автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Вибродиагностика основного технологического оборудования размольного отделения мельницы

Введение.

Глава 1. Общие принципы построения системы вибродиагностики машин и механизмов.

1.1. Структура технической диагностики.

1.2. Технологическое оборудование размольного отделения мельницы как объект диагностики.

1.3. Методы вибродиагностжи.

1.3.1. Структура системы виброакустического диагностирования.

1.3.2. Диагностическая модель механизма.

1.3.3. Распознавание технических состояний объекта.

1.4. Средства диагностирования машин и механизмов по виброакустическим параметрам.{1.1?Л.:-; ,/.

1.4.1. Первичные преобразователи диагностической информации

1.4.2. Системы вибр о диагностики общего и специального назначения

1.4.3. Экспертные системы диагностирования.

1.5. Цели и задачи исследований.

Глава 2. Диагностические модели дефектов энтолейтора, вальцового станка и анализ возможностей вибродиагностики.

2.1. Диагностические модели дефектов оборудования для низких час

2.1.1. Диагностическая модель дисбаланса ротора энтолейтора.

2.1.2. Определение собственной частоты колебаний медленновра-щающегося вальца на предохранительных пружинах.

2.1.3. Динамическая модель межвальцовой зубчатой передачи.

2.2. Проверка виброакустического сигнала вальцового станка на стационарность и эргодичность.

2.3. Детерминированные частотные характеристики неисправностей оборудования.

2.4. Метрологические условия снятия виброакустической информации.

2.5. Анализ амплитудно-фазо-частотных характеристик (АФЧХ) процессов разгона - выбега, определение собственных частот колебаний элементов оборудования.

Глава 3. Экспериментальные исследования по разработке методики вибродиагностики вальцовых станков, энтолейторов, деташеров.

3.1. Экспериментальные установки и применяемое оборудование.

3.2. Определение информативных точек снятия виброакустической информации.

3.3. Диагностические признаки дефектов вальцового станка.

3.3.1. Дисбаланс вальцов.

3.3.2. Сопряжение вальцов.

3.3.3. Ослабление предохранительной пружины.

3.3.4. Дефекты межвальцовой зубчатой передачи.

3.3.5. Дефекты подшипников качения.

3.3.6. Геометрические дефекты вальцов.

3.4. Диагностические признаки дефектов деташера.

3.4.1. Дисбаланс ротора.

3.4.2. Дефекты монтажа деташера.

3.4.3. Дефекты подшипников.

3.5. Диагностические признаки дефектов энтолейтора.

3.6. Классы технических состояний и диагностические признаки.

3.7. Постановка диагноза и прогноз.

3.8. Выводы.

Глава 4. Снижение виброактивности технологического оборудования мельниц путём динамической балансировки роторов в собственных подшипниках.

4.1. Виды неуравновешенности.

4.2. Разработка методики балансировки роторов энтолейторов, молотковых дробилок в собственных опорах.

4.2.1. Методы одноплоскостной балансировки.

4.2.2. Определение динамического коэффициента влияния (Д1СВ) эн-толейтора (РЗ-БЭР), молотковой дробилки (МДУ-1).

4.3. Разработка методики балансировки ротора деташеров, быстровращающегося вальца вальцовых станков в собственных опорах.

4.3.1. Методы двухплоскостной балансировки.

4.3.2. Определение ДКВ деташера (А1-БДГ), вальцового станка (А1-БЗН).

4.4. Допустимая остаточная неуравновешенность роторов.

4.5. Выводы.

Глава 5. Разработка системы вибродиагностики технологического оборудования. Проверка методики диагностики в производственных условиях.

5.1. Рекомендации по разработке аппаратных средств системы вибродиагностики

5.2. Разработка алгоритма диагностирования неисправностей и балансировки вальцового станка, энтолейтора, деташера для реализации методики на ПК.

5.3. Результаты вибродиагностики технологического оборудования размольного отделения мельницы в производственных условиях.

5.4. Возможности применения методов функциональной вибродиагностики на этапе разработки, изготовления и монтажа оборудования.

5.5. Выводы.

В условиях рыночных отношений перед предприятиями отрасли особенно остро стоит задача получения максимальной прибыли. Достигается это за счёт увеличения объёма и улучшения качества готовой продукции, что в свою очередь зависит от технического уровня и состояния оборудования. Вопросы определения технического состояешя машин и механизмов, а также прогнозирование изменения состояния во времени являются важнейшими при решении общей проблемы увеличения надёжности и повышения качества технологического оборудования. Инженерное применение технической диагностики имеет место при наладке оборудования после его изготовления и монтажа, при техническом обслуживании в период до и после ремонта. Поэтому техническая диагностика с реальными оценками предельных состояний оборудования по диагностическим сигналам становится важным инструментом повышения надёжности оборудования в процессе наладки и эксплуатации.

Знание технического состояния, характера и месторасположения дефекта оборудования обеспечит более полное использование его ресурса благодаря переходу от технического обслуживания по регламенту к техническому обслуживанию по состоянию. Значительный эффект может дать обоснованный прогноз изменения технического состояния машинных агрегатов и их узлов, на основании которого оценивается остаточный ресурс.

Среди множества параметров, по которым можно судить о состоянии оборудования, особое место занимают параметры вибрации. Разработка методики диагностирования оборудования требует решения ряда задач, обусловленных множеством форм щ)оявления технических состояний механизма в виброакустическом сигнале и сложностью извлечения диагностической информации. В число таких задач входит исследование механизма и создание его диагностической модели на основе физического и математического моделирования; выбор информативных диагностических признаков на основе статистической обработки виброакустических сигналов, построение процедуры диагностического анализа.

Целью настоящих исследований является совершенствование и оптимизация технигаеского обслуживания оборудования размольного отделения мельницы путём разработки и внедрения методов и средств функциональной вибродиагностики, снижение вибрации машин путём динамической балансировки роторов в собственных подшипниках. Научная новизна:

- разработана диагностическая модель дисбаланса ротора энтолейтора, диагностическая модель дефекта вальцового станка - "ослабление предохранительной пружины", диагностическая модель износа зубьев межвальцовой передачи вальцового станка;

- исследован временной процесс вибрационного сигнала вальцового станка на стационарность и эргодичность;

- определены оптимальные точки контроля вибрации машин и режимы работы при проведении диагностических испытаний;

- определены диагностические признаки различных дефектов вальцовых станков, энтолейторов, деташеров, определены их значения для различных классов технического состояния;

- определена эмпирическая зависимость вибрации энтолейтора, молотковой дробилки,вальцовых станков и деташеров от величины дисбаланса. Практическое значение:

- разработана методика функциональной вибродиагностноси вальцовых станков, энтолейторов и деташеров, с целью безразборного определения технического состояния оборудования;

- разработано и защищено патентом РФ устройство подачи гфодукта в вальцовый станок, позволяющее регулировать расход продукта по длине вальцовой линии;

- разработан и подана заявка на патент РФ привода вальцового станка, в котором гасятся поперечные и крутильные колебания вальцов, возникающие еследствке погрешностей зацепления зубчатых колёс;

- разработана методика балансировки роторов энтолейторов, молотковых дробилок, деташеров, а также быстровращающегося вальца вальцовых станков в собственных опорах, по динамическим коэффициентам влияния (ДКВ);

- проведена промышленная апробация и внедрение разработанной методики диагностики и балансировки оборудования на ОАО "Московский комбинат хлебопродуктов" (МКХ);

- результаты исследований используются в учебном процессе при проведении практических занятий и лабораторных работ, а также при выполнении выпускных работ, курсовых и дипломных проектов.

На запшту выносятся:

- диагностические модели дефектов: "дисбаланс ротора энтолейтора", "ослабление предохранительной пружины", "дефекты межвальцовой зубчатой передачи" вальцового станка;

- диагностическая карта неисщ)авностей вальцовых станков, энтолейторов, деташеров;

- методика определения технического состояния оборудования методом узкополосного спектрального анализа виброакустического сигнала;

- методика прогнозирования изменения технического состояния во времени;

- методика динамической балансировки роторов энтолейторов, молотковых дробилок, деташеров и вальцов мукомольных станков в собственных подшипниках по ДКВ;

- алгоритм системы вибродиагностики, включающий процедуру постановки диагноза и прогноза, алгоритм динамической балансировки роторов. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Международной научно - практической конференции "Индустрия продуктов здорового питания - третье тысячелетие" (Москва, МГУПП, 1999 г); на расширенном заседании кафедры "Теоретическая механика" (Москва, МГУПП, 2001 г); на расширенном заседании кафедры "Технологическое оборудование предприятий хлебопродуктов" (Москва, МГУПП, 2001 г).

Объем работы: Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений, списка литературы, приложений. Она изложена на 183 страницах, основного текста 155 стр., содержит 58 иллюстраций и 18 таблиц. Список использованной литературы включает 155 наименований, в том числе 23 иностранных источника.