В статье дана оценка существующей системы эксплуатации и ремонта подвижного состава железных дорог. Обозначены основные ее недостатки и способы их устранения, одним из которых является организация надежного мониторинга технического состояния наиболее ответственного оборудования. Приведены описание и особенности функционирования электромашинного преобразователя.
Предложена методика диагностирования преобразователя электровоза по параметрам спектра трехфазного переменного тока, в том числе исправного и предаварийного состояния агрегатов. Проверена и подтверждена адекватность методики, это сделано на основе данных, полученных при эксплуатации экспериментальной установки.
Литература:
Безопасная ресурсосберегающая эксплуатация МВПС на основе мониторинга в реальном времени / В.Н. Костюков, С.В. Сизов, В.П. Аристов, А.В. Костюков // Наука и транспорт, – 2008 (спец. выпуск). – С. 8-13.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Основы диагностики и мониторинга машин: учеб. пособие. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. – 360 с.
Петухов В.С., Соколов В.А. Диагностика состояния электродвигателей. Метод спектрального анализа потребляемого тока // Новости электротехники. – 2005. – № 1 (31). – С. 50-52.
Цурпаль А.Е. Анализ неисправностей вспомогательных машин моторвагонного подвижного состава с целью их диагностирования // Наука, образование, бизнес: Материалы Всерос. науч.-практ. конф. – Омск: Из-во ОмГТУ. – 2011. – С. 222-223.
Технический анализ порч, неисправностей и непланового ремонта электропоездов за 2008 год. Управление пригородных пассажирских перевозок Департамента пассажирских сообщений ОАО «РЖД». - М., 2009.
Просвирин Б.К. Электропоезда постоянного тока с электрическим торможением. – М.: Трансиздат, 2000. – 328 с.
Федюков Ю.А., Марченко Е.А., Фошкина С.В. Режимы работы и диагностика вспомогательных машин электровозов переменного тока // Локомотив. – 2011. – № 7. – С. 32-33.
Костюков В.Н., Цурпаль А.Е. Диагностирование электромашинного преобразователя электропоезда в условиях эксплуатации // Мир транспорта. - 2014. - №4. - С.46-53.
Необходимость повышения надежности эксплуатации железнодорожного транспорта заставляет всерьез озаботиться решением проблемы наблюдения и управления техническим состоянием оборудования на различных этапах жизненного цикла. Ведь не секрет, что отсутствие объективного контроля качества изготовления и ремонта оборудования на этапах производства и обслуживания, а также отсутствие наблюдаемости за реальными процессами деградации технического состояния на этапе эксплуатации не позволяют оперативно принимать обоснованные экономически и технически эффективные меры по поддержанию высокого уровня надежности техники.
Наличие в распоряжении производственных и обслуживающих предприятий большого числа различных средств диагностирования и контроля не является гарантией качественного проведения работ по оценке состояния оборудования. Существует еще одна проблема, ведь для того, чтобы результаты диагностирования и контроля получили практическое применение, они в любой момент времени должны быть доступны всем уровням иерархии управления. Решение обозначенных проблем достигается путем создания автоматических систем непрерывного мониторинга и диагностики [1, 3].
Литература:
Костюков В.Н. Непрерывный мониторинг состояния моторвагонного подвижного состава (статья) / В.Н. Костюков, С.В. Сизов, B.П. Аристов, Ал.В. Костюков // Железнодорожный транспорт. - 2008. №6. С. 41-42.
Костюков В.Н. Мониторинг состояния и рисков эксплуатации оборудования в реальном времени - основа промышленной безопасности // Костюков В.Н., Махутов Н.А., Костюков А.В. В сб.: Федеральный справочник: Т. 26. М.: НП «Центр стратегического партнерства». - 2012. С.321-326.
Костюков В.Н. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®) (монография) / В.Н. Костюков, С.Н. Бойченко, Ал.В. Костюков. - М.: Машиностроение, 1999. 163 с.
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. - М.: Машиностроение. 2002. 224 с.
Костюков В.Н. Повышение операционной эффективности предприятий на основе мониторинга в реальном времени (монография) / В.Н. Костюков, Ан.В. Костюков. - М.: Машиностроение, 2009. 192 с.
Сизов С.В., Аристов В.П., Костюков В.Н., Костюков Ал.В., Казарин Д.В. Автоматизированная система управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией и ремонтом оборудования подвижного состава пригородного пассажирского комплекса (АСУ БЭР™ МВПС) // Деловая слава России: межотр. альм. - 2014. - №3 (46). - С. 14-16 (http://www.slaviza.ru/1406-cistema-monitoringa-sostoyaniya-oborudovaniya-elektropoezdov.html)
Почти 25 лет НПЦ «Динамика» занимается фундаментальными и прикладными исследованиями, разработками, производством и широкомасштабным внедрением на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях России и стран СНГ систем автоматической диагностики и комплексного мониторинга состояния оборудования КОМПАКС®.
Рассмотренный в статье основной подход к обеспечению безопасности нефтехимического производства на основе автоматизированных систем управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования АСУ БЭР™ КОМПАКС® в полной мере позволяет реализовать потенциал каждого отдельно взятого нефтеперерабатывающего предприятия и компании в целом, перейти на технологию безопасной ресурсосберегающей эксплуатации оборудования в режиме реального времени, которая обеспечит максимально возможный межремонтный пробег при минимальных эксплуатационных расходах. Яркий пример реализации такого подхода - ОАО «Сызранский НПЗ».
Костюков А.В., Синицын А.А., Ткаченко А.А. Основной подход к обеспечению безопасности нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий России // Бизнес&класс. - 2014. - Июль-август. - С. 26-29.
Цель настоящей работы – установить возможность достоверной оценки технического состояния узлов роторных агрегатов механической части подвижного состава в процессе эксплуатации при приемлемой стоимости единичного акта диагностирования. Для достижения этой цели требуется разработать программу экспериментальных исследований виброакустических процессов, а также создать экспериментальную установку для измерения сигналов.
В статье представлены результаты разработки экспериментальной установки, применяемой в рамках комплексной программы исследования виброакустических процессов для получения данных о вибрации узлов механической части подвижного состава, работающего в реальных условиях эксплуатации. Установка обеспечивает возможность длительной непрерывной потоковой записи сигналов с первичных преобразователей, в частности с вибродатчиков, в полосе до 900 кГц.
Результаты анализа данных, полученных с помощью экспериментальной установки, положены в основу алгоритмов диагностирования агрегатов подвижного состава, реализованных в бортовых системах мониторинга технического состояния КОМПАКС®-ЭКСПРЕСС-3, которыми оснащается современный подвижной состав.
Литература:
Костюков В. Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение, 2002. 204 с.
Безопасная ресурсосберегающая эксплуатация МВПС на основе мониторинга в реальном времени / В.Н. Костюков, С.В. Сизов, В.П. Аристов, Ан.В. Костюков // Наука и транспорт, 2008. C. 8–13.
Непрерывный мониторинг состояния моторвагонного подвижного состава / В.Н. Костюков, С.В. Сизов, В.П. Аристов, Ал.В. Костюков // Железнодорожный транспорт. 2008. № 6. С. 41–42. ISSN 0044-4448.
Пат. 2138793 Российская Федерация, МПК G01M15/00, 13/04. Устройство для крепления вибропреобразователя / Костюков В.Н., Горшечников О.П., Мелинг А.Я. № 97121755; заявл. 24.12.97; опубл. 27.09.99, Бюл. № 28п.
Анализ вибрационной активности тяговых электродвигателей электропоездов для целей диагностики / В.Н. Костюков, А.Е. Цурпаль, В.В. Басакин и др. // Повышение эффективности эксплуатации коллекторных электромеханических преобразователей энергии: матер. IX междунар. науч.-техн. конф. Омск : ОмГУПС, 2013. С. 214–221.
Автоматизированная система управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией и ремонтом оборудования подвижного состава пригородного пассажирского комплекса / В.Н. Костюков, Ал.В. Костюков, А.В. Щелканов, Д.В. Казарин // Техника железных дорог. 2013. № 1. С. 62–66.
Костюков В.Н., Костюков Ал.В. Ортогональность параметров виброускорения, виброскорости и виброперемещения в задачах вибродиагностики // Контроль. Диагностика. 2008. № 11. С. 6–15.
Костюков В.Н., Зайцев А.В., Цурпаль А.Е. Установка для экспериментальных исследований вибраций узлов подвижного состава в эксплуатации // Транспорт Урала. - 2014. - №2. - С. 77-80.
Важнейшим результатом советского периода развития вибродиагностического мониторинга явилось доказательство существенного влияния погрешностей изготовления и эксплуатации машин на их ресурс и возможность прогнозирования остаточного ресурса по результатам вибродиагностики.
Фундаментальными причинами высоких затрат и потерь производственно-транспортного комплекса являются скрытый характер зарождения и развития неисправностей, а также плохая наблюдаемость реальных процессов деградации оборудования на протяжении всего его жизненного цикла.
Достижение стабильности возможно при наличии наблюдаемости и управляемости, когда все операции мониторинга связаны воедино и период мониторинга не превышает наиболее короткий интервал развития неисправности в оборудовании предприятия.
Максимально короткий период мониторинга достигается при наличии встроенной автоматической экспертной системы диагностики, указывающей основные неисправности оборудования персоналу установки, и автоматической диагностической сети, доставляющей результаты мониторинга руководителям участков и производств.
Литература:
Малов Е.А., Бронфин И.Б., Долгопятов В.Н., Микерин Б.И., Костюков В.Н., Бойченко С.Н. Внедрение систем КОМПАКС® – обеспечение безаварийной работы непрерывных производств // Безопасность труда в промышленности. 1994. № 8. С. 19-22.
Руководящий документ «Центробежные электроприводные насосные и компрессорные агрегаты, оснащенные системами компьютерного мониторинга для предупреждения аварий и контроля технического состояния КОМПАКС®. Эксплуатационные нормы вибрации»: Разраб. НПЦ «Динамика». Утв.: Госгортехнадзор РФ, Минтопэнерго РФ, 22.09.1994. 7 с.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков А.В. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®). М.: Машиностроение, 1999. 163 с.
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение. 2002. 224 с.
Костюков А.В., Костюков В.Н. Повышение операционной эффективности предприятий на основе мониторинга в реальном времени. М.: Машиностроение, 2009. 192 с.
ГОСТ Р 53563-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Порядок организации. М.: Стандартинформ, 2010. 8 с.
ГОСТ Р 53564-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Требования к системам мониторинга. М.: Стандартинформ, 2010. 20 с.
ГОСТ Р 53565-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Вибрация центробежных насосных и компрессорных агрегатов. М.: Стандартинформ, 2010.8 с.
СТО 03-003-08. Мониторинг опасных производств. Термины и определения: Сб. стандартов НПС РИСКОМ // Мониторинг оборудования опасных производств. Стандарт организации / Колл. авт. М., 2008. С. 5-24.
Костюков В.Н. Инновационная технология мониторинга «здоровья» оборудования для предупреждения аварий и эксплуатации по фактическому состоянию - прорывная технология для России // Современные подходы к выбору оборудования и материалов при проектировании, эксплуатации и строительстве технологических установок на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях: матер. совещ. - М.: ООО «НТЦ при Совете главных механиков», 2014.
Обеспечение безопасной эксплуатации машинных агрегатов таких как насосы, компрессоры и прочее производственное оборудование, всегда являлось одной из наиболее актуальных задач в промышленности. Отказы упомянутого оборудования зачастую могут привести к неполадкам и авариям, приносящим убытки и наносящим вред окружающей среде. Так, например, анализ статистики по нефтеперерабатывающим и нефтехимическим производствам показывает, что отказы машинных агрегатов составляют более 70% от общего числа отказов оборудования этих производств.
Широкое применение электрических двигателей, в том числе и электрических двигателей с рабочим напряжением 380 В, в составе машинных агрегатов обуславливает необходимость разработки и использования новых методов контроля их технического состояния, позволяющих обнаруживать зарождающиеся дефекты на ранних стадиях и предупреждать их дальнейшее развитие.
Для оценки состояния изоляции обмоток электрических машин всё большее распространение получают методы контроля параметров частичных разрядов, происходящих в изоляции обмоток, что вызвано совершенствованием технических и приборных средств диагностики, позволяющим фиксировать и анализировать такие разряды.
Литература:
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение. 2002.
ГОСТ 20074-83. Электрооборудование и электроустановки. Метод измерения характеристик частичных разрядов. М.: Изд-во стандартов. 1983.
Complete Product Brochure. Germany. Aachen: Power Diagnostix Systems GmbH. 2013.
Костюков В.Н., Бурда Е.А. Исследование применимости метода измерения параметров частичных разрядов для диагностирования состояния изоляции статоров асинхронных электродвигателей с рабочим напряжением 380 В // Наука, образование, бизнес: матер. Всероссийской науч.-практ. конф. ученых, преподавателей, аспирантов, студентов, специалистов промышленности и связи, посвященной Дню радио. - Омск, 2014. - С.228-233
Основной задачей диагностирования является распознавание технического состояния узлов и агрегатов и разделение их на классы исправные и неисправные, что связано с риском ложной тревоги и пропуска дефекта.
При реализации любого способа диагностирования буксовых узлов колесно-моторных блоков существует вероятность ошибки пропуска дефекта и вероятность ошибки ложной тревоги.
В условиях эксплуатации подвижного состава пропуск дефекта может привести к разрушению узла, что может повлечь не только дорогостоящий внеплановый ремонт, но и сбой в графике движения поездов, а также вызвать техногенную опасность и транспортную аварию.
Ошибка ложной тревоги приводит к проведению дополнительных ремонтов для узлов, не требующих обслуживания, после которых фактическое техническое состояние узла может только ухудшиться, тем самым снизится эксплуатационная готовность подвижного состава.
Цель работы - повышение достоверности диагностирования при минимальных затратах на проведение испытаний.
Литература:
Биргер И.А. Техническая диагностика. – М.: «Машиностроение», 1978. - 240 с. ил. (Надежность и качество).
Повышение достоверности вибродиагностирования роторных агрегатов / А.В. Костюков, А.В. Зайцев, Д.В. Казарин // XX Всероссийская научно-техническая конференция по неразрушающему контролю и технической диагностике (3-6 марта 2014): тезисы докладов. - М.: ИД «Спектр», 2014. - С. 355-357.
Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: «Наука», 1969 – 576 с. ил.
Костюков В.Н., Зайцев А.В., Тетерин А.О. Повышение достоверности диагностирования буксовых узлов колесно-моторных блоков электропоездов // Наука, образование, бизнес: матер. Всероссийской науч.-практ. конф. ученых, преподавателей, аспирантов, студентов, специалистов промышленности и связи, посвященной Дню радио. - Омск, 2014. - С.183-190
Целью работы является определение зависимости среднего квадратического значения (СКЗ) параметров вибрации подшипников качения, находящихся в различных технических состояниях, от осевой нагрузки.
Исследование проводилось с помощью экспериментальной установки, реализованной на базе системы КОМПАКС®-РПП использованием привода 1602, позволяющего задавать величину осевой и радиальной нагрузки и измерять вибрацию в радиальном направлении.
Исследованию подвергались исправный подшипник, подшипники с искусственными дефектами внутренней и внешней обоймы и подшипник с дефектом тел качения, образовавшимся в процессе его продолжительной эксплуатации.
Анализируя полученные результаты можно сделать вывод о том, что техническое состояние подшипника качения существенно влияет на зависимость СКЗ вибропараметров от осевой нагрузки.
Для исправного подшипника и подшипников с искусственными дефектами внутренней и внешней обоймы данная зависимость либо отсутствует, либо незначительна. Это может говорить о том, что данные искусственно созданные дефекты не оказывают существенного влияния на зависимость вибрации подшипников от осевой нагрузки.
Для подшипника с дефектом тел качения, образовавшемся в процессе длительной эксплуатации, СКЗ вибропараметров существенно зависят от приложенной осевой нагрузки. Наиболее чувствительным к изменению осевой нагрузки являются СКЗ виброперемещения и виброускорения.
Литература:
Костюков В. Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение. 2002. С 224.
Костюков В.Н. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин: Учебное пособие / В.Н. Костюков, А.П. Науменко. Омск: Изд-во ОмГТУ 2011. С. 360.
Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. - 277 с.
Рыжов В.В. Лекции по аналитической геометрии. М.: Факториал Пресс, 2000. - 208 с.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Басакин В.В., Тетерин А.О., Кудрявцева И.С. Исследование зависимости величины вибропараметров подшипника от осевой нагрузки // Наука, образование, бизнес: матер. Всероссийской науч.-практ. конф. ученых, преподавателей, аспирантов, студентов, специалистов промышленности и связи, посвященной Дню радио. - Омск, 2014. - С.123-127
Подшипники качения являются одними из наиболее распространенных и ответственных элементов, применяемых в современном машиностроении. Для роторного механического оборудования подшипники качения зачастую являются узлами, лимитирующими ресурс работы машины в целом.
Наиболее эффективным методом, позволяющим обнаруживать как зарождающиеся, так и развитые дефекты подшипников качения, является виброакустический метод неразрушающего контроля.
Для адекватной оценки технического состояния подшипников качения требуется знать влияние различных факторов на уровень вибрации.
Целью работы является определение зависимости среднего квадратического значения (СКЗ) параметров вибрации подшипников качения, находящихся в различных технических состояниях, от радиальной нагрузки.
Литература:
Костюков В. Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение. 2002. С 224.
Костюков В.Н. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин: Учебное пособие / В.Н. Костюков, А.П. Науменко. Омск: Изд-во ОмГТУ. 2011. С. 360.
А.Н. Гайдадин, С.А. Ефремова Применение полного факторного эксперимента при проведении исследований: метод. указания. Волгоград: ВолгГТУ, 2008. - 16 с.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Басакин В.В., Тетерин А.О., Кудрявцева И.С. Исследование зависимости величины вибропараметров подшипника от радиальной нагрузки // Наука, образование, бизнес: матер. Всероссийской науч.-практ. конф. ученых, преподавателей, аспирантов, студентов, специалистов промышленности и связи, посвященной Дню радио. - Омск, 2014. - С.118-123
Одной из важных составляющих безаварийной эксплуатации технологического оборудования предприятий является обеспечение его качественного производства и ремонта. В течение многих лет используется концепция повышения качества производства и ремонта оборудования путем объективной оценки технического состояния узлов и агрегатов [1, 2]. Концепция реализована на базе автоматизированной системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией и ремонтом оборудования КОМПАКС®, стендовые модификации которой успешно работают на десятках ремонтных производств России и ближнего зарубежья.
Одна из последних разработок НПЦ «Динамика» в ряду стендовых систем — система управления испытаниями и диагностики насосных агрегатов КОМПАКС®-РПГ. Данная система внедрена в ОАО «Волгограднефтемаш» — крупнейшем российском производителе насосного оборудования.
Система предназначена для совместной работы с оборудованием нового стенда испытаний и диагностики (СИД) насосных агрегатов, изготовленного на ОАО «Волгограднефтемаш» для проведения гидравлических приемо-сдаточных и периодических испытаний насосных агрегатов с полной оценкой их качества после сборки.
В системе КОМПАКС®-РПГ специалистами НПЦ «Динамика» успешно решена задача введения автоматического режима работы стенда с расчетом всех требуемых эксплуатационных характеристик и с распечаткой протокола испытаний в реальном времени.
Литература:
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение. 2002. 224 с.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков А.В. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®). М.: Машиностроение, 1999.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013615554 КОМПАКС®-РПГ / В.Н. Костюков, Ал.В. Костюков, С.Н. Бойченко, Н.И. Захаров, Д.С. Баранов; заявл. 16.04.13; опубл. 13.06.13, RU ОБПБТ № 3, 2013.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013615514 КОМПАКС®-РПГ. Драйвер базы данных / В.Н. Костюков, Ал.В. Костюков, Бойченко С.Н., Захаров Н.И.; заявл. 16.04.13; опубл. 11.09.13, RU ОБПБТ №3, 2013.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013615513 КОМПАКС®-РПГ. Интерфейсная библиотека / В.Н. Костюков, Ал.В. Костюков, С.Н. Бойченко, Н.И. Захаров; заявл. 16.04.13; опубл. 11.09.13, RU ОБПБТ № 3, 2013.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013615514 КОМПАКС®-РПГ. Модуль отчет / В.Н. Костюков, Ал.В. Костюков, С.Н. Бойченко, Н.И. Захаров; заявл. 16.04.13; опубл. 30.07.13, RU ОБПБТ № 3, 2013.
CN 14385752S (Патент КНР на пром. образец) Модульный диагностический контроллер // В.Н. Костюков, А.Е. Стряпонов, И.В. Челпанов, Ал.В. Костюков; заявитель и патентообладатель ООО НПЦ «Динамика»; заявл. 12.07.2010. зарег. 12.01.11.
DE 40 2010 003 800.2 (Патент Германии на пром. образец). Модульный диагностический контроллер. WKL 14-02 / В.Н. Костюков, А.Е. Стряпонов, И.В. Челпанов, Ал.В. Костюков, заявитель и патентообладатель ООО НПЦ «Динамика»; заявл. 09.07.10, опубл. 24.12. 11, Бюл. № 51, ч.1а, 09.07.2010, зарег. 30.11.10.
ГОСТ 6134-2007 (ИСО 9906:1999) «Насосы динамические. Методы испытаний».
ГОСТ Р 53565—2009 «Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Вибрация центробежных насосных и компрессорных агрегатов».
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков Ал.В., Копелев О.Н., Павлов А.А., Шестов А.Г., Таволгин А.Ю., Шелестов Д.С. Стенд для испытаний и диагностики насосных агрегатов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2014. - №4. - С.38-42.
Русский
English 
Публикации
