VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Введение:

На современном этапе развития вибродиагностики, специалисты в основном ставят перед собой задачи по:

• Распознаванию состояния эксплуатируемого агрегата;

• Выявлению причин и условий, вызывающих неисправности.

Основной трудностью, с которой сталкиваются специалисты по вибродиагностике, является косвенность информации, получаемой в процессе обработки результатов измерений.

Косвенность информации заключается в том, что для определения состояния деталей используют вибрационные сигналы, прошедшие через динамическую систему и преображенные ею. Неполнота информации обусловлена технической невозможностью получить все необходимые сведения, неопределенность — неточностями постановки задачи и описания диагностируемых состояний, влиянием помех.

На практике, вибрационный контроль агрегатов двигателей чаще всего проводится по среднеквадратическому значению спектральной характеристики виброскорости. Допустимые значения приводятся в соответствующих нормативных документах.

Но для получения более полной информации о состоянии испытуемого агрегата, требуется дополнительный спектральный анализ. При помощи спектрального анализа можно проследить возникновение пиков на определенных частотах и, в зависимости от их амплитуд, выявить возможные значения, при наличии которых вероятность присутствия в узле какого-либо дефекта велика. Для того, чтобы высказывать такие смелые предположения, необходимо накопить достаточно большое количество статистических данных.

Цель работы:

Раскрыть некоторые возможности спектрального анализа с точки зрения статистической обработки.

Допустим, объектом контроля (Рис. 1) является асинхронный электродвигатель «АЭ92-4», а контролируемые элементы – подшипники 315 типа, находящиеся в процессе работы оборудования за защитными крышками. Для того чтобы анализ был более объективным, при статистической обработке необходимо разделить на группы данные, измеренные в различных направлениях.

Итак, первый шаг в обработке результатов – объединение спектральных характеристик всех двигателей на одной плоскости (Рис. 2). Впоследствии можно заметить, что в некоторых частотных диапазонах пики могут быть сосредоточены особенно густо, следовательно, пики, возникающие на данном участке, могут нести информацию о возможном дефекте.

После выявления некоторых частотных диапазонов, можно оценить распределения частот в каждом из диапазонов при помощи гистограмм. Качество и наглядность гистограмм, безусловно, будут зависеть от количества контролируемых двигателей. Получив распределение частот в каждом из диапазонов, можно проверить степень его похожести на теоретические модели распределения при помощи такого метода проверки статистических гипотез, как, например, критерий Хи-квадрат. После оценки распределения частот, можно построить так же и модель распределения амплитуд, ведь именно величина амплитуды оказывает влияние на СКЗ (Среднее квадратичное значение) спектра.

Получив распределения частот и амплитуд на всех условно выделенных диапазонах, можно установить математическое ожидание, и получить приблизительное значение частоты и соответствующей ей амплитуды, которые будут являться характерными для данной модели двигателя и подшипников.

Рис. 1 Основные направления крепления датчиков при измерении вибрации

Рис. 2 Возможный вид спектральных характеристик, совмещенных на одной плоскости

Заключение:

Безусловно, для получения более достоверной информации о вероятных дефектах требуется постоянное обновление и дополнение статистических данных об объекте, однако в процессе накопления статистики могут быть выявлены самые неожиданные закономерности.

Ссылки на источники информации:

1. Зусман, Георгий Владимирович. Вибродиагностика : учебное пособие / Г. В. Зусман, А. В. Барков; Российское общество по неразрушающему контролю и технической диагностике (РОНКТД); под ред. В. В. Клюева. - Москва: Спектр, 2011. - 215 с.: ил.. - Диагностика безопасности. - ISBN 978-5-904270-58-2

2. ГОСТ Р МЭК 60034-14: Машины электрические вращательного действия - Часть 14: Вибрация машин некоторых видов с высотой оси вала 56 мм и более - Измерения, оценка и предельные уровни вибрации;

3. ТУ16-99 ДТЖИ.526413 Электродвигатели асинхронные типа НВА.

Код для цитирования: Скопировать