Анализ состояния оборудования и прогнозирование ресурса с помощью вибромониторинга

Существуют два обязательных условия для качественного проведения вибромониторинга:

• накопление результатов измерений с привязкой к конкретному агрегату;
• жесткая привязка к точкам и направлениям контроля вибрации.

При использовании переносных систем эти 2 условия сложнее выполнить и проконтролировать. Более того, большую роль будет играть человеческий фактор, так как датчик требуется крепить в одно и то же место на агрегате, и даже если оно стандартизовано и монтаж прост, это еще не значит, что датчик будет смонтирован должным образом.

Если же датчик, к примеру встроен в прибор, в простых виброметрах, и монтировать ничего не нужно, а нужно просто приложить, то опять таки есть ряд проблем, нужно прикладывать датчик всегда под одним и тем же углом, с нужным усилием.

В стационарных системах такие проблемы отсутствуют, что повышает качество проводимой диагностики.

Преимущества стационарного вибромониторинга

Применение вибромониторинга в производственном цикле позволяет достичь следующих преимуществ:

• Повышение надежности: по разным оценкам в 10 -20 раз снижается количество технических обслуживаний оборудования.
• Повышение объемов производства в среднем на 5%
• Снижение затрат на ремонт, по данным компании «Bruel&Kjaer», составляет порядка 50-75%
• Снижение сроков ремонта

Зачем проводить вибродиагностику

Представленные цели достигаются в ходе решения следующих задач:

1.  Оценка текущего состояния оборудования – позволяет сформировать картину текущего состояния оборудования. 
2. Обнаружение дефектов прямо в ходе работы без необходимости разборки и т.д.– в т.ч. на ранних стадиях их развития.
3. Прогнозирование остаточного ресурса оборудования – за счет организации периодического обследования оборудования и накопления статистического материала. Что в свою очередь способствует сокращению времени на поиск дефектов в дальнейшем для данного типа оборудования.

Вибромониторинг применяется на следующих объектах:

• Подшипники
• Валы и шпиндели
• Муфты
• Зубчатые передачи
• Ременные передачи

С помощью совокупности данных объектов можно представить большинство производственного оборудования.

Критерии оценки состояния данных объектов хорошо изучены и давно применяются на практике.

Прибор для стационарного вибромониторинга

Для задач вибромониторинга нами был разработан прибор ВС-357. Он обладает следующими характеристиками. 

• 4 независимых канала измерений вибрации, к которым могут быть подключены датчики ICP (датчики виброускорения, виброскорости) либо датчики с линейным выходов по напряжению (тахометры и т.д).
• рабочий диапазон частот прибора – от 0,5 до 10000 Гц, что позволяет контролировать механизмы, вращающихся с частотой до 60000 об/мин.
• диапазон измерения напряжения переменного тока – от -20 до +20.
• каждый канал имеет 16-битную АЦП, что обеспечивает достаточно широкий диапазон измерений.

Также имеются 2 изолированных аналоговых входа, принимающих уровни постоянного напряжения 0-10 В. Эти входы могут применяться для подачи сигналов автоматики от исследуемого агрегата.

Примером является значения напряжения кодирующие температуру масла в системе смазки, его можно контролировать наряду с параметрами вибрации Другим примером является кодирование скорости вращения шпинделя станка.

Кроме двух аналоговых входов, в ВС-357 есть 4 оптоизолированных цифровых входа и 4 оптоизолированных цифровых выхода, которые могут использоваться для сигнализации и выработки (или приема) управляющих сигналов.

Например, для предотвращения случайных отказов из- за нарушения технологии нужно сделать следующее:

• установить критерий аварийного либо критического состояния, либо всё вместе;
• указать омера выводов который будут переключаться
• подключить соответсвтующие вывод к сигналу к сигналам автоматики оборудования, мониторинг которого осуществляется.

ВС-357 не обязательно должен контролировать 1 объект диагностики. Если объект простой, можно контролировать одним прибором сразу несколько.

Для автоматического ранжирование ситуаций и выработки программой конкретных решений, необходимо настроить какие критерии принимаются в расчет и что делать при достижении параметров вибрации значений удовлетворяющим заданным критериям.

В качестве критерия выступают:

• СКЗ виброусроения, виброскорости, виброперемещения в диапазоне частот
• Амплитуда или СКЗ виброускорения, вибоскорости, виброперемещения на интересующих частотах
• Пиковые значения виброускорения.

Вибромониторинг подшипников

Как определить критерий покажем на примере задания критерия для подшипника. Подшипники, к слову сказать, самые популярные объекты вибромониторинга, поскольку большинство поломок оборудования связязано именно с ними.

Итак, критерий диагностики состояния подшипников может быть рассчитан как сумма амплитуд ускорений частотах, соответствующих частоте перекатывания по внутреннему кольцу, наружному кольцу, а также частоте вращения тел качения.

• В данном случае частот для анализа всего три. Все три частоты являются производными частоты вращения.
• В общем случае ВС-357 позволяет контролировать до 10 частот по каждому из каналов.

Когда частоты анализа являются кратными оборотной, удобно их так и задавать через оборотную частоту. При таком подходе критерий быстро вычисляется в условиях изменения частоты вращения. 

Задав критерии, нужно указать режимы работы контролируемого объекта, к примеру холостой ход, работа под нагрузкой на первой скорости, на второй скорости, разгон, выбег и т.д.

Поставив в соответствие режимы работы и критерии, мы определяем численные значения порогов, превышение которых требует внимание оператора либо автоматическую остановку оборудования. Самой важной функций автоматического контроля является детектирования ударов.

В отличии от обычных критериев, он является критическим, поэтому детектируется во всех режимах. Способ его задания прост – достаточно задать одну цифру – значение порога допустимого виброускорения в системе и один выход который выдаст сигнал авариного отключения на схему управления станком

Время реакции от момента превышения заданного порога до момента выдачи сигнала аварии составляет от 1 до 5 м/c. Это позволяет спасти станок либо другой подобный объект от случайных технологических ошибок.

К примеру если не остановить удар заготовки при её обработке о вал шпинделя, ремонт оборачивается заменой всего шпинделя в сборе. Стоимость такого ремонта определяется миллионами рублей плюс ущерб от простоя станка.

Хотите узнать цену на ВС-357 от «Висом»?

Свяжитесь с отделом продаж или со специалистами «Висом»:

• Звоните: +7 (4812) 777-007 (поддержка), +7 (4812) 777-001 (отдел продаж)
• Пишите: support@visom.ru (поддержка), az@visom.ru и ti@visom.ru (отдел продаж)
• Отвечаем в мессенджерах: +7 (920) 310-90-29 (WhatsApp, Telegram, Viber)

Также мы предлагаем услугу «Удаленные испытания», в ходе которой вы можете управлять вибростендом и системами по заданным вами параметрам в режиме реального времени через удаленный рабочий стол.