Лекции по технической диагностике

Подождите немного. Документ загружается.

раза ротор запускается но температура уже 180

С. Любой пуск является

стрессом для двигателя, по возможности нужно обеспечить как можно

меньше пусков. Для этого используют муфты, если необходимо дать

нагрузку то через муфту включается агрегат, если же нагрузка не нужна то

муфту разъединяют а двигатель при этом не выключают. Ресурс двигателя

составляет примерно 3000 пусков. Разрешается 2 холодных пуска, если не

запустился, третий пуск запрещен, о также один горячий пуск, если не

запускается то необходимо выявить причину, о в это время запустить

резервный. Время остывания двигателя: t

ост

= 3 ч.

ДИСБАЛАНС НАСОСА

Одним из самых отрицательных явлений сказываемых на дисбалансе

насосов являются длительные простои. Некоторые насосы не сливают

жидкость, следовательно, скорость коррозии разная, вследствие чего после

замены масла возникает сильная вибрация при пуске. Поэтому необходимо

время от времени проворачивать ротор насоса, о также добавлять

ингибиторы коррозии.

Для балансировки можно применить метод трех пусков. Данный

способ применяют в тех случаях, когда отметку фазы получить нельзя. При

этом используют виброизмерительную аппаратуру для определения

амплитуды колебаний корпуса или бесконтактные датчики, измеряющие

перемещения ротора. При первом запуске определяем амплитуду

вибрации с начальным (исходным) дисбалансом ротора. Затем в плоскости

коррекции устанавливаем пробную массу

, запускаем ротор и определяем

новую амплитуду колебаний корпуса. Эту операцию повторяем еще 2 раза,

устанавливая

на одном и том же радиусе, но под различными углами.

Полученным трем амплитудам присваиваются номера в следующей

зависимости: A1>A2, A1>A3. После этого строим векторную диаграмму

дисбалансов (рис. 9.) .

Рис. 9. Векторная диаграмма дисбалансов при способе трех пусков

Получаем систему треугольников, в каждом из которых неизвестна

одна сторона Ап, но стороны равны между собой и пропорциональны

. На

основании теоремы косинусов:

=А

+А

– 2А

cos



; (1)

=А

+А

– 2А

cos(



–



); (2)

=А

+А

– 2А

cos(





). (3)

где



- угол между первым и вторым положением пробной массы;



- угол между первым и третьим положением пробной массы;

Угловое положение



для постановки корректирующей массы

относительно положения первой пробной массы (в том же направлении, по

которому отмечают,





) определяем по зависимости полученной из

первых трех выражений:





sin)(sin)(

)cos1)(()cos1)((

AAAA

AAАА







; (4)

Величину А

находим после подстановки значения



в одно из тех же

выражений, или из их разности:

)cos)(cos(2









Aп

; (5)

на основании чего находим и величину корректирующей массы из

соотношения



. (6)

Если балансировку выполнять удалением массы

, то место

коррекции находят под углом



+ 180°.

Признаки дисбаланса:

1. Вибрация локальная (например, вибрация только на насосе, если

дисбаланс насоса).

2. Вибрация строго на оборотной частоте (одна линия).

3. Стабильность вибрации ( А и φ постоянны). То есть производя

замеры раз за разом эти величины изменяются не более чем на 5 % то есть не

значительные колебания.

4. С увеличением нагрузки, вибрация фактически уменьшается.

Существуют гибкие и жесткие роторы. У гибких роторов имеется зона

нечувствительности, то есть вешать груз при балансировке не достаточно.

Поэтому для балансировки гибкого ротора необходимо воспользоваться

услугами специалиста.

МУФТЫ

Применение муфт вызвано необходимостью:

- получения длинных валов, изготовляемых из отдельных частей,

компенсации небольших неточностей монтажа в относительном

расположении соединяемых валов;

- придания валам некоторой относительной подвижности во время

работы (малые смещения и перекос геометрических осей валов);

- включения и выключения отдельных узлов;

- автоматического соединения и разъединения валов в зависимости от

пройденного пути, направления передачи вращения, угловой скорости, т. е.

выполнения функций автоматического управления;

- уменьшение динамических нагрузок.

Современные машины состоят из ряда отдельных частей с входными и

выходными концами валов, которые соединяют с помощью муфт.

Муфта, рассчитанная на передачу определённого вращающего

момента, поэтому является одним из ответственных узлов. Существует около

30 разных типов. Муфты часто являются источниками вибрации.

Упругая втулочно-пальцевая муфта (рис.10). У упругой муфты

имеются стальные пальцы 1 на которые установлены эластичные (резиновые,

кожаные и т. п.) втулки 2. Эластичные элементы позволяют компенсировать

незначительные осевые (для малых муфт 1—5 мм; для больших муфт 2—15

мм), радиальные (0,2—0,6 мм) и угловые (до 30') смещения валов. Упругие

втулочно-пальцевые муфты обладают хорошей эластичностью, высокой

демпфирующей и электроизоляционной способностью, просты в

изготовлении, надежны в работе. Находят широкое применение, особенно

для соединения электродвигателей с исполнительными механизмами

(машинами) при d< 150 мм. Материал полумуфт — сталь 35, 35Л или чугун

СЧ25; пальцы изготовляют из стали 45.

Рис. 10. Муфта упругая втулочно-пальцевая.

1 — пальцы; 2 — эластичные втулки.

Коническая посадка осуществляет прочную посадку, эластичная втулка

нужна для смягчения и компенсации погрешности изготовления.

Все пальцы должны одинаково нести нагрузку. Если данное условие

выполняется, то на подшипник не будет ничего действовать, будет

передаваться только вращающий момент. Если работает только один палец,

то сила передается на подшипник, и происходит раскачивание агрегата.

При эксплуатации муфт возникают дефекты, например: резиновая

втулка истирается. Её заменяют куском шланга, но так как он жестче, он не

может компенсировать нагрузку, вследствие чего агрегат начинает плохо

работать. Также в плохой работе агрегата имеет место непарность полумуфт.

На заводе одну муфту разрезают и получают две полумуфты. После того как

насос вышел из строя его могут заменить резервным, и на нем будет другая

полумуфта, такая же но немного не подходит, и возможно даже не схождение

отверстий. Если получилось не схождение, производят запуск, затем замер

вибрации, проворачивают на 1/8 оборота, затем заново запуск, замер

вибрации, проворачивают на 1/8 оборота и т.д. Проделывают это 8 раз и

находят более хорошее положение для полумуфт.

«Вредное качество» у полумуфт: какая бы плохая полумуфта не была,

со временем она начинает хорошо работать – эффект притирания (втулка

размягчается, силы переносятся и распределяются).

Перед разборкой необходимо пометить, какой палец, где стоял и каким

боком. Если муфта не устанавливается руками без применения инструмента,

значит хорошо работать она не будет, напряжение пройдет где-то через

месяц.

Пальцы в муфте должны быть одинаковыми, не должны отличаться по

массе друг от друга больше чем на 2 грамма. На практике часто встречаются

пальцы один короче другого.

Признаки дефектов в муфте: (такие же как при расцентровке)

- вибрация с обеих стороны (на двигателе и насосе)

- присутствует оборотная составляющая (возможны 2 и 3 гармоники)

- вибрация растет с увеличением нагрузкой.

Как же различить дефекты муфты от рацентровки? Центровку можно

проверять приборами контроля, а у муфты выбирают 2 хороших пальца,

примерно одинаковые, и собирают муфту на этих пальцах расположив их

друг напротив друга (должно сесть только от руки, без молотка) и запускают

агрегат. Если дело было в муфте, то вибрация падает в несколько раз.

Упругие муфты должны иметь небольшой люфт. Если люфт большой

то будет большой износ, если люфта нет, то это могут быть очень упругие

элементы.

Допуск на качество центровки этих муфт составляет 200-300 мкм.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ

На насосных и компрессорных станциях, для привода агрегатов

используют трехфазный ток. Для двигателей большой мощности используют

ток напряжением 6000 В. К двигателю подходят три провода питания.

Важной необходимостью является то, что сила тока и напряжение в этих трех

проводах должны быть одинаковы. Но встречаются неравномерности этих

параметров.

Причины разнообразия:

- двигатель имеет дефекты;

- нагрузка в линии плохо распределяется, следовательно появляется

вибрация с частотой колебаний электрического тока 50, 100, 150, 200, 250 Гц.

При этом f ≈ 50 Гц ( не ровно 50, погрешность 0,1 %).

У асинхронных двигателей частота вращения меньше 50, и составляет

примерно 48,5; 47 Гц, в результате чего происходит так называемое

скольжение (отставание).

Если на спектрограмме видно, что вибрация возникает на частотах 50,

100, 150 и т.д., то это означает что имеются электромагнитные

неисправности.

Причины электромагнитных неисправностей:

- оборваны стержни;

- проседание подшипников электродвигателя (нарушение воздушного

зазора).

После ремонта воздушный зазор стараются сделать равномерным, но в

процессе эксплуатации его равномерность вновь нарушается. Для

определения неисправности производится замер выбега электродвигателя.

Разбирают муфту и запускают двигатель вхолостую. В это время, на

приборах замеряют параметры разгона (выбега). Двигатель запущен, ставим

датчик вибрации в том направлении, в котором возникает самая большая

вибрация. Далее двигатель выключают, обороты падают, происходит и

падение вибрации (теоретически должна упасть до нуля), но такое возможно

только при жесткой раме, у нас же, рама мягкая, следовательно, будет

резонанс, и вибрация будет со скачками (Рис. 11).

Если при отключении двигателя вибрация начинает резко падать,

значит, неисправность механическая, т.к. еще не чего не изменилось, а если

двигатель только отключили, обороты еще не упали, а вибрация при этом

резко снизилась, значит, неисправность электромагнитная.

Рис. 11. Падение вибрации при выбеге электродвигателя. 1 – теоретически

величина вибрации на жесткой раме; 2 – механическая вибрация на мягкой

раме; 3 – электромагнитная вибрация на мягкой раме.

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ АГРЕГАТА

15000 3000

об/мин

Для диагностики агрегата необходимо спланировать свои действия,

то есть составить план обследования и диагностирования агрегата.

Существуют приборы, в которые можно загрузить маршруты

диагностирования агрегата и они сами укажут в какие места необходимо

установить датчики и какие необходимо произвести замеры. Затем по

полученным данным в более спокойной обстановке можно произвести

анализ данных и сделать соответствующие выводы и предписания.

Действия диагноста должны быть выверены, в соответствии с

нормами предприятия, необходимо каждое свое измерение

документировать (каким прибором производился замер параметров,

аттестация прибора и т.д.), также необходимо указывать использованные

нормы при проверке. Это поможет в дальнейшем разобраться в ошибках,

сформулировать алгоритмы диагностирования, уточнить таблицы

неисправностей. На каждый тип агрегата необходимо составлять

диагностические таблицы с неисправностями и их характерными

признаками. Для каждой неисправности желательно иметь алгоритм по его

распознаванию. Чтобы облегчить запись данных необходимо заранее

составить формы документов с графами и аккуратно заполнить

полученные данные.

Основными задачами технического диагностирования является:

- Оценка состояния опор (осмотр состояния рамы или фундамента

агрегата: если будут обнаружены дефекты, то их необходимо заменить или

если возможно, то устранить дефекты);

- Оценка общего состояния агрегатов и состоянию отдельных узлов;

- Выявление дефектов, неисправностей агрегата и узлов. Выяснить

откуда появляется вибрация: на насосе или двигателе. Если на двигателе

или на насосе, то это механические неисправности: дисбаланс, деформация

подшипников, задевание, расслабление соединений;

- Прогнозирование остаточного ресурса узлов агрегата;

- Прогнозирование времени и вида очередного обслуживания;

- Выработка рекомендаций и заключений о возможности дальнейшей

эксплуатации данного агрегата.

Основой технического диагностирования агрегатов является

вибродиагностика – диагностирование состояния агрегата по измерениям

параметров вибрации его узлов. На интуитивном уровне этот метод

используется всеми механиками: о состоянии машины судят по уровню его

вибрации и шума. Уровень вибрации агрегата связан с такими

эксплуатационными параметрами, как наработка на отказ, межремонтный

период и т.д. Наряду с вибродиагностикой используется некоторые другие,

прямые или косвенные измерения параметров, определяющих работу

узлов агрегата (определение КПД насоса, замер расцентровки агрегата,

биение вала и др.).

В зависимости от глубины решаемых задач при проведении

диагностического обследования, разделяют вибродиагностику первого,

второго и третьего уровней:

Первый уровень – оценка состояния агрегата в целом, соотнесение

состояния агрегата (по уровню вибрации) к одному из заранее

установленных состояний: «хорошее», «удовлетворительное»,

«допустимое» и «недопустимое». Диагностирование на этом уровне

заключается в сопоставлении замеренных уровней вибрации с уровнями

вибраций, установленными ГОСТами, технической документацией,

стандартами предприятий;

Второй уровень – оценка состояния отдельных узлов агрегата,

включающая в себя: обнаружение дефектов и неисправностей агрегата и

его узлов, разработка рекомендаций по улучшению состояния агрегата;

Третий уровень – прогнозирование технического состояния агрегата и его

узлов, определение остаточного ресурса и узлов агрегата, планирование

времени следующего обслуживания.