Назначение и возможности систем вибрационного мониторинга и диагностики роторного оборудования
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Гц (kfZ). В спектре присутствует также "промежуточная" составляющая на частоте 485 Гц. На расширенном фрагменте спектра (нижний спектр) отчетливо наблюдаются гармоники частоты вращения ротора быстроходного колеса, причем не имеется тенденции убывания амплитуд с возрастанием номера гармоники.
Рост общего уровня спектральных составляющих вибрации имеется практически во всем диапазоне частот спектра. Общее увеличение уровня спектра, особенно его высокочастотной области, определяющее степень развития износа поверхностей зубьев, привело к появлению в спектре широкополосных областей с достаточно высоким уровнем шума.
Рис. 2.48. Спектры амплитудной огибающей узкополосной вибрации мультипликатора с несущими частотами 2500 Гц (верхний график) и 4500 Гц (нижний график) с развитым питтингом контактирующих поверхностей зубчатых колес.
На рис. 2.48. показаны спектры амплитудной огибающей узкополосной вибрации той же контрольной точки мультипликатора с несущими частотами 2500 Гц (верхний график) и 4500 Гц (нижний график). Наибольшей информативностью обладает спектр амплитудной огибающей в окрестности зубцовой частоты fz = 4501 Гц. Появление ямки выкрашивания даже на одном зубе вызывает значительный рост (более 10 дБ) амплитуд гармоник (особенно второй) частот вращения колес, что позволяет диагностировать этот вид повреждения на стадии зарождения. Можно утверждать также, что поскольку вибрация, кратная частоте вращения быстроходного колеса интенсивнее, степень его повреждений больше.
Хорошую информативность при выявлении питтинга имеет кепстр: наблюдение за изменением (ростом) амплитуд рахмоник кепстра (в качестве диагностического параметра), соответствующих частотам вращения колес, также может применяться с успехом для оценки состояния зубчатых колес, особенно на ранней стадии развития питтинга.
Методы диагностирования выкрашивания вполне пригодны для диагностирования скола или поломки зубьев. При таких дефектах глубина модуляции растет еще больше (по сравнению с питтингом). Кроме того, при появлении трещины или скола зуба жесткость в момент зацепления резко падает и происходит "преждевременный" вход в зацепление следующей за дефектными пары зубьев, сопровождающийся ударом. На кривой вибросигнала появляются импульсы, амплитуда которых зависит от степени развития дефекта.
Иллюстрацией этому служит приведенный ниже пример.
Рис. 2.49. Форма и спектр сигнала вибрации редуктора при поломке зуба одного из зубчатых колес.
Приведенные в этом примере вибросигналы измерены на редукторе клети прокатного механизма, имеющей зубчатую пару с прямозубой передачей. При ревизии зубчатого зацепления клети был обнаружен износ подшипников скольжения и зубчатой пары, нарушение соосности валов и разрушение зуба одного из колес. Частота вращения колес примерно 8,2 Гц, колеса имеют по 21 зубу. Зубцовая частота (fz) составляет примерно 172 Гц, т.е. зубья входят в контакт примерно через каждые 122 мс. Вертикальными стрелками на кривой сигнала вибрации (рис. 2.49.) помечены следующие один раз за оборот зубчатого колеса (каждые 122 мс) ударные импульсы, величина некоторых из них превышает 13 мм/с. Коэффициент пика достигает 4,7. Спектр вибрации имеет все диагностические признаки, присущие эксплуатационному износу зубьев: гармонические составляющие частоты вращения колес kfr составляющие на зубцовой (mfz) и комбинационных частотах mfz nfr и заметный уровень шумов. Вторая гармоника частоты вращения ротора указывает на расцентровку. В то же время некоторые боковые частотные составляющие, помеченные горизонтальными стрелками, по величине превосходят вибрацию на зубцовой частоте, что говорит о высокой амплитудной модуляции (или, возможно, частотной модуляции). Такая же картина наблюдается и вокруг второй гармоники зубцовой частоты.
Параметры процесса модуляции и периодические ударные импульсы на кривой сигнала вибрации являются простым и надежным способом диагностирования трещин, сколов и поломок зубьев. Их количественный анализ еще более упрощается при применении синхронного накопления и кепстральном анализе. Методы диагностирования заедания аналогичны методам диагностирования выкрашивания зубьев и основаны на исследовании частотной модуляции основных частот возбуждения. При заедании на кривой виброускорения наблюдаются нерегулярные выбросы, но они мало изменяют спектр сигнала и сходны с выбросами, которые могут быть вызваны некоторыми другими дефектами зацепления. Приведенные ниже данные измерения вибрации (рис. 2.50.) собраны на мультипликаторе, установленном между ЭД и центробежным компрессором агрегата, зубчатая пара косозубой передачи которого была на момент последнего измерения в процессе прогрессирующего заедания. Это было установлено непосредственно после измерений и останова агрегата при ревизии мультипликатора.
Тихоходное колесо (частота вращения примерно 50,0 Гц (fr1)) имеет 41 зуб, быстроходное (частота вращения примерно 73,2 Гц (fr2)) - 28. Зубцовая частота (fZ) составляет примерно 2050 Гц.
Кривая сигнала вибрации (рис. 2.50.) имеет характерные признаки модуляции и выбросы, величина некоторых из них превышает 10 q. Коэффициент пика достигает 4,4.
Спектр вибрации имеет признаки эксплуатационного износа зубьев: комбинационные частотные составляющие fz nfr вокруг зубцовой частоты fz, "промежуточные" частотные составляющие также с боковыми частотами и заметный уровень шумов. Наклонными стрелками помеч