Микропроцессорная система дагностики качества подшипников

Системы мониторинга машин, т.е. наблюдения за их техническим состоянием -- наиболее эффективное средство снижения затрат при переходе на техническое обслуживание машин и оборудования по их фактическому состоянию. При этом экономия в среднем по статистическим данным развитых стран мира составляет около трети затрат на ремонт и обслуживание. И это без учета такого важного фактора, как снижение вероятности крупных аварий с тяжелыми последствиями для окружающей среды. В техническом обслуживании роторных машин вибрационный мониторинг и диагностика занимают особое место в силу своих возможностей обнаружения изменений состояния задолго до наступления аварийной ситуации. Системы вибрационного мониторинга и (или) вибрационной диагностики чаще всего заменяют всю совокупность средств внешнего контроля, если эти средства не входят в комплекс систем управления. В силу исторических причин наибольшее развитие получили стационарные системы вибрационного мониторинга с определенной, годами отработанной структурой средств измерения и анализа вибрации. Поскольку перед этими системами ставилась задача достоверного обнаружения аварийной ситуации до того, как она станет необратимой, вопрос идентификации дефектов на ранней стадии развития, с целью планирования сроков и объемов ремонта для минимизации затрат, отходил на второй план. Задачей систем вибрационной диагностики, как стационарных, так и переносных, в отличие от систем мониторинга, является минимизация всех затрат, как на саму систему и ее обслуживание, так и на обслуживание и ремонт всей группы диагностируемых машин. Такие системы, которые можно назвать системами мониторинга развития дефектов, дают максимальный экономический эффект при планировании обслуживания и ремонта машин, но могут быть недостаточно эффективны при определении момента наступления аварийной ситуации, когда в машине одновременно имеется несколько сильных дефектов. Новое поколение систем мониторинга с активным подключением диагностики дает более высокие результаты. Во-первых, из-за снижения стоимости этих систем, использующих компьютерную технику с высокой степенью интеграции. Во-вторых, из-за все возрастающих возможностей компьютерной диагностики машин и оборудования. Специфика используемых в настоящее время методик мониторинга и диагностики машин во многом обусловлена историей их развития, что отразилось и на структуре выпускаемых систем. Наиболее фундаментальные исследования <1> по разработке таких методик и систем многие годы проводились в двух областях техники, а именно, в авиации и на флоте, в основном, ведущими странами - США и СССР. В авиации основное внимание уделялось разработке систем защитного мониторинга, предотвращающих развитие аварийной ситуации. На флоте глубоко исследовались вопросы создания систем диагностики и долгосрочного прогноза, причем в силу остроты стоящих там проблем снижения вибрации и шума, основной акцент делался на разработку систем виброакустической диагностики. Если в авиации пути развития методов и средств диагностики в обеих странах были похожи, то на флоте они принципиально отличались. Специалисты США, имея преимущества в возможностях технических средств измерения, шли по пути создания стационарных систем диагностики, увеличивая объем получаемой информации за счет количества измерений. Специалисты СССР шли по пути создания переносных систем с ограниченным количеством измерений. При этом увеличение объема информации осуществлялось за счет усложнения методов обработки сигнала. В последние годы при отказе от обслуживания и ремонта техники по регламенту её вывод в ремонт на практике осуществляется тремя основными способами: - работа до отказа, - вывод техники в ремонт по результатам экспертных оценок, - вывод техники в ремонт по результатам диагностики. Но значительный экономический эффект дает только третий способ. Успешное его использование позволяет: - сократить время, объем ремонта и количество запасных частей не менее чем на треть, - уменьшить число внезапных отказов в десятки раз, - сократить упущенную прибыль из-за простоев в несколько раз. Для последнего способа необходима полная диагностика объекта, причем желательно обнаруживать все дефекты, влияющие на ресурс, задолго до отказа, чтобы подготовиться к ремонту. В механике и электромеханике, как показала практика, эффективная диагностика машин возможна, в основном, по вибрации, так как: - колебательные силы возникают непосредственно в месте появления дефекта, а машина "прозрачна" для вибрации; - вибрация содержит максимальный объем диагностической информации; - диагностировать можно на месте, без разборки и остановки оборудования. Такие общепризнанные методы как контроль температуры, анализ смазки и другие при правильном подходе практически не требуются - их заменяет анализ вибрации. В любой области техники от идеи до ее реализации проходит 20-30 лет. Те же сроки потребовались для развития эффективной вибрационной диагностики машин. Так, основные методы диагностики появились в 60-80-тых годах, когда впервые появилась техника анализа вибрации, превышающая возможности слуха человека. Но для практической реализации этих методов потребовалось еще 2-3 десятилетия, и только в последние годы она стала широко внедряться практически во всех отраслях промышленности. В России почти половина из эффективных методов диагностики машин родилась в лаборатории судостроительной промышленности. Ведь практически вся диагностика появилась в среде военных моряков России, США, Великобритании, т.е. там, где эта задача была наиболее актуальна, где не было проблем с финансированием на исследования, где работали лучшие ученые и инженеры. Но средства измерения не стали в то время столь распространенными, чтобы вибрационная диагностика стала настолько популярной, как сейчас. Реально эти средства появились в начале 90-х годов, когда приборы стали строиться на базе микрокомпьютеров. Лишь тогда сложные виды анализа сигналов стали доступны широкому классу потребителей. Сейчас новое поколение компьютеров появляется каждые 2 - 3 года, и каждые два - три года обновляется измерительная и анализирующая техника. Широкое распространение получили виртуальные приборы, когда прибор - это датчик плюс персональный компьютер. Один из их производителей – российская фирма ВАСТ, фирма Data Physics, США.