Ассоциация EAM
Ассоциация эффективного управления производственными активами

Лекция 4. Аксиомы и определение состояния механизмов

Работа механизма осуществляется под влиянием управляющих параметров (задается частота вращения, давление, расход, производительность), определяющих режим работы механизма совместно с частотой включения. Управляющие параметры устанавливают уровень внешних параметров на детали и узлы – силовых, температурных и могут влиять на воздействие окружающей среды.

Взаимодействие внешних и внутренних параметров механизма определяет выполнение механизмом заданных функций. Отклонение параметров выполняемых функций от заданных используется в качестве обратной связи в технологической цепи управления.

Фактическое состояние механизма проявляется в виде значений параметров физических полей – температурных, акустических, вибрационных, электромагнитных. Отклонения от заданных значений должны устраняться путем проведения периодических ремонтных воздействий. Структурная схема функционирования механизма показана на рисунке 20.

Рисунок 20 – Структурная схема функционирования механизма

Рисунок 20 – Структурная схема функционирования механизма

Отклонения в работоспособном состоянии механизма приводят к возникновению ударов, что проявляется в виде шума и вибрации, нарушении теплового баланса. Основные условия работоспособного состояния механического оборудования: низкий уровень шума и вибрации; минимизация динамических, в частности ударных процессов; не превышение допустимых значений температуры деталей механизма; отсутствие недопустимых внешних нагрузок, отсутствие трещин и подтеканий масла; выполнение всех функций механизмом в пределах заданных параметров. Это определяет комплекс взаимодополняющих методов технической диагностики для контроля фактического состояния (таблица 2).

Таблица 2 – Условия работоспособности механизмов металлургических машин и диагностические параметры технического состояния
Условия работоспособного состояния механизма Комплекс взаимодополняющих методов технической диагностики
Выполнение всех функций в пределах заданных параметров. Контроль параметров технологического процесса – параметрическая диагностика.
Низкий уровень шума. Анализ шумов механизма.
Низкий уровень вибрации. Минимизация динамических, в частности ударных процессов. Виброметрия.
Допустимые значения температуры деталей механизма. Термометрия.
Отсутствие трещин.

Отсутствие подтеканий масла.

Визуальный осмотр.

Неразрушающий контроль.

Отсутствие недопустимых внешних нагрузок. Анализ токовых и нагрузочных характеристик.
Анализ смазки.

Методы оценки технического состояния

Для механического оборудования используется комплекс взаимодополняющих методов оценки технического состояния.

  1. Анализ шума механизма – один из основных методов органолептического контроля, осуществляемый при помощи технических и электронных стетоскопов для обнаружения отклонений в режиме работы оборудования при появлении косвенных признаков: нехарактерного звука, ударов, скрежета и др. (рисунок 21).

Прослушивание шума механизма

Прослушивание шума механизма

Электронный стетоскоп

Электронный стетоскоп

Технический стетоскоп

Технический стетоскоп

Наушник стетоскопа

Наушник стетоскопа

Рисунок 21 – Анализ шума механизма
  1. Визуальный осмотр – позволяет выявлять диагностические признаки осматриваемых поверхностей: цвет, форма, сплошность, шероховатость. Основными недостатками визуального осмотра являются субъективность восприятия зрительной информации. Визуальное подтверждение обнаруженной неисправности является заключительным этапом диагностирования (рисунок 22).

Алгоритм визуального осмотра

Алгоритм визуального осмотра

Масштабная фотография дефекта

Масштабная фотография дефекта

Концентрический способ осмотра детали

Концентрический способ осмотра детали

Изображение на экране видеоэндоскопа

Изображение на экране видеоэндоскопа

Рисунок 22 – Визуальный осмотр
  1. Виброметрия – использует аксиому об отсутствии вибрации в идеальной машине, в которой вся энергия превращается в полезную работу. В реальном механизме возникающие вибрации – побочное явление взаимодействия элементов машины. Значения вибрации определяют степень нарушения нормальной передачи динамических сил через механическую систему (рисунок 23).

Общий вид и схема авиационного механического акселерометра

Общий вид и схема авиационного механического акселерометра:
1 – грузик маятника, отклоняющийся под действием ускорения; 2 – пружина; 3 – ось; 4 – зубчатый сектор; 5 – зубчатое колесо; 6 – стрелка; 7 – стрелка, фиксирующая максимальное значение ускорения

Измерение вибрации при помощи спектроанализатора

Измерение вибрации при помощи спектроанализатора

Рисунок 23 – Измерение вибрации
  1. Неразрушающий контроль — контроль целостности, основных рабочих свойств и параметров объекта контроля. Методы неразрушающего контроля обеспечивают нахождение дефектов в материале изделия без разрушения (рисунок 24). В качестве объекта в неразрушающем контроле наиболее часто выступает деталь или соединение деталей (сварочный шов, клеевое соединение).

Ультразвуковой контроль профиля доменной печи

Ультразвуковой контроль профиля доменной печи

Стационарная система неразрушающего контроля рельсового проката

Стационарная система неразрушающего контроля рельсового проката

Неразрушающий контроль дымовой трубы

Неразрушающий контроль дымовой трубы

Внутренний дефект прокатного валка

Внутренний дефект прокатного валка

Рисунок 24 – Неразрушающий контроль
  1. Термометрия – повышение температуры, сопровождает протекание рабочего процесса и развитие целого ряда неисправностей, часто связанных с уменьшением значений вибрации (рисунок 25).

Цвета побежалости

Цвета побежалости

Цвета каления

Цвета каления

Термограмма гидроцилиндра вертикального перемещения холодильника МНЛЗ

Термограмма гидроцилиндра вертикального перемещения холодильника МНЛЗ

Термограмма гидроцилиндра горизонтального перемещения холодильника МНЛЗ

Термограмма гидроцилиндра горизонтального перемещения холодильника МНЛЗ

Рисунок 25 – Термометрия
  1. Анализ смазки выполняет три основные задачи: контроль поступления, анализ продуктов изнашивания и контроль качества смазочного материала. Качественный и количественный контроль продуктов износа и состояния смазочного материала позволяет установить источник поступления продуктов износа и продлить срок службы механизма при своевременной замене отработанного масла (рисунок 26).

Бумажная хромотография

Бумажная хромотография

Если в двигателе не менять масло

Если в двигателе не менять масло

Фильтрация грязного масла

Фильтрация грязного масла

Фильтрация чистого масла

Фильтрация чистого масла

Рисунок 26 – Анализ смазки
  1. Анализ токовых характеристик приводных двигателей, частоты вращения, изменения давления в полостях гидроцилиндра необходимы для определения уровня управляющих воздействий, режима работы оборудования и отклонений в работе электрической части привода (рисунок 27).
  2. Анализ параметров технологического процесса – параметрическая диагностика определяющая работоспособность машины по значениям параметров выполняемых функций (рисунок 27).

Токовая характеристика двигателя привода прокатной клети

Токовая характеристика двигателя привода прокатной клети

Давление в штоковой и поршневой полости гидроцилиндра механизма поворота свода электродуговой печи

Давление в штоковой и поршневой полости гидроцилиндра механизма поворота свода электродуговой печи

Рисунок 27 – Анализ токовых характеристик

Вопросы для самостоятельного контроля

  1. Когда проводится ремонт механизма?
  2. Как должен работать исправный механизм?
  3. Почему у исправного механизма низкий уровень шума?
  4. Зачем при оценке состояния контролируется вибрация?
  5. Основные требования к температуре узлов механизма.
  6. Какие задачи решает параметрическая диагностика?
  7. Для чего необходим визуальный контроль?
  8. Что позволяет узнать неразрушающий контроль?
  9. Зачем проводится анализ токовых и нагрузочных характеристик?
  10. Что позволяет узнать анализ смазки?

Материал предоставил Сидоров Владимир Анатольевич.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Аналогичные записи
  • Лекция 14. Спектральный анализ вибрации Спектральный анализ – это метод обработки сигналов, который позволяет выявить частотный состав сигнала. Известны методы обработки вибрационного сигнала: корреляционный, автокорреляционный, спектральной мощности, кепстральных характеристик, расчета эксцесса, огибающей. Наибольшее распространение получил спектральный анализ, как метод представления информации, из-за однозначной идентификации повреждений и понятных кинематических зависимостей между происходящими процессами и спектрами [...]
  • Лекция 13. Измерение общего уровня вибрации Расположение контрольных точек для измерения параметров вибрации Точки измерения вибрации для оценки состояния машин и механизмов выбираются на корпусах подшипников или других элементов конструкции, которые в максимальной степени реагируют на динамические силы и характеризуют общее вибрационное состояние [...]
  • Лекция 12. Измерение параметров вибрации Датчики для измерения вибрации Измерение механических колебаний может быть относительным (например, биения вала относительно корпуса подшипника) или абсолютной, что предполагает наличие неподвижной точки отсчёта – искусственного «нуля», относительно которого и выполняются измерения. Основным решением, в настоящее время, является преобразование механических колебаний в электрический сигнал при помощи вибрационных [...]
  • Лекция 11. Параметры и характеристики механических колебаний Параметры вибрационного процесса Виброперемещение, S – это расстояние между крайними точками перемещения колеблющегося элемента вдоль оси измерения. Виброперемещение измеряется в линейных единицах: в микронах – мкм; в миллиметрах – мм, при больших значениях виброперемещения, например, грохотов (1 мм = 1000 мкм). Параметром, дополняющим виброперемещение является частота вращения. Например, допустимое значение виброперемещения 20 мкм при частоте [...]
  • Лекция 10. Механические колебания ГОСТ 24346-80 «Вибрация. Термины и определения» определяет вибрацию как «движение точки или механической системы, при котором происходят колебания характеризующих его скалярных величин». Колебания скалярной величины объясняются как «процесс поочередного возрастания и убывания во времени значений какой-либо [...]

Поддержите нас

Подписка

Рубрики