Средства и программы виброналадки
Содержание
Технические средства виброналадки
Технические средства виброналадки в минимальном комплекте – это переносные средства измерения вибрации оборудования с узлами вращения и средства измерения несоосности этих узлов, дополненные средством измерения величин пробных и балансировочных масс. Указанные средства комплектуются встроенными или внешними программами анализа вибрации, центровки (выверки) валов и балансировки роторов на месте.
Современные средства измерения и анализа вибрации, используемые для виброналадки, можно разделить на три основные группы:
-
простейшие переносные виброанализаторы с возможностями контроля вибрации по действующим требованиям, измерения узкополосного спектра сигнала вибрации, а также амплитуд и фаз составляющей вибрации на частоте вращения ротора при условии постоянства скорости вращения объекта виброналадки во время проведения измерений (рис.12.8),
-
многоканальные переносные виброанализаторы, дополненные возможностями онлайн контроля и анализа вибрации на неустановившейся скорости вращения, в том числе и в режиме пуска объекта виброналадки (рис.14.1),
-
многоканальные мобильные системы измерения и анализа вибрации, устанавливаемые на крупное оборудование на время выполнения работ по виброналадке (рис.6.5) с теми же основными функциями, что и многоканальный виброанализатор, дополненные возможностями аварийной сигнализации (защиты), а также установки и адаптации порогов состояния под изменяющиеся режимы работы оборудования.
Простейшие виброанализаторы используются для наладки типовых агрегатов ограниченной мощности при условии безопасности его пусков, так как не могут обеспечить параллельный контроль вибрации во всех требуемых точках контроля, а также спектральный анализ вибрации при быстро изменяющейся частоте вращения (динамические режимы работы) агрегата.
Многоканальные переносные виброанализаторы, в частности четырехканальный СД-41, рис.14.1, снимают значительную часть ограничений, возникающих при использовании для виброналадки простейшего анализатора, обеспечивая параллельные онлайн измерения и анализ вибрации агрегатов с ограниченным числом опор вращения. Но при их использовании для виброналадки необходимо обеспечить аварийную сигнализацию на пусках после выполнения работ по ремонту и наладке, когда в агрегат могут быть внесены аварийно-опасные дефекты, а для их обнаружения нужна мгновенная оценка состояния агрегата. Да и количество опор вращения сложных агрегатов, как правило, превышает количество каналов анализатора, а для виброналадки, кроме радиальной вибрации каждой опоры, необходимо в режиме онлайн анализировать и осевую вибрацию, особенно при наличии осевых нагрузок на агрегат.
Рис.14.1. Четырехканальный виброанализатор, обеспечивающий параллельные измерение и онлайн анализ сигналов вибрации и тока в установившихся и неустановившихся режимах работы агрегата в течение длительного времени.
Оптимальными для решения задач виброналадки являются многоканальные многокорпусные виброанализаторы, на основе которых собираются мобильные системы мониторинга состояния вращающегося оборудования, см. рис 8.1 и 6.5. Их преимущества заключаются в возможности комплектации системы оптимальным количеством и составом измерительных каналов перед выездом на виброналадку конкретного объекта и возможности постепенного наращивания системы, как дополнительными измерительными модулями, так и дополнительным программным обеспечением для виброналадки и контроля состояния вращающегося оборудования, в том числе на пусках.
Программное обеспечение для виброналадки
Программное обеспечение для виброналадки вращающегося оборудования на месте эксплуатации – это набор взаимодействующих или независимых программ, обеспечивающих следующие функции:
-
анализ вибрации в требуемых точках контроля агрегата и режимах вращения,
-
определение необходимых параметров вибрации (обработка результатов анализа),
-
контроль состояния по полученным параметрам (расчет порогов и сравнение с ними),
-
диагностика источника вибрации и/или дефектов по параметрам, превысившим пороги,
-
измерение несоосности (непараллельности и т.п.) соединяемых валов,
-
расчет параметров элементов, обеспечивающих центровку (параллельность и т.п.) валов,
-
расчет балансировочных масс и ожидаемых после их установки параметров вибрации.
Программы анализа вибрации, в зависимости от технических средств, совместно с которыми они используются, обеспечивают разную глубину и скорость анализа.
В простейшем виброанализаторе для виброналадки (рис.12.8) обычно используются встроенные программа анализа вибрации на стабильной частоте вращения, программа балансировки и, иногда, программа анализа затухающей вибрации после тестового удара по узлам агрегата. Виброанализатор с встроенными программами используется независимо от средств центровки, при этом автономный прибор для центровки (рис……), как правило, использует встроенную объединенную программу измерения несоосности и расчета параметров центрирующих прокладок. Время измерения и анализа вибрации на установившемся режиме работы агрегата жестко не лимитировано, поэтому к встроенной в простейший виброанализатор программе требования по параллельному выполнению всех видов анализа обычно не предъявляются. Внешняя программа для простейшего виброанализатора при решении задач виброналадки – это программа для сбора данных и их просмотра, она может также использоваться для формирования и хранения отчетов по результатам виброналадки.
В многоканальных виброанализаторах, используемых для виброналадки агрегатов (рис 14.1.), используется гораздо более сложное встроенное, а если это необходимо, и внешнее программное обеспечение. К дополнительным требованиям, которые могут предъявляться к программам таких анализаторов, относятся:
-
параллельный онлайн анализ измеряемой вибрации в переходных режимах работы, таких как пуск и выбег, смена режима и последующий прогрев агрегата,
-
мгновенная оценка состояния с формированием аварийной сигнализации, особенно на пусках после операций наладки и при их выполнении без остановки агрегата,
-
подготовка данных для определения причин обнаруженного роста вибрации по результатам анализа вибрации, а при необходимости, и тока, в частотной области, во времени и в пространстве.
Для оценки состояния в переходных режимах работы агрегата недостаточно измерять уровень вибрации ни в стандартном диапазоне частот (до 1000Гц), ни в нескольких диапазонах частот – из-за его сильной зависимости от изменяющейся частоты вращения. Необходимо дополнительно выделять в каждом частотном диапазоне импульсные составляющие и анализировать их форму, а это уже достаточно сложный анализ сигналов одновременно в частотной области и во времени.
При экспертном поиске причин повышенной вибрации необходимо определять местонахождение источника, как стационарной, так и импульсной вибрации, а это еще дополнительный пространственный анализ вибрации по группе точек ее контроля с учетом фазовых соотношений составляющих стационарной вибрации и задержек по времени прихода импульсных составляющих.
Наиболее сложно проводить все необходимые виды анализа параллельно и в режиме онлайн при большом количестве измерительных каналов, выполняющих измерения также параллельно. Программа со всеми видами необходимого для принятия быстрых решений анализа вибрации и тока, разработана для многоканального виртуального анализатора на компьютере см рис.8.1. Она обеспечивает несколько видов анализа сигналов в частотной области (широкополосный и узкополосный спектральный) выделяет импульсные сигналы в нескольких частотных областях с анализом их формы и периодичности (основные показатели формы и спектральный анализ огибающей), а также проводит пространственный анализ (амплитудно-фазовый для гармоник оборотной частоты, взаимный спектральный и избирательный по точкам контроля). Все виды анализа проводятся параллельно с обновлением информации от 8 раз в секунду. Такая программа используется, как правило, в многоканальных многокорпусных виброанализаторах - основы мобильных систем контроля состояния, но может встраиваться и в однокорпусные виброанализаторы типа СД-41.
Внешняя программа для многоканального виброанализатора, используемого для решения задач виброналадки – это программа для сбора результатов всех выполняемых видов анализа данных и их просмотра, она может также использоваться для формирования и хранения отчетов по результатам виброналадки. В ее состав также могут включаться модули автоматической обработки результатов измерений, прежде всего узкополосных спектров вибрации, подготавливающие данные для экспертной оценки причин повышенной вибрации и проведения итоговой диагностики по окончанию виброналадки.
Встроенные программы многоканального портативного и многоканального многокорпусного анализаторов при решении задач виброналадки практически совпадают. Но каждая часть многокорпусного анализатора подключена к измерительной сети, как и компьютер с внешней программой виброналадки, поэтому те из видов анализа, которые могут проводиться по внешней команде, переносятся во внешнюю программу. Туда же переносятся программы оценки состояния агрегата, отвечающие за аварийную сигнализацию, которые дополняются программами мониторинга состояния во время приработки агрегата после окончания работ по виброналадке. Кроме того, во внешнее программное обеспечение выносится и программа балансировки, которая дополняется модулем для обнаружения нецентробежных сил в процессе выполнения операций балансировки.
Такое деление программного обеспечения на две части, установленные на разные компьютеры в одной сети, позволяет увеличивать количество каналов параллельного измерения и анализа вибрации и тока в распределенной мобильной системе виброналадки до нескольких десятков. При небольшом количестве измерительных каналов и использовании компьютеров повышенной мощности обе части программного обеспечения для виброналадки устанавливаются на один компьютер.
Обычно в базовую систему виброналадки включается до 16 измерительных каналов (рис. 6.5.), и дополнительно обеспечивается доступность для параллельной установки базовой (и расширенной, с модулями диагностики) программы мониторинга с автоматическим построением и адаптацией порогов состояния. Это позволяет выполнить весь цикл работ по виброналадке и последующему контролю состояния агрегата (вибрационного и технического) до окончания его приработки с диагностикой скрытых дефектов.
Содержание
