Страница АО ВАСТ Конверсионные технологии для механика!

14 августа 1999

ВОПРОС 1.11:

В Ваших публикациях, как правило, рассматриваются методы и средства функциональной (рабочей) диагностики вращающихся машин и их узлов по сигналу вибрации. Используете ли Вы методы тестовой диагностики, и для решения каких практических задач? Какое место занимают эти методы в Ваших системах диагностики?
(Вопрос задан слушателями семинара "Виброакустическая диагностика машин и оборудования", проводимого АО ВАСТ.)

Отвечает А.В. Барков :

Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо определиться с теми диагностическими задачами, которые чаще всего решаются методами либо функциональной, либо тестовой диагностики, в том числе с использованием сигнала вибрации. Можно выделить несколько основных групп таких задач.

Методами тестовой диагностики в первую очередь решаются такие группы задач, как:

  • отработка технических и конструктивных решений при создании новых машин и оборудования;
  • проверка правильности функционирования машин и оборудования после изготовления, ремонта или в процессе проведения работ по обслуживанию;
  • контроль состояния отдельных узлов машин в процессе проведения работ по обслуживанию.

Методами функциональной диагностики в первую очередь решаются задачи:

  • аварийная защита машин в процессе эксплуатации;
  • контроль состояния машин и ее узлов в процессе эксплуатации без смены режима работы.

Из сказанного следует, что методы тестовой диагностики в процессе эксплуатации машин используются только при проведении разного вида работ, например, регламентного обслуживания, причем с выводом машины из номинального режима работы. Методы функциональной диагностики направлены на продление работы машины в номинальном режиме, в том числе путем отказа от проведения регламентного обслуживания, и потому весьма плохо сочетаются с методами тестовой диагностики.

Если же рассматривать методы функциональной и тестовой диагностики роторных машин только по сигналу вибрации, то необходимо учесть, что эти методы используют разные свойства машин. Так, методы функциональной вибродиагностики строятся на результатах анализа, в первую очередь, особенностей формирования колебательных сил, а не на результатах измерения механических свойств колебательной системы, или анализа особенностей распространения вибрации.

Большинство методов тестовой вибродиагностики, в первую очередь, использует результаты измерения параметров машины как колебательной системы, в частности, ее резонансов и активных потерь на резонансных частотах, а такие методы, как дефектоскопия - особенности распространения вибрации в механической системе.

Учитывая сказанное, тестовые методы вибродиагностики вполне могут дополнять функциональные на этапе эксплуатации машин и оборудования.

Какие же из тестовых методов вибродиагностики и на каких этапах жизненного цикла машины можно рекомендовать использовать? Ультразвуковая дефектоскопия как тестовая диагностика с использованием внешнего источника вибрации чаще всего применяется для диагностики отдельных деталей машины, причем простейшей формы и до установки в машину, на этапе изготовления или ремонта. После того, как такая деталь устанавливается в машину, вибрационные методы дефектоскопии в значительной степени теряют эффективность из-за больших активных потерь вибрационной энергии в присоединенных конструкциях и влияния последних на распространение вибрации. В этом случае иногда переходят на электромагнитную, рентгеновскую или другие виды дефектоскопии. Естественно, что при проведении регламентных работ без разборки машины методы ультразвуковой дефектоскопии нельзя рекомендовать к применению.

Такой тестовый метод вибрационной диагностики, как исследование резонансов машины или ее узлов путем анализа собственных колебаний, возбуждаемых внешними ударами, чаще всего используется при выходном контроле машины после ее сборки, а также при проведении предремонтной дефектации узлов, после разборки машины. В процессе выполнения регламентных работ он используется крайне редко и, как правило, для контроля собственных частот колебаний корпусных конструкций. Еще реже для возбуждения собственных колебаний машины используется внешние источники гармонических колебаний, так называемые вибраторы, так как их установка на корпусе машины или ее узлах является весьма трудоемкой операцией. Из сказанного следует, что последний метод, как правило, совместно с методами функциональной диагностики не используется.

Гораздо чаще для анализа собственных частот колебаний узлов машины, и прежде всего ее ротора, используется тестовый метод вибрационной диагностики, при котором вибрация возбуждается собственно ротором на гармониках его вращения, а частота вращения изменяется в процессе разгона или выбега машины. Этот метод, как правило, входит в число используемых в процессе эксплуатации машины для контроля состояния ее узлов.

К тестовым методам вибрационной диагностики относится еще один метод анализа механических характеристик машины как колебательной системы. Это метод сравнительного анализа вынужденных колебаний машины на частоте вращения ротора до и после установки пробных масс на ротор в процессе выполнения основных операций балансировки машины на месте ее эксплуатации. В том случае, если в процессе эксплуатации машины ее ротор балансируется неоднократно, этот тестовый метод диагностики эффективно используется совместно с методами функциональной диагностики машин по вибрации.

Совершенно естественно, что в системах диагностики нашего производства предусмотрена возможность использования таких тестовых методов диагностики, как метод анализа вибрации на выбеге (разгоне) машины и метод анализа собственных частот колебаний узлов машины по вибрации, возбуждаемой одиночными ударами. Однако эти методы не являются обязательными для комплексной оценки состояния узлов машины, в первую очередь, из-за их сложности и трудоемкости, и потому автоматическая диагностика узлов машины в процессе эксплуатации проводится без применения этих методов.


Вернуться к вопросам | Список разделов вопросов | DREAM клуб | Страница ВАСТ