В ДИАГНОСТИКЕ - www.vdiagnostike.ru

Форум по вибрации, вибродиагностике, виброналадке, центровке, балансировке, теплодиагностике и методах НК промышленнного оборудования.
Текущее время: 29 мар 2024, 19:59

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 71 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 14 сен 2010, 22:00 
Не в сети

Зарегистрирован: 25 апр 2010, 21:51
Сообщений: 9
Здравствуйте! Я тот самый студент,открывший эту тему! Жив ,здоров, в армию ещё не забрали! :D Не отписывался здесь потому, что не начинал работать над этим вопросом. Сейчас последний пятый курс и процесс пошёл))) Вобщем только начинаю всё обдумывать. Всем участвующим в обсуждении огромное спасибо!!!!! Информацию принял и ещё не раз обращусь. Сейчас потихоньку пытаюсь читать Гольдина. Обдумываю основную для меня проблему: как преобразовать аналоговый сигнал с датчиков в цифровой, отфильтровать от шума и , самое главное, обработать. Вобщем начинаю работать! Буду благодарен, если и дальше не буду обделён вашим вниманием! :)


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 18 сен 2010, 11:14 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 26 мар 2010, 01:48
Сообщений: 107
Ravlik писал(а):
Здравствуйте! Я тот самый студент,открывший эту тему! Жив ,здоров, в армию ещё не забрали! :D Не отписывался здесь потому, что не начинал работать над этим вопросом. Сейчас последний пятый курс и процесс пошёл))) Вобщем только начинаю всё обдумывать. Всем участвующим в обсуждении огромное спасибо!!!!! Информацию принял и ещё не раз обращусь. Сейчас потихоньку пытаюсь читать Гольдина. Обдумываю основную для меня проблему: как преобразовать аналоговый сигнал с датчиков в цифровой, отфильтровать от шума и , самое главное, обработать. Вобщем начинаю работать! Буду благодарен, если и дальше не буду обделён вашим вниманием! :)

Выкладывай свои наработки глядишь и сделаем все вместе тебе диплом :geek:


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 13 окт 2010, 00:33 
Не в сети

Зарегистрирован: 25 апр 2010, 21:51
Сообщений: 9
И вот появились первые вопросы!))) Вы только не очень сильно смейтесь, ведь я только пытаюсь что-то понять в этой предметной области :oops: :) Вобщем интересует меня вот что :
насколько термины вибрация и звук (шум) близки друг к другу? Можно ли пренебречь например точностью и диагностировать оборудование по спектру звука ,а не вибрации??? Просто у меня идея облегчить себе жизнь))) Допустим я использую вместо вибродатчика микрофон)))) ,подсоединённый через звуковую карту к ЭВМ.Записываю с помощью него например аудиофайл. Этим самым сигнал из аналогового преобразуется в цифровой. А потом составляю спектр колебаний этого аудиофайла. так вот вопрос!!! можно ли диагностировать по спектру звука, а не вибрации? или может это рядом стоящие вещи????


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 13 окт 2010, 12:42 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 22 сен 2010, 14:30
Сообщений: 41
Моисей писал(а):
Ravlik писал(а):
Здравствуйте! Я студент Тульского Гос. Унив-та. Учусь по специальности "Автоматизированные системы обработки информации и управления". Погуглил и придумал себе тему на диплом. Звучит она приблизительно так - "вибрационная диагностика (или мониторинг) неисправностей станков на патронном заводе. Т.е. чтоб по показаниям датчиков программа выдавала локализацию неисправности. Подскажите, осуществимо ли сие чудо усилиями студента, и если да, то с какой степенью сложности.
Заранее благодарен. ;)

Эта тема скорей всего подходит для аспиранта. Как успехи расскажи если все таки решил её в качестве диплома писать?

+ 1000
У нас на эти темы диссертации и докторские пишут главные инженера и начальники цехов. Для студента я думаю это будет мягко сказать проблематично. Имхо.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 13 окт 2010, 12:45 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 22 сен 2010, 14:30
Сообщений: 41
Ravlik писал(а):
И вот появились первые вопросы!))) Вы только не очень сильно смейтесь, ведь я только пытаюсь что-то понять в этой предметной области :oops: :) Вобщем интересует меня вот что :
насколько термины вибрация и звук (шум) близки друг к другу? Можно ли пренебречь например точностью и диагностировать оборудование по спектру звука ,а не вибрации??? Просто у меня идея облегчить себе жизнь))) Допустим я использую вместо вибродатчика микрофон)))) ,подсоединённый через звуковую карту к ЭВМ.Записываю с помощью него например аудиофайл. Этим самым сигнал из аналогового преобразуется в цифровой. А потом составляю спектр колебаний этого аудиофайла. так вот вопрос!!! можно ли диагностировать по спектру звука, а не вибрации? или может это рядом стоящие вещи????


воот!! вот эту тему и бери для диплома! "можно ли диагностировать по спектру звука, а не вибрации" :))


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 13 окт 2010, 22:37 
Не в сети

Зарегистрирован: 25 апр 2010, 21:51
Сообщений: 9
Rzhevsky писал(а):
+ 1000
У нас на эти темы диссертации и докторские пишут главные инженера и начальники цехов. Для студента я думаю это будет мягко сказать проблематично. Имхо.


Даю разъяснение!)) Моей задачей не является разработка каких-то новых методов диагностики. Мне не надо проводить какую-либо исследовательскую работу и придумывать что-то новое!!! У меня всё намного проще). Моя задача - это понять более или менее общий алгоритм вибродиагностики и реализовать его в виде компьютерной программы. Т.е. я в теории описываю, как с датчиков поступают сигналы и преобразуются в информацию, удобную для последующей обработки. Описываю, как техническое оборудование (датчики,ацп,фильтры и т.д.) связано между собой и с компьютером. Т.е. я предполагаю, что это всё проходит в теории (имитация). А работать программа начинает, будто вибропараметры уже собраны и преобразованы и находятся в удобном виде для обработки на ЭВМ. Далее программа будет по ним строить спектры и анализировать их, используя уже имеющийся опыт специалистов по вибродиагностике (Экспертная система). И программа будет принимать решение о том, имеются ли неисправности в диагностируемом оборудовании и если да, то какие именно, и как их устранить.Решение это принимается естественно с определённым фактором уверенности!

Вот в принципе и всё наверно, что мне надо сделать. Как видите задача нетрудная и достигаемая. Всё очень упрощено. Это же обычный диплом))
Самое тяжёлое для меня - это поиск знаний (опыт специалиста). Т.е. к примеру, на каком-то диагностируемом узле, если в спектре на низких частотах,амплитуды гармоник виброускорения высокие, а , к примеру, амплитуды скорости средние , то это такой-то дефект с таким то фактором уверенности. И вот если бы вы мне помогли добыть эти знания, было бы очень здорово!!!)) Мне их нужно немного. Для 5-6 дефектов. Я знаю, что для различного оборудования эти правила будут разными! но я пока не придумал ,какое именно оборудование буду диагностировать.

Вобщем как-то так! :oops: :D Надеюсь на сострадание и помощь :roll: :D


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 13 окт 2010, 23:40 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 28 фев 2010, 03:10
Сообщений: 49
Откуда: Казань
Ravlik писал(а):
И вот появились первые вопросы!))) Вы только не очень сильно смейтесь, ведь я только пытаюсь что-то понять в этой предметной области :oops: :) Вобщем интересует меня вот что :
насколько термины вибрация и звук (шум) близки друг к другу? Можно ли пренебречь например точностью и диагностировать оборудование по спектру звука ,а не вибрации??? Просто у меня идея облегчить себе жизнь))) Допустим я использую вместо вибродатчика микрофон)))) ,подсоединённый через звуковую карту к ЭВМ.Записываю с помощью него например аудиофайл. Этим самым сигнал из аналогового преобразуется в цифровой. А потом составляю спектр колебаний этого аудиофайла. так вот вопрос!!! можно ли диагностировать по спектру звука, а не вибрации? или может это рядом стоящие вещи????

Нашел кое-что про шум и акустику, читаем ниже

Акустический метод контроля

Для акустического метода НК применяют колебания ультразвукового и звукового диапазонов частотой от 50 Гц до 50 МГц. Интенсивность колебаний обычно невилика, не превышает 1 кВт/м2. Такие колебания происходят в области упругих дефермаций среды, где напряжения и деформации связаны пропорциональной зависимостью (область линейной акустики).

Кроме упругости по объёму, в твёрдом теле существует упругость по форме, поэтому в теле могут распространяться волны двух типов: продольные и поперечные. Акустические волны в твёрдых телах характеризуются либо смещение, либо колебательными скоростями, либо тензорами деформации или напряжения.
Для контроля применяют разные типы (моды) волн, отличающиеся напрвлением колебаний частиц, скоростью распространения и другими признаками.
В объёме твёрдого тела, как уже было сказано выше, могут распространяться продольные и поперечные волны. В продольной волне колебательные скорости частиц среды совпадают с напрвлением распространения волны, в поперечной - перпендикулярны ему.

Известно много акустических методов неразрушающего контроля (рис.1), некоторые применяются в нескольких вариантах. Их делят на две большие группы - активные и пассивные методы.
Изображение

Активные методы основаны на излучении и приёме упругих волн, пассивные - только на приёме волн, источником которых служит сам контролируемый объект.
Активные методы делят на методы прохождения, отражения, комбинированные (использующие как прохождение, так и отражение), импедансные и методы собственных частот.

Методы прохождения (рис.2) используют излучающие и приёмные преобразователи, расположенные по разные или по одну сторону контролируемого изделия. Применяют импульсное или (реже) непрерывное излучение и анализируют сигнал, прошедший через контролируемый объект. К методам прохождения относят:
- амплитудный теневой метод;
- временной теневой метод;
- велосиметрический метод.
Изображение

В методах отражения (рис.3) используют как один, так и два преобразователя; применяют импульсное излучение. К этой подгруппе относят следующие методы дефектоскопии:
- эхо-метод;
- эхо-зеркальный метод;
- дельта-метод;
- дифракционно-временной метод;
- ревербирационный метод.
Изображение

В комбинированных методах (рис.4) используют принципы как прохождения, так и отражения акустических волн:
- зеркально-теневой метод;
- эхо-теневой метод;
- эхо-сквозной метод
Изображение

Методы собственных частот (рис.5) основаны на измерении этих частот (или спектров) колебаний контролируемых объектов. Собственные частоты измеряют при возбуждении в изделиях как вынужденных, так и свободных колебаний. Свободные колебания обычно возбуждают механическим ударом, вынужденные - воздействием гармонической силы меняющейся частоты.
Изображение

Импедансные методы(рис.6,а) используют зависимость импедансов изделий при их упругих колебаниях от параметров этих изделий и наличия в них дефектов.
Пассивные акустические методы основаны на анализе упругих колебаний волн, возникающих в самом контролируемом объекте. Наиболее характерным пассивным методом является акустико-эмиссионный метод (рис.6,б). Явление акустической эмиссии состоит в том, что упругие волны излучаются самим материалом в результате внутренней динамической локальной перестройки его структуры. Такие явления, как возникновение и развитие трещин под влиянием внешней нагрузки, аллотропические превращения при нагреве или охлаждении, движение скоплений дислокаций, - наиболее характерные источники акустической эмисии. Контактирующие с изделием пьезопреобразователи принимают упругие волны и позволяют установить место их источника (дефекта).
Изображение

Пассивными акустическими методами являются вибрационно-диагностический и шумодиагностический. При первом анализируют параметры вибраций какой-либо отдельной детали или узла (ротора, подшипников, лопатки турбины) с помощью приёмников контактного типа, при втором - изучают спектр шумов работающего механизма, обычно с помощью мокрофонных приёмников.

По частотному признаку акустические методы делят на низкочастотные и высокочастотные. К первым относят колебания в звуковом и низкочастотном (до нескольких десятков кГц), ультразвуковом диапазоне частот. Ко вторым - колебания в высокочастотном ультразвуковом диапазоне частот: обычно от нескольких сот кГц до 20 МГц. Высокочастотные методы обычно называют ультразвуковыми.

Области применения методов:
Из рассмотренных акустических методов контроля наибольшее практическое применение находит эхо-метод. Около 90% объектов, контролируемых акустическими методами, проверяют эхо - методом. Применяя различные типы волн, с его помощью решают задачи дефектоскопии поковок, отливок, сварных соединений, многих металлических материалов. Эхо-метод используют также для измерения размеров изделий. Измеряют время прихода донного сигнала и, зная скорость ультразвука в материале, определяют толщину изделия при одностороннем доступе. Если толщина изделия неизвестна, то по донному сигналу измеряют скорость, оценивают затухание ультразвука, а по ним определяют физико-механические свойства материалов.

Зеркально-теневой метод используют вместо или в дополнение к эхо-методу для выявления дефектов, дающих слабое отражение ультразвуковых волн в направлении раздельно-совмещенного преобразователя. Дефекты (например, вертикальные трещины), ориентированные перпендикулярно поверхности, по которой перемещают преобразователь(поверхности ввода), дают очень слабый рассеянный сигнал и донный сигнал благодаря тому, что на их поверхности продольная волна трансформируется в головную, которая в свою очередь излучает боковые волны, уносящие энергию. Пример применения зеркально-теневого метода — контроль рельсов на вертикальные трещины в шейке. По чувствительности этот метод и обычно в 10—100 раз хуже эхо-метода.

Эхо -зеркальный метод также применяют для выявления дефектов, ориентированных перпендикулярно поверхности ввода. При этом он обеспечивает более высокую чувствительность к таким дефектам, но требует, чтобы в зоне расположения дефектов был достаточно большой участок ровной поверхности (рис. 3,б). В рельсах, например, это требование не выполняется, поэтому там возможно применение только зеркально-теневого метода. Дефект может быть выявлен совмещенным наклонным преобразователем, расположенным в точке А . Однако, в этом случае зеркально-отраженная волна уходит в сторону и на преобразователь попадает лишь слабый рассеянный сигнал. Преобразователи, расположенные в точках С или D, обнаруживают дефект с высокой чувствительностью.

Эхо - зеркальный метод в варианте "тандем" используют для выявления вертикальных трещин и непроваров при контроле сварных соединений. Дефекты некоторых видов сварки, например, непровар при электронно-лучевой сварке, имеют гладкую отражающую поверхность, очень слабо рассеивающую ультразвуковые волны, но такие дефекты хорошо выявляются эхо - зеркальным методом. Дефекты округлой формы (шлаковые включения, поры) дают большой рассеянный сигнал и хорошо регистрируются совмещенным преобразователем в точке А, в тоже время зеркальное отражение от них слабое. В результате сравнения отраженных сигналов в точках А и D определяют форму дефекта сварного соединения.

Вариант "косой тандем" применяют, когда расположение преобразователей в одной плоскости затруднительно. Его используют, например, для выявления поперечных трещин в сварньх швах. Преобразователи в этом случае располагают по разные стороны валика усиления шва. Углы сигма 1 и сигма 2 выбирают либо малыми (не более 10°), либо большими (св. 35°) для предотвращения трансформации поперечных волн в продольные. При угле меньше 10° трансформация мала. Угол 35° и больше превосходит третье критическое значение и трансформация отсутствует. Существуют варианты с сигма 1 не равна сигме 2. Например, излучают поперечную волну с сигма 1 = 20°, а принимают трансформированную продольную волну.

Дельта и дифракционно - временной методы также используют для получения дополнительной информации о дефектах при контроле сварньх соединений. В варианте, показанном на рис. 3,в, излучают поперечные, а принимают продольные волны. Эффективная трансформация волн на дефекте произойдет, если угол падения на плоский дефект меньше третьего критического, либо если продольная волна возникает в результате рассеяния на дефекте. Для создания хорошего контакта приемного прямого преобразователя с поверхностью сварного соединения валик усиления зачищают. С помощью этого метода довольно точно определяют положение дефекта вдоль сварного шва, что важно для его автоматической регистрации.

Эхо - теневой метод применяют также при контроле сварных соединений. Например, при автоматическом контроле сварных соединений искатели располагают по обе стороны от шва и принимают как отраженные, так и прошедшие сигналы. Последние используют для контроля качества акустического контакта и обнаружения дефектов, ориентированных таким образом, что эхо - сигналы от них очень слабы.

Теневой и эхо - сквозной методы используют только при двустороннем доступе к изделию, для автоматического контроля изделий простой формы, например, листов в иммерсионной ванне. Перемещение листа вверх и вниз между преобразователями в иммерсионной ванне не изменяет времени прохождения сигналов от излучателя к приемнику, что существенно упрощает конструкцию установки. Чувствительность теневого метода к дефектам в 10—100 раз меньше, чем эхо-метода в связи с большим влиянием помех. Применение эхо - сквозного метода в значительной мере устраняет этот недостаток.

Теневой метод применяют также для контроля изделий с большим уровнем структурной реверберации, т.е. шумов, связанных с отражением ультразвука от неоднородностей, крупных зерен, дефектоскопии многослойных конструкций и изделий из слоистых пластиков. Сквозной сигнал попадает на приемник раньше, чем структурные реверберации, что позволяет его зарегистрировать на фоне шумов. При контроле тонких изделий с очень высоким уровнем структурных шумов более высокую чувствительность обеспечивает временной теневой метод.

Теневой и временной методы позволяют обнаруживать крупные дефекты в материалах, где контроль другими акустическими методами затруднен или невозможен: крупнозернистой аустенитной стали, сером чугуне, бетоне, огнеупорном кирпиче.
Теневой метод применяют вместо эхо-метода при исследовании физико-механических свойств материалов с большим затуханием и рассеянием акустических волн, например, при контроле прочности бетона по скорости ультразвука. Для этой цели применяют не только теневой метод, но (в более общем виде) метод прохождения. Например, излучатель и приемник располагают с одной стороны изделия, на одной поверхности и измеряют время и амплитуду сквозного сигнала головной волны.

Локальный метод вынужденных колебаний применяют для измерения малых трещин при одностороннем доступе. Контактный резонансный толщиномер, в б0-х годах был основным средством толщинометрии. В настоящее время для ручного контроля применяют импульсные толщиномеры. Для автоматического измерения толщины стенок тонких труб лучший результат дает иммерсионный резонансный толщиномер.

Интегральный метод вынужденных колебаний (рис.5,а) применяют для определения модулей упругости материала по резонансным частотам продольных, изгибных или крутильных колебаний образцов простой формы, вырезанных из материала изделия, т.е. при разрушающих испытаниях. В последнее время этот метод используют также для неразрушающего контроля небольших изделий: абразивных кругов, турбинных лопаток. Появление дефектов или изменение свойств материалов определяют по изменению спектра резонансных частот. Свойства, связанные с затуханием ультразвука (изменение структуры, появление мелких трещин), определяют по изменению добротности колебательной системы.

Реверберационный, импедансный, велосимметрический, акустико-топографический методы и локальный метод свободных колебаний используют в основном для контроля многослойных конструкций. Реверберационным методом обнаруживают, в основном, нарушения соединений металлических слоев (обшивок) с металлическими или неметаллическими силовыми элементами или наполнителями. Импедансным методом выявляют дефекты соединений в многослойных конструкциях из композиционных полимерных материалов и металлов, применяемых в различных сочетаниях. Велосимметрическим методом и локальным методом свободных колебаний контролируют, в основном, изделия из полимерных композиционных материалов. Акустико-топографический метод применяют для обнаружения дефектов преимущественно в металлических многослойных конструкциях (сотовые панели, биметаллы и т.п.).

Вибрационно-диагностический и шумо-диагностический методы служат для диагностики работающих механизмов. Метод акустической эмиссии применяют в качестве средства исследования материалов, конструкций, контроля изделий (например, при гидроиспытаниях) и диагностики во время эксплуатации. Его важными преимуществами перед другими методами контроля является то, что он реагирует только на развивающиеся, действительно опасные дефекты, а также возможность проверки больших участков или даже всего изделия без сканирования его преобразователем. Основной его недостаток как средства контроля — трудность вьделения сигналов от развивающихся дефектов на фоне помех (кавитационных пузырьков в жидкости, подаваемой в объект при гидроиспытаниях, трения в разъемных соединениях и т.д.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 14 окт 2010, 00:08 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 28 фев 2010, 03:10
Сообщений: 49
Откуда: Казань
Ravlik писал(а):
Rzhevsky писал(а):
+ 1000
У нас на эти темы диссертации и докторские пишут главные инженера и начальники цехов. Для студента я думаю это будет мягко сказать проблематично. Имхо.


Даю разъяснение!)) Моей задачей не является разработка каких-то новых методов диагностики. Мне не надо проводить какую-либо исследовательскую работу и придумывать что-то новое!!! У меня всё намного проще). Моя задача - это понять более или менее общий алгоритм вибродиагностики и реализовать его в виде компьютерной программы. Т.е. я в теории описываю, как с датчиков поступают сигналы и преобразуются в информацию, удобную для последующей обработки. Описываю, как техническое оборудование (датчики,ацп,фильтры и т.д.) связано между собой и с компьютером. Т.е. я предполагаю, что это всё проходит в теории (имитация). А работать программа начинает, будто вибропараметры уже собраны и преобразованы и находятся в удобном виде для обработки на ЭВМ. Далее программа будет по ним строить спектры и анализировать их, используя уже имеющийся опыт специалистов по вибродиагностике (Экспертная система). И программа будет принимать решение о том, имеются ли неисправности в диагностируемом оборудовании и если да, то какие именно, и как их устранить.Решение это принимается естественно с определённым фактором уверенности!

Вот в принципе и всё наверно, что мне надо сделать. Как видите задача нетрудная и достигаемая. Всё очень упрощено. Это же обычный диплом))
Самое тяжёлое для меня - это поиск знаний (опыт специалиста). Т.е. к примеру, на каком-то диагностируемом узле, если в спектре на низких частотах,амплитуды гармоник виброускорения высокие, а , к примеру, амплитуды скорости средние , то это такой-то дефект с таким то фактором уверенности. И вот если бы вы мне помогли добыть эти знания, было бы очень здорово!!!)) Мне их нужно немного. Для 5-6 дефектов. Я знаю, что для различного оборудования эти правила будут разными! но я пока не придумал ,какое именно оборудование буду диагностировать.

Вобщем как-то так! :oops: :D Надеюсь на сострадание и помощь :roll: :D

Вот еще статью нашел. Автор: Федоров Е.Е. (fee75@mail.ru) - Донецкий институт автомобильного транспорта, Украина Кандидат технический наук Ph.D.

Разработка методики акустической диагностики шахтного оборудования

Разработка систем для диагностики металлургического и шахтного оборудования в настоящее время особенно актуальна. Так, диагностика 320 подъемных машин выявила, что 111 из них (34 %) имеют дефекты, а к 2015 г. в России выработают свой ресурс 62 % паровых турбин. К наиболее распространенным агрегатам относятся подъемные машины, вентиляторные установки, компрессоры, насосные агрегаты, паровые и газовые турбины. В этих агрегатах самыми аварийными узлами являются подшипники скольжения и качения, рабочий орган, диски рабочего органа, лопаточные аппараты рабочего органа, муфты, редукторы, двигатель. В числе главных отраслевых проблем – снижение аварийности и повышение скорости принятия решений об эксплуатационном состоянии агрегата.

Современные методы вибродиагностики позволяют обнаруживать дефекты либо на ранней стадии их появления, либо, наоборот, незадолго до отказа узла. Чаще всего используются метод спектра огибающей, пик-фактор и эксцесс. В работах [1, 2] приведены системы обнаружения неисправностей, выявляющие только определенные дефекты. Кроме того, многие методы часто имеют высокую вычислительную сложность и требуют дорогостоящего оборудования. В последнее время появилась тенденция сочетать методы вибро- и акустической диагностики (например, в измельчительных комплексах и в самолетостроении), что дает более высокую вероятность распознавания неисправностей. Также для решения задач диагностики стали использоваться методы искусственного интеллекта (нейросети, экспертные системы и др.).

Для повышения надежности обнаружения неисправностей необходимо разработать методику акустической диагностики шахтного оборудования.

Методика акустической диагностики включает в себя расчет собственных частот, а также правила классификации, идентификации эталонов классов, целеобразования, распознавания, принятия решений.

Рассмотрим структуру методики подробнее.

Расчет собственных частот

При работе подшипника с внутренними дефектами во временном вибросигнале появляются характерные частоты и их гармоники, по которым можно достаточно корректно выявить, где имеется дефект. Численные значения частот этих составляющих зависят от соотношения геометрических размеров подшипника и оборотной частоты вращения ротора механизма.

В нагруженном подшипнике можно дифференцировать следующие собственные частоты [1]:

– частота вращения рабочего органа f1 (Гц):

Изображение, где b1 – частота вращения орга- на (об./мин.);

– частота вращения сепаратора относительно наружного кольца f2 (Гц):

Изображение, Изображение, Изображение

где b2 – угол контакта тел вращения с подшипником (град.) (для радиально-упорного подшипника); b3 – посадочный размер наружного кольца (мм); b4 – посадочный размер внутреннего кольца (мм); b5 – диаметр тела качения (мм);

– частота вращения сепаратора относительно внутреннего кольца f3 (Гц):

Изображение, Изображение, Изображение;

– частота перекатывания тел качения по наружному кольцу f4 (Гц): Изображение, где b6 – количество тел качения;

– частота перекатывания тел качения по внутреннему кольцу f5 (Гц): Изображение;

– частота вращения тел качения вокруг своей оси f6 (Гц): Изображение, Изображение, Изображение;

– частота зубчатого зацепления: Изображение, где b7 – количество зубьев зубчатой муфты или редуктора;

– частота вращения лопаточного аппарата: Изображение, где b8 – количество лопаток.

Проблемы монтажа подшипников определяются преимущественно по гармоникам f1.

Дефекты элементов подшипников типа скол и раковина определяются преимущественно на наружном кольце по гармоникам f4, на внутреннем кольце по гармоникам f5, на телах качения по гармоникам f6.

Дефекты зубчатой муфты определяются по гармоникам f7.

Структура нейросетевого классификатора

Для проведения акустической диагностики используется полносвязный многослойный персептрон. Структура нейросети представлена на рисунке 1.

Количество нейронов в скрытом слое определялось по формуле [3]:

Изображение,

где Изображение – количество нейронов входного слоя; Изображение – количество нейронов скрытого слоя; Изображение – количество нейронов выходного слоя, Изображение; P – количество обучающих реализаций.

Правила идентификации эталонов классов

Формирование множества собственных частот K агрегата:

Изображение, (1)

Изображение, Изображение,

Изображение, Изображение, Изображение, Изображение,

где À – множество натуральных чисел; l – номер гармоники (m=1) или субгармоники (m>1); i – номер класса узла агрегата,

Изображение

f1 – собственная частота вращения рабочего органа; f4 – собственная частота перекатывания тел качения по наружному кольцу; f5 – собственная частота перекатывания тел качения по внутреннему кольцу; f6 – собственная частота вращения тел качения вокруг своей оси; f7 – собственная частота редукторов и зубчатых муфт; f8 – собственная частота лопаточного аппарата.

2) Вычисление спектра акустического сигнала Изображение для каждой p-й реализации эксперимента на агрегатах посредством прямого дискретного преобразования Фурье (ДПФ) [4]:

Изображение, Изображение (2)

Изображение, Изображение, (3)

где Изображение – длина сигнала.

Изображение

3) Локализация максимумов в спектре Изображение:

Изображение (4)

4) Пороговые ограничения в спектре Изображение:

Изображение (5)

Изображение – порог, (6)

где R – количество частот с ненулевой амплитудой.

5) Центрирование сигнала на основе множества собственных частот K:

Изображение (7)

6) Обучение нейросети p-й реализации происходит в соответствии с алгоритмом обратного распространения ошибки [3].

Правила целеобразования

Функционал цели представлен в виде

Изображение

Изображение, (8)

где Изображение – порог; Изображение – весовые коэффициенты; Изображение – ожидаемый результат.

Правила распознавания состояния агрегата

1) Вычисление спектра A(k) виброакустического сигнала x(n) посредством прямого ДПФ:

Изображение Изображение, (9)

Изображение, Изображение. (10)

2) Локализация максимумов в спектре A(k):

Изображение (11)

3) Пороговые ограничения в спектре Изображение:

Изображение (12)

Изображение – порог, (13)

где R – количество частот с ненулевой амплитудой.

4) Центрирование сигнала на основе множества собственных частот K:

Изображение (14)

5) Нейросетевое распознавание:

Изображение,

Изображение. (15)

Правила принятия решений

Правила принятия решений представлены в виде

Изображение, (16)

Изображение, (17)

где Изображение, q – состояние агрегата (q=1 – агрегат исправен, q=0 – агрегат неисправен).

Численное исследование

Для проведения численного исследования методика акустической диагностики шахтных агрегатов была программно реализована. В качестве измерительных и регистрирующих средств использовался акустический датчик.

Для осевого двухступенчатого вентилятора ВОД-21 шахты «Кировская» (г. Кировское, Донецкая обл.) акустический датчик устанавливался рядом с подшипником качения.

Для нейросети были определены следующие характеристики: N(0)=200, N(1)=32, N(2)=2, P=128, Изображение, Изображение.

На рисунках 2–3 приведены исходный спектр акустического сигнала (рис. 2) и спектр с выделением строгих максимумов (рис. 3).

Изображение

В изображенном на рисунке 4 спектре амплитуда частоты 12,5 Гц превышает допустимый порог 4,5 мм/с. Этот спектр подается на вход нейросети. В результате нейросетевого распознавания получено, что y1=0,1, y2=0,9. В соответствии с правилом (17) получено q=0, значит, подшипник агрегата нуждается в ремонте.

В заключение можно отметить следующее. В статье была предложена методика акустической диагностики шахтного оборудования, базирующаяся на методах цифровой обработки сигнала (преобразовании Фурье) и нейросетях (многослойном персептроне). Эта методика учитывает собственные частоты агрегата и включает в себя создание структуры нейросетевого классификатора, правил идентификации эталонов классов, целеобразования, распознавания, принятия решений. На основе предложенной методики проведено численное исследование осевого двухступенчатого вентилятора ВОД-21 и определены неисправности.

Основные положения данной работы предназначены для реализации в интеллектуальных системах диагностики неисправностей шахтного оборудования. Они могут использоваться в системах акустической диагностики и интеллектуального управления динамическими объектами.

Литература:

1. Современные методы и средства виброакустического диагностирования машин и конструкций // Ф.Я. Балицкий, М.Д. Генкин, М.А. Иванова [и др.]; под ред. акад. К.В. Фролова. М., 1990. 252 с.

2. Barkov A.V. Optimization of Monitoring and Diagnostics Methods for the Rotating Machines by Vibration and Noise Measurements // Proc. of the 4th International Congress on Sound and Vibration. St. Petersburg, Russia, 1996, Vol. 3, pp. 1573–1578.

3. Уоссермен Ф. Нейрокомпьютерная техника. М.: Мир, 1992. 102 с.

4. Рабинер Л.Р., Шафер Р.В. Цифровая обработка речевых сигналов. М.: Радио и связь, 1981. 496 с.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 18 окт 2010, 21:11 
Не в сети

Зарегистрирован: 25 апр 2010, 21:51
Сообщений: 9
Татарин, большое вам спасибо за предоставленную информацию!!! Прочитал,анализировал,принял к сведению! :) Только вот пока не могу решить какой именно использовать метод искусственного интеллекта для определения дефекта ( нейронную сеть или экспертную систему). Не пойму просто на основе каких данных происходит определение дефектов (на основе какой-то нечёткой логики или на основе чётких числовых пороговых значений).
Не мог бы кто-нибудь посоветовать какое-то определённое оборудование, которое можно диагностировать с помощью вибрации и которое потенциально может использоваться на патронном производстве(я думаю может что-то из вентиляционного оборудования)?!
И для этого агрегата, по какому параметру строить спектр, в чём его измерять? Какие дефекты могут диагностироваться на этом агрегате. И самое для меня главное, привести пример (например по личному опыту), определённую последовательность действий или правил для определения какого-нибудь дефекта. Т.е. как вообще сделать вывод о том, что в агрегате присутствует та или иная неисправность?!
Заранее спасибо! ;)


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 19 окт 2010, 16:37 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 22 сен 2010, 14:30
Сообщений: 41
Ravlik писал(а):
Татарин, большое вам спасибо за предоставленную информацию!!! Прочитал,анализировал,принял к сведению! :) Только вот пока не могу решить какой именно использовать метод искусственного интеллекта для определения дефекта ( нейронную сеть или экспертную систему). Не пойму просто на основе каких данных происходит определение дефектов (на основе какой-то нечёткой логики или на основе чётких числовых пороговых значений).
Не мог бы кто-нибудь посоветовать какое-то определённое оборудование, которое можно диагностировать с помощью вибрации и которое потенциально может использоваться на патронном производстве(я думаю может что-то из вентиляционного оборудования)?!
И для этого агрегата, по какому параметру строить спектр, в чём его измерять? Какие дефекты могут диагностироваться на этом агрегате. И самое для меня главное, привести пример (например по личному опыту), определённую последовательность действий или правил для определения какого-нибудь дефекта. Т.е. как вообще сделать вывод о том, что в агрегате присутствует та или иная неисправность?!
Заранее спасибо! ;)



У меня есть спектры осевого вентилятора, 6 кВ, если чё.

А с примерами дефектов - могу тебе сказать с 100% увереностью, что на ГА с 7-ю лопастями на турбине, ослабление креплений выскочит на "1-ая об* 7"
если например у тебя скорость вращения 150 об\мин,
то это будет на 17,5 Гц - она будет выше остальных примерно половина 1-ой оборотной.


Вложения:
Безымянный.jpg
Безымянный.jpg [ 349.23 KIB | Просмотров: 21474 ]
Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 21 окт 2010, 19:22 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 02 мар 2010, 17:20
Сообщений: 60
Ravlik писал(а):
Только вот пока не могу решить какой именно использовать метод искусственного интеллекта для определения дефекта ( нейронную сеть или экспертную систему).

А что за нейронная или экспертная система? Я думал там метод обычный метод сравнивания одного с другими.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 24 окт 2010, 11:15 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 01 мар 2010, 17:46
Сообщений: 78
Откуда: Отсюда
Марат писал(а):
Ravlik писал(а):
Только вот пока не могу решить какой именно использовать метод искусственного интеллекта для определения дефекта ( нейронную сеть или экспертную систему).

А что за нейронная или экспертная система? Я думал там метод обычный метод сравнивания одного с другими.

Я думаю как то так:
Нейронный метод — математическая или кибернетическая модель.
Экспертный метод - автоматизированная система, реализующая признаки и средства искусственного интеллекта , содержащая базу знаний с набором правил решения определенного круга задач и программно-технические средства, позволяющие на основании вводимых в нее данных о текущем состоянии объекта управления или анализируемой ситуации поставить диагноз и сформулировать предложение или варианты альтернативных рекомендаций для выбора решения пользователем системы.

_________________
Снимите розовые очки и вы не узнаете этот мир!


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 29 ноя 2010, 21:50 
Не в сети

Зарегистрирован: 29 ноя 2010, 20:55
Сообщений: 7
Здравствуйте!!! Очень необходим совет. Опыта в вибродиагностике и виброналадке у меня очень мало. Буквально после полугода работы с наставником остался единственным в организации диагностом. Далее всё пришлось постигать самому. Очень серьезные трудности вызывавют подшипники скольжения. На сегодняшний момент забрел в тупик. Ситуация такова: на агрегате(асинхронный электродвигатель700кВт 2975 об/мин-мультипликатор-ротор 4825об/мин) провели ремонт- перезалили вкладыши в мультипликаторе- отцентровали двигатель по тихоходному валу мультипликатора, ротор по быстроходному валу мультипликатора, положение валов в самом мультипликаторе не проверили, заменили лабиринтные уплотнения и запустили сначала двигатель, затем звено двигатель-мультипликатор, затем весь агрегат запустили на 72 часа для "обкатки". Вибрация (интенсивность- виброскорость скз) начала расти на электродвигателе, через день- на быстроходном валу мультипликатора. Далее агрегат остановили. В спектре на подшипниках двигателя горизонтальная и вертикальная составляющая - насколько я оценил, присутствуют вибрации масляного клина- субгармоника на 25Гц, всплеск на50Гц, 75Гц, максимум на 100Гц и дальше без пропусков через 25Гц до 350Гц. По осевой составляющей очень высокая гармоника на частоте 100Гц, есть мизерные всплески на 50Гц и 150Гц. Высказал начальству предположение об увеличенных зазорах в подшипниках скольжения- пригласили представителей организации производителя работ. Те все вскрыли подшипники, и резюмировали что зазоры "нормальные". Ныне начальство настаивает на балансировке на месте- с чем я категорически не согласен. С вариантом "электромагнитный дефект" электрики спорят, аргументируя свои доводы тем что любые ослабления прессовок, либо прочие варианты вызвали бы сильное повышение температуры на корпусе двигателя, чего замечено не было. Очень сказывается недостаток опыта в этой области. Что за беда могла посетить этот движок? Стоит ли делать в этом случае балансировку?


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 29 ноя 2010, 23:44 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 02 мар 2010, 17:20
Сообщений: 60
i1off писал(а):
Здравствуйте!!! Очень необходим совет. Опыта в вибродиагностике и виброналадке у меня очень мало. Буквально после полугода работы с наставником остался единственным в организации диагностом. Далее всё пришлось постигать самому. Очень серьезные трудности вызывавют подшипники скольжения. На сегодняшний момент забрел в тупик. Ситуация такова: на агрегате(асинхронный электродвигатель700кВт 2975 об/мин-мультипликатор-ротор 4825об/мин) провели ремонт- перезалили вкладыши в мультипликаторе- отцентровали двигатель по тихоходному валу мультипликатора, ротор по быстроходному валу мультипликатора, положение валов в самом мультипликаторе не проверили, заменили лабиринтные уплотнения и запустили сначала двигатель, затем звено двигатель-мультипликатор, затем весь агрегат запустили на 72 часа для "обкатки". Вибрация (интенсивность- виброскорость скз) начала расти на электродвигателе, через день- на быстроходном валу мультипликатора. Далее агрегат остановили. В спектре на подшипниках двигателя горизонтальная и вертикальная составляющая - насколько я оценил, присутствуют вибрации масляного клина- субгармоника на 25Гц, всплеск на50Гц, 75Гц, максимум на 100Гц и дальше без пропусков через 25Гц до 350Гц. По осевой составляющей очень высокая гармоника на частоте 100Гц, есть мизерные всплески на 50Гц и 150Гц. Высказал начальству предположение об увеличенных зазорах в подшипниках скольжения- пригласили представителей организации производителя работ. Те все вскрыли подшипники, и резюмировали что зазоры "нормальные". Ныне начальство настаивает на балансировке на месте- с чем я категорически не согласен. С вариантом "электромагнитный дефект" электрики спорят, аргументируя свои доводы тем что любые ослабления прессовок, либо прочие варианты вызвали бы сильное повышение температуры на корпусе двигателя, чего замечено не было. Очень сказывается недостаток опыта в этой области. Что за беда могла посетить этот движок? Стоит ли делать в этом случае балансировку?

Советую обратить внимание на форму расточки вкладышей подшипников - правильно ли перезалили, какая форма расточки была до ремонта лимонная, трехцентровая или какая другая, посмотрите и сравните что сейчас.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 30 ноя 2010, 00:43 
Не в сети

Зарегистрирован: 22 сен 2010, 17:40
Сообщений: 86
i1off от 29.11.10 года пишет:
В спектре на подшипниках двигателя горизонтальная и вертикальная составляющая - насколько я оценил, присутствуют вибрации масляного клина- субгармоника на 25Гц, всплеск на50Гц, 75Гц, максимум на 100Гц и дальше без пропусков через 25Гц до 350Гц. По осевой составляющей очень высокая гармоника на частоте 100Гц, есть мизерные всплески на 50Гц и 150Гц.
i1off, постарайтесь точнее измерять частоты:
1.Частота масляной вибрации в подшипниках скольжения приблизительно равна 0.4 от частоты вращения ротора. В нашем случае где-то 19-20 Гц.
2.Частота вибрации самого статора равна двойной частоте сети. В нашем случае получается 100 Гц. В сети обычно чуть меньше 50 Гц.
3.Проверьте совпадает ли исчезновение частоты 100 Гц со снятием напряжения.
4.Проверьте наличие зубцовых гармоник.
5.Внимательно проследите: изменяется ли осевое положение вала двигателя в моменты его включения и отключения. Сравните осевое положение вала двигателя при вращении и в остановленном состоянии.
6.Точность центровки вала электродвигателя не хуже 0,05 мм.
7.Проверьте с обеих сторон зазор между статором и ротором электродвигателя в 4-х местах (как описано в правилах). Разница не должна превышать 10%.
8.Хорошо бы проверить тепловизором насколько равномерно растет температура подшипников. Или просто проверить равномерен ли износ нижних вкладышей.
Все это лучше проделать без механизма (без мультипликатора).
Балансировать навряд ли потребуется.
Надеюсь, что эти советы будут полезными. Желаю успеха. rotkiv


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 30 ноя 2010, 05:00 
Не в сети

Зарегистрирован: 29 ноя 2010, 20:55
Сообщений: 7
Спасибо


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 30 ноя 2010, 09:43 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 01 апр 2010, 10:48
Сообщений: 173
Откуда: Иркутск
Хочу немного добавить к вышесказанному, желательно провести следующие операции:
Т.к . скорее всего муфта зубчатая, желательно проверить коронку и полумуфты на наличие выработки.
Кроме того, данный спектр вибрации встречается при ослабленном натяге сферы подшипника. Поспрошайте у подрядчика каким способом проверяли натяг и верхний зазор в подшипнике.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 30 ноя 2010, 18:12 
Не в сети

Зарегистрирован: 13 апр 2010, 23:07
Сообщений: 41
i1off,
Желательно бы увидеть распределение СКЗ виброскорости по агрегату, это добавит информативности.
Проверьте, в каком состоянии рама и фундамент. Возможно, присутствует "мягкая лапа" на электродвигателе. Асинхронники очень чувствительны к деформациям и напряжениям при неправильном монтаже, и даже если при этом валы отцентрованы в "ноль", может возникнуть вибрация, в том числе электромагнитная.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 30 ноя 2010, 20:39 
Не в сети

Зарегистрирован: 29 ноя 2010, 20:55
Сообщений: 7
Всем громадное спасибо. Сегодня успел сделать следующее:
1. Снял спектры отдельно на электродвигателе при отключении от сети. На 100 Гц остался очень небольшой по амплитуде всплеск. Доминирующей оказалась в вертикальной составляющей гармоника изменившейся 1й оборотной частоты, в горизонтальной плоскости 1,2,3,4,5,6,7,8-я гармоники изменившейся оборотной частоты(опять таки не выходит из головы мысль об увеличенном зазоре в подшипнике скольжения). В осевой 1,2,3 изменившаяся оборотная. Итак- выходит природа дефекта механическая, если это и дисбаланс, то явно ведет за собой еще друзей:) Что можно еще подозревать? Внутренняя несоосность статора? Уклон вала ротора в горизонтальной плоскости. Более ничего сделать не удалось. Мультипликатор разобран. Промерили положение валов рамным уровнем шагом 0,05мм. тихоходный вал имеет уклон в сторону ротора машины 0,5мм. на 1м. Быстроходный вал имеет уклон в сторону ротора 0,2мм. на 1м. Двигатель центровали по тихоходному валу. Вот видимо и решение.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Нужен совет!
СообщениеДобавлено: 05 дек 2010, 19:59 
Не в сети

Зарегистрирован: 29 ноя 2010, 20:55
Сообщений: 7
Ремонт еще не окончили. С этим странным двигателем новые загадки. Запускали на холостом ходу. По осевой составляющей интенсивность вибрации периодически то возрастает, то убывает. Проводил замеры тремя приборами. Vibscanner, Спектр-07, ВТБ-2М. С холостой стороны течение 2 минут поднимается с 1,9мм/с до 5,5 мм/с и вновь снижается до 1,9 мм/с. , возле муфты- с 2,6 до 4 и назад. Злые языки утверждают, что у меня непорядок с приборами, но на эту провокацию не поддаюсь- не может быть с тремя сразу такая беда, рассматриваю это как новый симптом. Признаться такое у меня впервые. Осевая ассиметрия магнитного поля??? Клянутся что нет натиров на торцах вкладышей. Может у кого-нибудь бывало подобное?


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 71 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4  След.

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]


Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 11


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron

Grekhov Andrey © 2009-2017 www.vdiagnostike.ru