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.
Литература:
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.
Анализ аварий и машинного оборудования, в котором имеет место вращательное движение, показал, что значительная доля остановов происходит по причине разрушения подшипников качения (40-50%). Решением проблемы предотвращения внезапных отказов подшипников является внедрение вибродиагностического мониторинга состояния подшипников во время их эксплуатации и переход от планово-предупредительного ремонта к системе технического обслуживания и ремонта по фактическому техническому состоянию.
Практически все известные методы диагностики технического состояния подшипников качения основаны на анализе виброакустического сигналов во временной или частотной области. Но поскольку работа подшипника в составе агрегата в некоторых случаях сопровождается большим уровнем шума, то возникает вероятность появления ошибки второго рода.
Поэтому повышение достоверности результатов диагностирования за счет разработки новых методик является актуальной задачей. В связи с этим большой интерес представляет исследование изменения параметров характеристической функции виброакустических сигналов подшипников при изменении их технического состояния.
Литература:
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.
Костюков, В.Н. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин: учеб. пособ. / В.Н. Костюков, А.П. Науменко. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. – 360 с.
Вешкурцев, Ю.М. Прикладной анализ характеристической функции случайных процессов: монография / Ю.М. Вешкурцев. – М.: Радио и связь, 2003. – 201.
Костюков, В.Н. Мониторинг безопасности производства / В.Н. Костюков. – М.: Машиностроение. 2002. – 224 с.
Пат. 2314508 Российская Федерация, МПК G01M15/00, G01M7/02. Способ вибродиагностики машин / Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Науменко А.П. – №2006135874; заявл. 10.10.06; опубл. 10.01.08, Бюл. №1.
Костюков, В.Н. Нормативно-методическое обеспечение мониторинга технического состояния поршневых компрессоров (статья) / В.Н. Костюков, А.П. Науменко // Контроль и диагностика. – 2005. – №11. - С. 20-23.
Костюков, В.Н. Решения проблем безопасной эксплуатации поршневых машин / В.Н. Костюков, А.П. Науменко // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2009. – №3. – С. 27-36.
Пат. 2 514 119 Российская Федерация. Способ вибродиагностики механизмов по характеристической функции вибрации / Костюков В.Н., Науменко А.П., Бойченко С.Н., Кудрявцева И.С. – 2012100600/28; заявл. 10.01.2012; опубл. 27.04.2014, Бюл. № 12.
Костюков В.Н., Науменко А.П., Кудрявцева И.С. Диагностика подшипников качения по параметрам характеристической функции // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск: ОмГТУ, 2014. - Вып. 4. - С. 142-145.
Решение задачи увеличения объемов перевозок на пригородных железнодорожных линиях и повышения их качества в условиях необходимости обеспечения безопасности движения и одновременном сокращении эксплуатационных затрат требует применения автоматических систем диагностирования оборудования подвижного состава в комплексе.
Представленная в статье технология оценки технического состояния электропоездов на базе систем КОМПАКС®-ЭКСПРЕСС-ТР3, не отменяя действующих в ОАО «РЖД» распоряжений и инструкций, устанавливающих планово-предупредительную систему ремонта, позволяет в условиях депо существенно ускорить и упростить наладку электропоездов при выпуске из ремонтов больших объемов путем своевременной, оперативной и качественной диагностики состояния основных подсистем секции электропоезда в комплексе.
Данное решение также позволяет сократить непроизводительный простой секций в ожидании формирования поезда, начала его наладки и обкатки, практически полностью исключить браки и отказы в эксплуатации по вине ремонтного персонала, т.е. снизить повреждаемость оборудования не менее чем на 50-60 %, обеспечив высокий уровень безопасности и бесперебойности функционирования железнодорожного пригородного сообщения.
Литература:
Костюков, В.Н. Непрерывный мониторинг состояния моторвагонного подвижного состава /В.Н. Костюков, С.В. Сизов, В.П. Аристов, Ал.В. Костюков, Д.В. Казарин //Железнодорожный транспорт. - 2008. - №6. - С. 41-42.
Костюков, В.Н. Комплексное диагностирование электропоездов в условиях депо /В.Н. Костюков, Ал.В. Костюков //Евразия Вести. - 2012. - Сентябрь. - С.30.
Костюков, В.Н. Диагностика оборудования электрических цепей электропоездов при отладке и приемосдаточных испытаниях /В.Н. Костюков, Ал.В. Костюков, Д.В. Казарин //Контроль. Диагностика. - 2010. - №1. - С.26-35.
Kazarin, D. Stationary complex diagnostic system for electric trains. 6 International Conference on Condition Monitoring and Machinery Failure Prevention Technologies / A. Kostyukov, A. Lagaev, D. Kazarin. - Ireland, Dublin, 2009. - P. 1105-1109.
Костюков, В.Н. Автоматизированная система управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией и ремонтом оборудования подвижного состава пригородного пассажирского комплекса (АСУ БЭР™ МВПС) /В.Н. Костюков, Ал.В. Костюков, А.В. Щелканов, Д.В. Казарин //Техника железных дорог. - 2013. - №1. - С.62-66.
Костюков Ал.В., Казарин Д.В., Серов А.А. Технология комплексной оценки технического состояния электропоездов в депо // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск: ОмГТУ, 2014. - Вып. 4. - С. 139-142.
Системы мониторинга технического состояния оборудования содержат десятки, или даже сотни, датчиков вибрации и температуры. Разработка многофункциональных датчиков, позволяющих измерять ряд параметров, является актуальной задачей приборостроения.
В настоящее время довольно широкое распространение, в силу повышенной надежности и температурной стойкости, получили датчики на основе пьезокерамики. Пьезоэлектрические датчики используются для измерения силы, давления, ускорения, влажности, температуры и расхода. При этом, например, в датчиках силы, используется прямой пьезоэффект, заключающийся в изменении величины заряда на противоположных плоскостях кристалла под действием сил сжатия или растяжения.
Измерение температуры с помощью пьезокристалла, как правило, основано на использовании анизотропии – выбирая соответствующую ориентацию среза пьезоэлемента относительно кристаллографических осей, можно изменять его термочастотную характеристику (ТЧХ), которая в общем случае является нелинейной функцией температуры.
Данная работа посвящена разработке способа определения температуры при помощи пьезокерамического вибропреобразователя. В работе представлены результаты разработки и испытаний совмещенного пьезодатчика вибрации/температуры. Погрешность измерения температуры во всем диапазоне измерения вибрации не превышает ±1ºС в диапазоне температур от –40 до +100 ºС.
Литература:
А.С. СССР № 1740994, G01M15/00. Устройство диагностики машин / В.Н. Костюков, С.А. Морозов (СССР); Заявл. 01.09.83; Опубл. 15.06.92; Бюл. № 22, 4 с.
Работа центробежного насосного агрегата в кавитационном режиме приводит к интенсивному разрушению поверхности рабочего колеса, трубопроводов, создаются дополнительные вибрационные нагрузки на конструкцию агрегата. В связи с этим автоматическая диагностика кавитационного режима имеет важное значение для его безопасной эксплуатации.
В настоящее время основным методом определения технического состояния центробежного насосного агрегата, в том числе наличие кавитационного режима, является вибродиагностический, при котором состояние определяется путем анализа сигнала вибрации корпуса агрегата. В результате анализа сигнала специальная экспертная система формирует набор диагностических признаков, по которым, с использованием логических правил, формируется диагностическое экспертное сообщение.
В докладе рассматривается применение для диагностики кавитации центробежного насосного агрегата одного из современных направлений нелинейной динамики – теории фракталов, где в качестве диагностического признака используется показатель Херста, связанный с размерностью вибрационного сигнала. Основным достоинством данного признака является инвариантность к уровню анализируемого сигнала, а, следовательно, независимость от размерно-мощностных параметров агрегата.
Литература:
Костюков, В.Н. Мониторинг безопасности производства /В.Н. Костюков. – М.: Машиностроение. 2002. – 224 с.
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. Синтез инвариантных диагностических признаков и моделей состояния агрегатов для целей диагностики /В. Н. Костюков //Омский научный вестник. – 2000. – №12. – С. 77-81.
Мандельброт, Бенуа Б. Фракталы и хаос. Множество Мандельброта и другие чудеса = Fractals and Chaos / Б.Б. Мандельброт; с предисл. П.У. Джонса; пер. с англ. Н.А. Зубченко. - Москва; Ижевск: Регуляр. и хаот. динамика, 2009. – 391, [1] с.: ил., табл. – Библиогр.: с. 354-379 (419 назв.). – Предм. указ.: с. 380-391.
Федер, Е. Фракталы / Е. Федер. – М.: Мир, 1991. – 260 с.
Костюков В.Н., Бойченко C.Н. Использование показателя Херста для диагностики и мониторинга кавитационного режима работы центробежного насосного агрегата в реальном времени // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск: ОмГТУ, 2014. - Вып. 4. - С. 132-135.
Безопасная ресурсосберегающая эксплуатация оборудования в промышленности и на транспорте является весьма актуальной задачей.
Мониторинг технического состояния оборудования обеспечивает наблюдаемость и позволяет реализовать безопасную ресурсосберегающую технологию эксплуатации и ремонта оборудования.
В работе рассматривается опыт эксплуатации систем мониторинга технического состояния оборудования опасных производств энергетического комплекса и железнодорожного транспорта.
Литература:
Костюков, В.Н. Мониторинг состояния и рисков эксплуатации оборудования в реальном времени – основа промышленной безопасности// В.Н. Костюков, Н.А. Махутов, А.В. Костюков //Федеральный справочник: Т. 26. - М.: НП «Центр стратегического партнерства», 2012. – 496 с.
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 /В.Н. Костюков. – 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.
Костюков, В.Н. Стандарты в области мониторинга технического состояния оборудования опасных производств / В.Н. Костюков, А.П. Науменко, А.В. Костюков, С.Н. Бойченко. – 2012 // Безопасность труда в промышленности. – 2012 . – №7 . – С. 30-36.
Костюков, В.Н. Непрерывный мониторинг состояния моторвагонного подвижного состава / В.Н. Костюков, С.В. Сизов, В.П. Аристов, Ал.В. Костюков, Д.В. Казарин //Железнодорожный транспорт. - 2008. - №6. - С. 41-42.
Костюков В.Н. Вибродиагностический мониторинг оборудования производственно-транспортного комплекса // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск: ОмГТУ, 2014. - Вып. 4. - С. 129-132.
Все основные факторы, обуславливающие высокие эксплуатационные затраты и потери от аварий, проявляются через ресурс оборудования. А совокупный ущерб напрямую зависит от своевременности обнаружения неисправностей и адекватности действий персонала при разных скоростях потери ресурса вследствие износа элементов оборудования.
В статье кратко представлен механизм мониторинга риска пропуска отказов оборудования в реальном времени, разработкой и совершенствованием которого в течение последних 20 лет занимаются специалисты НПЦ «Динамика». При разработке используются данные систем компьютерного мониторинга для предупреждения аварий и контроля технического состояния оборудования КОМПАКС®, созданные в Центре. Системы внедрены на десятках предприятий, эксплуатирующих сотни опасных производственных объектов в России и за рубежом, и контролируют более 20 000 агрегатов и механизмов свыше 1 700 типов.
Литература:
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 /В.Н. Костюков. – М.: Машиностроение. 2002. – 224 с.
ГОСТ Р 53563-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Порядок организации / НПЦ «Динамика», Ростехэкспертиза, НПС «Риском», АНО «НИЦ КД». – Введ. 01.01.2011. М.: «Стандартинформ», 2010. - 5 с.
ГОСТ Р 53564-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Требования к системам мониторинга / НПЦ «Динамика», Ростехэкспертиза, НПС «Риском», АНО «НИЦ КД». – Введ. 01.01.2011. М.: «Стандартинформ», 2010. - 20 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.
Отчет о деятельности Ростехнадзора http://www.gosnadzor.ru/activity/control/folder/index.php?sphrase_id=10357.
Костюков В.Н., Костюков Ал.В., Костюков А.В. Мониторинг риска эксплуатации оборудования в реальном времени // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск: ОмГТУ, 2014. - Вып. 4. - С. 126-129.
Обобщив более чем 20-летний опыт мониторинга и диагностики ответственного оборудования непрерывных опасных производств нефтехимической, металлургической и горнодобывающей отраслей, а также опыт диагностирования оборудования железнодорожного транспорта, НПЦ «Динамика» активно развивает инновационную технологию управления техническим состоянием оборудования подвижного состава на основе мониторинга в реальном времени – автоматизированную систему управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией и ремонтом оборудования АСУ БЭР™ МВПС КОМПАКС®.
Целью создания и развития АСУ БЭР™ МВПС КОМПАКС® является повышение безопасности и бесперебойности функционирования железнодорожного транспорта путем эффективного управления техническим состоянием оборудования подвижного состава и объектов инфраструктуры на основе непрерывного автоматического мониторинга в реальном времени.
В статье представлены результаты создания автоматизированной системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией и ремонтом оборудования пригородного подвижного состава. Приведены сведения о ключевых элементах АСУ БЭР™ МВПС КОМПАКС® и решаемых задачах.
Литература:
Костюков, В.Н. Мониторинг безопасности производства /В.Н. Костюков. – 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.
Костюков, В.Н. Непрерывный мониторинг состояния моторвагонного подвижного состава /В.Н. Костюков, С.В. Сизов, В.П. Аристов, Ал.В. Костюков, Д.В. Казарин //Железнодорожный транспорт. – 2008. – №6. – С. 41-42.
Костюков В.Н., Казарин Д.В., Щелканов А.В. Автоматизированная система управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией и ремонтом оборудования подвижного состава пригородного пассажирского комплекса (АСУ БЭР™ МВПС) // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск: ОмГТУ, 2014. - Вып. 4. - С. 122-125.
Проведенные исследования, а также технический анализ порч, неисправностей и непланового ремонта электропоездов показывают, что в системе вспомогательных цепей электропоездов постоянного тока, наиболее подверженным внезапным отказам является электромашинный преобразователь собственных нужд.
В работе описана технология диагностирования электромашинного преобразователя электропоезда постоянного тока по параметрам спектра трехфазного переменного тока.
Приведены примеры спектра трехфазного переменного тока исправного преобразователя и преобразователя, находящегося в предаварийном состоянии.
Литература:
Костюков, В.Н. 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.
Костюков, В.Н. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин: учеб. пособ. /В.Н. Костюков, А.П. Науменко. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. – 360 с.
Костюков, В.Н. Диагностика оборудования электрических цепей электропоездов при отладке и приемосдаточных испытаниях /В.Н. Костюков Ал.В. Костюков, Д.В. Казарин //Контроль. Диагностика. – 2010. – №1. – С.26-35.
Петухов, В.С. Диагностика состояния электродвигателей. Метод спектрального анализа потребляемого тока / В.С. Петухов, В.А. Соколов // Новости ЭлектроТехники. – 2005. – №1(31). – С. 50-52.
Цурпаль, А.Е. Анализ неисправностей вспомогательных машин моторвагонного подвижного состава с целью их диагностирования / А.Е. Цурпаль //Наука, образование, бизнес: материалы Всерос. науч.-практ. конф. ученых, преподавателей, аспирантов, студентов, специалистов пром-сти и связи, посвящ. коллегам в честь 50-летия радиотехн. фак. Ом. гос. техн. ун-та. – 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.
Казарин Д.В., Цурпаль А.Е., Илюшин М.С. Диагностирование электромашинного преобразователя электропоезда постоянного тока по параметрам спектра трехфазного переменного тока // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск: ОмГТУ, 2014. - Вып. 4. - С. 119-121.
Повышение достоверности диагностирования, обеспечивающее объективную оценку технического состояния исследуемых узлов является актуальной задачей. В работе приводится расчет ошибок диагностирования буксовых узлов колесно-моторного блока при испытаниях на различных частотах вращения колесной пары.
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 неплановый ремонт, 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 / И. А. Биргер. – М.: Машиностроение, 1978. – 240 с. – (Надежность и качество).
Зайцев, А.В. 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: учеб. пособие для втузов / Е.С. Вентцель, Л.А. Овчаров. – М.: «Наука», 1969. – 576 с. ил.
Зайцев А.В., Тетерин А.О. Методика повышения достоверности диагностирования буксовых узлов колесно-моторных блоков электропоездов // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск: ОмГТУ, 2014. - Вып. 4. - С. 115-118.
Публикации
