Назначение и возможности систем вибрационного мониторинга и диагностики роторного оборудования
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ементов машин, происходящая в результате рабочего процесса, собственных колебаний, соударений и т. п., вызывает колебания окружающей среды (воздуха), т. е. служит источником акустических колебаний. В некоторых машинах, например в авиационных двигателях, мощным источником акустических колебаний (шума) является струя выходящих газов из реактивного сопла, акустическое излучение лопаток компрессора и др.
Акустические колебания характеризуются широким непрерывным спектром с отдельными дискретными составляющими. Акустические колебания представляют стохастический процесс, амплитуды и частоты которого носят случайный характер.
Рис. 1.5. Схема пьезометрического датчика
Состав спектра, его амплитудно-частотная характеристика (в вероятностном или детерминистском аспекте) имеет большое диагностическое значение для состояния машин. Известно, что опытные механики часто могут на слух определить характер неисправности двигателя, турбины и т. п.
Естественно, что измерение акустических колебаний, их спектральный анализ повышает ценность акустической диагностики. Для измерения используются микрофоны, основанные на электрических или пьезоэлектрических эффектах с диапазоном частот измерения от 5 до 100 кГц (частота слышимого звука 20 кГц).
Основной трудностью при использовании виброакустических методов является выделение полезного сигнала на фоне помех. Для обнаружения сигналов, несущих диагностическую информацию, используются фильтры.
В последние время установлено, что при появлении трещины образуется интенсивное акустическое излучение с частотой порядка от 50 до 500 кГц. Это явление может быть использовано для обнаружения трещин.[2 стр. 186 - 188]
Виброакустическая диагностика будет подробно рассмотрена в данной работе.
1.7 Примеры технической диагностики
Ниже приводятся некоторые примеры технической диагностики в различных областях машиностроения. Широкое практическое внедрение методов технической диагностики началось 10 - 15 лет назад, однако результаты свидетельствуют о возможностях существенного повышения надежности и ресурса машин с помощью диагностики.
Техническая диагностика авиационных двигателей. В процессе эксплуатации современных пассажирских двигателей контролируется 20-40 параметров, причем показания приборов имеют три уровня информации: индикация в кабине летчика; регистрация на борту самолета; наземные проверки.
В кабину летчика выводятся показания важнейших параметров (например, уровня вибрации двигателей), сведения о которых необходимы для правильного пилотирования самолета. Во всех случаях, когда значения параметров достигают предельно допустимых, используется дополнительная сигнализация (световая или звуковая). Значительное количество информации регистрируется на борту самолета с помощью специальных записывающих устройств с последующим хранением информации на магнитных лентах.
Ряд диагностических признаков выявляется при наземной проверке (визуальные осмотры, проверка фильтров и т. п.). На американском двигателе CF-6 контролируются приблизительно 40 параметров, среди которых: температура газа за турбиной; температура за компрессором; частоты вращения компрессора и вентилятора; давление за вентилятором и компрессором; вибрация в зонах вентилятора, компрессора и на корпусах подшипников.
Регистрируются количество и температура масла, показания детекторов стружки в откачивающей магистрали, перепад давления на маслофильтре, сигнализатор минимального давления масла. Контролируются параметры топливной системы, системы запуска, отбора воздуха и других систем.
Большинство параметров записываются 1-2 раза за полет (давление, уровень вибрации, частота вращения) и далее направляются в диагностический центр для анализа. В результате анализа и сопоставления с предыдущими показаниями принимается решение о продолжении нормальной эксплуатации, либо о дополнительном осмотре, замене детали, узла или снятии двигателя с эксплуатации. В диагностическом центре решение принимается группой специалистов, анализирующих поступающую информацию. Для выработки решений могут использоваться ЭВМ, что способствует принятию более обоснованных решений.
Применение счетчиков ресурса. Эквивалентные испытания авиационных двигателей показали, что наибольшие повреждения, особенно деталей горячей части, происходят при работе на наиболее тяжелом (взлетном) режиме. При эксплуатации процент использования тяжелых режимов в двигателях гражданской авиации различен, он зависит от продолжительности полета и других условий. В некоторых американских авиакомпаниях на двигателях устанавливается счетчик ресурса, учитывающий суммарную длительность наработки на тяжелых режимах и число полетных циклов.
Техническая диагностика поршневых двигателей. Поршневые двигатели (автомобильные, тракторные, стационарные и транспортные дизели) имеют широкое применение. Эксплуатация автомобильных и тракторных двигателей носит массовый характер. Определение технического состояния двигателя без разборки позволяет повысить его надежность и улучшить техническое обслуживание. Следует учесть, что трудоемкость ремонта двигателей массового производства превосходит трудоемкость изготовления в 5-10 раз. Проведение профилактических работ и ремонта по состоянию дает значительный экономический эффект. Диагностика осуществляется с помощью передвижных станций, оснащен