторов по фактическому состоянию требует решения комплекса задач, связанных с разработкой соответствующих методик оценки технического состояния.

Документом, регламентирующим порядок проведения экспертных обследований ВУГП, являются методические указания по проведению экспертных обследований вентиляторных установок главного проветривания РД 03-427-01 - нормативно-технический документ Госгортехнадзора России от 20.12.01, разработанный для реализации в горнодобывающих отраслях. Одним из методов оценки технического состояния узлов механической части ВУГП принят метод, основанный на измерении и анализе сигнала вибрации. Наряду с ограничением уровня широкополосной вибрации в диапазоне 2-1000 Гц Методическими указаниями вводятся ограничения для отдельных спектральных компонент (спектральные маски), что связывается с различной степенью опасности возникновения аварийного отказа оборудования от различных его дефектов.

Как показала практика технического обслуживания ВУГП на горных предприятиях Норильского промышленного района, требования п.2.1.4 указаний нуждаются в уточнении допустимых границ «предупреждение» и «тревога» отдельных гармоник в спектрах вибронагруженности и корректировке опорных спектральных масок. Это обусловлено конструктивными особенностями ВУГП, режимами их работы, конструктивными разновидностями систем электроприводов.

В связи с этим актуальна задача разработки методики вибродиагностики и оценки технического состояния узлов энергомеханического оборудования с учетом конструктивных особенностей ВУГП. Данная задача имеет важное значение для надежной и безопасной эксплуатации энергомеханического оборудования ВУГП, снижения затрат на ремонтное обслуживание.

Цель работы: разработка методов и средств объективной оценки вибрационного состояния узлов энергомеханического оборудования ВУГП, обоснование возможности перехода от регламентного обслуживания узлов механической части ВУГП на обслуживание по фактическому сорчзущщ-ц, "ц ь н\я"

! - V

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Анализ современного состояния вибродиагностики и оценки вибрационного состояния узлов энергомеханического оборудования ВУГП.

2. Построение вибродиагностических моделей узлов энергомеханического оборудования ВУГП.

3. Разработка опорных спектральных масок узлов энергомеханического оборудования ВУГП и построение границ допустимых уровней спектральных составляющих в спектрах виброскорости.

4. Разработка методики вибромониторинга и оценки технического состояния узлов энергомеханического оборудования ВУГП.

Объект исследования: ВУГП различных конструктивных исполнений (на примере ВУГП стволов ВС-1, ВС-2, ВС-3 рудника «Октябрьский» ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель»).

Предмет исследования: вибрационные свойства узлов энергомеханического оборудования ВУГП.

Методика исследований. Для решения поставленных задач в работе использованы теоретические основы вибродиагностики зарождающихся дефектов машин и механизмов, основы спектрального анализа сложных сигналов, методы математической статистики.

В экспериментальных исследованиях применялись методы измерений вибрационных спектров узлов энергомеханического оборудования ВУГП, в основе которых лежит использование показаний переносных сборщиков-анализаторов вибрационных данных, а также натурные измерения на действующих вентиляторах.

Научная новизна работы:

1. Выявлены узлы-источники вибрации ВУГП различных конструктивных исполнений и приводов;

2. Разработана частотная вибродиагностическая модель ВУГП типа ВЦД-47 «Север»;

3. По результатам статистической обработки экспериментальных данных произведен расчет уровней виброскорости для средненормального состояния, допустимых границ «предупреждение» и «тревога» и построены опорные спектральные маски для подшипниковых узлов ВУГП;

4. Разработана методика мониторинга технического состояния узлов энергомеханического оборудования ВУГП по вибрации.

Практическая ценность работы:

1. Разработана инженерная методика диагностирования узлов энергомеханического оборудования ВУГП с диаметром рабочего колеса 4,7 м с применением вибрационных методов, которая может быть использована для перехода с регламентного обслуживания узлов энергомеханического оборудования ВУГП на обслуживание по фактическому состоянию.

2. Получены таблицы диагностических признаков узлов энергомеханического оборудования ВУГП, которые позволяют распознавать виды дефектов, степень их развития для дальнейшего анализа.

3. На основе экспериментально полученных спектров виброскорости разработаны уточненные спектральные маски, соответствующие техническим состояниям «предупреждение» и «тревога».

4. Выполнена практическая реализация методики на действующем оборудовании ВУГП типа ВЦЦ-47 «Север».

Достоверность полученных результатов подтверждается удовлетворительным совпадением теоретических и экспериментальных результатов, опытом обслуживания группой диагностики энергомеханического оборудования действующих ВУГП рудника «Октябрьский» ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель».

Автор защищает:

1. Выявленные взаимосвязи параметров вибрации с неисправностями узлов энергомеханического оборудования ВУГП.

2. Частотную вибродиагностическую модель узлов энергомеханического оборудования ВУГП типа ВЦЦ-47 «Север», построенную на основе параметров спектральных характеристик.

3. Методику построения спектральных масок допустимых границ «предупреждение» и «тревога».

4. Методику оценки технического состояния вращающегося энергомеханического оборудования ВУГП по сигналам вибрации.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции «НПР: образование, наука, технологии, производство» (г. Норильск, 2001 г.); научно-технической конференции «Социальное и экономическое развитие Норильского промышленного района» (г. Норильск, 2004 г.); Международной конференции «Информационные технологии моделирования и управления» (г. Воронеж, 2004 г.); научно-технической конференции, посвященной 70-летию Норильского горно-металлургического комбината и 60-летию Великой Победы (г. Норильск, 2005 г.); VI Всероссийской научно-практической конференции «Энергоэффективность систем жизнеобеспечения города» (г. Красноярск, 2005 г.).

Реализация полученных результатов. Работа выполнялась в рамках хоздоговорной НИР 082-311 «Разработка методик мониторинга технического состояния вращающегося энергомеханического оборудования ГВУ ВС-2 рудника «Октябрьский».

Результаты НИР были использованы автором при разработке учебного пособия «Технические измерения и приборы. Виброизмерения и вибродиагностика» (г. Норильск, 2004 г.), утвержденного УМО в области автоматизированного машиностроения.

Публикации. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований опубликованы в 8 печатных работах. Результаты научно-исследовательских работ изложены в отчете по НИР № 082-311, № государственной регистрации 01 20.0511259, в которой автор являлся ответственным исполнителем.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка из 87 наименований и 9 приложений. Основной текст диссертационной работы изложен на 141 страницах, проиллюстрирован 47 рисунками и 21 таблицами, приложения представлены на 41 страницах графиками, таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, сформулирована цель работы и ее основные задачи. Показаны научная новизна и практическая ценность выполненных исследований, изложена структура работы.

В первом разделе приведен анализ современного состояния вибродиагностики энергомеханического оборудования.

Отмечается, что для перехода с регламентного обслуживания вращающегося энергомеханического оборудования ВУГП на обслуживание по фактическому состоянию наиболее важным является своевременное обнаружение дефектов узлов, адекватная оценка их технического состояния с целью определения возможности дальнейшей эксплуатации оборудования.

Одним из документов, предписывающих порядок проведения экспертных обследований ВУГП, являются «Методические указания РД 03-427-01» (Гос-гортехнадзор России, 20.12.2001). В документе приводятся правила измерений вибрации, порядок оценки интенсивности вибрации, периодичность проведения вибрационного контроля и анализ тенденций, порядок оценки состояния ВУГП по параметрам вибрации.

Опыт вибрационных обследований энергомеханического оборудования вентиляторных агрегатов ВЦД-47 «СЕВЕР» рудника «Октябрьский» (ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель») с использованием переносных сборщиков-анализаторов данных и программы диагностики DREAM v.3.0 (Ассоциация «Виброакустические системы и технологии», г. Санкт-Петербург) и анализ данных измерений показали необходимость доработки положений, приведенных в Методических указаниях.

Предлагаемые в Методических указаниях (РД 03-427-01) частотные признаки в спектре вибронагруженности, соответствующие разным видам дефектов, носят обобщенный характер. Они не учитывают конструктивных особенностей узлов энергомеханического оборудования ВУГП - видов подшипниковых опор, типов применяемых приводных электрических машин и т.п. Приведенные спектральные опорные маски для оценки степени опасности спектральных составляющих механических колебаний значительно завышены и требуют уточнения.

На основании проведенных изысканий выполнена постановка задачи и определены вопросы научного исследования.

Второй раздел посвящен анализу и построению вибродиагностических моделей узлов оборудования ВУГП.

Произведен анализ источников вибрации ВУГП применительно к различным типам установок. Анализ кинематических схем ВУГП позволил выявить основные источники их вибрации: подшипники качения рабочих колес, подшипники скольжения роторов (якорей) электрических машин, рабочие колеса, муфты. Установлено, что причинами вибрации указанных узлов являются вынуждающие силы:

- электромагнитного происхождения (электрические машины переменного и постоянного тока);

- механического происхождения (валы, подшипниковые узлы качения и скольжения, зубчатые муфты);

- аэродинамического происхождения (рабочие колеса).

Определено, что частотный диапазон вибрации, возбуждаемой работающей вентиляторной установкой, достаточно широк - от ультранизких частот менее 0,5 /, (дефекты узлов крепления, нарушение целостности фундамента и др.), где /, - частота вращения ротора, Гц, до высоких частот порядка 15-20 кГц и выше (дефекты смазки, ударные импульсы в опорах качения и др.).

Таким образом, функционирующая ВУГП характеризуется спектром, занимающим широкую полосу частот и имеющим довольно сложный характер. Появление дефектов приводит к изменению свойств генерируемых виброакустических сигналов. При этом в их спектрах могут изменяться соотношения между основными частотами возбуждения, а также между периодическими и шумовой компонентами. Становятся значимыми дискретные составляющие, которые до появления дефектов имеют уровень, сравнимый с уровнем шума.

Обзор методов выделения информативных диагностических признаков показал, что при определении технического состояния узлов энергомеханического оборудования ВУГП, наряду с использованием анализа спектров (автоспектров) вибрации, эффективным может быть использование анализа спектра огибающей высокочастотной вибрации с применением октавных (1/3-октавных) фильтров. Это обусловлено тем, что в спектре огибающей бездефектного узла часть спектральных составляющих может отсутствовать, что удобно при обнаружении зарождающихся и развивающихся дефектов. С целью выделения периодической составляющей спектра вибрации на фоне случайных составляющих необходимо применение процедуры синхронного накопления.

Рассмотрены частотные вибродиагностические модели основных узлов ВУГП, являющихся источниками вибрации, - подшипников качения рабочих колес, подшипников скольжения электрических машин, электромагнитных систем электрических машин постоянного и переменного тока. Произведен расчет карты частот применительно к вентиляторной установке ВЦД-47 «Север» с применением методов анализа прямых спектров (автоспектров) и спектров огибающей высокочастотной вибрации.

В третьем разделе разработаны спектральные маски спектров виброскорости подшипниковых узлов энергомеханического оборудования на примере ВУГП типа ВЦД-47 «Север».

Большинство стандартов, регламентирующих допустимые значения вибрации, основаны на статистической обработке данных по большому количеству однотипных узлов. Вместе с тем, известно, что даже на аналогичных узлах однотипных машин одинаковые дефекты могут возбуждать вибрации, уровни которых различаются в 100 раз (40 дБ). Это обусловлено различием значений конструкционных передаточных функций.

Учитывая данное обстоятельство, применен индивидуальный расчет пороговых уровней для конкретного узла определенного агрегата ВУГП. Несмотря на большие трудозатраты, «индивидуализация» пороговых уровней спектральных масок увеличивает чувствительность системы вибрационного мониторинга.

Исходя из карты частот и характера изменений амплитуд спектральных составляющих при возникновении различных дефектов подшипника качения, а также резонансных свойств опор, произведено построение спектральной маски применительно к частотам проявления дефектов:

- для подшипников качения /,, 2/г, 3/г, 4/г, 5/,, /о, /п 2/0, 2/, 3/0, 3/. 4/0> 4/, 5/0, 6/0, 5/, 7/0, 6/, 8/о, 7/п где /.- частота вращения вало-провода вентиляторного агрегата; /0— частота перекатывания тел качения по наружному кольцу; f- частота перекатывания тел качения по внутреннему кольцу;

- для подшипников скольжения вентиляторного агрегата /</,., /г, 2/г, 3/„4/„5/„6/„7/„/>7/,;

- для подшипников скольжения преобразовательного агрегата /</г, /,, 2/„ 3/„ 4/„ 5/„ 6/г, 7/„8/г,9/„ / >9/г.

Ширина полос анализа принята:

- для подшипников скольжения вентиляторного агрегата с учетом разброса технологической скорости вращения рабочего колеса в установившемся режиме до 10% (± 3,64 рад/с): (0-1,5)аг, (1,5-2,5)ю,, (2,5-3,5)аг, (3,5-4,5)«,., (4,5+5,5) ¿уг, (5,5-6,5)гог, 6,5 сог и выше, где <ат - 2т$г = 37,7 рад/с - угловая скорость вращения валопровода рабочего колеса в типовом режиме;

- для подшипников скольжения преобразовательного агрегата (0-1,5)ю', (1,5-2,5)®;, (2,5-3,5)®/, (3,544,5)®;, (4,5-5,5)®;, (5,5+6,5)®;, (6,5+7,5)®;, (7,5+8,5)®,', 8,5®; и выше, где а' = 2тс/' = 104,7 рад/с - угловая скорость вращения валопровода преобразовательного агрегата;

- для подшипников качения из условия не более 1/3 октавы с учетом распределения частот проявлений дефектов по частотному диапазону, характерных резонансов опор.

V, мм/с

5.78

<N4 -- гп ю

дггп у т т т I т 1 т 1 т т 1 1 Щ и т т 1 1 ! ▼ ' 11

!;П! !|1 > 1 1 1 1 1 1 1

1-111 ||| 11 -ЙШ !•! 1 1 II 1 1 1 1 1 1 ----

1 1 1 1

I 1 ||1 1 1 1 1 1 1

1В П 1:1 1 1 1 1 1 1

!•! 1! 1 1 1 1

И!'1 1:111 1 1 1 1

||| 11 1:111 1 1 1 1

|<| 11 ||| 11 1 1 1 1

| ! II! 1 1 1 1

III ¡1! 1 1 1 1

1:111 Л 11 1 1 1 1

1:11 С1 1 1 1 1

та 1 (¡111 1 1 1 1 1 |

1 1 111 м 1 1 1 1 1 1

т № | Тревога |

!!! |:и 1 Преду прежденяе |

1 ш|| 11-1 1II V- 1 1 1 1 1 I

1 !!!! 11:1 1 1 1 1 1 1 1

1 !!'.! 1 1 1 1

1 1 Б 1 1 1 1 п ¡4 : ¡1

И ■ 1 1 1 ! Г 1|---' 1 м 1 ; : • 1 ! -: 1

1111 11 ГП хш. Ь -н 1 1 1 1 - ■—1т 1 I : 1 у- ------ Гк Ь ¿п. -н ■ими

С Гц

Рис.1. Спектральная маска подшипника качения 8113013176 опоры №3 вала рабочего колеса

В международной диагностической практике для отдельных гармонических составляющих, характеризующих определенный вид дефекта, используются три зоны состояния - нормальное, со средним дефектом и опасное.

Нормальное состояние машины характеризуется рукавом разброса в 20 дБ (по каждой составляющей, используемой в качестве диагностического параметра). В сторону роста уровня составляющей вибрации соответственно порог нормального состояния составляет +10 дБ от среднего значения, далее следует зона среднего дефекта, шириной 10 дБ, и далее - зона опасного дефекта.

Исходя из этого, для отдельных спектральных составляющих вибрации использованы следующие пороги:

- порог «предупреждение»: лгяор+10дБ;

- порог «тревога»: хпор +20 дБ,

где х - граница средненормального состояния.

Пример спектральной маски применительно к подшипнику качения 8Ш013176 опоры №3 вала рабочего колеса вентилятора ВЦЦ-47 «Север» приведен на рис.1.

Сопоставление спектральных масок, рекомендуемых Методическими указаниями по проведению экспертных обследований ВУГП РД 03-427-01, с рассчитанными показал следующее:

- для вентиляторного агрегата (подшипниковые опоры №1-6) рекомендуемые РД спектральные маски значительно завышены, что не позволяет адекватно оценить техническое состояние подшипникового узла агрегата даже при наличии сильноразвитых дефектов; полученные расчетные спектральные маски имеют меньшие значения границ «предупреждение» и «тревога», что повышает чувствительность метода оценки степени опасности спектральных составляющих по спектру виброскорости;

- для преобразовательного агрегата (подшипниковые опоры №7-9) рекомендуемые РД и расчетные спектральные маски имеют близкие значения (на частоте = 16,67 Гц максимальное расхождение на опоре №9 составляет 18,7%, минимальное - на опоре №8 СД составляет 1,2%).

Отмеченные выше положения обусловлены различием частот вращения валопроводов вентиляторного (/,=5,8 Гц) и преобразовательного (/, = 16,67 Гц) агрегатов при сопоставимых вращательных массах, что не учитывается в РД при установке соответствующих ограничений на амплитуды составляющих спектральных масок.

В четвертом разделе разработана методика оценки технического состояния узлов энергомеханического оборудования ВУГП по вибрации.

Разработанная методика вибрационного мониторинга распространяется на вентиляторные установки главного проветривания типа ВЦД-47 «Север». Основным назначением данного документа является методическое обеспечение

и

мониторинга вращающегося энергомеханического оборудования по вибрации для повышения надежности его работы и перехода к обслуживанию оборудования ВУГП по реальному техническому состоянию.

В рамках методики решены следующие основные задачи:

- выполнено описание вентиляторной установки главного проветривания как объекта мониторинга и диагностики;

- произведена классификация основных аварийноопасных дефектов узлов вентиляторной установки по физическим причинам их возникновения;

- определены требования к точкам контроля вибрации и режимам работы агрегатов ВУГП в процессе проведения измерений вибрации, обеспечивающие высокую степень достоверности получаемой информации;

- разработаны таблицы пороговых значений для спектральных масок подшипниковых узлов;

- сформулированы основные требования к средствам измерения и анализа вибрации, к диагностическому программному обеспечению и отчетной документации.

В пятом разделе приведены результаты практической реализации методики оценки технического состояния оборудования ВУГП типа ВЦЦ-47 «Север».

Для проведения процедур вибрационного мониторинга вращающегося энергомеханического оборудования вентиляторов ВЦД-47 «Север» была использована система мониторинга и диагностики, поставляемая Ассоциацией «Виброакустические системы и технологии» (г. Санкт-Петербург). В нее входят: датчик вибрации АР-40, устройство для измерения и анализа сигнала вибрации СД-11, компьютер и программное обеспечение для глубокой диагностики оборудования Dream for Windows, v.3.0. В комплект- также входит оптоэлек-тронный датчик скорости ФД-1.

Кинематическая схема вентилятора ВЦД-47 «Север» с указанием точек мониторинга и диагностики приведена на рис.2.

Измерения были произведены:

1. На корпусах подшипниковых узлов в трех направлениях в соответствии с ГОСТ ИСО 10816-1-97: горизонтальном радиальном Н, вертикальном радиальном V, аксиальном (горизонтальном осевом) А;

2. На неподвижных частях электрических машин (диагностика). Измерение вибрации электромагнитных систем произведено в двух направлениях: вертикальном радиальном V и тангенциальном Т.

Рассмотрим реализацию разработанной спектральной маски на примере спектра виброскорости подшипника качения SU3013176 опоры №3 вала рабочего колеса (рис.3). Особенностью данного спектра является то, что он был измерен на стадии деградации подшипникового узла (трещина на внутреннем кольце).

Анализ составляющих спектра виброскорости показал превышение порога «предупреждение» паспортной спектр-маски на частотах 520-560 Гц. В

этом диапазоне в спектре имеются пики на частотах, получаемых умножением частоты вращения на 75,8; 76,8; 77,8; 78,8; 79,8; 80,8, что является признаком трещины на внутренней дорожке качения.

Проверка определения вида дефекта была проведена с использованием анализа огибающей высокочастотной вибрации. Диагностика по спектру огибающей (рис. 4) с использованием программы диагностики Dream выявила дефекты: РАКОВИНЫ (ТРЕЩИНЫ) НА ВНУТРЕННЕМ КОЛЬЦЕ (т = 53%) и БОЙ ВАЛА (т = 22%). Здесь т - глубина модуляции.

Опора 3 Опора 4

Опора 7

Опора 8

Опора 9

/

-точки установки датчиков: V - направление вертикальное радиальное; Н - направление горизонтальное радиальное; А - направление аксиальное (осевое); Т - тангенциальное

Рис.2. Кинематическая схема контроля и диагностики ВУГП ВЦД-47 «Север»

Диагностические признаки в спектре огибающей дефекта БОЙ ВАЛА: />7,01 Гц /и = 22%; 2/, = 14,06 Гц /и = 7%; 3/г =21,04 Гц т= 4%; 4/л =28,08 Гц т= 4%; 5/>35,04 Гц т =6%.

080502 11.15.34 Линий спектра 1600, Усреднений-10

Рис.3. Спектральная маска дефектного подшипника качения 8Ш013176 опоры №3 рабочего колес

Диагностические признаки дефекта РАКОВИНЫ (ТРЕЩИНЫ) НА ВНУТРЕННЕМ КОЛЬЦЕ в спектре огибающей: /-¿ = 100,23 Гц от = 11%; I = 107,25 Гц от — 53%; / + fr = 114,27 Гц от = 19%; 2/ - /г = 207,47 Гц от =10%; 2/=214,51 Гц от = 34%; 2/ + /, =221,54 Гц от = 15%; 3/ - = 314,76 Гц от = 11%; 3/ = 321,76 Гц от = 20%; 3/ + /, = 328,77 Гц от =10%.

Размах вибросмещения (пик-пик) составил для направлений измерений: Н - 15 мкм; А - 33 мкм, что не превысило границу зоны «эксплуатация опасна» (60 мкм). Температура узла составила 48°С (максимально допустимое значение 80°С).

Рис.4. Спектр огибающей высокочастотной вибрации дефектного подшипника качения 843013176 опоры №3 вала рабочего колеса

Последующая разборка подшипникового узла подтвердила наличие трещины на внутреннем кольце подшипника БШО 13176.

Следует отметить, что применительно к подшипниковым узлам качения оценка состояния только по спектрам виброскорости является недостаточной. Экспериментально подтверждено, что эффективным дополнением к отмеченному методу является метод анализа огибающей высокочастотной вибрации.

По результатам диагностики подшипника качения опоры №3 можно утверждать, что для подшипника качения вала рабочего колеса типа SU3013176, требующего замены, в спектре огибающей отмечается:

- максимальное значение глубины модуляции на частоте /,= 107,25 Гц равно т = 53%;

- максимальная амплитуда спектральной составляющей на частоте /,= 107,25 Гц равна 118 дБ.

На этапе деградации (разрушения) подшипника качения анализ огибающей высокочастотной вибрации может быть неэффективным. В этом случае предлагается применение анализа пик-фактора.

Эксперименты проводились в соответствии с утвержденной программой в рамках хоздоговорной НИР 082-311 «Разработка методик мониторинга технического состояния вращающегося энергомеханического оборудования ГВУ ВС-2 рудника «Октябрьский».

В приложениях приведены следующие материалы: таблицы диагностических параметров, программа экспериментальных исследований, протоколы экспериментов, акты внедрения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В процессе проведенных исследований были получены следующие результаты:

1. Выявлены недостатки существующих Методических указаний Госгор-технадзора России РД 03-427-01 по экспертному обследованию ВVI11.

2. Разработана усовершенствованная методика мониторинга технического состояния узлов энергомеханического оборудования вентиляторных установок главного проветривания по вибрации, позволяющая организовать техническое обслуживание ВУГП по фактическому состоянию. Особенностью методики является использование для оценки технического состояния, наряду с существующими диагностическими параметрами (спектры виброскорости, СКЗ виброскорости и размах вибросмещения), спектров огибающей высокочастотной вибрации.

3. Выявлены узлы - источники вибрации, характерные для разных типов ВУГП. Разработаны вибродиагностические модели узлов энергомеханического оборудования ВУГП, исследованы диагностические признаки, используемые при оценке технического состояния.

4. Построена частотная вибродиагностическая модель вентиляторной установки типа ВЦД-47 «Север» с использованием анализа спектров прямых и огибающей высокочастотной вибрации.

5. С использованием распределения Стьюдента для малой выборки произведено уточнение ограничений для спектральных компонент спектров вибро-

скорости - спектральных масок применительно к подшипниковым узлам на примере ВУГП типа ВЦД-47 «Север».

6. Проведена экспериментальная проверка разработанной методики на вентиляторных установках типа ВЦЦ-47 «Север» вентиляционных стволов 1,2 и 3 рудника «Октябрьский» ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель». Реализация положений методики позволила повысить степень достоверности определения технического состояния подшипниковых узлов, что было подтверждено последующей эксплуатацией вентиляторных установок.

Результаты работы использованы в учебном процессе на кафедре «Электропривод и автоматизация технологических процессов и производств» для специальностей 220301 и 140604 при изучении курсов «Технические измерения и приборы» и «Неразрушающие методы контроля оборудования».

Результаты внедрения подтверждены соответствующими актами.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. Карпов А.Г. Линейная модель радиальных вибраций мощных центробежных нагнетателей / А.И. Писарев, А.Г. Карпов// Электроэнергетика. Физика и математика: Сборник научных трудов / НИИ. - Норильск, 1995. - С. 20-24.

2. Карпов А.Г. Полосовой фильтр для оценки качества балансировки роторов центробежных нагнетателей/ А.И. Писарев, А.Г. Карпов// Электроэнергетика. Физика и математика: Сборник научных трудов / НИИ. - Норильск, 1995.-С. 15-20.

3. Карпов А.Г. Мониторинг технического состояния вентиляторов главного проветривания по вибрации/ А.Г. Карпов, И.В. Панкрушина// Норильский промышленный район: наука, образование, технологии, производство: Сборник тезисов докладов научо-технической конференции, посвященной Дням науки (24-26 апреля 2001 г.)/НИИ. - Норильск, 2001.-С. 71-72.

4. Карпов А.Г. Типичные дефекты вентилятора ВЦД-47 «Север» и их влияние на вибрацию/ А.И. Писарев, А.Г. Карпов// Технологии образования и науки (достижения, обмен опытом, перспективы): Доклады научно-методической конференции, посвященной 40-летию Норильского индустриального института. 20-21 декабря 2001г. / НИИ. - Норильск, 2001. - С. 219-224.

5. Карпов А.Г. Оценка состояния подшипников качения валов рабочих колес вентиляторов по спектрам огибающей// Международный сборник научных трудов «Информационные технологии моделирования и управления». Выпуск 17 / - Воронеж: Научная книга, 2004. - С.128-131.

6. Карпов А.Г. Экспертные обследования подшипниковых опор качения валов рабочих колес вентиляторных установок главного проветривания// Международный сборник научных трудов «Информационные технологии моделирования и управления». Выпуск 18 / - Воронеж: Научная книга, 2004. -С.79-85.

7. Карпов А.Г. Методы обработки вибросигнала при диагностике вентиляторов главного проветривания // Электроэнергетика, автоматизация произ-

водства, технологические машины: Сборник научных трудов / НИИ. - Норильск, 2005. - С. 55-58.

8. Карпов А.Г. Вибрация электромагнитного происхождения электрических машин вентиляторных установок главного проветривания. Энергоэффективность систем жизнеобеспечения города: Материалы VI Всероссийской научно-практической конференции / Под ред. М.В. Журавлева, В.А. Кулагина. Красноярск: ИПЦКГТУ, 2005.- С. 145-149.

Карпов Алексей Геннадиевич

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА МОНИТОРИНГА ВЕНТИЛЯТОРНЫХ УСТАНОВОК ГЛАВНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ ПО ПАРАМЕТРАМ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Специальность: 05.11.13 - «Приборы и методы контроля природной среды,

веществ, материалов и изделий»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 17.04.2006 г.

Формат 60x84 1/16. Бум. для копир.-мн.ап. Гарнитура Times New Roman Печать плоская. Усл. печ. л. 1,1. Тираж 100 экз. Заказ № 20

Отпечатано в отделе ТСО и П ГОУВПО «НИИ» 663310, Норильск, ул. 50 лет Октября, 7

I

с.

/

Л££0±

361*

96 2?

Введение

1. Анализ состояния вопроса и задачи научного исследования

1.1. Обзор исследований по вибрации узлов энергомеханического оборудования

1.2. Сущность проблемы. Постановка задач научного исследования.

2. Вибродиагностические модели узлов энергомеханического оборудования вентиляторных установок главного проветривания

2.1. Анализ источников вибрации ВУГП

2.2. Обзор методов выделения информативных диагностических признаков

2.3. Вибродиагностические модели подшипников качения

2.4. Вибродиагностические модели подшипников скольжения.

2.5. Вибродиагностические модели электромагнитных систем электрических машин

2.6. Разработка частотной диагностической модели

ВУГП ВЦД-47 «Север»

Выводы по 2 главе

3. Разработка паспортных спектров-масок узлов энергомеханического оборудования на примере вентиляторной установки главного проветривания типа ВЦД-47 «Север»

3.1. Исходные положения

3.2. Метод построения паспортных спектров-масок

3.3. Расчет паспортных спектров-масок

Выводы по 3 главе

4. Разработка методики оценки технического состояния узлов энергомеханического оборудования вентиляторных установок

Ф главного проветривания по вибрации

4.1. Исходные положения

4.2. Описание вентиляторной установки, как объекта диагностики.

4.3. Классификация основных аварийноопасных дефектов

4.4. Методы мониторинга и диагностики

4.5. Описание диагностических признаков

4.6. Требования к выбору точек контроля вибрации

4.7. Значения пороговых уровней спектральных масок

4.8. Требования к средствам измерения и анализа вибрации

4.9. Требования к программному обеспечению

4.10. Требования к форме представления результатов мониторинга и диагностики

Выводы по 4 главе

5. Экспериментальная проверка методики оценки технического состояния энергомеханического оборудования ВУГП типа

ВЦЦ-47 «Север» по вибрации

5.1. Приборы и оборудование

5.2. Формирование маршрутов обхода и конфигурирование контрольных точек

5.3. Проведение измерений

5.4. Результаты измерений

Выводы по 5 главе

Актуальность работы. Специфические условия горных предприятий, обусловленные особенностями технологического процесса добычи полезных ископаемых, диктуют повышенные требования к техническому обслуживанию, достоверности диагностики и своевременному ремонту энергомеханического оборудования шахтных стационарных машин непрерывного действия - вентиляторных установок главного проветривания (ВУГП). В этих условиях перспективной формой технического обслуживания (ТО) оборудования является ТО по фактическому состоянию (ОФС), позволяющее увеличить сроки межремонтной работы и исключить необоснованные простои ВУГП, своевременно планировать объемы и сроки проведения ремонтных работ.

Переход на обслуживание узлов энергомеханического оборудования вентиляторов по фактическому состоянию (ОФС) требует решения комплекса задач, связанных с разработкой соответствующих методик оценки технического состояния.

Документом, регламентирующим порядок проведения экспертных обследований ВУГП, являются методические указания по проведению экспертных обследований вентиляторных установок главного проветривания РД 03427-01 - нормативно-технический документ Госгортехнадзора России от 20.12.01 [58], разработанный для реализации в горнодобывающих отраслях. Анализ положений документа показал, что для оценки технического состояния узлов механической части ВУГП применены методы, основанные на измерении и анализе сигнала вибрации. Наряду с ограничением уровня широкополосной вибрации в диапазоне 2-1000 Гц вводятся ограничения для отдельных спектральных компонент (паспортные спектры-маски), что связывается с различной степенью опасности возникновения аварийного отказа оборудования от различных его дефектов.

Как показала практика технического обслуживания ВУГП на горных предприятиях Норильского промышленного района, требования п.2.1.4указаний [58] нуждаются в уточнении допустимых границ «предупреждение» и «тревога» отдельных гармоник в спектрах вибронагруженности и корректировке опорных спектральных масок. Это обусловлено конструктивными особенностями ВУГП, режимами их работы, конструктивными разновидностями систем электроприводов.

В связи с этим актуальна задача разработки методики вибродиагностики и оценки технического состояния узлов энергомеханического оборудования с учетом конструктивных особенностей ВУГП. Данная задача имеет важное значение для повышения безопасности эксплуатации энергомеханического оборудования ВУГП, снижения затрат на ремонтное обслуживание и т.д.

Цель работы: разработка методов и средств объективной оценки вибрационного состояния узлов энергомеханического оборудования ВУГП, обоснование возможности перехода от регламентного обслуживания узлов механической части ВУГП на обслуживание по фактическому состоянию.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Анализ современного состояния вибродиагностики и оценки вибрационного состояния узлов энергомеханического оборудования ВУГП.

2. Построение вибродиагностических моделей узлов энергомеханического оборудования ВУГП.

3. Разработка паспортных спектров-масок подшипниковых узлов энергомеханического оборудования ВУГП и построение границ допустимых уровней спектральных составляющих в спектрах вибронагруженности.

4. Разработка методики вибродиагностики и оценки технического состояния узлов энергомеханического оборудования ВУГП.

Объект исследования: ВУГП различных конструктивных исполнений (на примере ВУГП вентиляционных стволов ВС-1, ВС-2, ВС-3 рудника «Октябрьский» ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель»).

Предмет исследования: вибрационные свойства узлов энергомеханического оборудования ВУГП.

Методика исследований. Для решения поставленных задач в работе использованы теоретические основы вибродиагностики зарождающихся дефектов машин и механизмов, основы спектрального анализа сложных сигналов, теория математической статистики.

В экспериментальных исследованиях применялись методы измерений вибрационных спектров узлов энергомеханического оборудования ВУГП, в основе которых лежит использование показаний переносных сборщиков-анализаторов вибрационных данных, а также натурные измерения на действующих вентиляторах.

Научная новизна работы:

- Построены вибродиагностические модели узлов энергомеханического оборудования ВУГП, основанные на параметрах спектральных характеристик;

- Разработана частотная вибродиагностическая модель ВУГП типа ВЦД-47 «Север»;

- Произведено построение паспортных спектров-масок подшипниковых узлов ВУГП и уточнение допустимых границ «предупреждение» и «тревога» с применением метода оценки генеральной совокупности по малой выборке;

- Разработана методика оценки технического состояния узлов энергомеханического оборудования ВУГП по вибрации;

Практическая ценность работы:

1. Разработана инженерная методика диагностирования узлов энергомеханического оборудования ВУГП с диаметром рабочего колеса 4,7 м с применением вибрационных методов, которая может быть использована для перехода с регламентного обслуживания узлов энергомеханического оборудования ВУГП на обслуживание по фактическому состоянию (ОФС).

2. Получены таблицы диагностических признаков дефектов узлов энергомеханического оборудования ВУГП, необходимые для вибрационного мониторинга и диагностики.

3. На основе экспериментально полученных спектров виброскорости и спектров огибающей высокочастотной вибрации разработаны уточненные паспортные спектры-маски, построены границы уровней «предупреждение» и «тревога».

4. Выполнена практическая реализация методики на действующем оборудовании ВУГП типа ВЦД-47 «Север».

Достоверность полученных результатов подтверждается удовлетворительным совпадением теоретических и экспериментальных результатов, опытом обслуживания группой диагностики энергомеханического оборудования действующих ВУГП рудника «Октябрьский» ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель».

Автор защищает:

1. Выявленные взаимосвязи параметров вибрации с неисправностями узлов энергомеханического оборудования ВУГП.

2. Вибродиагностические модели узлов энергомеханического оборудования ВУГП, построенные на основе параметров спектральных характеристик.

3. Методику построения паспортных спектров-масок допустимых границ «предупреждение» и «тревога».

4. Методику оценки технического состояния вращающегося энергомеханического оборудования ВУГП по сигналам вибрации.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции «НПР: образование, наука, технологии, производство» (г. Норильск, 2001 г.); научно-технической конференции «Социальное и экономическое развитие Норильского промышленного района» (г. Норильск, 2004 г.); на научно-технической конференции, посвященной 70-летию Норильского горно-металлургического комбината и

60-летию Великой Победы (г. Норильск, 2005 г.); на VI Всероссийской научно-практической конференции «Энергоэффективность систем жизнеобеспечения города» (г. Красноярск, 2005 г.).

Реализация полученных результатов. Работа выполнялась в рамках хоздоговорной НИР 082-311 «Разработка методик мониторинга технического состояния вращающегося энергомеханического оборудования ГВУ ВС-2 рудника «Октябрьский», № государственной регистрации 01 20.0511259.

Результаты НИР были использованы автором при разработке Учебного пособия «Технические измерения и приборы. Виброизмерения и вибродиагностика» (г. Норильск, 2004 г.), утвержденного УМО в области автоматизированного машиностроения.

Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований опубликованы в 7 печатных работах. Результаты научно-исследовательских работ изложены в отчете по НИР, в котором автор являлся ответственным исполнителем.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка из наименований и 3 приложений. Основной текст диссертационной работы изложен на /^У страницах, проиллюстрирован рисунками и Л/ таблицами, приложения представлены на страницах графиками, таблицами и протоколами экспериментов.

Результаты работы использованы в учебном процессе на кафедре «Электропривод и автоматизация технологических процессов и производств» для специальностей 210200 и 180400 при изучении курсов «Технические измерения и приборы» и «Неразрушающие методы контроля оборудования».

Результаты внедрения подтверждены соответствующими актами.

Заключение

В процессе проведенных исследований были получены следующие результаты:

1. Выявлены недостатки существующих методических указаний Госгор-технадзора России РД 03-427-01 по экспертному обследованию ВУГП.

2. Разработана усовершенствованная методика мониторинга технического состояния узлов энергомеханического оборудования вентиляторных установок главного проветривания по вибрации, позволяющая организовать техническое обслуживание ВУГП по фактическому состоянию. Особенностью методики является использование для оценки технического состояния, наряду с существующими диагностическими параметрами (спектры виброскорости, СКЗ виброскорости и размах вибросмещения), спектров огибающей высокочастотной вибрации.

3. Выявлены узлы - источники вибрации, характерные для разных типов ВУГП. Разработаны вибродиагностические модели узлов энергомеханического оборудования ВУГП, исследованы диагностические признаки, используемые при оценке технического состояния.

4. Разработана частотная вибродиагностическая модель вентиляторной установки типа ВЦД-47 «Север» с использованием анализа спектров прямых и огибающей высокочастотной вибрации.

5. Рассчитаны пороговые значения для спектральных масок спектров виброскорости подшипниковых узлов.

6. С использованием метода генеральной совокупности по малой выборке, позволившего повысить достоверность определения технического состояния ВУГП за счет использования в качестве исходных данных реальных спектров виброскорости, произведено уточнение ограничений для спектральных компонент спектров виброскорости - спектральных масок применительно к подшипниковым узлам на примере ВУГП типа ВЦД-47 «Север».

7. Проведена экспериментальная проверка разработанной методики на вентиляторных установках типа ВЦД-47 «Север» вентиляционных стволов 1, 2 и 3 рудника «Октябрьский» ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель». Реализация положений методики позволила повысить степень достоверности определения технического состояния подшипниковых узлов, что было подтверждено последующей эксплуатацией вентиляторных установок.

1. Александров А.А. Вибрация и вибродиагностика судового энергетического оборудования / А.А. Александров, А.В. Барков, Н.А. Баркова, В.А. Шафранский. Д.: Судостроение, 1986. - 276 с.

2. Аранович JI.A. Разработка методов вибродиагностики подшипников качения шахтных вентиляторов главного проветривания: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М.: 1983. - 16 с. - В надзаг.: АН СССР, Инст-т горного дела им. А.А. Скочинского.

3. Арефьев Б.В. Исследование влияния теплового состояния фундамента и опор на вибрацию ГТУ типа ГЕ-100-3 / Б.В. Арефьев, И.А. Ковалев // Энергомашиностроение. 1978. -№5. - с. 47-48.

4. Артоболевский И. И. Введение в техническую диагностику машин / И. И. Артоболевский, Ю. И. Болицкий, М. Д. Генкин. М.: Машиностроение, 1979.-296 с.

5. Атступенас В.-Р.В. Вопросы динамики прецизионного жесткого ротора в упругих подшипниках качения: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Каунас, 1969. - 23 с. - В надзаг.: Каунасский политехи, ин-т.

6. Барков А.В., Мониторинг и диагностика роторных машин по вибрации / А.В. Барков, Н.А. Баркова, А.Ю. Азовцев. СПб.: Изд.центр СПбГМТУ, 2000. - 169 с.

7. Баркова Н.А. Виброакустические методы диагностики: учебное пособие / Н.А. Баркова. Д.: Изд. ЛКИ, 1985. - 91 с.

8. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов / С.И. Баскаков. М.: Высшая школа, 2002. - 214 с.

9. Бидерман В.Л. Теория механических колебаний / В.Л. Бидерман. М.: Высшая школа, 1980. - 408 с.

10. Биргер И.А. Техническая диагностика / И.А. Биргер. М.: Машиностроение, 1978.-240 с.

11. Бочаров К.П., Ковалевская В.И. Электропривод и электрооборудование вентиляторных установок главного проветривания / К.П. Бочаров, В.И. Ковалевская // Горные машины и автоматика. М.: ЦНИЭИуголь, 1967, №10, с. 80-82.

12. Бояринов B.C. Исследование вибраций вала, вращающегося в шарикоподшипниках: автореф. дис. . канд. техн. наук. Горький, 1966. - 22 с. - В надзаг.: Горьк. гос. ун-т. им. Н.И. Лобачевского.

13. Брановский М.А. Исследование и устранение вибрации турбоагрегатов / М.А. Брановский, И.С. Лисицын, А.П. Сивков. М.: Энергия, 1969. - 232 с.

14. Браун С. Анализ вибраций роликовых и шариковых подшипников: труды ASME / С. Браун, Б. Датнер // Конструирование и технология машиностроения. 1979. - т. 101. - № 1. - с. 65-72.

15. Брозголь И.М. Влияние габаритных размеров шарикоподшипников на уровень вибрации / И.М. Брозголь, Е.С. Кузнецов, К.С. Коган // Труды ВНИ-ИП. 1965. - т. 43. - № 3. - с. 40-53.

16. Вентцель Е.С. Теория вероятностей и ее инженерные приложения / Е.С. Вентцель, Л.А. Овчаров. -М.: Наука, 1988.-480 с.

17. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т. / Под ред. М.Д. Генкина. -М.: Машиностроение, 1981.

18. Вибрации подшипников / К.М. Рагульскис, В.-Р.В. Атступенас, А.П. Кульвец и др. Вильнюс: Минтис, 1974. - 391 с.

19. Вибрация в технике, т.1,2 / Под ред. Клюева В.В. М.: Машиностроение, 1978.

20. Вибрация энергетических машин. Справочное пособие / Под ред. Н.В. Григорьева. Л.: Машиностроение, 1974. - 464 с.

21. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов / Балицкий Ф.Я., Иванова М. А., Соколова А. Г., Хомяков Е. И. Отв. ред. Генкин М. Д. -М.: Наука, 1984.-119 с.

22. Влияние несимметричных режимов работы на вибрацию электрических машин переменного тока / Александров А.А., Атрашкевич Е.Н., Барков А.В. и др. // Вопросы судостроения. Сер.: Судовая электротехника и связь. -1981.-Вып.ЗЗ.-с. 41-51.

23. Влияние числа шариков на частоты собственной вибрации шарикоподшипников гиродвигателей / К.Н. Явленский, Р.Н. Ковалев, Г.Н. Никифорова и др. // Прикладная механика в приборостроении. JL: Изд-во Ленинградского ун-та, 1973, - Вып.1. - с. 162-168.

24. Генкин М.Д. Виброакустическая диагностика машин и механизмов / М.Д. Генкин, А. Г. Соколова. М.: Машиностроение, 1987. - 288с.

25. Гольдин А. С. Вибрация роторных машин / А. С. Гольдин. М.: Машиностроение, 1999. -344 с.

26. ГОСТ ИСО 10816-1-97 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерения вибрации на невращающихся частях. Часть 1. Общие требования. ИПК Изд-во стандартов. - 1998. - 14 с.

27. ГОСТ ИСО 2954-97 Вибрация машин с возвратно-поступательным и вращательным движением. Требования к средствам измерений. ИПК Изд-во стандартов. - 1998. - 11 с.

28. Григорьев Н.В. Нелинейные колебания машин и сооружений / Н.В. Григорьев. М.- Д.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1961. - 256 с.

29. Добрынин С. А. Методы автоматизированного исследования вибрации машин: справочник / С. А. Добрынин, М. С. Фельдман, Г. И. Фирсов. М.: Машиностроение, 1987. - 224 с.

30. Жумахов И.М. Шахтные вентиляторы / И.М. Жумахов. М.: Углетех-издат, 1951. - 233 с.

31. Загоруйко Н.Г. Методы распознавания и их применение / Н.Г. Заго-руйко. М.: Советское радио, 1972. - 206 с.

32. Зварич В.Н. Авторегрессионная информационно-измерительная система вибродиагностики вращающихся узлов электрических машин: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Киев, 1991.-19 с. -В надзаг.: Инст-т электродинамики АН Украинской ССР.

33. Карасев В.А. Вибрационная диагностика газотурбинных двигателей / В.А. Карасев, В.П. Максимов, М.К. Сидоренко. М.: Машиностроение, 1978. -132 с.

34. Карасев В.А. Доводка эксплуатируемых машин. Вибродиагностические методы / В.А. Карасев, А.Б. Ройтман. М.: Машиностроение, 1986. -189 с.

35. Карпов А.Г. Методы обработки вибросигнала при диагностике вентиляторов главного проветривания / А.Г. Карпов // Электроэнергетика, автоматизация производства, технологические машины: Сборник научных трудов / НИИ. Норильск, 2005. - с. 55-58.

36. Ковалевская В.И. Шахтные центробежные вентиляторы / В.И. Ковалевская, Г.А. Бабак, В.В. Пак. М.: Недра, 1976. - 320 с.

37. Ковалев И.А. Разработка алгоритмов функционирования и распознавания дефектов для автоматической системы вибрационной диагностики / И.А. Ковалев // Труды ЦКТИ. 1992. - Вып.273. - стр.27 - 33.

38. Ковалев И.А. Исследование устойчивости несимметрично опертого ротора / И.А. Ковалев // Энергомашиностроение. 1977. - №1. - с. 8-10.

39. Колемаев В.А. и др. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для экон. спец. вузов/ В.А. Колемаев, О.В. Староверов, В.Б. Турундаевский; под ред. В.А. Колемаева. М.: Высш. шк., 1991. - 400 е.: ил.

40. Колосова О.П. Вибродиагностика роторной системы на подшипниках качения: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Челябинск, 1999. - 16 с. - В надзаг.: Южно-Уральский государственный ун-т.

41. Костин В.И., Радчик И.И., Смирнов В.А. Нормирование вибрации ГПА // Газовая промышленность. 1985. -№11. -с.31-33.

42. Коспок А.Г. Колебания паровых турбоагрегатов / А.Г. Костюк // Вибрация в технике. Справочник. Т.З / Под ред. Диментберга Ф.М. и Колесникова К.С. -М.: Машиностроение, 1980. с. 300-322.

43. Крейн А.З., Ровинский В.Д., Смирнов В.А. Применение среднестатистических спектров вибраций для оценки технического состояния ГПА-Ц-6,3 // ОИ ВНИИЭгазпром. Транспорт и хранение газа. 1981. -№10. - с.1-10.

44. Крючков Ю.С. Влияние зазора на вибрацию и шум подшипников качения / Ю.С. Крючков // Вестник машиностроения. 1959. - №8. - с. 30-39.

45. Крючков Ю.С. Влияние зазора на вибрации и шум подшипников качения / Ю.С. Крючков // Вестник машиностроения. 1959. - № 8. - с. 10-14.

46. Куликов А.Б. Вибродиагностика подшипниковых грузовых вагонов: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Москва, 2001. - 16 с. - В надзаг.: Московский государственный ун-т путей сообщения.

47. Кульвец А.П. Вопросы динамики жесткого ротора, вращающегося в прецизионных подшипниках качения: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Каунас, 1970. 18 с. - В надзаг.: Каунасский политехи, ин-т.

48. Левин М.А. Моторист вентиляторной установки: учеб. пособие для профессионального обучения рабочих на производстве / М.А. Левин, И.А. Ленский. -М.: Недра, 1990. 143 е.: ил.

49. Левин Б.Р. Теория случайных процессов и ее применение в радиотехнике / Б.Р. Левин. М.: Советское радио, 1957. - 496 с.

50. Лисицын И.С. Вынужденные колебания гибких роторов на анизотропных опорах / И.С. Лисицын // Энергомашиностроение. 1980. -№2 - с. 8-10.

51. Математическая статистика: Учеб. для вузов/ В.Б. Горяинов, И.В. Павлов, Г.М. Цветкова и др.. Под ред. B.C. Зарубина, А.П. Кршценко. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. - 424 с.

52. Милых В.И. Электродинамические условия в пазах якоря машины постоянного тока / В.И. Милых // Электротехника. 1992. - № 10. - с. 36-43.

53. Овчаров Б.Э., О работоспособности подшипниковых узлов двухполюсных электродвигателей / Б.Э. Овчаров, В.М. Степанов, А.Г. Всеводин // Вестн. Машиностроения. 1980. - № 6. - с. 30-32.

54. Олимпиев В.И. Сравнительный анализ антивибрационных свойств эллиптических и сегментных подшипников / В.И. Олимпиев, А.В. Камский // Энергомашиностроение. 1977. - №2. - с. 15-17.

55. Основы научных исследований: Учеб. для техн. вузов / В.И. Крутов, И.М. Грушко, В.В. Попов и др.. Под ред. В.И. Крутова, В.В. Попова. М.: Высш. шк., 1989.-400 е.: ил.

56. Павлов Б.В. Акустическая диагностика механизмов / Б.В. Павлов. -М.: Машиностроение, 1971. 223 с.

57. Пановко Я. Г. Основы прикладной теории колебаний и удара / Я.Г. Пановко. Д.: Политехника, 1990. -272 с.

58. Попков В.И. Виброакустическая диагностика в судостроении / В.И. Попков, Э.А. Мышинский, О.И. Попков. Д.: Судостроение, 1989. - 256 с. ил.

59. Попков В.И. Виброакустическая диагностика и снижение виброактивности судовых механизмов / В.И. Попков. Д.: Судостроение, 1974. - 222 с.

60. Попков В.И. Характеристика механизмов, как источников вибрации / В.И. Попков // Известия ЛЭТИ им. В.И. Ульянова. 1968. - Вып.63. - с. 276287.

61. Приборы и системы для измерения вибрации шума и удара: справочник / Под ред. В.Б. Клюева М.: Машиностроение, 1978. - т.1 - 448с.: т.2. -500 с.

62. Разработка методик мониторинга технического состояния вращающегося энергомеханического оборудования ГВУ ВС-2 рудника «Октябрьский»: отчет по НИР 082-311, № гос. per. 01 20.0511259 / А.И. Писарев, А.Г. Карпов. Норильский индустр. ин-т, 2002. - 396 с.

63. Расчеты на прочность в машиностроении. Т.1/ Пономарев С.Д., Би-дерман B.JL, Ликарев Д.Д. и др. М.: Машгиз, 1956. - 450 с.

64. Рогачев В.М. Вибродиагностика подшипников скольжения // Изв. вузов. М.: Машиностроение, 1980. -№6. - с.23-26.

65. Сидоренко М.К. Виброметрия газотурбинных двигателей / М.К. Сидоренко. М.: Машиностроение, 1973. - 224 с.

66. Современные методы и средства виброакустического диагностирования машин и конструкций / Ф. Я. Балицкий, М. Д. Генкин, М. А. Иванова и др. Под редакцией академика Фролова К. В. М.: 1990. - 252 с.

67. Создание средств вибродиагностики и обеспечение вибронадежности: отчет о НИР / А.П. Гусенков, Э.Л. Айраметов, М.Д. Генкин, А.Г Соколова. -ИМАШ им. А.А. Благонравова АН СССР, инв. №АЛ-1093 от 14.12.87.

68. Тамура Я. О субгармонических колебаниях порядка /4, возбуждаемых при движении шариков шарикоподшипника / Я. Тамура, О. Танигути // Механика: Периодич. сборник пер. иностр. статей. 1963. - № 3 (79). - с. 43-55.

69. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебник для вузов / Н.Ш. Кремер. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002. - 543 с.

70. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для вузов / В.Е. Гмурман. Изд. 7-е, стер. -М.: Высш. шк., 2000. - 479 е.: ил.

71. Тиллиан Т. Успехи в исследовании вибраций подшипников качения и снижения их уровня / Т. Тиллиан, О. Густафсон // Механика: Периодич. сборник пер. иностр. статей. 1965. - № 6 (94). - с. 31-52.

72. Урьев Е. В. Основы надёжности и технической диагностики турбома-шин / Е. В. Урьев. Екатеринбург, 1996. - 70 с.

73. Харкевич А.А. Борьба с помехами / А.А. Харкевич. М.: Наука, 1965. -275 с.

74. Ширман А.Р. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования / А.Р. Ширман, А.Б. Соловьев. М.: 1996. -276 с.

75. Шубов И.Г. Шум и вибрация электрических машин / И.Г. Шубов. Д.: Энергия, 1973.-200 с.

76. Экспериментальные методы обнаружения повреждения подшипников качения в ранней стадии / А.И. Ерошкин, В.П. Максимов, П.И. Орманов и др. // Прочность и динамика авиационных двигателей. 1971. - вып. 6. - с. 260274.

77. Явленский К. Н. Вибродиагностика и прогнозирование качества механических систем / К.Н. Явленский, А. К. Явленский. Д.; Машиностроение, 1983.-239 с.

78. Яблоков А.Е. Вибродиагностика основного технологического оборудования размольного отделения мельницы: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Москва, 2001. - 23 с. - В надзаг.: Московский государственный ун-т пищевых произв-в.

79. Диагностические параметры (частоты составляющих спектров вибрации и ее огибающей) дефектов ротора и подшипников каченияпри глубокой диагностике агрегата

80. Наименование дефекта Параметры

81. Слабый дефект Средний дефект Сильный дефект

82. Автоспектр Спектр огибающей Автоспектр Спектр огибающей Автоспектр Спектр огибающей1 2 3 4 5 6 7 8

83. Неуравновешенность ротора Рост fr без kfr, к= 2, 3,.и — Рост fr без kfr, к= 2, 3,.п — Рост fr без kfr, к= 2,3 fr

84. Несоосность валов (бой вала) Рост kfr, к= 2, Ъ,.п — Рост kfr, к= 2, Ъ,.п Рост kfr, к<5 Нет роста ВЧ Рост kfr, к= 2, Ъ,.п Рост kfr, к>5, нет роста ВЧ

85. Дефекты муфты — Ряд kfn к= 1,2, .п Рост kfr, к= 1, 2, .п Ряд If г, к= 1,2, .п Рост kfr, к= 1,2, .п Ряд kfr, к= 1,2, .п

86. Неравномерный радиальный натяг Рост 2 fr 2 f Рост 2 fr ¥г, 2fr выше, к= 1,2, .п Рост 2 fr, рост kfr, к= 1,2, .п kfr, четные выше, к= 1,2, .п

87. Перекос наружного кольца Рост 2f0 2f0 Рост 2f0 2f0 Рост kf0, четные выше, к= 1, 2, .п kfo, четные выше, к= 1,2, .и1. Продолжение приложения 11 2 3 4 5 6 7 8

88. Износ наружного кольца — /о Рост kfo, к= 1,2,3,. fo Рост к f0, 1,2,3,. /о, рост ВЧ

89. Раковины на наружном кольце — kf0 к= 1,2,3,. Рост kf0, к>Ъ kfo к= 1,2,3,. Рост kfo, fc=1.10 kfo, рост ВЧ

90. Износ внутреннего кольца — fr Рост kf, kfi к= 1,2,3,. kfr, kfi к = 1,2,3,. Рост kfr, kfi k= 1,2,3,. kfr, рост ВЧ, *= 1,2,3,.

91. Раковины на внутреннем кольце — kfi к= 1,2,3,. Рост kfr, kfi к= 1,2,3,. kfr, kfi k= 1,2,3,. Рост л/;, ty k= 1,2,3,. kfu рост ВЧ, 1,2,3,.

92. Износ тел качения и сепаратора — kfcg, k(fr-fcg), к 1,2,3,. — kfcg, k(fr-fcg), k= 1,2,3,. kfcg, Hfr-fcg), k= 1,2,3,. &/cg, k(fr-fcg), рост ВЧ, 1,2,3,.

93. Раковины на телах качения — 2kfroi, к= 1,2,3,. 2 kfroi, к= 1,2,3,. 2kfroi, "горбы", £ = 1,2,3,. "Горбы" 2kfroi, "горбы", рост ВЧ, ft= 1,2,3,.

94. Дефект смазки Рост пикфактора — kfo^fcg, к= 1,2,3,. Рост ВЧ Рост ВЧ Рост ВЧ

95. Частоты составляющих спектров вибрации и ее огибающей для обнаружения и идентификациидефектов подшипника скольженияп/п Вид дефекта Спектр вибрации Спектр огибающейосновные дополнительные основные дополнительные

96. Неуравновешенность ротора fr Нет роста kfr, к> 1 Нет£/Г, £>1 —

97. Бой вала (муфты) kf £ = 1,2, 3,. Нет роста ВЧ kfr £=1,2, 3,. Нет роста ВЧ

98. Дефекты узлов крепления УНЧ (<0.5 fr) Есть другие дефекты Не обнаруживаются

99. Автоколебания вала kfr /2, kfr /3, к= 1,2,3,. — kfr /2, kf /3, £=1,2,3,. —

100. Перекос подшипника к 2 fr, £=1,2,3,. — klfr, £=1,2,3,. —

101. Износ подшипника kf £=1,2,3,. Рост ВЧ £/r,£<7 Подъем спектра на НЧо Рост ВЧ

102. Удары в подшипнике kf £=1,2,3,. Рост ВЧ kf, £>7 Рост ВЧ

103. Дефекты смазки Рост ВЧ Нет роста к fr, £=1,2, 3,. Рост ВЧ Нет сильных составляющих

104. Неидентифицированные дефекты Рост других гармонических составляющихгде УНЧ составляющие спектра на частотах менее 0,5 fr\ ВЧ - высокочастотная часть спектра; НЧо - низкочастотная часть спектра огибающей.

105. Группы дефектов машин постоянного тока и частоты составляющих вибрации для их обнаруженияп/п Вид дефекта Частоты составляющих вибрации Примечания

106. Неуравновешенность якоря fr, нет роста к fr, к> 1

107. Бой вала (муфты) kfr,k> 1 Радиальное направление

108. Дефекты узлов крепления УНЧ {f< 0,5 fr) Есть другие дефекты

109. Дефекты обмоток якоря kfr,kfz±k!fr Тангенциальное направление ддяк/г

110. Дефекты системы возбуждения kfz,nwltf2±ki fr

111. Дефекты щеточно-коллекторного узла kfk

112. Пульсации напряжения питания kfu Тангенциальное направление

113. Неидентифицированный дефект Рост других гармонических составляющихгдеfr частота вращения ротора;fu частота пульсаций напряжения питания;fk коллекторная частота;fz зубцовая частота;

114. УНЧ составляющие вибрации на частотах менее V2 fr;к= 1,2,3,.;кг= 1,2,3,.

115. Частоты составляющих спектра вибрации для обнаружения и идентификации дефектов электромагнитной системы синхронной машины переменного токагдеп/п Вид дефекта Частоты составляющих вибрации Примечания

116. Неуравновешенность ротора Л > нет роста ¥г,к> 1

117. Бой вала (муфты) ¥гЛ> 1 Радиальное направление

118. Дефекты узлов крепления УНЧ (/<0,5 fr) Есть другие дефекты

119. Статический эксцентриситет зазора 2 /„ ,kfz-2k! /„ Радиальное направление для 2 /и

120. Дефекты системы возбуждения ¥z±kifr

121. Дефекты обмоток статора 2fu,kfz± 2kj fu Тангенциальное направление для 2/и

122. Несимметрия напряжения питания 2fu , нет роста kfz ±2 kif9 Тангенциальное направление для 2/„

123. Нелинейные искажения напряжения питания 6k.fu ,k=l, 2,3,. Тангенциальное направление

124. Неидентифицированный дефект Рост других гармонических составляющихfT частота вращения ротора;fu частота напряжения питания;г зубцовая частота;

125. УНЧ составляющие вибрации на частотах менее х/г fr;к= 1,2,3, .;ki = 1,2,3, . .1. Примечания:

126. Вибрации на частотах, кратных частоте скольжения, отсутствуют, так как нет скольжения.

127. Зубцовые гармоники вибрации (магнитный шум) определяются зубцами на статоре, а не на роторе.

128. Частоты составляющих спектра вибрации для обнаружения и идентификации дефектов электромагнитной системы асинхронных двигателейп/п Вид дефекта Частоты составляющих вибрации Примечания

129. Неуравновешенность ротора fr, нет роста к fr, к> 1

130. Бой вала (муфты) kf, к > 1 Радиальное направление

131. Дефекты узлов крепления УНЧ (f<0,5/r ) Есть другие дефекты

132. Статический эксцентриситет зазора 2fu ,kfz±2kfu Радиальное направление для 2fu

133. Динамический эксцентриситет зазора kfz ± kjfr

134. Дефекты обмоток ротора kfr±2kisfu

135. Дефекты обмоток статора 2fu, kfz ± 2kjfu Тангенциальное направление для 2fu

136. Несимметрия напряжения питания 2fu, нет роста bfz ± 2 kifu Тангенциальное направление для 2/ы

137. Нелинейные искажения напряжения питания 6kfu ,k= 1,2, Тангенциальное направление

138. Неидентифицированный дефект Рост других гармонических составляющихгдеfr частота вращения ротора;fu частота напряжения питания;fz зубцовая частота;s скольжение ротора;

139. УНЧ составляющие вибрации на частотах менее lA fr;к = 1.2.3.:

140. СИСТЕМА СЕРТИФИКАЦИИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ1. СЕРТИФИКАТ1. СООТВЕТСТВИЯN0000341

141. Действителен до .01- 02 2001

142. Сертификат распространяется на партию в количестве 200 шт.,заводские номера.,1. Сертификат выданнаименование органа по сертификации, выдавшего сертификат, адрес1. Тест-С.-Петербург.

143. Результаты испытаний средств измерений приведены в приложении к настоящему сертификату.1. Руководитель ОССИдолжность руководи1. Тест-СПб.и наименование органа пi.С.Иванов1. Продолжение приложения 6