Контролируемые параметры вибрации. Диагностика повреждений по параметрам вибрации.

Параметры вибрации - вибросмещение, виброскорость, виброускорение, спектр частот колебаний, амплитуда и фаза колебаний оборотной частоты.

В общем случае диагностика повреждений по параметрам вибрации конструкций осуществляется в три этапа:

1. Улавливание и регистрация сигналов вибраций, исходящих от работающего агрегата с помощью специальных датчиков. На этом этапе получают исходные данные, необходимые для последующего анализа вибрации (этап сбора информации).

2. Первичная обработка сигналов с помощью измерительных устройств, предварительный анализ сигналов, с выделением существенных и отбрасыванием несущественных данных.

3. Оценка состояния конструкции. Этап принятия решений, на котором экспериментальные данные сравнивают с эталонными, что позволяет оценить состояние системы и, при необходимости, принимать оперативные решения.

При исследовании вибраций в широком диапазоне датчик посылает сигналы, образованные всеми составляющими спектра колебаний, которые воспринимаются прибором, регистрирующим не только частоты следования сигналов, но и модуляции амплитуд. Это дает возможность с большой степенью точности установить наличие развивающегося дефекта или неисправности и проследить интенсивность его развития за определенный период времени.

Чтобы установить элемент, подвергающийся износу, нужно выделить сигналы колебаний, полученных от каждого компонента агрегата. Таким образом, каждая деталь вибрирует на определенной дискретной частоте, с амплитудой, изменяющейся в зависимости от интенсивности развития дефекта. Будучи отображенной на виброграмме, эта амплитуда образует пик, выходящий за пределы «белого шума» (спектральный анализ в виде огибающей) или отдельные всплески (в случае линейчатого отображения спектра). Если эти пики или всплески с течением времени в последующих спектрах имеют тенденцию к возрастанию, то это означает, что дефект продолжает развиваться. Все методики расшифровки виброграмм, а, следовательно, и установления места нахождения и степени развития неисправности, базируются, в основном, на соотнесении найденных экспериментально или теоретически графических форм спектров вибрации со спектрами колебаний, полученными при исследовании объекта диагностики. Однако, в настоящее время имеется довольно много проблем с расшифровкой спектров вибраций взаимозависимых неисправностей - то есть таких, когда сложно указать первопричину возникновения одной из них.

ГПА представляет собой сложный объект диагностирования, в котором необходимо выделить такие части, с точностью до которых желательно проводить поиск дефектов. В качестве таких элементов могут быть системы, подсистемы, узлы, функциональные блоки и даже отдельные детали. Работоспособность того или иного элемента оценивается на основе поэлементного анализа спектра вибраций и идентификации полученных данных с возможностью возникновения или развития той или иной неисправности.

Для принятия решения о способности объекта контроля выполнять свои функции, на первом этапе диагностики необходимо определить область значений показателя качества (общего уровня вибрации), который соответствует понятию «годен - не годен». Результаты измерения интенсивности колебаний на этом этапе показывают только превышение (или его отсутствие) параметров вибрации агрегата над допустимыми нормированными значениями, что еще ничего не говорит о составе или причинах возбуждения этих колебаний.

Для правильного определения характера и качественно-количественных оценок зарождающегося или развивающегося дефекта (неисправности) необходимо выполнить разложение спектра вибраций на элементарные составляющие, которые можно идентифицировать с определенной причиной интенсификации колебаний машины. Эта информация может быть получена только при помощи амплитудно-частотного анализа.

Сложный объект диагностирования необходимо расчленить на такие составные части, с точностью до которых (на втором и третьем уровнях диагностики) целесообразно проводить поиск дефектов и неисправностей. В свою очередь, каждый выделенный узел (агрегат) следует рассматривать как информационный блок, в состав которого входят элементарные объекты, исправное состояние которых определяет работоспособность технической системы в целом (третий уровень диагностики - прогнозирование).

Примерное дерево решений для анализа технического состояния компрессорных агрегатов с центробежными нагнетателями и различными видами приводов по параметрам вибрации представлено на рисунках.

поэлементное диагностирование

Примерное дерево решений для диагностики опорного подшипника скольжения