Назначение и возможности систем вибрационного мониторинга и диагностики роторного оборудования

Дипломная работа - Разное

Другие дипломы по предмету Разное

?й части поверхности скольжения, на которую приходится статическая нагрузка (сила тяжести двигателя), точки установки датчика указаны на чертеже 1. Направление измерений вибрации - радиальное к оси вращения колесной пары и, желательно, как можно ближе к направлению действия силы тяжести двигателя.

При диагностике узлов тягового двигателя по вибрации, измеряемой в выбранных точках контроля, может возникнуть ряд сложностей, в первую очередь из-за режимов работы КМБ во время проведения измерений.

Первая сложность определяется наличием в спектре вибрации электродвигателя интенсивных гармонических составляющих электромагнитной природы на средних, а в некоторых случаях и на высоких частотах. Если эти составляющие попадают в полосу частот третьоктавного фильтра, используемого при формировании сигнала огибающей вибрации и его последующем спектральном анализе, в результирующем спектре снижаются уровни тех составляющих, которые определяют вид и величину дефекта. В результате занижается реальная величина обнаруживаемого дефекта, что сказывается на достоверности прогноза состояния подшипников двигателя. В качестве примера на рис. 3.4 приведены спектры вибрации подшипникового щита двигателя, измеренные в полосе частот 0-25 кГц, причем в двух точках контроля, а именно, в удаленной от места посадки подшипника и в непосредственной близости к подшипнику. Третьоктавные фильтры, используемые для анализа спектра огибающей вибрации, имеют средние частоты 4 и 10 кГц. В третьоктавную полосу со средней частотой 4 кГц попадают интенсивные составляющие вибрации, особенно в удаленной от подшипника точке контроля.

 

Рис. 3.4. Спектры вибрации тягового двигателя, измеренные на торце подшипникового щита (а) и на крышке подшипникового узла (б)

Соответственно на рис. 3.5 приведены четыре спектра огибающей вибрации, в которых наблюдается дефект подшипника в виде раковины на наружном кольце.

Но из-за гармонической составляющей в полосе частот первого из третьоктавных фильтров величина дефекта, измеренная по соответствующему спектру огибающей вибрации, занижена. Так, в удаленной от подшипника точке дефект регистрируется как слабый, в близкой точке - как средний. В то же время правильная оценка величины дефекта дается лишь по спектру огибающей вибрации на частоте 10 кГц (сильный), измеренному в контрольной точке непосредственно возле посадочного места подшипника.

 

Рис. 3.5. Спектры огибающей вибрации подшипникового узла двигателя в третьоктавных полосах частот 6 и 10 кГц, измеренные на торцах подшипникового щита (соответственно а и б) и на крышке подшипникового узла (соответственно в и г)

Еще больше проблем возникает при диагностике подшипников скольжения, на которых крепится корпус тягового двигателя к колесной паре в некоторых типах КМБ. Эти проблемы определяются низкой частотой вращения колесной пары, при которой практически невозможно обеспечить неразрывность смазочного слоя в подшипнике. А именно на обнаружении периодических разрывов слоя смазки и автоколебаний ротора в подшипниках скольжения строится существующая диагностика высокооборотных машин с такими подшипниками.

Поскольку в низкооборотных подшипниках скольжения разрывы смазки бывают непериодическими, диагностика таких подшипников по спектру огибающей часто не дает желаемых результатов и приходится контролировать общий уровень высокочастотной вибрации, который сильно зависит от состояния зубчатого зацепления. В связи с недостаточной для практической работы достоверностью диагностики подшипников скольжения низкооборотных машин по вибрации в настоящее время ведется доработка этих методов. По ее завершении будут выпущены дополнительные методические материалы и программы глубокой диагностики низкооборотных подшипников скольжения.

Учитывая ранее изложенные особенности диагностики КМБ, к режимам их работы во время проведения диагностических измерений можно предъявить следующие требования и ограничения:

  1. стабильность частоты вращения колесной пары (во время измерения любого из спектров вибрации и ее огибающей) должна быть не хуже 1%, во избежание расширения линий в спектрах;
  2. частота вращения двигателя не должна быть близкой к частотам 10; 17,6 и 25 Гц с точностью до 5 - 10%, во избежание совпадений по частоте составляющих вибрации, используемых для диагностики, с гармониками частоты переменного напряжения, питающего выпрямитель;
  3. перед началом измерений необходимо проводить прокрутку колесной пары до момента минимального прогрева смазки, во избежание ложного обнаружения ее дефектов. Критерием достаточного прогрева может считаться стабилизация частоты вращения КРБ до необходимого 1% в течение 1 минуты при стабильном напряжении питания на выходе выпрямителя;
  4. частоту вращения колесной пары желательно поддерживать на уровне 250 об/мин и выше, во избежание ложных диагнозов - раковин на наружном кольце подшипников буксы.

Следует отметить, что для питания тягового двигателя рекомендуется использовать стабилизатор напряжения, поддерживающий постоянную величину напряжения с точностью не хуже 0,3 - 0,5%. В этом случае частота вращения КМБ должна укладываться в требования по ее стабильности. Если стабильность частоты вращения недостаточна, это указывает на недостаточную приработку (прогрев) смазки, а низкая по сравнению с другими КМБ частота вращения колесной пары является следствием наличия дефектов либо в механической системе