Жабдықтың діріл диагностикасы дегеніміз не және неден бастау керек

Жабдықтың діріл диагностикасы — айналмалы машиналардың күйін олардың мойынтірек тіректерінің дірілі бойынша бақылау. Датчик дірілдің жалпы деңгейін өлшейді, оны ГОСТ Р ИСО 10816-3 нормасымен және машинаның базалық сызығымен салыстырады, ал деңгей өскенде спектр бойынша себебі табылады: теңгерімсіздік, біліктердің сәйкессіздігі, бекітпенің босауы немесе мойынтірек ақауы.

Бұл мақала — діріл диагностикасы бөліміне кіріспе. Әр бөлімнің соңында толығырақ материалдарға сілтемелер бар.

Діріл диагностикасында не өлшенеді

Діріл үш шамамен сипатталады. Олар бір-бірімен жиілік арқылы байланысты, бірақ әр жиілікте әртүрлі «көрінеді»: діріл жылдамдығы бірдей болғанда үдеу амплитудасы жиілікпен бірге өседі, ал ығысу амплитудасы азаяды. Діріл жылдамдығы машинаның айналу жиілігіне ең аз тәуелді, сондықтан жалпы бағалау үшін көбіне соны пайдаланады.

Шама	Бірліктер	Қай жерде пайдалы
Діріл жылдамдығы	мм/с, ОКМ	Машиналардың жалпы күйін бағалау. ГОСТ Р ИСО 10816-3 бойынша — 10–1000 Гц жолағындағы ОКМ
Діріл үдеуі	g, м/с²	Жоғары жиіліктер: мойынтіректердегі соққылар, тісті ілінісу
Діріл ығысуы	мкм	Төмен жиіліктер және баяу жүретін машиналар; біліктің корпусқа қатысты қозғалысы

Датчиктер екі түрлі болады. Акселерометрлер мен жылдамдық датчиктері мойынтірек корпусына орнатылады: олар корпустың абсолютті дірілін өлшейді. Түйіспейтін құйынды ток датчиктері біліктің мойынтірек корпусына қатысты ығысуын өлшейді. Бұл маңызды, себебі ротор мен мойынтіректер, тығыздағыштар және корпус арасында шектеулі саңылау бар, ал корпус дірілі білік қозғалысына тең емес.

Қуаты 15 кВт-тан асатын қозғалтқыштар, сорғылар мен желдеткіштер үшін діріл жылдамдығының рұқсат етілген мәндерінің кестелері — «Электр қозғалтқышының діріл нормалары ISO 10816-3 бойынша» мақаласында.

Жалпы деңгей, спектр және уақыттық сигнал

Діріл диагностикасы үш егжей-тегжей деңгейінде жұмыс істейді:

1. Жалпы деңгей (бір сан, мысалы 3,2 мм/с) «ақау бар ма» деген сұраққа жауап береді. Оны стандарт аймақтарымен және трендпен салыстырады.
2. Спектрді сигналдан жылдам Фурье түрлендіруі (FFT) арқылы алады. Ол діріл қай жиіліктерде шоғырланғанын көрсетеді және «нақты не ақаулы» деген сұраққа жауап береді. Тірек жиілік — біліктің айналу жиілігі (1x).
3. Уақыттық сигнал және қоршау сызығы. Сигналдың синусоидалы емес пішіні босауды көрсетеді. Қоршау сызығын (огибающая) талдау модуляцияны бөліп алып, кәдімгі спектрде әлсіз көрінетін мойынтіректер мен тісті берілістердің ерте ақауларын табуға көмектеседі.

Спектрді қадам бойынша қалай талдау керектігі — «FFT спектрін қалай оқу керек» мақаласында.

Діріл диагностикасы қандай ақауларды көреді

Ақау	Спектрдегі немесе сигналдағы белгі	Толығырақ
Теңгерімсіздік	Айналу жиілігіндегі басым 1x шыңы	Далалық теңгерімдеу
Біліктердің сәйкессіздігі	1x және 2x шыңдары, көбіне осьтік дірілдің жоғарылауы	Біліктердің сәйкессіздігі
Механикалық босау	Синусоидалы емес сигнал, 3x, 4x, 5x гармоникалары
Домалау мойынтіректерінің ақаулары	BPFO, BPFI, BSF, FTF жиіліктеріндегі жоғары жиілікті құраушылар	Мойынтіректің бұзылу сатылары
Тісті берілістердің ақаулары	Тіс жиілігі маңындағы бүйір жолақтар	Редукторлар диагностикасы
Резонанс	Түйіннің немесе құрылымның меншікті жиілігінде дірілдің күшеюі
Асинхронды қозғалтқыш роторы өзектерінің үзілуі	Полюстердің өту жиілігіндегі бүйір жолақтар	Электр қозғалтқышы дірілінің себептері

Диагноз қою үшін тек 1x және 2x шыңдары жеткіліксіз: оларды теңгерімсіздік те, сәйкессіздік те, жанасу да береді. Сондықтан қорытынды бірнеше белгі бойынша бірден жасалады: өлшеу бағыты (радиалды немесе осьтік), фаза, сигнал пішіні, тренд.

Маршруттық бақылау және онлайн-мониторинг

	Маршруттық (мерзімді) бақылау	Онлайн-мониторинг
Қалай жұмыс істейді	Инженер машиналарды тасымалды деректер жинағышпен белгіленген маршрут бойынша аралайды	Сымды немесе сымсыз датчиктер машинада тұрақты тұрады
Деректер жиілігі	Аралау кестесі бойынша	Автоматты түрде, адамның қатысуынсыз
Қандай машиналар үшін	Мерзімді тексеру жеткілікті жерде	Сыни, алыс орналасқан, қолжетімділігі қиын, жоғары жылдамдықты
Не қажет	Оқытылған персонал және маршруттарды жоспарлау	Датчиктерді монтаждау және платформамен байланыс

Іс жүзінде екі тәсіл біріктіріледі. Маршрут көмекші машиналардың негізгі бөлігін қамтиды. Онлайн-датчиктер тоқтауы қымбатқа түсетін немесе бару қиын әрі қауіпті жерлерге қойылады. Сымсыз датчиктер кабель тарту мәселесін шешеді: толығырақ «Wi-care сымсыз діріл мониторингі» мақаласында.

Неден бастау керек: бағдарламаның алғашқы қадамдары

1. Машиналар тізімі және сыннылық. Сорғыларды, желдеткіштерді, қозғалтқыштарды, редукторлар мен компрессорларды тізімдеңіз. Қайсысының тоқтауы өндірісті тоқтататынын белгілеңіз.
2. Бақылау тәсілі. Әр машина үшін маршрутты немесе онлайн-датчикті таңдаңыз.
3. Өлшеу нүктелері. Мойынтірек корпустарында, екі радиалды бағытта; осьтік бағыт — мерзімді аралауларда. Әр жолы бір жерде өлшеу үшін нүктелер белгіленеді.
4. Базалық сызық. Қалыпты режимдегі алғашқы өлшем — номиналды жылдамдық, жүктеме, қызған мойынтіректер. Кейінгі өлшемдер сол жылдамдықта, жүктемеде және температурада салыстырылады.
5. Ескерту деңгейлері. Жалпы деңгейді бағалау үшін ГОСТ Р ИСО 10816-3 аймақтарын және дірілдің B аймағының жоғарғы шекарасының 25 %-ына өзгеруі туралы ережені пайдаланыңыз (нормалар туралы мақаланы қараңыз).
6. Талдау және әрекет. Діріл өскенде спектр алынып, себебі анықталады және жөндеу жоспарланады: теңгерімдеу, орталықтау, бекітпені тарту, мойынтіректі ауыстыру немесе майлау.
7. Оқыту. Спектрлерді терең талдау үшін талдаушыны дайындау қажет. I-care деректері бойынша терең талдау үшін әдетте ISO 18436 бойынша II немесе III санаттағы сертификаттау қажет.

Бастау үшін қандай құрал таңдау керек

• Маршруттарға арналған тасымалды деректер жинағыш және анализатор — Bently Nevada компаниясының SCOUT220-IS құралы: бір мезгілде 2 арна, спектр ажыратымдылығы 12 800 сызыққа дейін, Fmax 80 кГц-ке дейін, жарылыстан қорғалған орындалу. Маршруттар System 1 бағдарламасында дайындалады және талданады. Қарапайым виброметрдің анализатордан айырмашылығы — «Виброметр немесе виброанализатор» мақаласында.
• Кабельсіз онлайн-мониторинг — I-care компаниясының Wi-care 130 G23 сымсыз үш осьті датчигі.

KEG TRK Қазақстанда Bently Nevada, I-care және SDT жабдықтарын жеткізеді және діріл диагностикасы бағдарламасын құруға көмектеседі. Бағасы сұрау бойынша.

Дереккөздер

• I-care. What is Vibration Analysis in Predictive Maintenance? — https://www.icareweb.com/knowledge/predictive-maintenance/what-is-vibration-analysis-predictive-maintenance/
• Bently Nevada (Baker Hughes), Orbit. Accelerometers: What do I use? — https://www.bakerhughes.com/bently-nevada/orbit-home/orbit-article/accelerometers-what-do-i-use
• Bently Nevada. SCOUT220-IS and SCOUT240-IS Portable Data Collectors Datasheet 109M0226 — https://dam.bakerhughes.com/m/54b98a9e1e80eaf6/original/SCOUT220-IS-and-SCOUT240-IS-Portable-Data-Collectors-Datasheet-109M0226-pdf.pdf
• ГОСТ Р ИСО 10816-3-99 — «Электр қозғалтқышының діріл нормалары» мақаласы бойынша.