Помощь студентам в учебе
Разработка прибора анализа вибраций подвижных частей
|
Введение 4
1 Обзор основных сведений о вибродиагностике 7
1.1 Теория технической диагностики 7
1.2 Назначение и задачи вибро диагностики 9
1.3 Основные сведения о вибрации как о колебательном процессе 11
1.4 Виды вибраций 13
1. 4 .1 Периодическаявибрация 13
1. 4.2 Гармоническая вибрация 14
1. 4.3 Полигармоническая вибрация 17
1.5 Источники и причины возникновения повышенных вибраций на
подвижных частях электрических машин 18
1.5.1 Механический дисбанаис 18
1.5.2 Остаточный прогиб ротора 19
1.5.3 Погрешности геометрии шеек роторов 21
1.5.4 Дефекты муфт 21
1.5.5 Расцентровка по муфтам 22
1.5.6 Пониженная жёсткость опорной системы 24
1.5.7 Трещина в роторе 25
1.5.8 Тепловой дисбаланс ротора 26
2 Контроль вибрации и нормы на вибрацию 29
2.1 Обзор норм и принципов нормирования вибрации вращающихся
машин 29
2.2 Особенности нормирования вибрации в разных нормативных
документах 33
2.3 Периодичность контроля вибрации переносными приборами 35
2.4 Статистический подход к нормированию вибрации 37
3 Датчики и приборы для измерения и контроля уровня вибрации 39
3.1 Диагностические приборы фирмы VAST 39
3.1.1 Виброанализатор СД-21 39
3.1. 2 Виброанализатор СД-23 41
3.1.3 Диагностическая программа DREAM 42
3.2 Диагноссиичекке ппиббры фирмы ДДЫАМЕ 44
3.2.1 Виброанализатор КВАРЦ (ТО11АЗ-В) 45
3.2.2 Диагностическая программа ДИАМА11Т-2 47
4 PaаpиГбоикппиббри длл иемepиннби aгнглеaвиббициИ 49
4.1 Структура прибора 49
4.2 Датчик вибрации 50
4.3 Диагностическая программа на базе МАТЕАВ 54
4.3.1 и ииоиpфeйcдлагноскиаeекc)р пписниммы 56
4.4 Вибростенл для поверки и калибровки датчиков вибрации 60
4.5 Результаты замеров 63
Заключение 67
Список использованных источников 68
1 Обзор основных сведений о вибродиагностике 7
1.1 Теория технической диагностики 7
1.2 Назначение и задачи вибро диагностики 9
1.3 Основные сведения о вибрации как о колебательном процессе 11
1.4 Виды вибраций 13
1. 4 .1 Периодическаявибрация 13
1. 4.2 Гармоническая вибрация 14
1. 4.3 Полигармоническая вибрация 17
1.5 Источники и причины возникновения повышенных вибраций на
подвижных частях электрических машин 18
1.5.1 Механический дисбанаис 18
1.5.2 Остаточный прогиб ротора 19
1.5.3 Погрешности геометрии шеек роторов 21
1.5.4 Дефекты муфт 21
1.5.5 Расцентровка по муфтам 22
1.5.6 Пониженная жёсткость опорной системы 24
1.5.7 Трещина в роторе 25
1.5.8 Тепловой дисбаланс ротора 26
2 Контроль вибрации и нормы на вибрацию 29
2.1 Обзор норм и принципов нормирования вибрации вращающихся
машин 29
2.2 Особенности нормирования вибрации в разных нормативных
документах 33
2.3 Периодичность контроля вибрации переносными приборами 35
2.4 Статистический подход к нормированию вибрации 37
3 Датчики и приборы для измерения и контроля уровня вибрации 39
3.1 Диагностические приборы фирмы VAST 39
3.1.1 Виброанализатор СД-21 39
3.1. 2 Виброанализатор СД-23 41
3.1.3 Диагностическая программа DREAM 42
3.2 Диагноссиичекке ппиббры фирмы ДДЫАМЕ 44
3.2.1 Виброанализатор КВАРЦ (ТО11АЗ-В) 45
3.2.2 Диагностическая программа ДИАМА11Т-2 47
4 PaаpиГбоикппиббри длл иемepиннби aгнглеaвиббициИ 49
4.1 Структура прибора 49
4.2 Датчик вибрации 50
4.3 Диагностическая программа на базе МАТЕАВ 54
4.3.1 и ииоиpфeйcдлагноскиаeекc)р пписниммы 56
4.4 Вибростенл для поверки и калибровки датчиков вибрации 60
4.5 Результаты замеров 63
Заключение 67
Список использованных источников 68
Любое электрооборудование подвержено в процессе эксплуатации различным воздействиям, приводящим к неисправностям и отказам, поэтому
эффективность эксплуатации электрических машин и механизмов определяется совершенством систем технического обслуживания и ремонта. Существующая в настоящее время система технического обслуживания хотя и
обеспечивает в целом поддержание машин в исправном состоянии, но является недостаточно совершенной. Это влечет за собой появление внезапных отказов, приводящих к нарушениям технологических процессов, увеличению
затрат на восстановление и ремонт, авариям, которые могут привести к существенному экономическому и экологическому ущербу и ряду других негативных явлений. В последнее время данная проблема для нашей страны становится все более актуальной, так как старение оборудования во многих отраслях промышленности значительно опережает темпы технического перевооружения.
В связи с этим, в настоящее время особое внимание уделяется совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта электрических
машин и оборудования. Наиболее перспективным является обслуживание по
фактическому состоянию (ОФС), которое позволяет минимизировать ремонтные работы и увеличить на 25-40% межремонтный ресурс по сравнению с
планово-профилактическим методом обслуживания. ОФС базируется на получении объективной и достоверной информации о техническом состоянии
электрооборудования во время его эксплуатации без остановки и разборки.
Поэтому в последние десятилетия, как за рубежом, так и в нашей стране интенсивно развивается техническая диагностика.
В настоящее время широкое применение получил один из методов диагностики — вибрационная диагностика [1, 2, 6, 9]. Вибрация в той или иной
мере генерируется всеми подвижными частями машин. Возникающие в процессе функционирования машин и оборудования вибрационные процессы
высокоинформативные, достаточно полно отражают техническое состояние
многих деталей и узлов. В нашей стране это направление особенно интенсивно развивается в газовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в энергетике и на железнодорожном транспорте. Ведущие организации этой отрасли, такие как: фирма УЛ8Т, фирма «Диамех»,
ОАО «Г азпром», «Оргтехдиагностика», ВНИИПИнефть, Интертехдиагностика — наиболее активно занимаются разработкой и внедрением современных
методов обслуживания оборудования, включая обслуживание по техническому (фактическому) состоянию.
Вибрационная диагностика, позволяет идентифицировать не только дефектный узел оборудования, но и сам дефект. Применение систем вибродиагностики позволяет определять дефект еще на стадии зарождения, исключая
тем самым аварийные остановки машинного оборудования. Системы вибродиагностики — наиболее эффективное средство снижения затрат при переходе на техническое обслуживание по фактическому состоянию. При этом экономия средств, в среднем по статистическим данным развитых стран мира составляет около трети затрат на ремонт и обслуживание. И это без учета такого
важного фактора, как снижение вероятности крупных аварий с тяжелыми последствиями для окружающей среды. Внедрение в производство современной вычислительной техники позволяет обрабатывать большие объемы данных измерений, что значительно способствует разработке эффективных математических и программных средств диагностики МО на основе данных вибрационных измерений.
Существующее в настоящее время программное обеспечение, для
вибродиагностики, развивается по двум направлениям. Первое — простые
системы накопления и просмотра виброизмерений. При использовании таких
систем, функции диагностики должен выполнять сам вибродиагност. Второе, представленное в основном зарубежными разработками, представляет собой
закрытые системы высокой стоимости.
Таким образом, целью данной ВКР является создание прибора анализа
вибраций, который по техническим характеристикам не будет отличаться от
промышленных и зарубежных приборов, и будет стоить в десятки, сотни раз
дешевле. Прибор состоит из датчика для измерения вибрации, принцип действия которого основан на использовании прямого пьезоэлектрического эффекта. Выходной сигнал датчика поступает на персональный компьютер или
любые другие устройства с операционной системой, где с помощью
диагностической программы на базе МаНаЪ проводится спектральный анализ
сигнала измеренной вибрации.
эффективность эксплуатации электрических машин и механизмов определяется совершенством систем технического обслуживания и ремонта. Существующая в настоящее время система технического обслуживания хотя и
обеспечивает в целом поддержание машин в исправном состоянии, но является недостаточно совершенной. Это влечет за собой появление внезапных отказов, приводящих к нарушениям технологических процессов, увеличению
затрат на восстановление и ремонт, авариям, которые могут привести к существенному экономическому и экологическому ущербу и ряду других негативных явлений. В последнее время данная проблема для нашей страны становится все более актуальной, так как старение оборудования во многих отраслях промышленности значительно опережает темпы технического перевооружения.
В связи с этим, в настоящее время особое внимание уделяется совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта электрических
машин и оборудования. Наиболее перспективным является обслуживание по
фактическому состоянию (ОФС), которое позволяет минимизировать ремонтные работы и увеличить на 25-40% межремонтный ресурс по сравнению с
планово-профилактическим методом обслуживания. ОФС базируется на получении объективной и достоверной информации о техническом состоянии
электрооборудования во время его эксплуатации без остановки и разборки.
Поэтому в последние десятилетия, как за рубежом, так и в нашей стране интенсивно развивается техническая диагностика.
В настоящее время широкое применение получил один из методов диагностики — вибрационная диагностика [1, 2, 6, 9]. Вибрация в той или иной
мере генерируется всеми подвижными частями машин. Возникающие в процессе функционирования машин и оборудования вибрационные процессы
высокоинформативные, достаточно полно отражают техническое состояние
многих деталей и узлов. В нашей стране это направление особенно интенсивно развивается в газовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в энергетике и на железнодорожном транспорте. Ведущие организации этой отрасли, такие как: фирма УЛ8Т, фирма «Диамех»,
ОАО «Г азпром», «Оргтехдиагностика», ВНИИПИнефть, Интертехдиагностика — наиболее активно занимаются разработкой и внедрением современных
методов обслуживания оборудования, включая обслуживание по техническому (фактическому) состоянию.
Вибрационная диагностика, позволяет идентифицировать не только дефектный узел оборудования, но и сам дефект. Применение систем вибродиагностики позволяет определять дефект еще на стадии зарождения, исключая
тем самым аварийные остановки машинного оборудования. Системы вибродиагностики — наиболее эффективное средство снижения затрат при переходе на техническое обслуживание по фактическому состоянию. При этом экономия средств, в среднем по статистическим данным развитых стран мира составляет около трети затрат на ремонт и обслуживание. И это без учета такого
важного фактора, как снижение вероятности крупных аварий с тяжелыми последствиями для окружающей среды. Внедрение в производство современной вычислительной техники позволяет обрабатывать большие объемы данных измерений, что значительно способствует разработке эффективных математических и программных средств диагностики МО на основе данных вибрационных измерений.
Существующее в настоящее время программное обеспечение, для
вибродиагностики, развивается по двум направлениям. Первое — простые
системы накопления и просмотра виброизмерений. При использовании таких
систем, функции диагностики должен выполнять сам вибродиагност. Второе, представленное в основном зарубежными разработками, представляет собой
закрытые системы высокой стоимости.
Таким образом, целью данной ВКР является создание прибора анализа
вибраций, который по техническим характеристикам не будет отличаться от
промышленных и зарубежных приборов, и будет стоить в десятки, сотни раз
дешевле. Прибор состоит из датчика для измерения вибрации, принцип действия которого основан на использовании прямого пьезоэлектрического эффекта. Выходной сигнал датчика поступает на персональный компьютер или
любые другие устройства с операционной системой, где с помощью
диагностической программы на базе МаНаЪ проводится спектральный анализ
сигнала измеренной вибрации.
Вибрационная диагностика в настоящее время получила широкое применение, поскольку вибрационные процессы достаточно полно отражают техническое состояние многих деталей и узлов. Поэтому актуальной темой является создание прибора анализа вибраций, по техническим характеристикам не
отличающегося от промышленных приборов, и стоящего во много раз
дешевле.
В результате выполнения данной работы был разработан, отлажен и откалиброван прибор для измерения и анализа параметров вибраций. Прибор
включает в себя датчик для измерения параметров вибраций, принцип действия которого основан на использовании прямого пьезоэлектрического эффекта, и диагностическую программу на базе МЛТЬЛБ, с помощью которой
можно получить осциллограмму сигнала, спектр вибрации и вейвлетпреобразование сигнала. Для поверки и калибровки вибродатчиков создан переносной автономный калибровочный вибростенд.
Главным преимуществом прибора является его низкая стоимость по
сравнению с аналогичными устройствами. Прибор дешевле существующих
образцов, основанных на действии пьезоэлектрического эффекта, более чем в
50 раз. Ориентировочная себестоимость прибора составляет 1 тысячу рублей.
отличающегося от промышленных приборов, и стоящего во много раз
дешевле.
В результате выполнения данной работы был разработан, отлажен и откалиброван прибор для измерения и анализа параметров вибраций. Прибор
включает в себя датчик для измерения параметров вибраций, принцип действия которого основан на использовании прямого пьезоэлектрического эффекта, и диагностическую программу на базе МЛТЬЛБ, с помощью которой
можно получить осциллограмму сигнала, спектр вибрации и вейвлетпреобразование сигнала. Для поверки и калибровки вибродатчиков создан переносной автономный калибровочный вибростенд.
Главным преимуществом прибора является его низкая стоимость по
сравнению с аналогичными устройствами. Прибор дешевле существующих
образцов, основанных на действии пьезоэлектрического эффекта, более чем в
50 раз. Ориентировочная себестоимость прибора составляет 1 тысячу рублей.