Interested Article - Вибрационная диагностика

Вибрационная диагностика — метод диагностирования технических систем и оборудования , основанный на анализе параметров вибрации , либо создаваемой работающим оборудованием, либо являющейся вторичной вибрацией, обусловленной структурой исследуемого объекта.

Вибрационная диагностика, как и другие методы технической диагностики, решает задачи поиска неисправностей и оценки технического состояния исследуемого объекта.

Диагностические параметры

При вибрационной диагностике как правило исследуются временной сигнал или спектр вибрации того или иного оборудования. Также применяется кепстральный анализ ( кепстр — анаграмма слова спектр).

При вибрационной диагностике анализируются виброскорость , виброперемещение , виброускорение .

В качестве диагностических параметров могут выступать следующие:

ПИК — максимальное значение сигнала на рассматриваемом интервале времени;
СКЗ — среднее квадратическое значение ( действующее значение ) сигнала для рассматриваемой полосы частот;
— отношение параметра ПИК к СКЗ;
— ( Размах ) разница между максимальным и минимальным значением сигнала на рассматриваемом интервале времени;
SPM - метод ударных импульсов, основанный на использовании специального датчика с резонансной частотой 32 кГц и алгоритма обработки ударных волн малой энергии, генерируемых подшипниками качения вследствие соударений и изменений давления в зоне качения этих подшипников (Эдвин Сёхль, SPM Instrument, Швеция, 1968 г.);
EVAM – Аббревиатура EVAM является сокращением от "Evaluated Vibration Analysis Method", что в переводе означает "Метод анализа вибрации с оценкой состояния". Метод EVAM® объединяет в себе различные общепризнанные методики анализа вибросигналов вместе с программными средствами практической оценки состояния оборудования на основе результатов такого анализа. Поддерживается программно и аппаратно, как и метод SPM, оборудованием и ПО производства фирмы (Швеция)
SPM-M: пик-фактор на резонансной частоте акселерометра (ООО Бифор) (1980 г.)
RPF: пик-фактор высших частот вибрации механизмов (1982 г.)
VСС – контроль степени кондиции смазки (1995 г.)
ARP: распределение амплитуд импульсов сухого трения в узлах машин (2001 г.)
Entropy – вибрационно-энтропийная оценка состояния узлов машин (2002 г.)

Из датчиков вибрации наиболее часто применяются акселерометры (вибропреобразователи ускорения) пьезоэлектрические датчики .

Применение метода

Наибольшее развитие метод получил при диагностировании подшипников качения . Также вибрационный метод успешно применяется при виброиспытании изделий и диагностике колёсно-редукторных блоков на железнодорожном транспорте .

Заслуживают внимания виброакустические методы поиска утечек газа и в гидрооборудовании . Суть этих методов заключается в следующем: жидкость или газ, дросселируя через щели и зазоры, создаёт турбулентность , сопровождающуюся пульсациями давления, и, как следствие, в спектре вибраций и шума появляются гармоники соответствующих частот. Анализируя амплитуду этих гармоник, можно судить о наличии (отсутствии) течей.

Интенсивное развитие метода в последние годы связано с удешевлением электронных вычислительных средств и упрощением анализа вибрационных сигналов.

Преимущества

метод позволяет находить скрытые дефекты ;
метод, как правило, не требует сборки-разборки оборудования;
малое время диагностирования;
возможность обнаружения неисправностей на этапе их зарождения.
снижение ожидаемого риска возникновения аварийной ситуации при эксплуатации оборудования.

Недостатки

особые требования к способу крепления датчика вибрации;
зависимость параметров вибрации от большого количества факторов и сложность выделения вибрационного сигнала обусловленного наличием неисправности, что требует глубокого применения методов корреляционного и регрессионного анализа.
точность диагностирования в большинстве случаев зависит от числа сглаженных (осреднённых) параметров, например числа оценок SPM.

См. также

Неразрушающий контроль

Литература

Пархоменко П. П. О технической диагностике. М: Знание, 1969,90 с.
Приборы и системы для измерения вибрации шума и удара. Справ. в 2 кн. под ред. В.В. Клюева. М: машиностроение, 1978, 844 с.
Вибрации в технике. Т. 5. Ред. совет: В. Н. Челомей и др. М: Машиностроение, 1981, 496 с.
Совершенствование методов контроля состояния подшипников качения в процессе эксплуатации М: Машиностроение//Вестник машиностроения, 1981, №8, стр. 33-35.
Куреж Г., Годе М. и Б&K. Анализ огибающей - эффективный метод диагностики подшипников качения. Брюль и Къер, брошюра ВО-0319-11, 1991.
Барков А. В. Мониторинг и диагностика роторных машин по вибрации: Учеб. пособие / Барков А. В., Баркова Н. А., Азовцев А. Ю. — СПб., 2000. — 158 с.
В. В. Петрухин, С. В. Петрухин. Основы вибродиагностики и средства измерения вибрации. Гриф УМО ВУЗов РФ. — М.:Инфра-Инженерия, 2010. — 176 с. — ISBN 978-5-9729-0026-8
Гольдин, А. С. Вибрация роторных машин. — М. : Машиностроение, 2000. — С. 344. — ISBN 5-217-02927-7 .
Технические средства диагностирования: Справочник/В. В. Клюев, П. П. Пархоменко, В. Е. Абрамчук и др.; под общ. Ред. В. В. Клюева. — М.: Машиностроение, 1989. — 672 с.
Способ диагностирования остаточного ресурса подшипников качения: пат. по заявк. №96121171(054-055)\28 РФ, МПК G 01 M 13\04.
А. М. Ахтямов Теория идентификации краевых условий и её приложения. — М. : Физматлит, 2009.
ГОСТ Р 53565-2009 . Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Вибрация центробежных насосных и компрессорных агрегатов. М.; Стандартинформ, 2010. Введен в действие с 01.01.2011 г.
В.Н. Костюков, А.П. Науменко. Практические основы виброакустической диагностики машинного оборудования: Учеб. пособие. Омск: Издательство ОмГТУ, 2002. - с.108
А.П. Науменко. Методология виброакустической диагностики поршневых машин: Вестник МГТУ. Специальный выпуск "Двигатели внутреннего сгорания", 2007. - с.85-93
Новая концепция возбуждения вибрации подшипников качения при наличии повреждений и дефектов М: Машиностроение//Вестник машиностроения, 2006, №6, стр.37-38.
Никитин Ю.Р. Диагностирование мехатронных систем: учеб. пособие / Ю. Р. Никитин, И. В. Абрамов. – Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2011. – 116 с.
Потеря А.А."Вибродиагностика технологического оборудования хлебопекарного производства"-Автореферат дисс. канд. техн. наук. М:МГУПП,2006.

Ссылки

Интегральная методика диагностики подшипников качения в процессе эксплуатации. М: Машиностроение//Вестник машиностроения, 2000, №6, стр.62-63.
Новый подход к спектральному анализу вибраций с автоматической оценкой состояния вращающихся деталей машин. М: Машиностроение//Вестник машиностроения, 2009, №8, стр. 91-93
Захаров С.И. Формирование акустических сигналов машин для цифровой обработки результатов испытаний и диагностики. М: Машиностроение//Вестник машиностроения, 2009, №12, стр.88-90.
Сенсор виброакустики и вибродиагностики изделий: пат №95116U1, МПК G 01 H 1/08
Русов В. А. Диагностика дефектов вращающегося оборудования по вибрационным сигналам. - Пермь, 2012.