4. Средства измерения и анализа, используемые в работе

В работе используется переносной комплекс вибрационного мониторинга и диагностики «Вектор-2000», состоящий из двух частей. Первой из них является виброанализатор СД-21, на вход которого можно подключать один аналоговый измерительный преобразователь (датчик вибрации или тока) и один преобразова­тель с цифровым выходом (датчик оборотов или температуры). Во вторую входят персональный компьютер с программным обес­печением DREAM, включающим в себя программы мониторинга и автоматической диагностики (рис.4.7).

Рис.4.7. Переносной комплекс вибрационного мониторинга и диагностики «Вектор-2000»

Общий вибрационный мониторинг машин, включая их под­шипники, проводится по уровню вибрации подшипниковых узлов в трех направлениях в стандартной полосе частот, которая для машин с частотой выше 600 об/мин имеет нижнюю границу 10 Гц и верхнюю - 1000 Гц. При оперативном мониторинге состояния подшипника вибрация измеряется в одном (вертикальном) на­правлении и к уровню вибрации в стандартной полосе частот до­бавляется уровень ультразвуковой вибрации в частотном диапа­зоне 16*26 кГц и статистические параметры (уровень и коэффи­циент искажения) огибающей высокочастотной вибрации в одной из третьоктавных частотных полос по выбору пользователя.

Специальный вибрационный мониторинг машин и их подшип­ников производится по составляющим узкополосного и/или широ­кополосного спектров вибрации подшипниковых узлов с автома­тическим формированием порогов по группе одинаковых машин или по ретроспективным измерениям вибрации контролируемой машины. Вибрация подшипникового узла, как правило, измеряет­ся в вертикальном направлении. Пороги, как и частотные полосы в широкополосном спектре, могут при необходимости корректиро­ваться пользователем.

Автоматическая диагностика подшипников качения проводит­ся совместно по составляющим узкополосного спектра низкочас­тотной и среднечастотной вибрации подшипникового узла, а также по составляющим спектра огибающей его высокочастотной вибраций и по величине вибрации на ультразвуковых частотах.

Основными техническими характеристиками виброанализато­ра СД-21 являются:

• количество каналов обработки информации - 2;

• частотный диапазон измеряемой вибрации или тока - от 0 до 25600 Гц;

• верхние границы частотных поддиапазонов - 25, 50, 100, 200, 400, 800, 1600, 3200, 6400, 12800 и 25S00 ГЦ

• средние частоты третьоктавных полосовых фильтров для формирования огибающей вибрации - 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3200, 4000, 5000,6406, 8000, 10000, 12500, 16000, и 20000 Гц;

• динамический диапазон без изменения параметров усили­теля - не менее 70 дБ;

• полный динамический диапазон - не менее 110 дБ;

• линейность виброанализатора - не хуже 0,1%;

• неравномерность амплитудочастотных характеристик филь­тров (не хуже 0,5 дБ);

• количество частотных полос в спектре - 400, 600 и 1600;

• единицы измерения вибрации - м/с² , ускорение g - ско­рость мм/с, смещение, мкм' - единицы измерения напряжения - мВ, тока-А;

• размеры - 210-1,10-35 мм; масса - не более 1кг.

СД-21 позволяет анализировать форму сигнала вибрации (во времени), выделять компоненты сигнала в выбранных полосах частот, определять их среднеквадратичное и пиковое значения, формировать огибающую, проводить спектральный анализ сигна­ла и его огибающей. Дополнительно СД-21 позволяет .анализиро­вать затухающие колебания и измерять амплитудочастотные ха­рактеристики машин в.режимах работы с изменяющейся частотой вращения, например, в режиме свободного выбега. Анализатор может также проводить сбор данных для последующего статисти­ческого анализа сигналов, программой мониторинга, для анализа форм колебаний оборудования, на гармониках частоты вращения и для построения орбит, колебаний вала в подшипниках. Наконец, анализатор позволяет выполнять измерения, необходимые для балансировки роторов, в том числе при подключении коммутато­ра с группой датчиков, в многоканальном режиме.

Для контроля состояния и диагностики подшипников качения используется также и программное обеспечение DREAM, уста­навливаемое в персональный компьютер. Это программное обеспечение осуществляет; определение требований к диагностиче­ским измерениям вибрации, планирование измерений, формиро­вание маршрутных карт измерений и передачу их в анализатор, прием данных измерений, их автоматические анализ и сравнение с пороговыми значениями для каждого из возможных дефектов, выдачу диагноза и, либо долгосрочного прогноза состояния, либо рекомендаций по обслуживанию. Кроме этого программа позво­ляет проводить мониторинговые измерения, пользовательские измерения, заданные оператором, выполнять графический анализ всех проводимых измерений, строить тренды развития вибраци­онных параметров или дефектов, а также автоматически коррек­тировать пороговые значения дефектов и планы измерений в за­висимости от текущих результатов мониторинга и диагностики.

Для проведения автоматической диагностики в программу должны быть введены данные подшипника, необходимые для расчета частот подшипниковой вибрации, а именно: диаметры внутреннего и внешнего колец подшипника, диаметр и число тел качения в одном ряду, угол контакта тел и дорожек качения, час­тота вращения подшипника. Эти данные, кроме частоты враще­ния, для многих типов подшипников указаны в справочной базе программы. Для частоты вращения в программу при конфигури­ровании подшипника оператор задает верхний и нижний пределы ее возможных изменений, а при каждом измерении - конкретное значение с точностью от 1 до 20%. Чем выше точность задания частоты вращения, тем выше достоверность результатов диагно­за. Рекомендуемая точность составляет 3-5%. Для автоматиче­ского прогнозирования длительности безотказной работы под­шипника в виде рекомендуемой даты проведения следующих ди­агностических измерений вводится желаемая длительность прогноза, но не более 100 дней, которая заносится в графу Максимальный период контроля при отсутствии дефектов.

Параллельно диагностическим измерениям в программу вно­сятся и требования к пользовательским измерениям для автома­тического вибрационного мониторинга подшипников. Обычно та­кой мониторинг проводится по спектрам низкочастотной вибрации и алгоритмам оперативной диагностики, для которых используют­ся диагностические измерения спектров низкочастотной и уровня ультразвуковой вибрации, а также дополнительно измеряется форма_: огибающей среднечастотной вибрации, по которой опре­деляются ее среднеквадратичное значение и коэффициент иска­жений.