Нормирование уровня вибрации экскаватора ЭКГ-4,6 по характерным спектральным составляющим

щих в угольном пласте и породах кровли, содержит достоинства рассмотренных вариантов (рис. 1,2) и исключает их недостатки. Поэтому она открывает новый взгляд на направления развития наукоемких технологий сплошной разработки мощных угольных пластов. Возможности изготовления комплекса обсуждались на техническом совете завода ООО «Машиностроительный завод им. И.С. Черных» (г. Киселевск) и получили одобрение.

— Коротко об авторах -

Клишин В.И. - д-р техн. наук, профессор, заведующий лабораторией подземной разработки угольных месторождений, Курленя М.В. - академик РАН,

Институт горного дела СО РАН.

© Б.Л. Герике, С.Ю. Дрыгин, И.Л.

Абрамов, П.Б. Герике,

2008

УДК 681.518.54

222

Б.Л. Герике, С.Ю. Дрыгин, И.Л. Абрамов, П.Б. Герике

НОРМИРОВАНИЕ УРОВНЯ ВИБРАЦИИ ЭКСКАВАТОРА ЭКГ-4,6 ПО ХАРАКТЕРНЫМ СПЕКТРАЛЬНЫМ СОСТАВЛЯЮЩИМ

ТТель вибродиагностики - распознавание классов технических состояний агрегата по совокупности его вибрационных характеристик. Распознавание состояния оборудования - это отнесение предъявленного к опознанию вибрационного образа к одному из возможных классов (диагнозов) с помощью специально построенного решающего правила. Для успешного решения этой задачи должна быть набрана статистика соответствия диагностических признаков классам технических состояний.

Задачу диагностирования можно рассматривать как двойственную: с одной стороны - построение характеристики класса состояний, которому принадлежит образ, а с другой - принятие решения о принадлежности к одному из классов состояний испытуемого образа. Решение такой задачи обеспечивается правильным выбором ряда структурных параметров, в частности, параметров вибрации. Общепринятый подход, основанный на разбиении оценок технического состояния диагностируемого оборудования на классы по общему уровню интенсивности вибрационных процессов, измеренных в частотном диапазоне от 10 до 1000 Гц [1] не позволяет судить о состоянии испытуемого объекта т.к. различные дефекты вносят свой индивидуальный вклад в энергию колебательного процесса, то есть в эффективное значение виброскорости.

На сегодняшний день наиболее одним из рациональных методов диагностирования является подход, основанный на использовании спектральных характеристик, по изменению которых возможно реально оценивать вклад тех или иных дефектов в интенсивность вибрации [2, 3]. Для оценки степени опасности дефекта необходимо создание опорных спектральных масок для каждого типа механизмов, являющихся эталоном «нормального» технического состояния диагностируемого машинного агрегата, относительно которого отслеживается изменение диагностиче-

223

ских признаков. При этом должны быть выяснены характерные неисправности и частотные компоненты, на которых возможно их проявление. По этим частотам и ведется разбиение спектра на полосы. На примере преобразовательного агрегата экскаватора ЭКГ-4,6 весь частотный диапазон можно разделить на следующие характерные информативные частотные полосы:

- до 25 Гц - низкочастотный диапазон;

- 25 Гц - частота вращения ротора;

- от 25 до 50 Гц - нижний интервал среднечастотного диапазона;

- 50 Гц - частота электрической сети;

- от 50 до 100 Гц - верхний интервал среднечастотного диапазона;

- более 100 Гц - высокочастотный диапазон.

Построение масок выполняется одним из двух способов:

1. По средненормальному состоянию заведомо работоспособного агрегата:

определяются средние значения в выделенном частотном

диапазоне

_ 1 N

где N - число частотных диапазонов;

- генерируется спектральная маска удовлетворительного

- определяется оценка среднего квадратического отклонения для каждой частотной полосы:

Уровень предупреждения задается как:

а уровень тревоги

224

2. По исходному состоянию вновь смонтированного или отремонтированного оборудования уровень удовлетворительного состояния.

Далее, в соответствии с рекомендациями ISO 2372 определяются уровни:

- «Предупреждение» - появление дефекта, граница поднимается на 8 дБ относительно удовлетворительного состояния (в 2,5 раза);

- «Предельно допустимое состояние» - дефект развит, граница поднимается на 4 дБ (в 1,6 раза);

- «Тревога» - возможен аварийный отказ, граница поднимается на 4 дБ (в 1,6 раза).

Сравнение полученных спектральных масок со спектрами вибрации, полученными при обследовании оборудования - наиболее удобный метод для определения зарождающихся и развитых дефектов. В процессе эксплуатации возможна корректировка спектральных масок в сторону увеличения частотных полос.

На рисунке приведены спектральные маски для преобразовательного агрегата экскаватора ЭКГ-4,6, построенные по первому способу на основе экспериментальных данных, полученных при обследовании технического состояния 12 экскаваторов.

Введение системы нормирования уровня вибрации для каждого типа оборудования с разбиением на группы отдельных точек замера, взамен существующей системы с разде-лением всего динамического оборудования на классы (ISO 2372), позволяет осуществить индивидуальный подход к каждому конкретному агрегату, что обеспечивает наиболее точное определение момента перехода механизма из одного класса состояния в другое. При таком подходе вместо существующего нормирования общего уровня вибрации удается реализовать нормирование уровня вибрации по характерным спектральным составляющим, что позволит оценить

225

Рис. 1. Пример спектральной маски для оценки технического состояния генератора напора преобразовательного агрегата экскаватора ЭКГ-4,6

индивидуальный вклад каждого дефекта в энергию колебательного процесса.

Применение на практике данного метода позволит на более ранней стадии и с большей достоверностью выявлять зарождающиеся и прогрессирующие дефекты оборудования, что увеличивает надежность прогнозирования технического состояния и дает возможность предупредить аварийные отказы и планировать необходимые ремонты.

1. ГОСТ ИСО 10816-1-97 «Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 1. Общее руководство».

2. Герике Б.Л., Дрыгин С.Ю. Функциональная диагностика состояния динамических систем карьерных экскаваторов. Вестник КузГТУ, 2001. № 1, - с. 64-66.

3. Герике Б.Л. Мониторинг и диагностика технического состояния машинных агрегатов. - В 2-х ч.: Ч. 2. Диагностика технического состояния на основе анализа вибрационных процессов. - Кемерово: КузГТУ, 1999. ЕШ

— Коротко об авторах -

Герике Б.Л. - д-р техн. наук,

Дрыгин С.Ю., Абрамов И.Л. - канд. техн. наук,

Герике П.Б. - канд. техн. наук,

Институт угля и углехимии СО РАН.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

© Б.Л. Герике, И.Л. Абрамов,

227