автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка метода диагностики энергетического оборудования на основе показателей чувствительности

На правах рукописи

РЕШЕТОВ АНАТОЛИИ АНАТОЛЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ДИАГНОСТИКИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

Специальность 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Чебоксары 2004

Работа выполнена на кафедрах «Системы автоматического управления электроприводами» и «Теоретическая механика» ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова», г. Чебоксары.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор А. К. Аракелян

Научный консультант:

кандидат физико-математических наук, доцент А.В. Галанин

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор А.Л. Горелик;

кандидат технических наук Ф.Я. Балицкий

Ведущее предприятие:

ОАО «Чувашэнерго»

428003, г. Чебоксары, пр.И.Яковлева, 4/4

Защита состоится 22 сентября 2004 года в 10.00 на заседании диссертационного совета Д520.010.01 в ЗАО «Научно-исследовательский институт интроскопии МНПО «Спектр» по адресу: 119048, г. Москва, ул. Усачева, 35, строение 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеках ЗАО «НИИ Интроскопии МНПО «Спектр» (г. Москва, ул. Усачева, 35, строение 1), ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова» (г. Чебоксары, ул. Университетская, 38/1).

Автореферат разослан августа 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Д520.010.01, кандидат технических наук

Б.В. Туробов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В условиях, когда по оценке федеральной энергетической комиссии износ оборудования предприятий топливно-энергетического комплекса и машиностроительного профиля Российской Федерации в начале XXI века достиг 70% и более, надежное и безопасное их функционирование без эффективной системы диагностики невозможно. Ежегодно потери от техногенных аварий возрастают в России на 10-30%, при этом ежедневно происходит не менее 2-х техногенных аварий. Все большее значение имеют методы и средства дефектоскопии, интроскопии, структуроскопии, контроля размеров и физико-механических характеристик материалов и узлов, а также вибродиагностики. Взаимосвязанные этапы проектирования, изготовления, эксплуатации, реконструкции или утилизации любого сложного оборудования требуют постановки диагноза неисправного элемента (детали и установления причин дефекта. При этом очень важно вовремя обнаружить и не допустить развития дефектов, приводящих к необратимым катастрофическим последствиям. Именно поэтому разработка методов и средств определения существенных врожденных свойств объектов для диагностики зарождающихся повреждений является актуальной проблемой.

Решение проблемных вопросов неразрушающего контроля и диагностики (НК и Д) началось по направлению разработки, создания и внедрения аппаратных методов и средств контроля, основанных на регистрации различных физических полей и излучений, химических взаимодействий и процессов. При этом уровень чувствительности традиционных методов НК и Д не всегда позволяет выявить преддефектное состояние металла, особенно зоны, где ожидаются повреждения. Используемые в настоящее время в практике ремонтных предприятий топливно-энергетического комплекса и машиностроительного профиля, а также конструкторских организаций по созданию различного оборудования методы диагностики динамической напряженности ориентированы на выполнение спектрального анализа вибраций оборудования. Однако в большинстве случаев такой подход не позволяет решить проблему динамической надежности и безопасности оборудования без применения эффективных аналитических методик. Поэтому важнейшим фактором обеспечения надежности оборудования является разработка и внедрение эффективных аналитических методов, которые должны быть составной частью технической диагностики ' различного оборудования. Традиционные подходы для создания таких методик опираются на использование современных вычислительных средств, которые целесообразно развивать на путях применения показателей чувствительности.

Обзор литературы по НК и Д различного оборудования показал, что аналитических методов распознавания состояния оборудования мало, при этом направление развития вычислительных методов для диагностики является перспективным для комплексного решения проблем промышленной безопасности различных объектов. В целях диагностики механического состояния оборудования необходимо знать, как поведет себя тот или иной узел, а также указать по структуре изделия, в каком месте (местах) определены конфетные повреждения. Очевидно, в первую очередь, следует ожидать выхода из строя узла с высокоэнергоемкими (высокочувствительными к возбуждению) деталями. При

этом наибольшая амплитуда отклика наблю

™п '■-■ ""Г"'-' V?

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ

БИБЛИОТЕКА

СПтр

о» кэ У«

частот дефектного узла Следовательно, возникает потребность в диагностике механического состояния оборудования с помощью соответствующих средств оценки текущей надежности путем разработки вычислительного метода позволяющего предсказывать, какие частотные составляющие появятся в спектре вибраций при возникновении дефектов в соответствующем узле Поэтому автор занялся разработкой эффективного (простого и достаточно точного) компьютерного метода, позволяющего контролировать механическое состояние оборудования, прогнозировать проявление зарождающихся дефектов и их локализовать В результате разработан новый способ диагностики технического состояния оборудования по уровням энергетических соотношений его элементов, основанный на применении и развитии положений теории чувствительности

Данная научная разработка выполнена за период с 1987 года по 2004 год при работе в ОАО «Дизельпром» (в настоящее время ООО «Чебоксарский завод силовых агрегатов», г Чебоксары), 000 «Волготрансгаз» (г Нижний Новгород), ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им И Н Ульянова» (г Чебоксары), при этом экспериментальная часть разработки выполнена в ОАО «Дизельпром», ОАО «Чувашэнерго» и ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им И Н Ульянова», г.Чебоксары при участии специалистов ФГУП ГНЦ РФ«ЦНИИим. акад. А.Н. Крылова» (г. С-Петербург)

Теоретические, опытные и экспериментальные исследования, выполненные автором за период 1987-2004 гг и обобщенные в данной работе, позволяют утверждать, что методы диагностики должны учитывать не только закономерности протекания механического процесса энергетической установки (имеющей в своем составе дизель, электродвигатель, паровую или газовую турбину), но и влияние электромеханического процесса оборудования Для успешного решения задач диагностики технического состояния оборудования оказалось необходимым, найти способы аналитического его представления в виде единой электромеханической системы, введя в качестве диагностических признаков зарождающихся повреждений энергетические формы (соотношения) его элементов

Теоретико-практическим фундаментом для выполнения указанных исследований являются теоретические, научно-практические и программные разработки Национального технического университета «Харьковский политехнический институт» (дтн Л.И. Штейнвольф, дтн В.Н. Карабан, ктн В.Н. Митин, ктн Ю.М. Андреев, ктн Е.И. Дружинин, ктн А.А. Ларин), ФГУП ГНЦ РФ «ЦНИИ им акад А.Н. Крылова» (дтн В.И. Попков, дтн В.П. Терских, ктн Г И Бухарина), ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им И Н Ульянова» (д т н А.К. Аракелян, дтн А.А. Афанасьев), д т н Е.Н.Розенвассера, д т н Р.М. Юсупова, ФГУП «ЦНИИ экономики, информатики и систем управления» (дтн А.Л. Горелик), ИМАШ им акад А.А. Благонравова РАН (дтн М.Д. Генкин, ктн А.Г. Соколова). ЗАО «НИИ интроскопии МНПО «Спектр» (ктн Ф.Я. Балицкий), члена-корреспондента РАН В В Клюева и РОНКТД, собственные научные, технические и программно-алгоритмические разработки, а также многолетний опыт работы по созданию и диагностированию сложного оборудования

Цель научной разработки и задачи исследования. Главной целью данной работы является теоретическое и практическое решение проблемы распознавания зарождающихся повреждений элементов различного

оборудования, разработка метода и средств определения существенных врожденных свойств объектов для диагностики зарождающихся повреждений.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1. Установление существенных свойств энергетического оборудования и введение новых диагностических признаков зарождающихся повреждений.

2. Теоретическое обоснование предлагаемого метода расчета эпюр энергий электромеханических и гидромеханических систем со многими степенями свободы.

3. Разработка методики и программно-алгоритмических средств, повышающих достоверность оценки механического состояния оборудования за счет предсказания зарождения дефектов элементов по структуре изделия.

4. Построение динамических моделей реального энергетического оборудования для его диагностики и практическое подтверждение разработанного метода диагностирования.

Объект исследования - оборудование электромеханических и гидромеханических систем и комплексов со многими степенями свободы.

Предмет исследования. Разработка, создание и внедрение программно-алгоритмических средств диагностики энергетического 'оборудования. В диссертационной работе представлены результаты теоретических, экспериментальных и практических исследований с целью разработки метода диагностики энергетического оборудования на основе показателей чувствительности к резонансным возбуждениям, а также ряд практических приложений указанного метода.

Методы исследования:

1. Исследование и регистрация физических эффектов, предшествующих времени перехода материала и/или изделия в «дефектное» состояние и диагностика зарождающихся повреждений произведены на основе физико-математических методов исследования крутильно-изгибных колебательных процессов оборудования с использованием положений теорий чувствительности и распознавания образов.

2. Для расширения области применения функций чувствительности свободных частот механических систем на электрические и гидравлические системы в целях их диагностики применяется принцип изоморфизма колебательных процессов в системах различной физической природы (электрических, гидравлических, механических).

3. Функции чувствительности к накоплению повреждений определяются посредством общего метода построения физико-математических моделей динамических процессов с применением структурных матриц в системах любой физической природы.

4. Метод Рэлея применяется для записи выражения максимумов магнитной (кинетической) и электрической (потенциальной) энергий, а также определения частот свободных колебаний путем рассмотрения баланса энергии сложных систем.

5 Особенностью получаемых результатов является то, что обычные формы колебаний консервативных (недиссипативных) систем - собственные векторы (формы амплитуд обобщенных координат) исходных систем со многими степенями свободы нормируются по методу плоских вращений Якоби

естественным образом так, что сумма всех относительных магнитных (кинетических) и электрических (потенциальных) энергий элементов равна единице. Это дает непосредственно коэффициенты чувствительности этих элементов к зарождению дефектов.

Научная новизна разработки, по мнению автора, заключается в следующем:

1. Предложен новый метод диагностики энергетического оборудования на основе показателей чувствительности к резонансным возбуждениям.

2. Впервые в качестве диагностических признаков, по которым оценивается текущая надежность оборудования и предсказывается зарождение дефектов, приняты энергетические формы (уровни магнитных и/или кинетических, электрических и/или потенциальных энергий элементов системы) свободных колебаний физико-математической модели диагностируемой конструкции.

3. Достигнуто углубление уровня технического диагностирования энергетического оборудования при использовании метода спектральной вибродиагностики за счет расширения диагностических признаков и предсказания частотных составляющих, появляющихся в спектре вибраций при зарождении дефектов в соответствующем узле.

4. Разработанный метод диагностики дает возможность создания многоуровневой системы мониторинга и обслуживания энергомеханического оборудования по состоянию, основанной на определении фактического технического состояния оборудования и проведении ремонта только там и именно тогда, где и когда это действительно необходимо.

Практическая значимость и. реализация работы состоит в том, что разработанный метод диагностики энергетического оборудования по уровням энергетических соотношений его элементов позволяет исследовать и контролировать (оценить) механическое состояние оборудования, предсказать проявление зарождающихся дефектов по структуре изделия, обнаружить опасные участки конструкций по накоплению усталостных повреждений, локализовать дефекты конструктивно-монтажного характера и предложить экономичные мероприятия по увеличению ресурса энергомеханического оборудования (в том числе с целью решения проблем в рамках единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций).

Научно-исследовательские, программно-алгоритмические, диагностические и опытно-конструкторские разработки автора созданы на базе многолетнего опыта работы, который включает деятельность по созданию и диагностике реальных конструкций, а также практическому приложению разработанного метода диагностики оборудования по уровням энергетических соотношений его элементов. В частности, автором предупрежден ряд серьезных техногенных аварий (определены причины опасных колебаний и/или разрушений) энергетических установок путем применения разработанного метода диагностики: ДРА-525 на базе дизеля 8ЧН16.5/18.5 с валопроводом судна МРТК «Балтика», выпущенный ОАО «Дизельпром» г.Чебоксары (на этапе проектирования); промышленный трактор D355A с дизелем 6V396 ТС4, выпущенный фирмой «Komatsu». Япония (в ходе ремонтного производства на ОАО «Дизепьпром» г Чебоксары при мобильной замене одного типа двигателя на другой); электронасосная станция СДВ2-215/41-10 + 800В-2.5/100-1 мощностью 3 МВт (МП «Водоканал», г. Новочебоксарск); диагностика причин

опасных повреждений зубчзтой муфты и ротора электрического двигателя установки 2АЗМ-5000/6000-У4 + зубчатая муфта + ПЭ580-185-2 мощностью 5000 кВт (питательный электронасос одной из ТЭЦ РАО «ЕЭС России») и др.

Теоретические исследования, проведенные автором, нашли применение при создании новых и надежных конструкций промышленных тракторов, дизель-генераторов и судовых энергетических установок на базе дизелей семейства ЧН16.5/18.5 ОАО «Дизельпром» (ООО «Чебоксарский завод силовых агрегатов») г. Чебоксары, диагностике основных причин неоднократно имевших место аварий в системе питательный насос с асинхронным электроприводом мощностью 5000 кВт ТЭЦ-2 ОАО «Чувашэнерго» г.Чебоксары, диагностике энергомеханического оборудования ООО «Волготрансгаз» ОАО «Газпром» г. Нижний Новгород, разработке и диагностике погружных центробежных насосов для добычи нефти с асинхронным электроприводом ОАО «Борец» г. Москва и др.

После изготовления опытных образцов упомянутой техники (промышленных тракторов, дизель-генераторов, судовых энергетических установок и другого оборудования) и их экспериментальных испытаний полученные результаты полностью подтвердили исходный теоретический и расчетный материал, в частности по проблеме отстройки структурно-сложных и сравнительно мощных электромеханических систем от опасных резонансов в рабочем диапазоне частот вращения, а также предсказания зарождения дефектов.

Использование разработанного автором способа диагностики позволяет реализовать необходимые технические и конструкторские мероприятия по повышению степени надежности и вибропрочности вращающихся частей энергомеханического оборудования, а также совершенствовать технологию ремонтных работ с целью перехода к диагностике состояния (технологических и эксплуатационных дефектов) оборудования в процессе эксплуатации по уровням спектральных составляющих вибрации и управлению качеством при изготовлении различного оборудования.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Теоретические основы метода диагностики энергетического оборудования на основе показателей чувствительности.

2. Разработанный метод диагностики технического состояния энергетического оборудования на основе показателей чувствительности и соответствующая диагностическая модель

3. Разработанный алгоритм и программа для оценки механического состояния элементов оборудования электромеханических систем.

4. Теоретические выводы по вопросам расширения области применения разработанного метода диагностики энергетического оборудования на системы любой физической природы.

5. Результаты теоретических расчетов и экспериментальных исследований ряда реальных энергетических объектов.

Существенные научные результаты, полученные автором:

1 В данной научной работе теория чувствительности развивается путем разработки на основе ее положений нового метода диагностики технического состояния оборудования по уровням энергетических соотношений его элементов

2. Теоретически обоснован предлагаемый метод расчета эпюр энергий электромеханических систем со многими степенями свободы, позволяющих выявить опасные места ожидаемых повреждений элементов валопроводов и,

таким образом, на стадиях проектирования, ремонта и/или реконструкции энергетического оборудования учесть слабые сечения, подверженные наибольшим перенапряжениям, а также прогнозировать его надежность и выработать рекомендации, гарантирующие исключение возможных повреждений элементов механических конструкций.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на III всеросссийской научно-технической конференции «Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем» (г.Чебоксары, 1999 г.), V, VI и VII Всероссийских семинарах «Энергосбережение, сертификация и лицензирование» (г.Чебоксары, 1999, 2000, 2001 г.г.), 3-й Международной научно-технической конференции «Управление в технических системах - XXI век» (г. Ковров, 2000 г.), 3-й Международной научной конференции «Диагностика трубопроводов» (г.Москва, 2001 г.), XVI российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» (Г.С.Петербург, 2002 г.), 3-й Международной научной конференции «Компьютерные методы и обратные задачи в неразрушающем контроле и диагностике» (г. Москва, 2002 г.), 3-й Международной специализированной выставке и конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (г.Москва, 2004 г.). В полном объеме диссертационная работа докладывалась на расширенных заседаниях кафедр «Теоретическая механика» и «Системы автоматического управления электроприводами» ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова» (г. Чебоксары).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в числе которых 3 - в трудах вузов, 10 научных работ и докладов на международных и всероссийских научно-технических конференциях, 2 программы для ЭВМ, 1 учебно-методическое пособие.

Структура и объем разработки. Диссертация состоит из введения. четырех глав и заключения, изложенных на 200 страницах машинописного текста, и содержит 35 рисунков, 17 таблиц, список литературы из 156 наименований, приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении определена решаемая в диссертации научно-техническая проблема, обоснованы актуальность, цель, необходимость и направление исследований, характеризуются основные задачи, структура работы и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе на основе обзора литературы исследованы основные вибрационные методы контроля оборудования, этапы и тенденции развития методов и средств НК и Д технического состояния оборудования; определены основные положения и задачи диагностики оборудования; построены физико-математические модели объектов диагностики и представлены задачи исследований, определены причины виброактивности систем электроприводов с синхронным электродвигателем, работающем е режиме вентильного двигателя

В настоящее время РАО «ЕЭС России», ОАО «Газпром» и другие компании создают единые отраслевые системы диагностического обслуживания парка энергомеханического оборудования, переходят на ресурсосберегающую технологию эксплуатации оборудования по состоянию. Поэтому весьма актуально

совершенствование традиционных подходов к исследованию сложных нелинейных электромеханических систем, колебаний и вибраций, а также создание новых методов и средств контроля с целью определения дополнительных диагностических признаков и обеспечения получения достаточной информации о надежности как проектируемого, так и эксплуатируемого оборудования.

Одним из возможных способов оптимизации производительности и энергопотребления в электроэнергетике, топливной промышленности и на предприятиях машиностроительного профиля является внедрение регулируемых электроприводов, в том числе большой мощности и быстроходности (в диапазоне частот вращения от 60 об/мин до 12000 об/мин). В частности, установки мощных (до 40 МВт) и быстроходных (до 3000 об/мин) вентильных двигателей с синхронными машинами, питаемыми от полупроводниковых преобразователей в качестве электропривода насосов, вентиляторов и турбокомпрессоров при пуске или глубоком регулировании скорости могут вызвать появление опасных резонансов и значительный уровень вибрации. Поэтому в ряду НИОКР стоит проблема диагностики оборудования электромеханических и гидромеханических систем с цепью его отстройки от опасных резонансов в рабочем диапазоне частот вращения, обнаружения дефектов конструктивно-монтажного характера, поиска зарождающихся дефектов и локализации участков оборудования, подверженных накоплению усталостных повреждений.

Среди известных в настоящее время методов диагностики, применяемых при проектировании, ремонте и доводке эксплуатируемого оборудования, вибрационная диагностика является одним из перспективных методов, так как для оценки текущего механического состояния сложного оборудования наиболее эффективными оказываются методы вибрационной и/или виброакустической диагностики, как наиболее чувствительные к дефектам функционирования, доступные и универсальные, обеспечивающие контроль механического состояния оборудования оперативно и без его разборки. Использование средств виброакустического диагностирования позволяет: предотвратить внезапные отказы благодаря расширению контроля за работой оборудования; исключить вскрытие узлов оборудования для определения их технического состояния; перейти от планового технического обслуживания к техническому обслуживанию в зависимости от механического состояния; повысить экономические показатели работы оборудования. Применение методов регулярной диагностики оборудования снижает расход запасных частей примерно в пять раз, а стоимость текущего ремонта, благодаря более' точному знанию объекта и увеличению межремонтного периода, в два раза (д.т.н. В.А. Дятлов).

В настоящее время существует несколько десятков фирм, выпускающих конкурентоспособные портативные приборы для инспекционной вибродиагностики (коллекторы-анализаторы вибрации с широкими функциональными возможностями): НПП «ВиКонт», ООО «Диамех», ИТЦ «Оргтехдиагностика», ПВФ «Вибро-Центр», ООО «Инкотес», «Брюль и Къер» (Дания), «Computation Sistems Incorporation» (США), фирма «PRUFTECHNIK» (Германия), фирма «01dB METRAVIB technologies» (Франция) и другие. При этом практика разработки и эксплуатации различного оборудования (прежде всего оборудования объектов

доаышешй, 9£ёпйУ/йст1ющйыдп?ииштняемй!еод1и,моетояеойаай вы|х змачгйдовьнегй

степени эффективным методом исследований вибрационных процессов, а также качества функционирования систем является моделирование механической конструкции объекта. При построении моделей определяют основные связи между элементами объекта и присущие ему закономерности. Особенно удобными для исследования и построения системы распознавания являются физико-математические и электромеханические модели.

Значительный вклад в создание современных компьютерных методов исследования динамики структурно-сложных систем со многими степенями свободы внесли ученые Национального технического университета «Харьковский политехнический институт» д.т.н. Л.И. Штейнвольф, д.т н. В.Н. Карабан, к т.н. В.Н. Митин, к.т н Ю.М. Андреев, к т.н. Е.И. Дружинин, к т н. А.А. Ларин и другие, разработавшие в конце 1980-х - начале 1990-х годов программный комплекс кинематических и динамических исследований машин и механизмов (ПК«КИДИМ»).

К настоящему времени теоретически доказано и признано автором, и другими исследователями (немецкий Dietrich Lambrecht и польский Tadeusz S. Kulig ученые), что степень до которой элементы оборудования на частотах свободных колебаний чувствительны к возбуждению (например генератором при крутильных колебаниях, балансировочными массами при изгибных колебаниях, турбиной, двигателем, потребителем энергии, дефектным или поврежденным узлом оборудования и др), значительно различается Степени чувствительности классифицируются от легко возбуждаемой до трудно или даже не возбуждаемой. Но элементы оборудования, которые не возбуждаются даже при точном резонансе и очень слабом демпфировании не представляют какой-либо риск по отношению к возможным дефектам и повреждениям оборудования в процессе эксплуатации (на соответствующих частотах свободных колебаний). Поэтому, такие резонансы могут быть игнорированы, что облегчает процесс балансировки, создание оптимальных конструкций, поиск зарождающихся и врожденных конструктивно-монтажных дефектов оборудования. Анализ причин такой невозбуждаемости и определение таких особенных частот свободных колебаний могут быть проведены (с достаточной точностью для практики) путем применения вычислительного метода, разработанного автором.

Показано, что в целях достоверности диагностирования технического состояния оборудования экспериментальные методы цифрового спектрального анализа сигналов должны использоваться параллельно с теоретическими методами и компьютерными программами. Это означает, что современное конструирование, доводка, эксплуатация, ремонт и/или реконструкция энергомеханического оборудования должны сопровождаться различными видами диагностики, основанными на вычислительных методах, причем время, затрачиваемое на получение необходимых данных и конечного результата, соизмеримо со временем проектирования. Компьютерные методы для диагностики состояния должны быть организованы так, чтобы была возможность варьировать структуру и параметры оборудования, сопоставлять различные варианты по их динамическим свойствам. Для устранения источников вибраций необходим комплексный (системный) подход и анализу должен подвергаться весь валопровод диагностируемого оборудования, так как практика показывает, что в ряде случаев источник возбуждения колебаний находится на другом конце валопровода от резонирующей части конструкции

Таким образом, в современную систему комплексного контроля оборудования должны входить важной составной частью эффективные аналитические методы распознавания состояния, которые необходимо применять при проектировании и эксплуатации оборудования Вычислительный алгоритм аналитической методики может быть основан на разбиении всей системы на инерционные, упругие, диссипативные и силовые элементы, каждый из которых обладает характеристикой, координатой и структурой. При этом проблему углубления диагностики состояния энергетического оборудования, в частности, имеющего виброактивные электромеханические преобразователи (вентильные двигатели) с целью его отстройки от опасных резонансов в рабочем диапазоне частот вращения и идентификации участков оборудования, подверженных накоплению повреждений целесообразно решать на путях применения показателей чувствительности и методов распознавания образов.

Во второй главе выбрано направление применения показателей чувствительности и их практического приложения в исследуемой области.

В целях получения полной объективной информации о контролируемом объекте направлением практического приложения показателей чувствительности в исследуемой области является введение диагностических признаков зарождающихся повреждений и разработка нового метода диагностики состояния оборудования электромеханических систем по значениям функций чувствительности. При этом основным требованием к диагностическим признакам при разработке системы диагностики любого оборудования является максимальная чувствительность к одному из параметров состояния (степени развития данного дефекта из-за износа и старения) и минимальная ко всем остальным.

Под чувствительностью различных систем принято понимать зависимость их свойств от изменения параметров Совокупность принципов и методов, связанных с исследованием чувствительности, формирует теорию чувствительности. Исследование чувствительности позволяет проследить взаимосвязь между показателями качества и самыми разнообразными обстоятельствами, связанными с созданием системы, особенностями ее проектирования, изготовления и эксплуатации. Основным методом исследования в теории чувствительности является использование так называемых функций чувствительности, представляющих собой частные производные различных переменных состояния и показателей качества по параметрам соответствующей определяющей группы.

Особенно перспективным решением задачи комплексной диагностики электромеханических систем является применение численных методов, основанных на построении электромеханической, гидромеханической и математической моделей, достоверно отражающих связь вибрационного процесса в машине с ее врожденными конструктивно-монтажными качествами Задача диагностики состоит в определении вектора состояния (величина зазора в подшипнике, степень износа поршневых

колец и других деталей цилиндропоршневой группы ДВС, наличие коррозии, заедания, схватывания, трещин, скопов, поломки, значение дисбаланса ротора, отклонение от соосности валов и др) по измеренным и рассчитанным колебаниям. При этом за счет записи в двух и более сечениях системы из полной

модели можно выделить упрощенную модель, колебания которой происходят под действием диагностируемых силовых факторов (дефектов) и измеренного кинематического возбуждения, и могут быть описаны с помощью операторного уравнения

где - вектор измеряемых и рассчитанных вибрационных

сигналов (характеристик); ф* = {ф^ф*»•••>Ф/'} - вектор кинематического возбуждения.

Переписав уравнение (1) относительно неизвестного получим

математическую модель метода вибрационной диагностики

В общем случае модель (2) является нелинейной. Однако для линеаризованной модели и при применении функций чувствительности упрощается оценка погрешностей диагностических заключений, можно использовать принцип суперпозиции (что самое важное) и исключить из измеряемого сигнала гармоники, несущие ложную информацию (за счет выделения высокоэнергоемких элементов), что невозможно при использовании нелинейных уравнений.

Известно, что основные положения теории чувствительности успешно применяются для решения прикладных задач в автоматическом управлении и механике при экономичной отстройке сложных систем от опасных резонансов. В данной научной работе теория чувствительности развивается путем разработки на основе ее положений нового компьютерного метода для диагностики оборудования электромеханических систем по уровням энергетических соотношений его элементов (значениям функций чувствительности)

В процессе конструирования различного оборудования из-за несовершенства применяемых методик расчета динамических характеристик валов и роторов, неправильного и не полного их использования, а также из-за не лучших конструкторских решений могут быть допущены ошибки (дефекты конструирования), которые затем обнаруживаются в эксплуатации. К ним можно отнести следующие врожденные дефекты, низкие и неотстроенные критические частоты, высокая чувствительность элементов оборудования к возбуждению колебаний и/или накоплению повреждений, повышенная податливость опор, большие тепловые и силовые расцентровки опор и др. Другая часть дефектов обусловлена недостаточной изученностью природы динамических явлений (в том числе нелинейных эффектов) в такой структурно-сложной системе как оборудование-фундамент, имеющей несколько степеней свободы Еще одна группа дефектов возникает в результате технологических отклонений в размерах деталей при ремонтах и эксплуатации оборудования и/или из-за тепло- и силовых деформаций их элементов, а также из-за нарушений режимов эксплуатации Поэтому появляется потребность в диагностике состояния оборудования, как на этапе его создания, так и на этапе эксплуатации с помощью эффективных методик

Свободные колебания, в отличие от вынужденных колебаний, сопровождают любые переходные процессы, а при импульсивных нагрузках.

которые вызваны знакоопределенными, ограниченными, непериодическими и случайными внешними воздействиями, именно они определяют максимальные динамические напряжения в элементах различного оборудования. Такие переходные режимы возникают при запуске и остановке двигателя, переходе двигателя с одного режима работы на другой, набросе и сбросе нагрузки, а также при попадании локального дефекта (эрозия, коррозия, заедание, схватывание, трещина, скол, поломка и т д.) в зону контакта взаимодействующих деталей. При этом эксплуатационные дефекты контактирующих поверхностей деталей являются дополнительными возмущающими факторами, которые приводят к изменению свойств виброакустического сигнала оборудования и вызывают отклик механической системы на собственных частотах поврежденного узла в виде осциллирующих затухающих колебаний. Однако определить вид и место повреждений на ранней стадии их развития по спектру вибраций достаточно сложно, поэтому возникла потребность в разработке компьютерного метода, позволяющего установить по структуре изделия высокоэнергоемкие элементы с целью распознавания зарождающихся дефектов на всех этапах жизненного цикла изделий.

Опасные резонансные или околорезонансные режимы способствуют резкому снижению ресурса элементов оборудования электромеханических и гидромеханических систем, а также зарождению и развитию дефектов в переходных и установившихся процессах. Кроме того, в процессе эксплуатации оборудования происходит деградация динамических параметров его элементов, что приводит к сдвигу спектральные характеристики системы.

Характеристики свободных колебаний (частоты и формы свободных колебаний) полностью определяют индивидуальные динамические свойства системы любой физической природы и имеют первостепенное значение при анализе ее любых (в частности, вынужденных) колебаний. В свою очередь, динамические свойства системы любой физической природы определяются индуктивными (инерционными, массовыми), емкостными (упругими) и резистивными (демпфирующими) параметрами (в том числе активными и реактивными сопротивлениями обмоток электрических машин), а также внешними силами, вызывающими динамические процессы в электромеханических и гидромеханических системах.

Для вывода уравнений взаимосвязанного электромагнитного, упруго-механического и диссипативного процесса движения электромеханической системы со многими степенями свободы, состоящей из ротора электрической машины (двигателя, генератора) и роторов насоса (компрессора, турбины) используется общий вид дифференциальных уравнений движения систем в форме уравнений Лагранжа-Максвелла

(¡( дтЛ дТ д\У дФ ( , Л

***.....(3)

где: Т, ' и Ф - кинетическая (являющаяся квадратичной формой от координат вектора скоростей перемещений элементов), потенциальная (являющаяся квадратичной формой от координат вектора перемещений элементов) энергии и диссипативная функция системы соответственно; РД/) - обобщенные

крзмущающие силы, соответствующие избранным обобщенным координатам Q ; ^-обобщенные скорости, у - номер координаты, л - число степеней свободы.

Пользуясь общими выражениями для кинетической, потенциальной энергии и диссипативной функции при малых движениях голономной системы со стационарными связями около положения равновесия

где: - обобщенные инерционные

коэффициенты; - обобщенные коэффициенты жесткости,

обобщенные коэффициенты сопротивления, приходим согласно (3) к следующим векторным дифференциальным уравнениям движения с правой частью системы любой физической природы с несколькими степенями свободы, представляющим математическую модель динамических процессов

где: [А] - матрица обобщенных коэффициентов инерции, величины которых определяются геометрическими, массовыми и индуктивными характеристиками

системы; [В] - матрица обобщенных коэффициентов сопротивления; -

матрица обобщенных коэффициентов жесткостей, которые определяются геометрическими, весовыми, упругими и емкостными характеристиками системы,

- вектор обобщенных координат размера л, - вектор силового

возбуждения, приведенный к обобщенным координатам, t - время.

Симметрические матрицы [А], [В], [С] размера лхл находятся из выражений:

М=<?,Г1л?К [С]=53г[с] 53. [/>(/)]=<>[[?]. (6)

где которых

1*1 14 [с]

диагональные матрицы, диагональными элементами являются компоненты векторов соответственно индуктивных (инерционных, массовых), диссипативных и емкостных (упругих) характеристик элементов оборудования, подверженные деградации при его изготовлении и/или

эксплуатации; - структурные матрицы инерции, сопротивления,

упругости и силовая, определяемые функциональными связями между координатами движений инерционных , диссипативных , упругих и силовых элементов и обобщенными координатами ,

Демпфирование колебаний представляет собой одну из актуальных проблем вибропрочности и создания надежных конструкций Оно является одной из мер борьбы с шумом и, что наиболее существенно для любого оборудования,

мерой предупреждения усталостного разрушения уг^гг, и деталей валопровода Однако коэффициенты демпфирования матрицы [£)] могут быть определены только на основании обработки широкого ряда экспериментальных данных Результатом этого фактически являются коэффициенты согласования, справедливые только для того типа оборудования, для которого они были определены. Значительные трудности при определении коэффициентов демпфирования, а также то, что при малом демпфировании, что вполне справедливо для подавляющего большинства энергомеханического оборудования, частоты и формы свободных колебаний системы мало отличаются от частот и форм вынужденных колебаний в резонансных режимах (д.тн. В.П. Терских, д тн В К. Чистяков), делают особенно актуальным разработку и внедрение на энергетических объектах метода диагностики различного оборудования по результатам исследования свободных колебаний электромеханических и гидромеханических систем.

В третьей главе разработан метод диагностики энергетического оборудования на основе показателей чувствительности и соответствующие программно-алгоритмические средства

Многолетние диагностические работы по методике спектральной вибродиагностики с использованием приборов-анализаторов не привели к выявлению опасных дефектов и зарождающихся повреждений в элементах питательных электронасосов одной из ТЭЦ РАО «ЕЭС России», а балансировка роторов двигателей и насосов не снижала уровень вибрации агрегата после их сочленения через зубчатую муфту. Поэтому появилась потребность в разработке компьютерного метода с целью углубления технического диагностирования при использовании метода цифрового спектрального анализа сигналов работающего оборудования за счет расширения диагностических признаков и исключения второстепенных диагностических параметров, особенно при диагностике зарождающихся дефектов Таким образом, практическое подтверждение получил известный принцип. "Диагностика должна быть комплексной".

Все разнообразие колебательных процессов в оборудовании можно представить в виде вынужденных и свободных колебаний В качестве носителя информации о техническом состоянии могут служить оба вида колебаний, но характер и объем информации, содержащейся в них, - различный Если амплитуды вынужденных колебаний, являясь энергетическими характеристиками, содержат информацию о качестве изготовления (сборки, ремонта) и грубых изменениях параметров технического состояния, граничащих с аварийной ситуацией в процессе эксплуатации оборудования, то модуляция вынужденных колебаний и колебаний в зоне собственных частот узлов оборудования - это источники информации о наличии дефектов на ранней стадии их развития

Известно, что критические частоты вращения роторов и валов оборудования электромеханических систем (при крутильно-изгибных и/или крутильно-продольных колебаниях) считают опасными, если они близки в пределах, меньших чем 10-15% к опасным зонам 0,5п, л; 2л; гп, где п - частота вращения валопровода, об/мин, г - число лопаток потребителя энергии (насоса, компрессора) Поэтому, необходимо обеспечивать отстройку собственных частот валопровода оборудования от этих опасных зон с запасом 10-15% и при анализе опасности резонансных режимов в любом оборудовании, а также его

предрасположенности к появлению дефектов и повреждений элементов, и решении задач синтеза решающее значение имеют закономерности по влиянию на частоты свободных колебаний изменения параметров системы, индуктивностей (или их аналогов - моментов инерции масс, масс жидкостей или газов) и емкостей (податливостей, гидроакустических податливостей).

Оптимальную отстройку от опасных резонансных режимов следует производить путем варьирования чувствительных параметров, наиболее сильно влияющих на данную частоту свободных колебаний. При этом элементы с высокочувствительными параметрами являются местами зарождения дефектов, которые перспективно использовать в целях диагностики работоспособности оборудования. Для определения таких параметров наиболее удобным является введение функции чувствительности, как частное от деления относительного приращения соответствующей частоты свободных колебаний на относительное изменение варьируемого параметра. Например, для дискретной (дискретизуемой) электромеханической и гидромеханической системы при варьировании жесткости

К-ГО уЧаСТКа С1 функция Чх/рг'трмто пиипг'™ ппа г-й иягггпти грп^плии|у тпр^йииЙ

Ло/ю сфпсо,)

(о, имеет вид: ---- =-—. п\

' с1Ск / Ск </(1пф

Физико-математическая модель свободных колебаний электромеханических и гидромеханических систем любой сложности и структуры (рис.1) в матричной форме представляется сис~

где где

обо значения характеристик и координат элементов были рассмотрены выше.

(8>,

•О.........о

€)........0

1+1

12 3,

С\2; ^1,2 С2,3; Сч*\

С1.1; 1 С2.2;^2,2 С3.3 ^3.3 С1+Ь+1' С» п :

Рис. 1. Обобщенная динамическая модель свободных колебаний оборудования (соответствующие характеристики элементов определяются по известным из курса физики и теоретической механики соотношениям) - значение характеристик и координаты движения инерционного и упругого элементов соответственно

Для систем любой физической природы доказано, что наибольший вклад в изменение собственных частот вносят те динамические параметры, которым на

данной форме свободных колебаний соответствует максимальное значение магнитной (кинетической) и электрической (потенциальной) энергий. Предложено использовать высокоэнергоемкие уровни элементов на соответствующих частотах свободных колебаний в целях диагностики зарождения повреждений.

Функции чувствительности для j-й частоты свободных колебаний при варьировании индуктивных (инерционных, массовых) и емкостных (упругих) параметров электро-, гидро- и механической системы записываются в следующем виде

7» шах -тчпах

- максимальные значения магнитных (кинетических) энергий индуктивности (массы) и всей системы при свободных колебаниях

¡т/тах и/тах

с частотой - максимальные значения электрических

(потенциальных) энергий к-го участка и всей системы при свободных колебаниях с частотой - индуктивность (момент инерции, гидроакустическая масса)

m-го элемента; Ск - обратная величина емкости (жесткость, гидроакустическая жесткость) ^го участка.

Известно, что обычные формы - это совокупность соотношений между амплитудами колебаний инерционных элементов, происходящих под действием потенциальных сил. При использовании метода плоских вращений Якоби, обычные формы колебаний (формы амплитуд обобщенных координат) исходной системы со многими степенями свободы оказываются нормированными таким образом, что сумма всех относительных кинетических и потенциальных энергий элементов равна единице, поэтому такую нормировку назовем естественной (рис.2). Это дает непосредственно коэффициенты влияния динамических параметров на j-е частоты свободных колебаний без определения правых частей в выражениях (9) путем умножения соответствующих инерционных параметров на квадрат максимума координаты движения т-го элемента (относительная доля кинетической энергии) и упругих параметров на квадрат максимума координаты

движения ^го участка, поделенной на (относительная доля потенциальной

энергии). Удобство естественной нормировки состоит в том, что она без пересчета позволяет определить энергетический вклад элементов в общую колебательную энергию системы любой физической природы, в процентах.

Энергетические формы колебаний, представляющие собой вертикальные отрезки, отложенные от соответствующего инерционного или упругого элемента и пропорциональные правым частям выражений (9), наглядно показывают (рис. 3) влияние параметров на собственные частоты системы, а также уровень врожденной чувствительности элементов к появлению и развитию повреждений. Получаемые по зависимостям (9) значения функции чувствительности справедливы при малых изменениях варьируемых параметров, практически не затрагивающих форму колебаний.

Рис.2. Обычные формы крутильных колебаний модели валопровода турбоустановки Р-50/60-130-1 + ТВФ-60-2 + ВТ-450-3000: (/„/ , {/„2 - амплитуды обобщенных координат на 1-й и 2-й формах; е.е. - естественные единицы

Рис.3. Энергетические формы крутильных колебаний модели валопровода турбоустановки Р-50/60-130-1 + ТВФ-60-2 + ВТ-450-3000: I) первая форма свободных колебаний при./¡=45.2 Гц: масса 1-й ступени турбины - 11.1%, масса входной муфты генератора - 2.4%, масса бочки ротора генератора - 12.7%, жесткость выходного участка ротора турбины - 7.4%. жесткость входного участка ротора генератора - 17.4%; 2) вторая форма свободных колебаний при ,/2=118 8 Гц: масса 1-й ступени турбины - 7.3%, масса входной муфты генератора - 18.2%; масса бочки ротора генератора - 2.6%, масса ротора возбудителя - 5.1%, жесткость выходного участка ротора турбины - 10.1%, жесткость входного участка ротора генератора - 6.1%; жесткость сочленения роторов генератора и возбудителя - 2.6%

Энергетические характеристики колебаний элементов модели оборудования позволяют в отличие от обычных форм колебаний сравнивать вклад различно движущихся элементов (крутильные, изгибные, продольные колебания и т д), судить об их источниках и принимать решение о состоянии объекта

Энергетические формы дискретной модели реального валопровода позволяют выделить энергоемкие элементы системы (с точки зрения энергетического вклада элементов в общий колебательный процесс системы в процентах), что необходимо для ее отстройки от опасных резонансов. определения местоположения демпфера или антивибратора на данной частоте, выявления опасных участков по накоплению усталостных повреждений, решения вопроса о месте присоединения автоматического регулятора к системе привода, влиянии изменения конструкции муфт сочленения узлов машин на их надежность, распознавания зарождающихся дефектов заранее, локализации по структуре изделия повреждений и др.

В методе диагностики энергетического оборудования на основе показателей чувствительности предлагается использовать энергетические формы колебаний модели электромеханической системы по функциям чувствительности ее элементов (рис 3) в качестве диагностических признаков зарождающихся повреждений как создаваемого, так и эксплуатируемого оборудования (электромеханических и гидромеханических систем), как звенр многоуровневой системы обслуживания различного оборудования по состоянию, основанной на определении фактического механического состояния оборудования и проведении ремонтных мероприятий только там и именно тогда, где и когда это действительно необходимо

Известно, что большинство методов диагностирования зарождающихся дефектов оборудования основываются на том, что развитие дефекта (попадание локального повреждения в зону контакта взаимодействующих деталей) вызывает рост амплитуд и числа кратковременных импульсов в виброакустическом сигнале, модулирующих вынужденные и собственные частоты оборудования. При этом для преодоления трудностей по определению места и вида повреждений целесообразно использовать предложенную диагностическую модель: прежде всего подвержены зарождению и развитию дефектов высокоэнергоемкие элементы оборудования на соответствующих собственных частотах; возбуждение со стороны повреждений вызывает отклик высокоэнергоемких элементов электромеханической системы со многими степенями свободы на соответствующих собственных частотах и формах колебаний оборудования, развитие дефекта вызывает рост спектральных составляющих отклика системы и проявляется в виде комбинационных частот в окрестности собственной частоты высокоэнергоемкихэлементов; производится контроль механического состояния по уровням спектральных составляющих вибраций оборудования, соотнесенных с соответствующими высокоэнергоемкими элементами по структуре изделия.

Энергетические соотношения позволяют также оценить чувствительность форм свободных колебаний к возбуждению резонансов. При этом становится возможным эффективное управление спектром свободных колебаний системы любой физической природы, что равносильно обеспечению безопасности, надежности и живучести оборудования. Таким образом, любое оборудование

обладает врожденными динамическими параметрами и структурой, зависящими от конструктивных особенностей При этом уровень чувствительности элементов оборудования к зарождению повреждений определяется энергетическими соотношениями на соответствующих частотах свободных колебаний.

Обычные (при естественной нормировке амплитуд колебаний) и энергетические формы валопровода типовой турбоустановки Р-50/60-130-1 + ТВФ-60-2 + ВТ-450-3000 (Р=60 МВт, п=3000 об/мин) одной из ТЭЦ РАО «ЕЭС России» по результатам выполненного диагностического исследования крутильных колебаний ее дискретной модели (43 степени свободы) с учетом нагревания ротора турбины до 400°С по реальному температурному полю представлены соответственно на рис 2 и 3 Здесь: Тт1. ТтгИ Ти Тг - максимальные значения кинетических энергий т-й массы и всей системы при свободных колебаниях с частотами /1=45,2 Гц, ^=118,8 Гц. №»1. Щг и М'ь - максимальные значения потенциальных энергий к-го участка и всей системы при свободных колебаниях с частотами /1р Ь- На рисЗ с помощью коэффициентов чувствительности дан врожденный рейтинг элементов модели, показывающий степень их влияния на частоты свободных колебаний системы и уровень чувствительности к возбуждению дефектами резонансных колебаний Значение коэффициента соответствует проценту изменения собственной частоты системы при изменении соответствующей характеристики элемента на 100%.

Отметим, что при нагревании ротора турбины от 0 до 400°С частоты свободных колебаний снижаются для. первой формы до 100 об/мин (~1,7 Гц), второй формы до 200 об/мин (~3,3 Гц) Можно заметить, что спектр частот свободных крутильных колебаний данного валопровода отстроен от резонансов с опасными гармониками возбуждения при двухфазном коротком замыкании (50 Гц и 100 Гц), а также от наложения критических частот вращения валопровода турбоустановки Р-50/60-130-1 + ТВФ-60-2 + ВТ-450-3000- 1862 об/мин (~31,0 Гц), 2215 об/мин (~36,9 Гц) и 5491 об/мин (~91,5 Гц)

Оценка степени опасности резонансных режимов может быть выполнена следующим выражением (отличающимся от известных выражений тем, что используется естественная нормировка амплитуд колебаний инерционных элементов)

где

Е1/,

<=1

амплитуда возмущающей гармоники обобщенной силы,

- равнодействующий вектор амплитуд перемещений всех

р-возбуждающих масс (модуль векторной суммы амплитуд колебаний масс при их естественной нормировке).

Векторы и, располагаются под углами, определяемыми порядком I- -й возмущающей гармоники (для систем с двигателем внутреннего сгорания порядком р -й возмущающей гармоники, порядком работы цилиндров и схемой кривошипов коленчатого вала) Поэтому значение произведения /VЛ, определяет величину, подводимой к системе энергии, возбуждающей колебания на данной энергетической форме колебаний. Следовательно,

вероятность того, что в системе могут возникнуть колебания значительных амплитуд, определяется значением выражения Сравнивая

произведения для различных гармоник обобщенной силы на разных

энергетических формах колебаний в рассматриваемом диапазоне частот и выбирая их максимальные значения, определяем количество наиболее опасных режимов работы установки для углубления технического диагностирования.

Данный метод оценки степени опасности резонансных режимов оборудования отличается от других способов тем, что с целью эффективного обнаружения конструктивно-монтажных и эксплуатационных дефектов (особенно зарождающихся), а также управления надежностью оборудования применяется

естественная нормировка амплитуд колебаний масс системы для вычисления и затем S, а также энергетические формы валопровода, позволяющие оценить чувствительность системы к возбуждению резонансов и накоплению повреждений при снижении трудоемкости и повышении достоверности экспертизы технического состояния оборудования.

Уровень роста амплитуд колебаний (отклик системы на возбуждение или дефект) определяется энергетической чувствительностью к возбуждению (значением функций чувствительности), величинами возбуждения или дефекта, демпфирования в системе и отстройкой частот ее свободных колебаний от частот возмущения.

Поэтому о надежности, качестве конструктивно-монтажного состояния оборудования и его предрасположенности к зарождению дефектов судим по максимальным уровням энергетических соотношений элементов электро-, гидро-и механической системы Следовательно, метод диагностики зарождающихся повреждений энергетического оборудования на основе показателей чувствительности заключается в следующем:

1 .Определяются динамические параметры (индуктивности, моменты инерции масс, массы жидкостей или газов; емкости, податливости упругих участков, гидроакустические податливости) электромеханической и/или гидромеханической системы со многими степенями свободы по техническим данным и чертежно-конструкторской документации оборудования.

2.Производится компьютерное построение физико-математической модели свободных колебаний исследуемой конструкции.

3.Вычисляются частоты свободных колебаний (электромагнитных, крутильных, продольных, изгибных или связанных), а также значения функции чувствительности - уровни энергетических соотношений элементов системы на формах свободных колебаний (рассчитывается спектральный «портрет» модели, который и рассматривается в качестве априорного базиса проектируемой системы техническойдиагностики).

4.0пределяется возможность и степень опасности резонансныхрежимов (при естественной нормировке амплитуд колебаний масс) в рабочем диапазоне частот вращения установки (в установившихся и переходных процессах), а также зарождения дефектов в элементах оборудования заранее

5. Выявляются высокоэнергоемкие элементы по структуре изделия, возбуждающие заметные свободные колебания в переходных процессах (пусках,

остановах, переходах на другую частоту вращения, возникновении дефектов и др.), предрасположенные к развитию повреждений.

б.Определяются опасные участки электро-, гидро- и механической системы по накоплению усталостных и/или термических повреждений в установившихся и переходных процессах.

/.Выполняется контроль механического состояния по уровням спектральных составляющих вибраций (колебаний) оборудования, соотнесенных с соответствующими высокоэнергоемкими элементами по структуре изделия с целью выявления причин и местоположения дефектов, а также разработки мероприятий по их локализации (сопоставляется апостериорный спектральный «портрет» саприорной информацией).

Например, динамические характеристики вращающихся масс и упругих участков при кручении (моменты инерции масс и податливости при кручении валов) могут быть определены аналитическим способом по техническим данным и чертежно-конструкторской документации, а также экспериментально. Моменты инерции масс:

кг-м2.

(11)

где: р - плотность материала инерционных элементов (стали: рст=7850 кг/м3, чугуна: р, =7330 кг/м3, бронзы: рвр=8930кг/м3); - ширина участка массы,

внутренний диаметр участка

- наружный диаметр участка массы, м;

массы, м.

Податливость при кручении валов

1 32 1

I,

14 '

рад/(Нм),

(12)

яСы!),4-^4

где: в - модуль упругости второго рода (стали: Сст= 8,1-104 МПа, меди: = 4,3-104 МПа); - длина участка, м; - диаметр участка вала, м; - диаметр осевого сверления вала, м.

Область применения разработанного метода диагностику» энергетического оборудования на основе показателей чувствительности:

1)Распознавание появления и развития возможных повреждений путем-повышения информативности обработки измеряемых виброакустических сигналов.

2) Установление по структуре изделия наиболее напряженных участков заранее.

3) Эффективное устранение причин эксплуатационных и конструктивно-монтажных дефектов и/или разрушений элементов оборудования.

4) Согласование динамических характеристик различного оборудования (турбин, генераторов, возбудителей и др. агрегатов) при его реконструкции или замене отдельных элементов в целях оценок адекватности конструкторских моделей требуемому качеству технических изделий.

Преимущества разработанного метода диагностики оборудования электромеханических систем по уровням энергетических соотношений его элементов по сравнению с известными методами заключаются в следующем

- повышается достоверность распознавания состояния за счет сокращения области поиска зарождающихся дефектов в элементах оборудования и прогнозирования предрасположенности элементов системы к возникновению широкого ряда дефектов и повреждений, а также более точной идентификации данных спектрального анализа вибраций,

- углубляется техническое диагностирование оборудования при использовании спектрального метода вибродиагностики оборудования за счет расширения диагностических признаков и исключения второстепенных диагностических параметров, особенно при диагностике зарождающихся дефектов,

- имеется возможность оценки и выбора оптимальных конструктивных решений и схем энергомеханического оборудования по результатам диагностики свободных электромеханических колебаний (электромагнитных, крутильных, продольных, изгибных или связанных) валопровода названного оборудования и другие.

Представлены алгоритм и программа методики расчета уровней энергетических соотношений элементов оборудования электромеханических систем (программа «EnergyModesVOI») для проведения диагностики различного обрудования Работоспособность программы «EnergyModesVOI» и правильность алгоритма расчетов уровней энергетических соотношений элементов оборудования электромеханических систем проверена при создании и/или диагностировании следующих энергетических машин и оборудования трансмиссий промышленных тракторов, дизель-генераторов, судовых энергетических установок, паровых турбоустановок и питательных электронасосов ТЭЦ, газоперекачивающих агрегатов с электроприводом, погружных электронасосов для добычи нефти и др

Высокая эффективность предложенного метода диагностики оборудования электромеханических систем по уровням энергетических соотношений его элементов, а также программно-алгоритмического средства «EnergyModesVOI» подтверждена актами внедрения данной методики при диагностике питательных электронасосов ТЭЦ, погружных электронасосов и других объектов в целях выявления причин, местоположения дефектов и повышения уровня надежности оборудования

В четвертой главе представлен ряд важных результатов практического применения разработанного метода диагностики энергетического оборудования

Расчетное исследование и диагностика крутильных колебаний валопровода стендовой установки, состоящей из 4-х тактного с V-образным расположением цилиндров судового дизеля 8ЧН 16,5/18,5 (лицензионный вариант дизельного двигателя 8V396TC4 фирмы «MTU», Германия) номинальной мощностью NM= 441,3 кВт (600 л с) при номинальной частоте вращения коленчатого вала п„=1750 об/мин, карданного вала, упругой втулочно-пальцевой муфты СТ 16 07 СБ и электрического (индукторного) тормоза W700 выполнено по разработанному методу диагностики энергетического оборудования на основе показателей чувствительности

В целях экспериментального определения частот низших форм свободных крутильных колебаний данной системы, фактического уровня развития крутильных колебаний валопроводной и моторной форм во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала двигателя, оценки их допустимости, а также подтверждения вычислительных результатов проведено торсиографирование валопровода стендовой установки с двигателем 8ЧН 16,5/18,5 совместно со специалистами ФГУП ГНЦ РФ «ЦНИИ им. акад. А Н.Крылова» (г.С.-Петербург) При этом, полученные результаты экспериментальных испытаний полностью подтвердили исходный теоретический и расчетный материал, в частности по проблеме выбора и построения физико-математической модели свободных колебаний в целях определения резонансных режимов установки в рабочем диапазоне частот вращения, имеющих значительный уровень. Экспериментальные резонансные частоты практически совпадают с расчетными частотами свободных крутильных колебаний системы (отличие составляет до 1,5 Гц).

Многолетние диагностические работы по методу спектральной вибродиагностики с использованием приборов-анализаторов не привели к выявлению обнаруженных дефектов и зарождающихся повреждений в элементах питательных электронасосов одной из ТЭЦ РАО «ЕЭС России» (сколу одного зуба полумуфты со стороны ротора электродвигателя и значительным изгибам шейки вала названного ротора), рассчитанных по предложенному способу диагностики энергетического оборудования, а балансировка роторов двигателей и насосов не снижала уровень вибрации агрегата после их сочленения через зубчатую муфту. Поэтому выполнена диагностика установки, состоящей из асинхронного электродвигателя 2АЗМ-5000/6000-У4 мощностью 5000 кВт с номинальной частотой вращения ротора 2985 об/мин, зубчатой муфты с числом зубьев ZM-62 и центробежного насоса ПЭ 580-185-2, имеющего 10-ть ступеней, программно-алгоритмическим средством «EnergyModesV01». При этом были рассчитаны существенные врожденные свойства данного объекта: высокоэнергоемкими (высокочувствительными к возбуждению со стороны дефектов) инерционными элементами данной установки на соответствующих собственных частотах являются детали зубчатой муфты ~19% (~272 Гц) и ~28% (~348 Гц) и рабочие колеса ~23% (~272 Гц) и ~17% (~348 Гц).

Ввиду того, что крутильные колебания валопровода данной установки передаются на подшипниковые опоры (наличие зубчатой муфты и шпоночных соединений между рабочими колесами и ротором насоса при их скользящей посадке) и вызывают вибрацию оборудования, то в целях подтверждения вычислительных выводов для диагностики состояния установки произведена виброметрия корпусов подшипниковых опор в вертикальном направлении по соответствующим точкам контроля.

После проведения специальных ремонтных мероприятий (модернизации) по результатам комплексной диагностики питательных электронасосов 2АЗМ-5000/6000-У4 + зубчатая муфта + ПЭ 580-185-2 (замены штатных рабочих колес насосов с 7-ю лопастями на модернизированные рабочие колеса с 8-ю лопастями и усиления контроля за изготовлением, дефектацией и монтажем муфт), были выполнены замеры вибрации корпусов подшипников данной электронасосной установки в вертикальном направлении. Анализ результатов виброобследования ПЭНов показывает, что в спектре вынужденных колебаний валопровода

электронасосов уровень среднеквадратического значения лопастной спектральной составляющей при -348 Гц существенно снизился (с Уа=5,043 мм/с до Уа=0,689 мм/с). Поэтому правильность и эффективность предложенных мероприятий подтверждена на практике.

Ресурс погружных центробежных электронасосов для добычи нефти ОАО «Борец» (г.Москва) не превышает 300 суток непрерывной работы (при гарантийном сроке эксплуатации 18 месяцев со дня ввода в эксплуатацию согласно ТУ 3665-001-00217780-97), что примерно в три раза меньше ресурса погружных электронасосов западных фирм-изготовителей. Поэтому в целях определения существенных врожденных свойств для диагностики зарождающихся повреждений оборудования по уровням энергетических соотношений его элементов выполнено исследование крутильно-изгибных колебаний конструкции валопровода установки, состоящей из асинхронного 3-х фазного электродвигателя с короткозамкнутым ротором ПЭД-22-117 мощностью 22 кВт номинальной частотой вращения ротора 2910 об/мин, протектора гидрозащиты 1ГБ52 и погружного центробежного многоступенчатого модульного насоса ЭЦНМ5-30-1450 (имеющего 294 ступени), сочлененных между собой посредством шлицевых муфт с числом зубьев 2Ш=6.

Построены низшие энергетические формы крутильных колебаний валопровода: двигатель ПЭД22-117 + протектор гидрозащиты 1ГБ52 + насос ЭЦНМ5-30-1450 (рис.4). Здесь: Гю1, Г^г, Тт3, ТтП и Гь Гг. Гз. Ги - максимальные значения кинетических энергий т-й массы и всей системы при свободных колебаниях с частотами Ь, Ь, Ь, /17; И^и, И4з. Игт и И^, И^

максимальные значения потенциальных энергий к-го участка и всей системы при свободных колебаниях с частотами Л, Н, Ь. А?-

Одной из вероятных причин низкого ресурса данных погружных насосов (одностороннего износа защитных втулок и юбок рабочих колес, разрушения штатных радиальных подшипников с резино-металлическими вкладышами входного модуля-секции насоса) является следующие врожденные свойства изделия: неотстроенная конструкция валопровода насосной установки от возбуждений околорезонансных крутильно-изгибных колебаний 15, 16 и прежде всего 17-й форм при соответствующих частотах ~332, ~337 и ~348 Гц со стороны лопастей (7 шт.) рабочих колес, что соответствует частотам вращения вала соответственно ~2850, ~2890 и ~2980 об/мин (номинальная частота вращения ротора двигателя 2910 об/мин). При этом колебательная кинетическая энергия 15, 16 и 17-й околорезонансных форм распределяется соответственно таким образом: ~19%, ~18% и ~18% (входной модуль-секция насоса), ~26%, ~23% и ~1% (выходной модуль-секция насоса). При расчетном анализе колебаний валопровода влияние зазоров между элементами данной установки не учитывалось, поэтому при диагностике причин заметных колебаний имеем в виду, что возможно понижение собственных частот под влиянием этого фактора.

Поэтому именно упомянутый врожденный конструктивный дефект (нет достаточного запаса 10-15% по отстройке частот свободных крутильных колебаний валопровода от опасной зоны гп, где: п - частота вращения валопровода, об/мин; z - число лопаток насоса) вызывает преждевременный износ и повреждение указанных деталей и узлов прежде всего входного модуля-

5

9,<7

Рис.4. Энергетические формы крутильных колебаний модели валопровода: двигатель ПЭД22-117 + протектор гидрозащиты 1ГБ52 + насос ЭЦНМ5-30-1450

секции насоса, имеющего уровень энергоемкости элементов на 17-й околорезонансной форме, существенно превышающий уровень энергоемкости элементов выходного модуля-секции насоса Последнее подтверждается практикой эксплуатации данных насосов.

По результатам вычислительного анализа определены варианты оптимального расположения радиальных опор с целью отстройки крутильно-изгибных колебаний валопровода насосной установки от четырех опасных зон (~25,~50,~100 и ~350 Гц).

Таким образом проведение динамических расчетов по определению частот и энергетических форм свободных колебаний систем со многими степенями свободы в целях оценки чувствительности элементов оборудования к зарождению дефектов и обнаружения опасных участков конструкций по накоплению усталостных повреждений позволяют принимать решение о состоянии объектов и разработать экономичные мероприятия по увеличению ресурса энергамеханического оборудования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе после проведенных теоретических, опытных и экспериментальных исследований с целью разработки и внедрения метода и программно-алгоритмических средств диагностики энергетического оборудования на основе показателей чувствительности получены следующие результаты:

1. Проблема определения существенных врожденных свойств для диагностики зарождающихся повреждений энергетического оборудования может быть решена аналитическим способом, являющимся звеном комплексного (системного) подхода.

2. Введено понятие естественной нормировки обычных форм свободных колебаний структурно-сложных систем со многими степенями свободы, удобство которой состоит в том, что она без пересчета позволяет определить энергетический вклад элементов в общую колебательную энергию системы любой физической природы, в процентах.

3. Предложено использовать энергетические формы колебаний динамических моделей различных систем по функциям чувствительности их элементов в качестве диагностических признаков зарождающихся повреждений как создаваемого, так и эксплуатируемого оборудования электромеханических и гидромеханических систем, как звено многоуровневой системы обслуживания энергомеханического оборудования по состоянию, основанной на определении фактического технического состояния оборудования и проведении ремонтных мероприятий только там и именно тогда, где и когда это действительно необходимо.

4. Для преодоления трудностей по определению места и вида повреждений предложена диагностическая модель: прежде всего подвержены зарождению и развитию дефектов высокоэнергоемкие элементы оборудования на соответствующих собственных частотах; возбуждение со стороны повреждений вызывает отклик высокоэнергоемких элементов системы со многими степенями свободы на соответствующих собственных частотах и формах оборудования; развитие дефекта вызывает рост спектральных составляющих отклика системы и проявляется в виде комбинационных частот в окрестности собственной частоты

высокоэнергоемких элементов; производится контроль механического состояния по уровням спектральных составляющих вибраций (колебаний) оборудования, соотнесенных с соответствующими высокоэнергоемкими элементами по структуре изделия с целью выявления причин и местоположения дефектов, а также разработки мероприятий по их локализации.

5. Разработан метод диагностики оборудования по уровням энергетических соотношений его элементов в виде соответствующих программно-алгоритмических средств, позволяющий выявить существенные врожденные свойства, оценить надежность, конструктивно-монтажное и механическое состояние различного оборудования, его предрасположенность к зарождению дефектов по максимальным уровням энергетических соотношений элементов электромеханических и гидромеханических систем на соответствующих частотах свободных колебаний.

6. Полученные результаты экспериментальных испытаний полностью подтвердили исходный теоретический и расчетный материал, в частности, по проблеме выбора и построения физико-математической модели свободных колебаний в целях определения резонансных режимов установок в рабочем диапазоне частот вращения, имеющих значительный уровень.

7. Построены энергетические формы валопровода ряда реальных энергетических объектов: типовой турбоустановки Р-50/60-130-1 + ТВФ-60-2 + ВТ-450-3000 (Р=60 МВт, п=3000 об/мин) одной из ТЭЦ РАО «ЕЭС России» и других для прогнозирования проявления зарождающихся дефектов.

8. Выделение высокоэнергоемких элементов реальных валопроводов питательных и погружных насосов с электроприводом позволило указать по структуре изделий повреждения, выявить опасные участки по накоплению усталостных повреждений, полностью раскрыть основные причины неоднократно имевших место аварий и повреждений (в электромеханических системах: питательный насос с асинхронным электроприводом мощностью 5000 кВт и частотой вращения 2985 об/мин; погружной центробежный электронасос для добычи нефти с асинхронным электроприводом мощностью 22 кВт и номинальной частотой вращения 2910 об/мин), приводивших к выходу из строя насосных агрегатов из-за поломок и значительной деформации вращающихся частей.

9. Разработанный метод диагностики и рекомендации данной работы позволяют реализовать необходимые технические и конструкторские мероприятия по повышению степени надежности и вибропрочности вращающихся частей различного оборудования, а также совершенствовать технологию ремонтных работ с целью перехода к диагностике состояния (технологических и эксплуатационных дефектов) оборудования в процессе эксплуатации по уровням спектральных составляющих вибрации и управлению качеством при изготовлении различного оборудования

10. Предложено расширить область применения разработанного метода диагностики энергетического оборудования на системы любой физической природы.

Содержание диссертационной работы отражено в основных публикациях:

1.Аракелян А.К., Решетов А.А. Особенности исследования колебаний сложных электромеханических систем С151-156 // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем Материалы III всерос. научн-техн конф Чебоксары Изд-во Чуваш ун-та, 1999 -345 с

2.Аракелян А.К., Решетов А.А. Подсинхронные колебания в системе турбогенератора, питающего нагрузку в виде высоковольтного преобразователя с инвертором тока в схеме вентильного двигателя // Труды Академии электротехнических наук Чувашской Республики Чебоксары Изд-во Чуваш ун-та,- 2000 - №1 - С 18 28

3.Аракелян А.К., Решетов А.А. Предлагает Центр «ДиПРО» (Центр «Диагностики и прогнозирования ресурса оборудования») // Ульяновец Чебоксары Изд-во Чуваш ун-та 9 июня 2000 №20(1280) -С 2

4.Аракелян А.К., Решетов А.А. Итоги и перспективы развития Центра диагностики и прогнозирования ресурса оборудования // Энергосбережение, сертификация и лицензирование - 2000 Материалы VI всероссийского семинара -Чебоксары Изд-во Чуваш ун-та, 2001 -С 99-101

5.Аракелян А.К., Решетов А.А. Диагностика надежности конструкции погружных электронасосов для добычи нефти // Диагностика трубопроводов Тезисы докладов 3-й Международной конф - Москва РОНКТД, 2001 -С 40

6.Аракелян А.К., Решетов А.А. Решение проблем ресурсосбережения на примере диагностики погружных электронасосов для добычи нефти // Энергосбережение, сертификация и лицензирование - 2001 Материалы VII всероссийского семинара - Чебоксары Изд-во Чуваш ун-та. 2002 -С 57-58

7.Аракелян А.К., Патин В.С., Решетов А.А. Решение проблемных вопросов разработки и внедрения эффективных методов диагностики энергомеханического оборудования тепловых и атомных электростанций Доклад 4 4 12 // «Неразрушающий контроль и диагностика» Труды XVI российской научно-технической конференции на CD 9-12 сентября 2002 года Санкт-Петербург Изд-во Петербургского государственного университета путей сообщения, 2002 -1 1 с.

8.Аракелян А.К., Луханин M.B., Решетов А.А. Переход на ресурсосберегающие технологии - требование современной экономики // Энергосбережение, сертификация и лицензирование-99 Материалы V всероссийского семинара - Чебоксары Изд-во Чуваш ун-та, 2000 - С 92-95

9. Методика вычислительной диагностики надежности и безопасности оборудования электромеханических систем по уровням энергетических соотношений его элементов Свидетельство об офиц регистр программы для ЭВМ №2004611043/Решетов А.А. Регистр 27 04 2004

10. Решетов А.А. Диагностика сложных электромеханических систем на основе энергетических соотношений // Управление в технических системах - XXI вес Сборник научных трудов 3-й Международной научно-техн конф - Ковров КГТА, 2000 - С 73-75

11. Решетов А.А. Приложение энергетических соотношений сложных электромеханических систем к их исследованию // Энергосбережение, сертификация и лицензирование-99 Материалы V всероссийского семинара-Чебоксары Изд-во Чуваш ун-та, 2000-С 110-113

12.Решетов А.А. Приложение энергетических соотношений сложных электромеханических систем к их диагностике // Диагностика трубопроводов: Тезисы докладов 3-й Международной конф. - Москва: РОНКТД, 2001. - С.20.

13.Решетов А.А. Рабочая программа по дисциплине «Неразрушающий контроль и диагностика энергетических объектов». - Чебоксары. Чувашский госуниверситет им. И.Н. Ульянова, 2001 .-1 1с.

14.Peшemoв А.А. Аналитический способ диагностики безопасности оборудования. С.125-132 // Автоматизированный электропривод: Юбилейный сборник научных трудов, посвященный 40-летию кафедры «Систем автоматического управления электроприводами» Чувашского госуниверситета им. И.Н. Ульянова. - Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 2003. -176 с.

15.Решетов A.A. Применение методов вычислительной диагностики -важное направление обеспечения надежности и безопасности оборудования. С.75 // Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности: Программа конференции и тезисы докладов 3-й Международной специализированной • выставки и конференции/ - Москва: РОНКТД, Центр международной торговли, 2004. - 245 с.

16.Lazarev S.A., ReshetovA.A. Software Package For Diagnostics Of Complex Electromechanical Systems // Computer Methods And Inverse Problems In NDT And Diagnostics: The Book Of Abstracts Of The 3d International Scientific Conference. -Moscow: RSNDTTD, 18-21 March 2002, pp.150-151.

Формат 60x84/16. Бумага писчая. Объем 1 пл. Тираж 100 экз. Заказ №

ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им И Н Ульянова» Типография университета 428015, г. Чебоксары. Московский пр., 15

Введение.

1. Решение проблемных вопросов разработки и внедрения современных методов диагностики оборудования в рамках обзора литературных источников.

1.1. Введение.

1.2. Основные положения и задачи диагностики оборудования.

1.2.1. Общая постановка задачи диагностики.

1.2.2. Обеспечение промышленной безопасности объектов.

1.2.3. Современные методы и средства вибродиагностического контроля, его основные этапы развития.

1.3. Выбор направления, стратегии, методов и средств диагностирования оборудования электромеханических систем

1.4. Комплексный подход к диагностике энергетического оборудования и его обеспечение.

1.5. Построение физико-математических моделей объектов диагностики и задачи исследований.

1.6. Причины виброактивности систем электроприводов с синхронным электродвигателем, работающем в режиме вентильного двигателя

1.7. Выводы.

2. Направление практического приложения показателей чувствительности в исследуемой области.

2.1. Общие замечания.

2.2. Основные положения теории чувствительности и направление ее развития в области диагностики.

2.3. Направление практического приложения показателей чувствительности в исследуемой области.

2.4. Выводы.

3. Разработка и внедрение метода диагностики энергетического оборудования на основе показателей чувствительности.

3.1. Введение.

3.2. Постановка задачи исследования.

3.3. Направление разработки и внедрения новых методов диагностики энергетического оборудования.

3.4. Сущность метода диагностики энергетического оборудования на основе показателей чувствительности к резонансным возбуждениям.

3.5. Алгоритм расчета уровней энергетических соотношений элементов оборудования электромеханических систем.

3.6. Развитие разработанного метода диагностики энергетического оборудования

3.7. Выводы.

4. Диагностика и практические приложения.

4.1. Исходные соображения.

4.2. Диагностика стендовой установки с судовым двигателем 8ЧН16,5/18,5: расчет и торсиографирование.

4.2.1. Краткое описание стендовой установки и результаты вычислительного анализа.

4.2.2. Методика испытаний.

4.2.3. Методика обработки материалов испытаний.

4.2.4. Результаты экспериментальных испытаний

4.2.5. Выводы.

4.3. Диагностика питательных электронасосов 2АЗМ-5000/6000-У4 + зубчатая муфта + ПЭ 580-185-2 тепловых электростанций.

4.3.1. Цель работы и обоснование необходимости ее постановки.

4.3.2. Исходные данные. Основные характеристики системы. Методика исследования.

4.3.3. Диагностика ПЭНов, опытная и экспериментальная проверка разработанного метода диагностирования.

Актуальность темы. В 3-м тысячелетии перед человечеством на одном из первых мест стоит политическая, научная, правовая и организационная проблема безопасности в самом широком смысле ее понимания: безопасность человека, семьи, предприятия, города, района, страны и в целом всей планеты. Гибель атомной подводной лодки «Курск», трагические события 11 сентября 2001 года в г.Нью-Йорке и г.Вашингтон, гибель гражданских самолетов в Украине в апреле 2001 г. и в Германии в июле 2002 г. (по вине наземного персонала), продолжающиеся крупные аварии на нефте-, газо- и продуктопроводах, пожары на больших территориях лесных массивов, наводнение на юге России, войны в Чечне, Ираке и т.д. наглядно показали колоссальное значение контроля и диагностики для безопасности всех стран и народов мира, поэтому это позволяет утверждать, что проблемой №1 в политическом плане, а следовательно, и в научном, становится проблема безопасности в широком диапазоне ее понимания. Главными и основными причинами возникновения аварийных ситуаций в промышленности являются, как правило, неподготовленность персонала, критический уровень износа оборудования, усталость и коррозия материала, нарушения производственной и технологической дисциплины, недостаток финансирования проектов в области безопасности и особенно недопустимо низкий уровень применяемых или вообще отсутствие диагностических информационных технологий [54, 55].

Ежегодно потери от техногенных аварий возрастают в России на 10-30%, при этом ежедневно происходит не менее 2-х техногенных аварий [54, 55]. В условиях, когда по оценке федеральной энергетической комиссии износ оборудования предприятий топливно-энергетического комплекса и машиностроительного профиля Российской Федерации в начале XXI века достиг 70% и более, надежное и безопасное их функционирование без эффективной системы диагностики невозможно. Все большее значение имеют методы и средства дефектоскопии, интроскопии, структуроскопии, контроля размеров и физико-механических характеристик материалов и узлов, а также вибродиагностики. Взаимосвязанные этапы проектирования, изготовления, эксплуатации, реконструкции или утилизации любого сложного оборудования требуют постановки диагноза неисправного элемента (детали) и установления причин дефекта. При этом очень важно вовремя обнаружить и не допустить развития дефектов, приводящих к необратимым катастрофическим последствиям. Именно поэтому разработка методов и средств определения существенных врожденных свойств объектов для диагностики зарождающихся повреждений является актуальной проблемой.

Важнейшим фактором обеспечения надежности оборудования является разработка и внедрение эффективных аналитических методов, которые должны быть составной частью технической диагностики различного оборудования. В целях диагностики механического состояния оборудования необходимо знать, как поведет себя тот или иной узел, а также указать по структуре изделия, в каком месте (местах) определены конкретные повреждения. Очевидно, в первую очередь, следует ожидать выхода из строя узла с высокоэнергоемкими (высокочувствительными к возбуждению) деталями. При этом наибольшая амплитуда отклика наблюдается на одной из собственных частот дефектного узла. Следовательно, возникает потребность в диагностике механического состояния оборудования с помощью соответствующих средств оценки текущей надежности путем разработки вычислительного метода, позволяющего предсказывать, какие частотные составляющие появятся в спектре вибраций при возникновении дефектов в соответствующем узле. Поэтому автор занялся разработкой эффективного (простого и достаточно точного) компьютерного метода, позволяющего контролировать механическое состояние оборудования, прогнозировать проявление зарождающихся дефектов и их локализовать.

Теоретико-практическим фундаментом для выполнения указанных исследований являются теоретические, научно-практические и программноалгоритмические разработки Национального технического университета «Харьковский политехнический институт» (д.т.н. Л.И. Штейнвольф, д.т.н. В.Н. Карабан, к.т.н. В.Н. Митин, к.т.н. Ю.М. Андреев, к.т.н. Е.И. Дружинин, к.т.н. А.А. Ларин), ФГУП ГНЦ РФ «ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова» (д.т.н. В.И. Попков, д.т.н. В.П. Терских, к.т.н. Г.И. Бухарина), ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова» (д.т.н. А.К. Аракелян, д.т.н. А.А. Афанасьев, к.ф.-м.н. А.В. Галанин), д.т.н. Е.Н. Розенвассера, д.т.н. P.M. Юсупова, ФГУП «ЦНИИ экономики, информатики и систем управления» (д.т.н. А.Л. Горелик), ИМАШ им. акад. А.А. Благонравова РАН (д.т.н. М.Д. Генкин, к.т.н. А.Г. Соколова), ЗАО «НИИ интроскопии МНПО «Спектр» (к.т.н. Ф.Я. Балицкий), члена-корреспондента РАН В.В. Клюева и РОНКТД, собственные научные, технические и программно-алгоритмические разработки, а также многолетний опыт работы по созданию и диагностированию сложного оборудования.

Данная разработка выполнена за период с 1987 года по 2004 год при работе в ОАО «Дизельпром» (в настоящее время ООО «Чебоксарский завод силовых агрегатов», г. Чебоксары), ООО «Волготрансгаз» (г. Нижний Новгород), ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова» (г. Чебоксары), при этом экспериментальная часть работы выполнена в ОАО «Дизельпром», ОАО «Чувашэнерго» и ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова», г. Чебоксары при участии специалистов ФГУП ГНЦ РФ «ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова» (г.С.-Петербург).

Цель научной разработки и задачи исследования. Главной целью данной работы является теоретическое и практическое решение проблемы распознавания зарождающихся повреждений элементов энергетического оборудования, разработка метода и средств определения существенных врожденных свойств объектов для диагностики зарождающихся повреждений.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1. Установление существенных свойств энергетического оборудования и введение новых диагностических признаков зарождающихся повреждений.

2. Теоретическое обоснование предлагаемого метода расчета эпюр энергий электромеханических и гидромеханических систем со многими степенями свободы.

3. Разработка методики и программно-алгоритмических средств, повышающих достоверность оценки механического состояния оборудования за счет предсказания зарождения дефектов элементов по структуре изделия.

4. Построение динамических моделей реального энергетического оборудования для его диагностики и практическое подтверждение разработанного метода диагностирования.

Объект исследования - оборудование электромеханических и гидромеханических систем и комплексов со многими степенями свободы.

Предмет исследования. Разработка, создание и внедрение программно-алгоритмических средств диагностики энергетического оборудования. В диссертационной работе представлены результаты теоретических, практических и экспериментальных исследований с целью разработки метода диагностики энергетического оборудования на основе показателей чувствительности к резонансным возбуждениям, а также ряд практических приложений указанного метода.

Методы исследования:

1. Исследование и регистрация физических эффектов, предшествующих времени перехода материала и/или изделия в «дефектное» состояние и диагностика зарождающихся повреждений произведены на основе физико-математических методов исследования крутильно-изгибных колебательных процессов энергетического оборудования с использованием положений теорий чувствительности и распознавания образов.

2. Для расширения области применения функций чувствительности свободных частот механических систем на электрические и гидравлические системы в целях их диагностики применяется принцип изоморфизма колебательных процессов в системах различной физической природы (электрических, гидравлических, механических).

3. Функции чувствительности к накоплению повреждений определяются посредством общего метода построения физико-математических моделей динамических процессов с применением структурных матриц в системах любой физической природы.

4. Метод Рэлея применяется для записи выражения максимумов магнитной (кинетической) и электрической (потенциальной) энергий, а также определения частот свободных колебаний путем рассмотрения баланса энергии сложных систем.

5. Особенностью получаемых результатов является то, что обычные формы колебаний консервативных (недиссипативных) систем -собственные векторы (формы амплитуд обобщенных координат) исходных систем со многими степенями свободы нормируются по методу плоских вращений Якоби естественным образом так, что сумма всех относительных магнитных (кинетических) и электрических (потенциальных) энергий элементов равна единице. Это дает непосредственно коэффициенты чувствительности этих элементов к зарождению дефектов.

Научная новизна разработки, по мнению автора, заключается в следующем:

1. Предложен новый метод диагностики энергетического оборудования на основе показателей чувствительности к резонансным возбуждениям.

2. Впервые в качестве диагностических признаков, по которым оценивается текущая надежность оборудования и предсказывается зарождение дефектов, приняты энергетические формы (уровни магнитных и/или кинетических, электрических и/или потенциальных энергий элементов системы) свободных колебаний физико-математической модели диагностируемой конструкции.

3. Достигнуто углубление уровня технического диагностирования энергетического оборудования при использовании метода спектральной вибродиагностики за счет расширения диагностических признаков и предсказания частотных составляющих, появляющихся в спектре вибраций при зарождении дефектов в соответствующем узле.

4. Разработанный метод диагностики дает возможность создания многоуровневой системы мониторинга и обслуживания энергомеханического оборудования по состоянию, основанной на определении фактического технического состояния оборудования и проведении ремонта только там и именно тогда, где и когда это действительно необходимо.

Практическая значимость и реализация работы состоит в том, что разработанный метод диагностики энергетического оборудования по уровням энергетических соотношений его элементов позволяет исследовать и контролировать (оценить) механическое состояние оборудования, предсказать проявление зарождающихся дефектов по структуре изделия, обнаружить опасные участки конструкций по накоплению усталостных повреждений, локализовать дефекты эксплуатационного и конструктивно-монтажного характера, предложить экономичные мероприятия по увеличению ресурса энергомеханического оборудования (в том числе с целью решения проблем в рамках единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций).

Научно-исследовательские, программно-алгоритмические, опытно-конструкторские и диагностические разработки автора созданы на базе многолетнего опыта работы, который включает деятельность по созданию и диагностике реальных конструкций, а также практическому приложению разработанного метода диагностики оборудования по уровням энергетических соотношений его элементов. В частности, автором предупрежден ряд серьезных техногенных аварий (определены причины опасных колебаний и/или разрушений) энергетических установок путем применения разработанного метода диагностики: ДРА-525 на базе дизеля 8ЧН16.5/18.5 с валопроводом судна МРТК «Балтика», выпущенный ОАО «Дизельпром» г.Чебоксары (на этапе проектирования); промышленный трактор D355A с дизелем 6V396 ТС4, выпущенный фирмой «Komatsu», Япония (в ходе ремонтного производства на ОАО «Дизельпром» г.Чебоксары при мобильной замене одного типа двигателя на другой); электронасосная станция СДВ2-215/41-10 + 800В-2.5/100-1 мощностью 3 МВт (МП «Водоканал», г. Новочебоксарск); диагностика причин опасных повреждений зубчатой муфты и ротора электрического двигателя установки 2АЗМ-5000/6000-У4 + зубчатая муфта + ПЭ580-185-2 мощностью 5000 кВт (питательный электронасос одной из ТЭЦ РАО «ЕЭС России») и др.

Теоретические исследования, проведенные автором, нашли применение при создании новых и надежных конструкций промышленных тракторов, дизель-генераторов и судовых энергетических установок на базе дизелей семейства ЧН 16,5/18,5 ОАО «Дизельпром» (ООО «Чебоксарский завод силовых агрегатов») г. Чебоксары, диагностике основных причин неоднократно имевших место аварий в системе питательный насос с асинхронным электроприводом мощностью 5000 кВт ТЭЦ-2 ОАО «Чувашэнерго» г.Чебоксары, диагностике энергомеханического оборудования ООО «Волготрансгаз» ОАО «Газпром» г. Нижний Новгород, разработке и диагностике погружных центробежных насосов для добычи нефти с асинхронным электроприводом ОАО «Борец» г. Москва и др.

После изготовления опытных образцов упомянутой техники (промышленных тракторов, дизель-генераторов, судовых энергетических установок и другого оборудования) и их экспериментальных испытаний полученные результаты полностью подтвердили исходный теоретический и расчетный материал, в частности по проблеме отстройки структурно-сложных и сравнительно мощных электромеханических систем от опасных резонансов в рабочем диапазоне частот вращения, а также предсказания зарождения дефектов.

Использование разработанного автором способа диагностики позволяет реализовать необходимые технические и конструкторские мероприятия по повышению степени надежности и вибропрочности вращающихся частей энергомеханического оборудования, а также совершенствовать технологию ремонтных работ с целью перехода к диагностике состояния (технологических и эксплуатационных дефектов) оборудования в процессе эксплуатации по уровням спектральных составляющих вибрации и управлению качеством при изготовлении различного оборудования.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Теоретические основы метода диагностики энергетического оборудования на основе показателей чувствительности.

2. Разработанный метод диагностики технического состояния энергетического оборудования на основе показателей чувствительности и соответствующая диагностическая модель.

3. Разработанный алгоритм и программа для оценки механического состояния элементов оборудования электромеханических систем.

4. Теоретические выводы по вопросам расширения области применения разработанного метода диагностики энергетического оборудования на системы любой физической природы.

5. Результаты теоретических расчетов и экспериментальных исследований ряда реальных энергетических объектов.

Существенные научные результаты, полученные автором:

1. В данной научной работе теория чувствительности развивается путем разработки на основе ее положений нового метода диагностики технического состояния оборудования по уровням энергетических соотношений его элементов.

2. Теоретически обоснован предлагаемый метод расчета эпюр энергий электромеханических систем со многими степенями свободы, позволяющих выявить опасные места ожидаемых повреждений элементов валопроводов и, таким образом, на стадиях проектирования, ремонта и/или реконструкции энергетического оборудования учесть слабые сечения, подверженные наибольшим перенапряжениям, а также прогнозировать его надежность и выработать рекомендации, гарантирующие исключение возможных повреждений элементов механических конструкций.

При разработке нового метода диагностики энергетического оборудования за основу было принято то, что наиболее виброактивной частью энергетического оборудования является его валопровод и все, связанные с ним вращающиеся элементы. Поэтому естественным является исследование колебаний валопровода в целях построения надежного априорного базиса системы технической диагностики энергетического оборудования, вибрации которого, порождаются воздействием на него колебаний валопровода.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на III всероссийской научно-технической конференции «Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем» (г.Чебоксары, 1999 г.), V, VI и VII Всероссийских семинарах «Энергосбережение, сертификация и лицензирование» (г.Чебоксары, 1999, 2000, 2001 гг.), 3-й Международной научно-технической конференции «Управление в технических системах - XXI век» (г. Ковров, 2000 г.), 3-й Международной научной конференции «Диагностика трубопроводов» (г.Москва, 2001 г.), XVI российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» (г.СтПетербург, 2002 г.), 3-й Международной научной конференции «Компьютерные методы и обратные задачи в неразрушающем контроле и диагностике» (г Москва, 2002 г.), 3-й Международной специализированной выставке и конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (г.Москва, 2004 г.). В полном объеме диссертационная работа докладывалась на расширенных заседаниях кафедр «Теоретическая механика» и «Системы автоматического управления электроприводами» ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова» (г. Чебоксары).

4.4.11. Выводы и рекомендации

Выполненным диагностическим исследованием крутильно-изгибных колебаний валопровода: двигатель ПЭД22-117 + протектор гидрозащиты 1ГБ52 + насос ЭЦНМ5-30-1450 получены следующие результаты:

1. Определен спектр частот свободных крутильных колебаний валопровода (табл.4.10).

2. Частоты вращения валопровода в резонансных режимах в зависимости от порядка некоторых гармоник возбуждения сведены в табл.4.11.

3. Построены низшие энергетические формы крутильных колебаний валопровода для прогнозирования проявления зарождающихся дефектов (рис.4.24).

4. Спектр частот свободных крутильных колебаний валопровода отстроен от резонансов с опасной гармоникой возбуждения электромагнитного момента двигателя при пуске агрегатов от сети с /=50 Гц, а также других опасных зон при -25 Гц и -100 Гц.

5. Одной из вероятных причин низкого ресурса данных погружных насосов (одностороннего износа защитных втулок и юбок рабочих колес, разрушения штатных радиальных подшипников с резино-металлическими вкладышами) являются следующие врожденные свойства изделия: неотстроенная конструкция валопровода насосной установки от возбуждений околорезонансных крутильно-изгибных колебаний 15, 16 и 17-й форм при соответствующих частотах -332, -337 и -348 Гц со стороны лопастей (7 шт.) рабочих колес, что соответствует частотам вращения вала соответственно -2850, -2890 и -2980 об/мин (номинальная частота вращения ротора двигателя 2910 об/мин).

6. Колебательная кинетическая энергия 15, 16 и прежде всего 17-й околорезонансных форм распределяется соответственно таким образом: -19%, -18% и -18% (входной модуль-секция насоса), -26%, -23% и -1% (выходной модуль-секция насоса). При расчетном анализе колебаний валопровода влияние зазоров между элементами данной установки не учитывалось, поэтому при диагностике механического состояния имеем в виду, что возможно понижение собственных частот под влиянием этого фактора. В частности, колебательная энергия 17-й околорезонансной формы крутильных колебаний валопровода (расчетная частота -348 Гц) распределяется следующим образом:

- электродвигатель -57% (-28% кинетическая энергия, -29% потенциальная энергия);

- входной модуль-секция насоса -38% (-18% кинетическая энергия, -20% потенциальная энергия);

- выходной модуль-секция насоса -2% (-1% кинетическая энергия, -1% потенциальная энергия);

- протектор гидрозащиты и щлицевые муфты -3%. Поэтому именно упомянутый конструктивный дефект (нет достаточного запаса 10-15% по отстройке частот свободных крутильных колебаний валопровода от опасной зоны z/7, где: п - частота вращения валопровода, об/мин; z - число лопаток насоса) вызывает преждевременный износ и повреждение указанных деталей и узлов прежде всего входного модуля-секции насоса, имеющего уровень энергоемкости элементов на 17-й околорезонансной форме, существенно превышающий уровень энергоемкости элементов выходного модуля-секции насоса.

7. Для выявления возможных заметных резонансных режимов определен спектр частот свободных изгибных колебаний валопровода насоса ЭЦНМ5-30-1450 при штатных расстояниях между радиальными опорами (табл. 4.14).

8. При работе данной насосной установки возможны околорезонансные режимы изгибных колебаний валопровода в окрестностях опасных зон: ~25, -50 и лопастной ~350 Гц (что соответствует частотам вращения вала -1455, -2910, -20370/7 = 2910 об/мин). Кроме того, при эксплуатации насосной установки зазоры между деталями увеличиваются из-за неизбежного абразивного износа вкладышей и защитных втулок, а также других элементов. Поэтому при диагностике механического состояния имеем в виду, что возможно понижение собственных частот под влиянием этого фактора.

9. При частоте -350 Гц околорезонансные изгибные колебания валопровода накладываются на околорезонансные крутильные колебания, что существенно снижает ресурс рассматриваемого оборудования.

10. С целью определения степени влияния упругих характеристик штатных вкладышей радиальных подшипников (плотности материала вкладышей) на отстройку системы от опасных резонансов при возбуждении свободных крутильно-изгибных колебаний валопровода рассчитаны значения функций чувствительности элементов оборудования при штатных расстояниях между радиальными опорами (табл. 4.15).

11. Упругие характеристики штатных вкладышей радиальных подшипников не оказывают существенного влияния на частоты свободных изгибных колебаний валопровода в диапазоне низших частот до -70 Гц. В диапазоне частот после -70 Гц (особенно в окрестностях частоты -350 Гц) упругие характеристики радиальных опор валопровода оказывают существенное влияние на частоты свободных изгибных колебаний. Поэтому замена металлических вкладышей радиальных подшипников на резино-металлические или обратно приводит, прежде всего, к сдвигу спектра высших частот вниз (или вверх), что изменяет формы колебаний, чувствительность системы к возбуждению лопастной частоты -350 Гц и зарождению дефектов.

12. Отстройка системы от опасных резонансов при возбуждении свободных крутильно-изгибных колебаний валопровода выполнена путем вычислительной оптимизации (варьирования) конструктивных размеров межопорных расстояний валопровода насоса на основе рассчитанных значений функций чувствительности упругих элементов (табл.4.16).

13. Расчетный анализ свободных изгибных колебаний валопровода при варьировании конструктивных размеров межопорных расстояний валопровода насоса показывает, что данные размеры оказывают существенное влияние на значение частот свободных изгибных колебаний. При этом диаметральные моменты инерции рабочих колес насоса не оказывают значительное влияние на значение частот изгибных колебаний (до 0,5 % на высших частотах).

По результатам вычислительного анализа (табл.4.13, 4.16, рис.4.26) определены варианты оптимального расположения радиальных опор с целью отстройки крутильно-изгибных колебаний валопровода насосной установки от четырех опасных зон (-25, -50, -100 и -350 Гц): варианты №№8, 9,11.

14. Для уточнения предложенной методики оптимизации конструктивных размеров межопорных расстояний необходимо:

- определить экспериментально моменты инерции роторов электродвигателя ПЭД22-117 и секции-модуля ВС5-30 в сборе, а также их податливости при кручении;

- опытным путем установить критические частоты вращения валопровода насосного агрегата.

15. Для расширения практического применения полученных результатов, необходимо произвести корректировку расчетных схем и моделей, принятых в данном диагностическом исследовании по результатам опытных работ.

16. С целью обеспечения надежной работоспособности погружных электронасосов ОАО «Борец» и разработки перспективной методики диагностики погружных электронасосов (качества изготовления и сборки) на этапе их тестирования, целесообразно выполнить комплексные расчетно-экспериментальные диагностические работы на горизонтальном стенде компании по разработанному методу с приложением спектрального анализа вынужденных колебаний секций-модулей.

17. Учитывая сложность моделирования нелинейных колебательных процессов погружных насосных установок рекомендовать разработку демпферных (антивибраторных) устройств для гашения крутильно-изгибных колебаний на частотах опасных зон: -25, -50, -100 и -350 Гц заранее (в том числе путем модернизации рабочих колес).

18. Необходимо продолжить НИОКР по созданию нового поколения надежных погружных центробежных электронасосов с заменой штатных резино-металлических вкладышей радиальных подшипников на вкладыши на основе металлорезины (спрессованных бронзовых спиралей) с изготовлением и промышленным испытанием опытной партии модернизированных электронасосов.

19. Согласно акта ОАО «Борец» «О внедрении способа диагностики надежности и безопасности энергомеханического оборудования по уровням энергетических соотношений его элементов» результаты внедрения метода диагностики энергомеханического оборудования по уровням энергетических соотношений его элементов и рекомендации, данные в заключении диагностического исследования, полностью раскрывают основные причины неоднократно имевших место аварий и повреждений (в системе: погружной центробежный электронасос для добычи нефти с асинхронным электроприводом мощностью 22 кВт и номинальной частотой вращения 2910 об/мин), приводивших к выходу из строя насосных агрегатов из-за поломок и значительных повреждений вращающихся частей.

20. Использование указанного способа диагностики и рекомендаций названной научно-исследовательской работы позволяет реализовать необходимые технические и конструкторские мероприятия по повышению степени надежности и вибропрочности вращающихся частей погружных насосных установок, а также совершенствовать технологию ремонтных работ с целью перехода к диагностике состояния (технологических и эксплуатационных дефектов) насосов в процессе эксплуатации по уровням спектральных составляющих вибрации и управлению качеством при изготовлении погружных насосов.

21. Таким образом, внедрение названных метода диагностики и результатов научно-исследовательской работы дает определенный экономический эффект благодаря продлению межремонтных сроков работы насосного оборудования для добычи нефти и своевременному устранению опасных повреждений элементов погружных насосных установок с электроприводом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе после проведенных теоретических, опытных и экспериментальных исследований с целью разработки и внедрения метода и программно-алгоритмических средств диагностики энергетического оборудования на основе показателей чувствительности получены следующие результаты:

1. Проблема определения существенных врожденных свойств для диагностики зарождающихся повреждений энергетического оборудования может быть решена аналитическим способом, являющимся звеном комплексного (системного) подхода.

2. Введено понятие естественной нормировки обычных форм свободных колебаний структурно-сложных систем со многими степенями свободы, удобство которой состоит в том, что она без пересчета позволяет определить энергетический вклад элементов в общую колебательную энергию системы любой физической природы, в процентах.

3. Предложено использовать энергетические формы колебаний динамических моделей различных систем по функциям чувствительности их элементов в качестве диагностических признаков зарождающихся повреждений как создаваемого, так и эксплуатируемого оборудования электромеханических и гидромеханических систем, как звено многоуровневой системы обслуживания энергомеханического оборудования по состоянию, основанной на определении фактического технического состояния оборудования и проведении ремонтных мероприятий только там и именно тогда, где и когда это действительно необходимо.

4. Для преодоления трудностей по определению места и вида повреждений предложена диагностическая модель: прежде всего подвержены зарождению и развитию дефектов высокоэнергоемкие элементы оборудования на соответствующих собственных частотах; возбуждение со стороны повреждений вызывает отклик высокоэнергоемких элементов системы со многими степенями свободы на соответствующих собственных частотах и формах оборудования; развитие дефекта вызывает рост спектральных составляющих отклика системы и проявляется в виде комбинационных частот в окрестности собственной частоты высокоэнергоемких элементов; производится контроль механического состояния по уровням спектральных составляющих вибраций (колебаний) оборудования, соотнесенных с соответствующими высокоэнергоемкими элементами по структуре изделия с целью выявления причин и местоположения дефектов, а также разработки мероприятий по их локализации.

5. Получено расчетное, опытное и экспериментальное подтверждение предложенной диагностической модели (характеризующей связь уровней энергоемкости элементов, соответствующих собственных частот, развития дефектов и спектральных составляющих вибрации, обусловленных рабочими нагрузками) в процессе построения реальных систем технической диагностики энергетического оборудования.

6. Разработан метод диагностики оборудования по уровням энергетических соотношений его элементов в виде соответствующих программно-алгоритмических средств, позволяющий выявить существенные врожденные свойства, оценить надежность, конструктивно-монтажное и механическое состояние различного оборудования, его предрасположенность к зарождению дефектов по максимальным уровням энергетических соотношений элементов электромеханических и гидромеханических систем на соответствующих частотах свободных колебаний.

7. Полученные результаты экспериментальных испытаний полностью подтвердили исходный теоретический и расчетный материал, в частности, по проблеме выбора и построения физико-математической модели свободных колебаний в целях определения резонансных режимов установок в рабочем диапазоне частот вращения, имеющих значительный уровень.

8. Построены энергетические формы валопровода ряда реальных энергетических объектов: типовой турбоустановки Р-50/60-130-1 + ТВФ-60-2 + ВТ-450-3000 (Р=60 МВт, п-3000 об/мин) одной из ТЭЦ РАО «ЕЭС России» и других для прогнозирования проявления зарождающихся дефектов.

9. Выделение высокоэнергоемких элементов реальных валопроводов питательных и погружных насосов с электроприводом позволило указать по структуре изделий повреждения, выявить опасные участки по накоплению усталостных повреждений, полностью раскрыть основные причины неоднократно имевших место аварий и повреждений (в электромеханических системах: питательный насос с асинхронным электроприводом мощностью 5000 кВт и частотой вращения 2985 об/мин; погружной центробежный электронасос для добычи нефти с асинхронным электроприводом мощностью 22 кВт и номинальной частотой вращения 2910 об/мин), приводивших к выходу из строя насосных агрегатов из-за поломок и значительной деформации вращающихся частей.

10. Разработанный метод диагностики и рекомендации данной работы позволяют реализовать необходимые технические и конструкторские мероприятия по повышению степени надежности и вибропрочности вращающихся частей различного оборудования, а также совершенствовать технологию ремонтных работ с целью перехода к диагностике состояния (технологических и эксплуатационных дефектов) оборудования в процессе эксплуатации по уровням спектральных составляющих вибрации и управлению качеством при изготовлении различного оборудования.

11. Предложено расширить область применения разработанного метода диагностики энергетического оборудования на системы любой физической природы.

12. Внедрение результатов указанной работы дает определенный экономический эффект (соизмеримый с затратами на капитальный ремонт, покупку, установку нового оборудования и стоимостью его простоя) благодаря продлению межремонтных сроков работы энергетического оборудования, своевременному устранению опасных повреждений элементов оборудования, исключению аварийных ситуаций, и поэтому может быть определен для каждого конкретного случая.

1. Андреев Ю.М., Карабан В.Н. Исследование свободных колебаний цепных систем с несколькими нелинейными элементами // Теория механизмов и машин, вып.31. Респ. межвед. научн.-техн. сборник. Харьков: Высща школа. Изд-во при Харьк. ун-те, 1981. - С.44-49.

2. Андреев Ю.М., Мишин О.В. Технология инженерных расчетов динамики структурно-сложных механических систем на базе специализированной «САВ КИДИМ» // Вюник шженерноТ академм УкраТни, KB №2635, Спец1альний випуск 2000,- КиТв, 2000. С.383-384.

3. Андронов А.А. Теория колебаний. М.: Наука, 1981.- 568 с.

4. Аоки М. Введение в методы оптимизации: Пер. с англ. М.: Наука, 1977.- 344 с.

5. Аракелян А.К., Аракелян Ю.А. Исследование проблемы прохождения системы электропривода с вентильным двигателем через резонанс// Вестн. Чуваш, ун-та, 1998. №1-2. С. 169-184.

6. Аракелян А.К., Афанасьев А.А. Вентильные электрические машины и регулируемый электропривод: В 2 кн. Кн.1: Вентильные электрические машины. М.: Энергоатомиздат, 1997. - 509 с.

7. Аракелян А.К., Решетов А.А. Предлагает Центр «ДиПРО» (Центр «Диагностики и прогнозирования ресурса оборудования») // Ульяновец. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та. 9 июня 2000. №20 (1280). С. 2.

8. Артоболевский И.И., Бобровницкий Ю.И., Генкин М.Д. Введение в акустическую динамику машин. М.: Наука, 1979. - 296 с.

9. Афанасьев А.А., Аракелян А.К., Решетов А.А. и др. Пульсации электромагнитного момента и дополнительные потери синхронного генератора со статическим возбудителем // Вестн. Чуваш, ун-та, Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1998. №1-2. С. 133-147.

10. Бабаков И.М. Теория колебаний. М.: Наука, 1968. - 560 с.21 .Балицкий Ф.Я., Иванова М.А., Соколова А.Г., Хомяков Е.И. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов. М.: Наука, 1984.-120 с.

11. Белов А.Б. Прогноз на катастрофу // Аргументы и факты Чувашия. 2001. №25 (130). Июнь. - С. 2.

12. Богданов А.А. Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти.- М.: Недра, 1968.24 .Брановский М.А., Сивков А.П. Балансировка роторов турбогенераторов в собственных подшипниках. М.-Л.: Энергия, 1966. -144 с.

13. Васильев В.Н., Галанин А.В. Введение в основы теории электромеханических систем: Учеб. пособие. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1993.- 44 с.

14. Вейц В.Л., Кочура А.Е. Динамика машинных агрегатов с ДВС. П.: Машиностроение, 1976.- 384 с.

15. Вейц В.Л. и др. Колебательные системы машинных агрегатов. П.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1979. - 256 с.

16. Вейц В.Л. и др. Расчет механических систем приводов с зазорами. -М.: Машиностроение, 1979.-183 с.

17. Вейц В.Л. и др. Динамика управляемых машинных агрегатов. М.: Наука, 1984. - 352 с.

18. Вибрации в системах электрических центробежных насосов. Рекомендации американского нефтяного института (RP 11S8).- Вашингтон: АНИ, 01.05.1993.-19 с.

19. Вибрации в технике: Справочник. В 6 т. / Ред. совет: Челомей В.Н. (пред.) -М.: Машиностроение, 1978-1981.

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

21. ЪЪ.ВРД 39-1.10-006-2000*. Правила технической эксплуатации магистральных газопроводов. Утверж. 09.12. 1999 г. М.: ООО «ВНИИгаз» ОАО «Газпром», 2000.- 218 с.

22. Вудсон У.Е., Коновер Д.В. Справочник по инженерной психологии для инженеров и художников-конструкторов. М.: Мир, 1968.- 518 с.

23. Галанин А.В., Краснов В.К., Желтова Л.В. Основы теории колебаний: Конспект лекций курса по выбору. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1994.-56 с.

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

25. Генкин М.Д., Глазов Ю.Е., Тайчер С.Я. Продольные колебания валопроводов судовых паротурбинных установок. М.: Наука, 1976. - 176 с.

26. Глебов И.А., Данилевич Я.Б. Диагностика турбогенераторов. Л.: Наука, 1989.- 119 с.

27. Голдобин Г.Ф., Долгих В.И., Болотов В.Г. и др. Система обслуживания оборудования по техническому состоянию в ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» // Безопасность труда в промышленности, 1999. №8. С. 41-43.

28. Гольдин А.С. Устранение вибраций турбоагрегатов на тепловых электростанциях. М.: Энергия, 1980. - 96 с.

29. Гольдин А.С. Вибрация роторных машин. М.: Машиностроение,2000.

30. Горелик А.Л., Скрипкин В.А. Методы распознавания. М.: Высш. шк., 2004.- 261 с.

31. Городецкий В.И., Захарьин Ф.М., Розенвассер Е.Н. и др. Методы теории чувствительности в автоматическом управлении.- М: Энергия, 1971.344 с.

32. Дубов А.А. Проблемы оценки остаточного ресурса стареющего оборудования // Безопасность труда в промышленности, 2003. №3. -С. 46-49.

33. АЪ.Дятлов В.А., Михайлов В.М., Яковлев ЕМ. Оборудование, эксплуатация и ремонт магистральных газопроводов.- М.: Недра, 1990. -222 с.

34. Зарицкий С.П., Лопатин АС. «Энергодиагностика»: итоги и перспективы // Газовая промышленность, 1996. №1-2. С. 54.

35. Инструкция по эксплуатации паровой турбины типа Р-50-130. Ст. №4 на ТЭЦ-3 г.Новочебоксарск. Свердловское уральское отделение ОРГРЭС, 1968.-70 с.

36. Казакевич В.В. Автоколебания (помпаж) в компрессорах.- М.: Машиностроение, 1974.-264 с.

37. Канарчук В.Е., Чигринец А.Д. Бесконтактная тепловая диагностика машин.- М.: Машиностроение, 1987.- 160 с.

38. ЬЪ.Карабан В.Н., Долгошеее A.M. Надежность и долговечность сельскохозяйственных машин.- М.: Агропромиздат, 1990.-160 с.

39. Клюев В.В. Экологическая диагностика одно из наиболее важных направлений развития неразрушающего контроля в 21-м веке // Контроль. Диагностика, 2000. №9. - С. 3-7.

40. Ключев В.И. Ограничение динамических нагрузок электропривода. -М.: Энергия, 1971.- 320 с.

41. Ковальский В.Н. Приборы для измерения параметров вибрации и удара. М.: Знание, 1984.

42. Коллакот Р. Диагностика повреждений: Пер. с англ.- М.: Мир, 1989.-512 с.

43. Костюк А.Г. Динамика и прочность турбомашин.- М.: Машиностроение, 1982. 264 с.

44. Львович А.Ю. Основы теории электромеханических систем. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1973. -196 с.

45. Львович А.Ю. Электромеханические системы: Учеб. пособие. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1989. - 296 с.

46. Макаров Р.А. Средства технической диагностики машин. М.: Машиностроение, 1981.- 223 с.

47. Маслов Г.С. Расчеты колебаний валов.- М.: Машиностроение, 1980.-151 с.

48. Мелешкин Г.А. Переходные режимы судовых электроэнергетических систем. Л.: Судостроение, 1971.- 344 с.

49. Методы теории чувствительности в автоматическом управлении. Под ред. Розенвассера Е.Н. и Юсупова P.M. Л.: Энергия, 1971.- 344 с.

50. Мизун Ю.В., Мизун Ю.Г. Тайны будущего. Прогнозы на XXI век. -М.: Вече, 2001.-592 с.

51. Митин В.Н., Штейнвольф Л.И. Структурные матрицы цепных вибрационных систем. Динамика и прочность машин, вып.17. - Респ. межвед. научн.-техн. сборник. Харьков: Высща школа. Изд-во при Харьк. унте, 1973. -С. 3-7.

52. Михайлов-Михеев П.Б. Справочник по металлическим материалам турбино- и моторостроения.- М.;Л.: Машгиз, 1961. 838 с.

53. Мэнли Р. Анализ и обработка записей колебаний. Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1972,- 368 с.

54. Найфэ А. X. Введение в методы возмущений: Пер. с англ. М.: Мир, 1984.- 535 с.

55. Напряжения и деформации в деталях паровых турбин. Под ред. Подгорного А.Н. Киев: Наук, думка, 1978. - 276 с.

56. Научно-технический отчет по теме №42890605 «Результаты торсиографирования валопровода стендовой установки с двигателем 8ЧН16,5/18,5». СПб.: ЦНИИ имени академика А.Н. Крылова, 1993. 25 с.

57. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / Клюев В.В., Соснин Ф.Р., Ковалев А.В. и др.; Под ред. Клюева В.В. М.: Машиностроение, 2003,- 656 с.

58. Неразрушающий контроль. Россия. 1900-2000 г.г.: Справочник / Клюев В.В., Соснин Ф.Р., Румянцев С.В. и др.; Под ред. Клюева В.В. М.: Машиностроение, 2001.- 616 с.

59. Ольховский Г.Г. Энергетические газотурбинные установки.- М.: Энергоатомиздат, 1985.- 304 с.

60. Основы балансировочной техники: в 2 т. Под ред. Щепетильникова В.А. М.: Машиностроение, 1975.

61. Отчет о результатах обследования вибрации погружного центробежного насоса ЭЦН-5-125-1300 для добычи нефти на стенде ОАО «Борец».- М.: ИМАШ РАН, 1997. -16 с.

62. Отчет о НИР по теме «Вибродиагностическое исследование по определению вибрационных характеристик мощных насосных установок Новочебоксарского МП «Водоканал».- Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1995.- 19 с.

63. Отчет о НИР по теме №10/92-94 «Разработка, исследование и внедрение регулируемого электропривода с вентильным двигателем мощностью 6300 кВт питательного насоса котлоагрегата ТЭЦ №2 ПЭО «Чувашэнерго». Том 1. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1992. 86 с.

64. Отчет о НИР по теме №2/94-95 «Разработка, исследование и внедрение системы возбуждения со статическим возбудителем турбогенератора ТГ-4 Новочебоксарской ТЭЦ-3 ОАО «Чувашэнерго». Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1995. 45 с.

65. Отчет о НИР по теме №1/1 «Диагностика причин опасных повреждений ротора двигателя и зубчатой муфты ПЭН №3 ТЭЦ-2 ОАО «Чувашэнерго». Чебоксары: Центр «ДиПРО» при Чуваш, ун-те, 2001.- 18 с.

66. Отчет Правления РОНКТД отчетно-перевыборной конференции РОНКД о работе за период 02 июля 1999 г. ^ 03 июля 2002 г. М.: РОНКТД, 03.07.2002.- 17 с.

67. Охрана труда в машиностроении. Под ред. Юдина Е.Я. М.: Машиностроение, 1983. - 432 с.

68. Павлов Б.В. Акустическая диагностика механизмов. М.:

69. Машиностроение, 1971. 224 с.

70. Панов/со Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем: современные концепции, парадоксы и ошибки. М.: Наука, 1987.- 352 с.

71. Паровые и газовые турбины. Под ред. Костюка А.Г., Фролова В.В. -М.: Энергоатомиздат, 1985.- 352 с.

72. Плотников П.К. и др. Применение внутритрубных диагностических снарядов и навигационно-топографических комплексов для повышения безопасности магистральных трубопроводов // Безопасность труда в промышленности, 2003. №4. С. 28-32.

73. Поляк Б. Т. Введение в оптимизацию. М.: Наука, 1983.- 384 с.

74. Попков В.И., Мышинский Э.Л., Попков О.И. Виброакустическая диагностика в судостроении. Л.: Судостроение, 1983.- 256 с.

75. Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука, 1988.- 255 с.

76. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука, 1989.- 301 с.

77. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. Утверж. Приказом Минэнерго РФ от 19.06. 2003 г. №229.

78. Прочность паровых турбин. Под ред. акад. Шубенко-Шубина Л.А. М.: Машиностроение, 1973.- 456 с.

79. Разработка теоретических основ и расчеты динамики двигателей и трансмиссий промышленных тракторов. Универсальная программа «КИДИМ». Программная документация. №ГР 0187.0051370. -Харьков: Харьковский политехнический институт, 1990. 384 с.

80. РД 34.17.421-92. Типовая инструкция по контролю и продлению срока службы металла основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций.- М.: ОРГРЭС, 1992

81. Решетов А.А. Расчет крутильных колебаний валопровода дизель-редукторного агрегата на базе дизеля 8ЧН16.5/18.5 в составе рыболовного траулера «Балтика-2» / РР-0492.- Чебоксары: СКБ по двигателям большой размерности ЧДЗ, 1992.- 90 с.

82. Решетов А.А. Расчет крутильных колебаний системы двигатель 8ЧН16,5/18,5 карданный вал - муфта СТ.16.07.СБ - индукторный тормоз / РР-2793. Чебоксары: АО «Дизельпром» - СКБ по двигателям большой размерности, 1993. - 22 с.

83. Решетов А.А. Расчет крутильных колебаний валопровода части трансмиссии трактора Т-500 с дизелем 6V396TC4 / РР-2194.- Чебоксары: АО «Дизельпром» СКБД, 1994.- 36 с.

84. Решетов А.А. Диагностическое исследование колебаний электрокомпрессорной установки ЭГПА2-12,5/76-1,5 (ЭГПА-285-22-1) / РР-0196. Чебоксары: РАО «Газпром» ДП «Волготрансгаз» - «Чебоксарское ЛПУМГ», 1997.- 49 с.

85. Решетов А.А. Расчет крутильных колебаний валопровода проекта 11980 с ДРА-525-02/03 / РР-01/2001.- Чебоксары: ОАО «Дизельпром» Центр «ДиПРО» при ЧувГУ, 2001.- 73 с.

86. Решетов А.А. Диагностика сложных электромеханических систем на основе энергетических соотношений // Управление в технических системах XXI век: Сборник научных трудов 3-й Международной научно-техн. конф. - Ковров: КГТА, 2000. - С.73-75

87. Решетов А.А. Приложение энергетических соотношений сложных электромеханических систем к их исследованию // Энергосбережение,сертификация и лицензирование-99: Материалы V всероссийского семинара.- Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 2000.- С. 110-113

88. Решетов А.А. Приложение энергетических соотношений сложных электромеханических систем к их диагностике // Диагностика трубопроводов: Тезисы докладов 3-й Международной конф. Москва: РОНКТД, 2001.-С.20

89. Решетов А.А. Рабочая программа по дисциплине «Неразрушающий контроль и диагностика энергетических объектов». -Чебоксары: Чувашский госуниверситет им. И.Н. Ульянова, 2001.-11 с.

90. Розенвассер Е.Н., Юсупов P.M. Чувствительность систем управления. М.: Наука, 1981. - 464 с.

91. Рунов Б.Т. Уравновешивание турбоагрегатов на электростанциях. М.: Энергоиздат, 1963.

92. Рунов Б.Т. Исследование и устранение вибрации паровых турбоагрегатов. М.: Энергоиздат, 1982. - 352 с.

93. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений. Редакторы: Дж. Холл, Дж. Уатт. Пер. с англ. под ред. Горбунова А.Д. М.: Мир, 1979. - 312 с.

94. Справочник по ремонту турбогенераторов. Под ред. Устинова П.И. М.: Энергия, 1978. - 480 с.

95. Справочник по судовой акустике. Под общ. ред. Клюкина И.И., Боголепова И.И. Л.: Судостроение, 1978. - 504 с.

96. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. Под ред. Баумштейна И.А., Хомякова М.В. М.: Энергоиздат, 1981.- 656 с.

97. Стрейц В. Метод пространства состояний в теории дискретных линейных систем управления: Пер. с англ. М.: Наука, 1985. - 296 с.

98. Тепловые и атомные электрические станции: Справочник. Кн.З: Теплоэнергетика и теплотехника. Под общ. ред. Григорьева В.А., Зорина В.М. М.: Энергоатомиздат, 1989.- 608 с.

99. Терских В.П. Крутильные колебания валопровода силовых установок /Т. 1-4. Л.: Судостроение, 1969-1971.

100. Технические средства диагностирования: Справочник / Под общ. ред. Клюева В.В. М.: Машиностроение, 1989.

101. Тихомиров Ю.Ф. Промышленные вибрации и борьба с ними. -Киев: Техн1ка, 1975.- 184 с.

102. Толстое А.Г. Вибрационная диагностика. Система базового мониторинга / Обз. информ. Сер. Транспорт и подземное хранение газа.- М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2003.- 66 с.

103. Трухний АД. Стационарные паровые турбины. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 640 с.

104. Турбогенератор типа ТВФ-60-2. Техническая документация. -Новосибирск: НТГЗ, 1966. 50 с.

105. Турбогенераторы. Расчет и конструкция. Под ред. Иванова Н.П. и Лютера Р. А. Л.: Энергия, 1967. - 895 с.

106. Уилкинсон Райнш. Справочник алгоритмов на языке АЛГОЛ. Линейная алгебра. Пер. с англ. Забродина С.П. и др. Под ред. Топчеева Ю.И.- М.: Машиностроение, 1976. 390 с.

107. Урусов И.Д. Моделирование колебательных процессов в валопроводе турбогенератора. М.: Электричество, 1983, №5, - С.8-11

108. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. В двух частях. Часть первая. Деформация и разрушение. М.: Машиностроение, 1974.472 с.

109. Фролов Э.М. Основы электропривода: Учеб. пособие. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 2001.-192 с.

110. Хачатурян С.А. Волновые процессы в компрессорных установках,- М.: Машиностроение, 1983.- 223 с.

111. Хог Э., Чой К., Комков В. Анализ чувствительности при проектировании конструкций: Пер. с англ. М.: Мир, 1988.- 428 с.

112. Чиликин М.Г. Основы автоматизированного электропривода. М.: Энергия, 1974.-568 с.

113. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. -М.: Энергоиздат, 1981.- 576 с.

114. Чистяков В.К. Динамика поршневых и комбинированных двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1989. - 256 с.

115. Шимкович Д.Г. Расчет конструкций в MSC/NASTRAN for Windows (с CD-ROM). М.: ДМК, 2003.- 448 с.

116. Штейнвольф Л.И. Динамические расчеты машин и механизмов. -Москва-Киев: Машгиз, 1961.- 340 с.

117. Энгель-Крон И.В. Ремонт паровых турбин.- М.: Энергоиздат, 1981.- 240 с.

118. Юсупов P.M., Черво В.И. Способ измерения функций чувствительности амплитудных и фазовых характеристик линейных систем. Авт. свид. №219668, Бюллетень изобретений, 1968, №19.

119. BrUel & Kjaer. Application of B&K Equipment to Acoustic Noise Measurements. Soborg, Denmark. -1969. -138 p.

120. BrClel & Kjaer. Application of B&K Equipment to Frequency Analysis and Power Spectral Density Measurements. Naerum, Denmark. -1970. - 58 p.

121. BrUel & Kjaer. Condition Monitoring Methods and Economics. -Naerum, Denmark. 1978. - 13 p.

122. BrOel & Kjaer. Product Data. Data Collector System 2526 Series. Machine Monitoring Software - Type 7107 Model K, L and M. - Naerum, Denmark. -1995. -12 p.

123. CSI: Changing the Way the World Performs Maintenance. Коммерческое Предложение №CSIBI-3607/60524 на продукцию компании «Computation Sistems Incorporation», США от 26.05.1996 г. М.: Институт космических исследований РАН.- 1996.- 37 с.

124. Hammons T.J. Accumulative Fatigue Life Expenditure of Turbine-Generator shafts following Worst-Case System Disturbances. Paper 81. JPGC 927-3, presented at the IEEE/ASME/ASCE, 1981 Joint Power Generation Conf., St. Louis, Missouri, October 4-8,1981

125. Hammons T.J. Effect of Generator Electrical Damping on Turbine-Generator Torsional Vibrations following Worst-Case System Disturbances. Proceedings of the 1982 International Conference on Electrical Machines, Budapest, Hungary, 1982

126. Lambrecht D., Kulig T. Torsional Performance of Turbine Generator Shafts Especially Under Resonant Excitation. IEEE Trans, on Power Appar. And Syst. Oct. 1982. Vol. PAS-101. No. 10, p. 3689-3702.

127. Man B&W Diesel A/S. Vibration Characteristics of Two-Stroke Low Speed Diesel Engines. Copenhagen, Denmark. - 1988. - 21 p.

128. Shoji Nishikata, Shoichi Muto, Teruo Kataoka. Dynamic Performance Analysis of Self-Controlled Synchronous Motor Speed Control Systems. IEEE Trans, on Industry Applications, may/june 1982, vol. IA-18, No.3, p.205-212

129. Vulkan Kupplungs und Getriebebau B.Hackforth GmbH & Co.KG. EZR Highly Flexible Couplings: Directions for the Selection.- Heme, Germany.-1994.-50 p.