Análisis y diagnóstico de máquinas

Вибродиагностика

Шум и вибрация не просто являются раздражающими факторами, а излучают энергию, которую теряет машинное оборудование.

Шум и вибрация свидетельствуют о наличии в механизмах неполадок (например, неотбалансированных деталей), которые снижают их надежность и могут выводить их из строя разрушающим воздействием.

Анализ вибрации механизмов

Механизмы, которые совершают вращательные или возвратно-поступательные движения (например, компрессоры, двигатели, насосы и турбины), состоят из большого количества частей, каждая из которых вносит вклад в звук и вибрацию всего узла. Изменение нагрузки и нарушение баланса из-за дефектов и неравномерного распределения массы такого оборудования приводит к его вибрации и сопутствующему шуму. Для борьбы с потерями энергии и вибрацией оборудования необходимо обнаруживать неисправности и дисбалансы, однако устранить их полностью невозможно. При установке механизма (например, двигателя воздушного судна) в другую конструкцию важно обладать информацией о его вибрации во избежание структурных резонансов и других разрушительных последствий.

Для оценки мощности вибрации необходимо соотносить ее измерения с процессами, которые происходят в механизме. Порядковый анализ сопоставляет измеренную вибрацию с вращением деталей механизма и предоставляет дополнительную информацию о силовых агрегатах, насосах, компрессорах и электродвигателях и других устройствах. Важно иметь возможность вводить в анализ параметры механизма (например, давление масла или скорость вращения) с помощью шины CAN или добавочных входов.

Профилактическое обслуживание и контроль состояния

Изменения в характере вибрации механизма отражают его техническое состояние. Диагностика и решение проблем вибрации механизмов с вращательным и возвратно-поступательным действием позволяет оптимизировать их характеристики. Мониторинг технического состояния механизма упреждает его поломки из-за износа и усталости, обеспечивает максимальную длительность его бесперебойной работы, позволяет выбирать оптимальное время для технического обслуживания, ремонта и осмотра механизма, а также уверенно эксплуатировать его между сервисными мероприятиями.

Разбалансировка возникает из-за неравномерного распределения массы ротора и приводит к вибрациям, которые передаются подшипникам и другим деталям механизма. Неравномерное распределение массы может быть обусловлено дефектами материалов механизма, ошибками при его проектировании, производстве, сборке и в особенности эксплуатации.

Снижение уровня этих вибраций улучшает характеристики и экономичность механизма, а также упреждает его поломки из-за износа и усталости. Для этого необходимо балансировать ротор, увеличивая и уменьшая массу его отдельных частей.

Современные механизмы должны быть надежными, быстрыми в обслуживании и иметь высокий коэффициент отношения производительности к весу. Эти факторы играют важную роль при их проектировании. Балансировка механизма оптимизирует его конструкцию, производительность, экономичность, срок службы и безопасность. Несмотря на то, что количество ошибок и дефектов можно сокращать, его невозможно снизить до уровня, при котором балансировка становится необязательной.

Предлагаемое решение

Balancing system overview

Наша система на платформе PULSE определяет качество балансировки в одной и двух плоскостях согласно стандарту ISO 1940-1. Модуль Multi-plane Balancing Consultant (консультант по многоплоскостной балансировке) типа 7790-B обеспечивает балансировку в трех и четырех плоскостях. Наглядный задачно-ориентированный пользовательский интерфейс позволяет быстро выполнять настройку, проводить измерения и создавать отчеты. Балансировку ротора можно выполнять как в месте его монтажа (на его собственных подшипниках и опорной конструкции), так и с помощью специальных балансировочных механизмов. Также возможна уточняющая балансировка ротора с использованием данных о предыдущих сеансах его балансировки. Процедура балансировки может основываться на быстрых преобразованиях Фурье или порядковом слежении в случае, если необходимо получить максимально точные результаты.

> Двухплоскостная балансировка (Описание продукта)

> PULSE управление данными тип 7767-A, B, C и D

Изменение нагрузок на механизмы с вращательным и возвратно-поступательным движением, а также и дефекты их движущихся частей вызывают вибрации и сопутствующий звук. Характер вибраций зависит от конструкционных свойств движущихся и стационарных элементов механизма. Порядковый анализ соотносит измеренную вибрацию с вращением элемента механизма и обеспечивает дополнительную информацию о двигателях летательных аппаратов и автомобилей, силовых агрегатах, насосах, компрессорах и электродвигателях и других устройствах.

Он чаще всего используется при анализе вращающихся механизмов, в том числе изменений частоты оборотов двигателя и других его динамических характеристик при разгоне и выбеге. Порядковый анализ быстрого преобразования Фурье в фиксированном частотном диапазоне максимально эффективен при относительно низких скоростях качания частот, а также при высоких скоростях качания частот, если в анализе участвуют небольшие порядковые номера. Порядковый анализ с отслеживанием рекомендуется проводить для точного исследования высоких порядков и высоких скоростей качания частот.

Предлагаемое решение

Order analysis system overview

Программное обеспечение Order Analysis (порядковый анализ) и PULSE Reflex Order Analysis (порядковый анализ с использованием PULSE Reflex) добавляют в платформу PULSE функции работы с тахометрами, автослежением и анализаторами порядка, соответствующие функции последующей обработки, широкий круг средств отображения и три дополнительных типа триггеров – тахо, скорость и интервал скоростей. Наше программное обеспечение включает в себя полный набор инструментов для различных видов диагностики — от обычного порядкового анализа в реальном времени (с отслеживаем и без) до сложного порядкового анализа с использованием платформы PULSE Reflex.

> PULSE Reflex Порядковый анализ

> PULSE Порядковый анализ тип 7702

Движущиеся детали любого вращающегося механизма неизбежно вызывают раздражающие вибрации, которые со временем приводят к поломкам механизма из-за дефектов производства и сборки, износа деталей и изменения нагрузки.

Для обнаружения первопричин износа механизма и планирования мер по их устранению используются различные методы диагностики, в которых вибрация играет роль индикатора. Эти методы диагностики особенно эффективны, поскольку в них непосредственно используется информация о вибрационном образе механизма. Этот образ формируется путем частотного и временного анализа вибросигнала, поступающего с датчика на поверхности или внутри механизма. С помощью вибрационного образа можно обнаруживать и устранять неполадки в динамике ротора, дефекты вращающихся компонентов и конструкции механизма.

Предлагаемое решение

Machine diagnostics system overview

Модуль диагностики механизмов платформы PULSE позволяет обнаруживать множественные неисправности механизмов во время сеансов их разгона и выбега. Все виды анализа можно выполнять одновременно; модуль PULSE Time Data Recorder (регистратор временных данных PULSE) регистрирует необработанные сигналы для последующего анализа. Затем выполняется диагностика посторонних акустических шумов с помощью модуля PULSE Time Capture (временной захват). Результаты отображаются в привязке к данным, маркированным с помощью дополнительных параметров, таких как температура, давление масла, положение и скорость ветра. В состав системы входит модуль Order Analysis (порядковый анализ) типа 7702-N с мультитахометром, порядковым анализом быстрого преобразования Фурье, отслеживанием порядка, усилением сигнала, анализом огибающей на подшипниках, анализом кепструм для коробок передач, регистрацией данных процессов и дополнительных параметров. Система совместима со всеми модулями сбора данных LAN-XI, что позволяет использовать до 12 входных каналов. Для регистрации дополнительных параметров необходим модуль LAN-XI типа 3056.

> PULSE Порядковый анализ тип 7702

> PULSE™ цифровой магнитофон тип 7708

> PULSE Reflex Base и PULSE Reflex Core

Системы мониторинга технического состояния и эксплуатации часто используются для наблюдения за главными коробками передач вертолетов, а с недавнего времени — за газовыми турбинами вертолетов и некоторых самолетов.

Мониторинг вибраций является надежным методом предотвращения катастрофических отказов вращающихся компонентов, а пьезоэлектрический акселерометр — наилучшим датчиком для этой задачи.

Как правило, к характеристикам и надежности акселерометров систем мониторинга технического состояния и эксплуатации предъявляются особые требования. Необходимо соблюдать жесткие стандарты разработки и производства, такие как AS/EN 9100, стандарты защиты окружающей среды, такие как DO-160 "Внешние условия и процедуры испытаний для самолетного оборудования" (Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment), а также особые требования к воздушному судну.

Предлагаемое решение

Health and usage monitoring systems (HUMS) system overview

Компания Brüel & Kjær предлагает набор систем мониторинга технического состояния и эксплуатации, а также чувствительные и надежные акселерометры для мониторинга двигателей. Датчики должны непрерывно работать в жестких эксплуатационных условиях и при этом обладать достаточной чувствительностью для обнаружения малозаметных дефектов подшипников и коробок передач. Важное значение также имеют размер и удобство монтажных приспособлений.

AgustaWestland гарантия надежности вертолета с HUMS (Описание решения)

> Airbus Helicopters: Система мониторинга коробки передач с HUMS акселерометрами (Описание решения)

4511-001 CCLD акселерометр

4523 Пьезоэлектрический акселерометр

> 3-х осевой CCLD акселерометр тип 8345

Поскольку производители летательных аппаратов вынуждены выполнять строгие требования к сокращению расходов топлива, выбросов в окружающую среду и шума двигателей, характеристики двигателей имеют решающее значение. Газовые турбины — сложные механизмы, которые необходимо подвергать комплексным испытаниям и анализу в процессе разработки для определения и оптимизации их динамических характеристик. Для проведения испытаний двигателей требуется большое количество ресурсов. Каждое испытание двигателя — это масштабное мероприятие, которое необходимо выполнять в сжатые сроки, решая многочисленные задачи на мощном оборудовании с участием многочисленного персонала и соблюдая требования к сбору данных.

Предлагаемое решение

Gas turbine testing system overview

Система сбора данных на основе модуля LAN-XI регистрирует данные, поступающие из сотен динамических каналов, ведет подробный мониторинг данных испытания в реальном времени и предоставляет доступ к ним для последующего анализа.  Рабочие станции мониторинга объединены в сеть; их операторы контролируют правильность данных испытаний благодаря обратной связи, поступающей к ним в реальном времени в форме подробного анализа и предупреждений.

Система сбора данных легко масштабируется и транспортируется. Ее можно превратить в мощную централизованную платформу сбора данных или разделить на несколько небольших мобильных систем, которые легко перевозить между испытательными площадками и комплексами.

Программное обеспечение PULSE Reflex включает в себя набор инструментов для последующего анализа данных и поддерживает множество форматов обмена данными с различными внутренними и сторонними системами.

Прыжок через испытания реактивного двигателя (Waves статья)

Программное обеспечение для PULSE LabShop (Информация о системе)

> 3-х канальный модуль LAN-XI с мостовыми входами 102.4 кГц Тип 3057-B-030

> PULSE Reflex базовая обработка тип 8702

Заполните форму обратной связи, и мы обязательно свяжемся с Вами в ближайшее время. Если у Вас технический вопрос, пожалуйста используйте форму для запроса тех. поддержки.