Виброакустическое диагностирование используется для повышения достоверности и объективности контроля состояния всех подшипников и редуктора моторно-колесного блока электропоезда ЭР-2.
Система КОМПАКС®-ЭКСПРЕСС обеспечивает формирование оценки текущего и прогнозирование в будущем технического состояния элементов моторно-колесного блока по результатам измерения параметров вибрации, определяет количественные характеристики физических величин, используемых в качестве диагностических признаков, отображает их на экране монитора в виде специального табло, где представлены количественные и качественные характеристики признаков.
Одновременно встроенная экспертная система выводит на экран монитора текстовую и графическую информацию о техническом состоянии колесно-моторного блока по результатам испытаний. Эта информация регистрируется на печатающем устройстве, а результаты испытаний автоматически архивируются в виде актов испытаний.
Внедрение вибродиагностической системы КОМПАКС®-ЭКСПРЕСС позволяет улучшить качество ремонта и надежность электроподвижного состава.
Костюков В.Н., Авилов В.Д., Харламов В.В., Науменко А.П. Вибродиагностическая система КОМПАКС для оценки технического состояния узлов подвижного состава // Новые технологии - железнодорожному транспорту: подготовка специалистов, организация перевозочного процесса, эксплуатация технических средств: Сб. науч. ст. с междунар. участием (в 4 частях). - Омск: ОмГУПС, 2000. - Ч. 3. - С. 245-247
В статье установлены закономерность трендов вибрации агрегатов, представляющих собой смесь процессов постепенного и скачкообразного характера, и закономерность расширения спектра вибрации при деградации агрегата.
Предложена и апробирована методика рекуррентного синтеза ортогональных диагностических признаков, инвариантная к типу агрегата на базе блоков спектральной матрицы, реализующая концепцию «коллективного распознавания». Разработаны и апробированы детерминированные модели работоспособности агрегатов и методика аппроксимации многомодальной интенсивности износа смесью распределений Вейбула-Гнеденко.
Полученные результаты лежат в основе стратегии диагностики минимальной стоимости (СДМС) и обеспечивают существенное сокращение издержек и сроков внедрения систем мониторинга состояния опасных производственных объектов.
Литература
Проников А.С. Надежность машин. - М.: Машиностроение, 1978. - 592 с.
Труханов В.М. Надежность в технике. - М.: Машиностроение, 1999 г. - 598 с.
Эльперин А.И., Явленский А.К., Талашов Г.И. Диагностированияе реодинамики систем трения. - СПб.: Наука, 1998. - 142 с.
Ефремов В.В., Наумов В.А., Чурсин А.А. Теория и практические вопросы работоспособности элементов машин, приборов и аппаратуры. - Иркутск.: Изд-во Иркут. ун-та, 1984. - 220 с.
Наумов В.А. Аппроксимация экспериментальных кривых работоспособности и надежности. Омск.: Изд-во ОмГТУ, 1994.74 с.
Костюков В.Н. Ранговый метод виброакустической диагностики и оценки качества машин // В сб.: Гидропривод и системы управления строительных, тяговых и дорожных машин. - Омск, 1985. - с. 113-124.
Костюков В.Н. Вибромониторинг насосных агрегатов ....//Омский научный вестник. - Омск, 1999. - №6. - С. 37-41.
Костюков В.Н. Синтез спектральной матрицы вибрации машины и ее распознавание для целей диагностики // Омский научный вестник. - Омск, 2000 - № 12. - см. наст. выпуск.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков А.В. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®). Под ред. В.Н. Костюкова. М.: Машиностроение, 1999. - 163 с.
Костюков В.Н. Синтез инвариантных диагностических признаков и моделей состояния агрегатов для целей диагностики // Омский научный вестник. - Омск, 2000. - Вып. 12. - С.77-81
В статье синтезирована матрица виброакустического сигнала, отражающая структуру диагностируемой машины, строки которой содержат компоненты спектра в различных частотных полосах, а столбцы содержат компоненты, связанные с определенными классами состояния и видами дефектов различных кинематических пар, и остаточный «шум», отражающих принцип информационной полноты.
Рассмотрены преобразования спектральной матрицы для синтеза диагностических признаков, предложены способ и устройство ее автоматического распознавания, инвариантные к конструкции машины, предложен адаптивный алгоритм распознавания в условиях априорной неопределенности, позволяющий рекуррентно уточнять конструкцию машины по параметрам ее вибрации.
Аспект, реализуемый по результатам синтеза спектральной матрицы вибросигнала, является составной частью принципа инвариантности, применение которого в системах вибродиагностики и диагностических комплексах значительно сокращает сроки внедрения и является одной из основ стратегии диагностики минимальной стоимости (СДМС).
Литература
Артоболевский И.И., Бобровницкий Ю.И., Генкин М.Д. Введение в акустическую динамику машин. - М.: Наука, 1979. - 296 с.
Костюков В.Н. Обобщенная диагностическая модель виброакустического сигнала объектов периодического действия // Омский научный вестник. - Омск, 1999. - №6.- с. 37-41.
Загоруйко Н.Г. Методы распознавания и их применение. - М.: Советское радио, 1972. - 206 с.
Ланкастер П. Теория матриц. - М.: Наука, 1978. - 280 с.
Костюков В.Н. Патент РФ № 1280961, F04B51/00, G01М13/02. Способ виброакустической диагностики машин периодического действия и устройство для его осуществления.
Костюков В.Н. Патент РФ № 1343259, G01М7/00. Устройство для виброакустической диагностики механизмов периодического действия / Бюл. 1987 № 37.
Костюков В.Н. Патент РФ № 1379664, G01M7/00. Устройство для вибрационной диагностики механизмов периодического действия / Бюл. 1988 № 9.
Костюков В.Н. Патент РФ № 1467412, G01М7/00. Устройство для вибрационной диагностики механизмов периодического действия / Бюл. 1989 № 11.
Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Советское радио, 1971. - 672 с.
А.С. СССР № 887939, G01M15/00 Устройство для диагностики механизмов / Костюков В.Н., Морозов С.А., Трушников С.Г., Дудина Т.Н. - Бюл. 1981 № 45.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков А.В. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®). Под ред. В.Н. Костюкова. М.: Машиностроение, 1999. - 163 с.
Костюков В.Н. Синтез спектральной матрицы вибрации машины и её распознавание для целей диагностики // Омский научный вестник. - Омск, 2000. - Вып. 12. - С.71-77
В статье рассмотрена модель квазипериодического виброакустического сигнала ля диагностики объектов периодического действия.
Также синтезированы обобщенные диагностические признаки, описывающие техническое состояние объектов периодического действия, инвариантные к его конструкции, что позволяет сократить сроки экспериментально-изыскательских работ и сбор статистики сигналов в различных состояниях объектов при внедрении диагностических комплексов.
Литература
Балицкий Ф.Я., Генкин М.Д. и др. О математическом моделировании колебаний прямозубых колес в связи с задачей их акустической диагностики. - В кн.: Акустическая динамика машин и конструкций. - М., Наука. 1973, с. 44-50.
Павлов Б.В. Акустическая диагностика механизмов. - М.: Машиностроение, 1971. - 224 с.
Юдин Е.М. Шестеренные насосы. - М.: Машиностроение, 1964. - 236 с.
Петрусевич А.И., Генкин М.Д., Гринкевич В.К. Динамические нагрузки в зубчатых передачах с прямозубыми колесами. - М: АН СССР, 1956. - 134 с.
Генкин М.Д., Кобринский А.А., Соколова А.Г. О параметрических колебаниях зубчатой передачи при ступенчатом изменении жесткости зацепления. - В. кн.: Виброакустические процессы в машинах и присоединенных конструкциях. М.: Наука, 1974, с. 49-59.
Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. - М.: Советское радио, 1974, т. 1. - 550 с.
Костюков В.Н. Патент РФ № 1280961.
Костюков В.Н. Обобщенная диагностическая модель виброакустического сигнала объектов периодического действия // Омский научный вестник. - Омск, 1999. - Вып. 6. - С.37-41
Обеспечение безаварийной эксплуатации насосно-компрессорного оборудования (НКО) неразрывно связано с контролем технического состояния.
Стационарная и переносная системы КОМПАКС® обеспечивают мониторинг и диагностику состояния широкой номенклатуры НКО, в т.ч. поршневых компрессоров, по виброакустическим, температурным и другим диагностическим параметрам.
Основу технологии безопасной эксплуатации машинного оборудования, которая направлена на устранение непредсказуемых отказов агрегатов, приводящих к авариям с тяжелыми последствиями, составляет непрерывный мониторинг технического состояния машинного оборудования, путем анализа диагностических признаков состояния и автоматизированного определения причин неисправностей агрегатов со своевременным голосовым и визуальным предупреждением обслуживающего персонала о возникновении неисправностей.
Бойченко С.Н., Костюков Ал.В., Науменко А.П. Автоматизация диагностики насосно-компрессорного оборудования // Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования - 1998: Тр. IV междунар. симп. - СПб., 1998. - С. 225-232
В статье проанализирован опыт внедрения системы диагностирования, прогнозирования и постоянного мониторинга технического состояния агрегатов в различных условиях технологического комплекса и сделан вывод, что на установках системы КОМПАКС® обеспечивают:
многократное повышение производительности, снижение трудоемкости измерений вибропараметров и диагностирования, постоянное наблюдение за техническим состоянием агрегатов;
повышение устойчивости технологической системы в результате предупреждения аварий насосно-компрессорных агрегатов, производственных неполадок и простоев технологических установок по этим причинам;
экономию эксплуатационных затрат путем сохранения ремонтопригодности при полном использовании ресурса агрегатов, исключения необоснованных и некачественных ремонтов;
перераспределение структуры ремонтов – от капитальных и средних к текущим и к текущему обслуживанию – благодаря снижению числа аварийных выходов узлов из строя;
экономию материалов, комплектующих и запасных частей;
входной контроль агрегатов после ремонта и монтажа на установке.
Внедрение систем КОМПАКС® позволяет повысить эксплуатационную надежность и ремонтную технологичность агрегатов, техническую и экологическую безопасность, культуру производства и технологическую дисциплину.
Литература
Пат. 1280961 (РФ).
Малов Е. А., Бронфин И. Б., Долгопятов В. Н. и др. — 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». М., Госгортехиадзор РФ, Минтопэнерго РФ, 1994.
Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М., Экономика, 1988.
Пат. 1519350 (РФ).
Малов Е.А., Бронфин И.Б., Долгопятов В.Н., Павленко Б.А., Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Мелинг А.Я., Тарасов Е.В. Опыт широкомасштабного внедрения стационарных систем вибродиагностики КОМПАКС // Химия и технология топлив и масел. - М., 1997. - №1. - С. 10-13
Необходимость противоаварийной защиты мощных компрессоров и других уникальных машин никогда не вызывала сомнения у специалистов, чего нельзя сказать о защите насосных агрегатов, высокая концентрация которых в технологических установках нефтехимических производств нередко служила причиной аварий и других производственных неполадок.
Действительно, если принять вероятность безотказной работы насосного агрегата в сутки, равной 0,99, то для парка машин, содержащего 100 агрегатов, вероятность отказа близка к 1, т.е. технологическая система при этом практически неработоспособна.
Повышение эксплуатационной надежности и ремонтной технологичности агрегатов, технической и экологической безопасности, культуры производства и технологической дисциплины персонала, достигаемое при внедрении экологически чистой ресурсосберегающей технологии эксплуатации оборудования нефтегазовой отрасли на основе комплекса методических и программно-аппаратных средств компьютерного вибромониторинга, вибродиагностики и прогнозирования технического состояния насосно-компрессорного оборудования КОМПАКС®, является мощным источником предупреждения аварий, травмирования работающих и сбережения солидных средств, так необходимых для реконструкции российский предприятий.
Малов Е.А., Шаталов А.А., Бронфин И.Б., Долгопятов В.Н., Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Мелинг А.Я. Эффективность внедрения стационарных систем вибродиагностики КОМПАКС на Омском НПЗ // Безопасность труда в промышленности. - М., 1997. - №1. - С. 9-14
Виброизмерительные преобразователи (ВИП) предназначены для преобразования механических колебаний, импульсных и ударных механических воздействий в пропорциональный им электрический сигнал.
Среди различного класса ВИП (электромагнитные, индукционные, емкостные и др.) наиболее широкое применение находят пьезоэлектрические вибропреобразователи. Чувствительным элементом в них является пьезоэлектрическая керамика, выполненная в виде пластинки, диска, кольца с нанесенными на их рабочие поверхности электродами, выполненными, в основном, из серебра, платины, никелевых сплавов.
В статье представлены требования, предъявляемые к виброизмерительным преобразователям промышленного применения, их технические характеристики, сроки и условия поставки.
Малов Е.А., Бронфин И.Б., Долгопятов В.Н. и др. Внедрение системы КОМПАКС® — обеспечение безаварийной работы непрерывных производств. — Безопасность труда в промышленности, 1994, №8.
Костюков В.Н., Донсков В.И., Иванов А.А., Загородний В.С. Виброизмерительные преобразователи промышленного применения // Зарубежная радиоэлектроника. - М., 1996. - № 9. - С. 65-67
Большой опыт НКТБ «Пьезоприбор» в области разработки и создания пьезоэлектрических датчиков вибрации (виброакселерометров) использован при создании ряда вибродиагностических комплексов и установок для нужд машиностроения, ракетно-космической техники, атомных электростанций, нефтеперерабатывающей промышленности.
Одной из последних работ явилось создание в НПЦ «Динамика» системы автоматической вибродиагностики и компьютерного мониторинга для предупреждения аварий и контроля технического состояния оборудования нефтепереработки и нефтехимии КОМПАКС®.
В этой системе для вибродиагностики используются виброакселерометры типа АБ-ЗПФР и AB-320FR, разработанные в НКТБ «Пьезоприбор» с участием НПЦ «Динамика», обладающие рядом уникальных параметров. Они непрерывно дорабатываются по требованиям заказчика и обеспечивают надежное измерение вибрационного состояния машин и механизмов. Система работает по принципу преобразования физических параметров (вибрация, температура, давление, ток, и т.д.) контролируемого оборудования в электрический сигнал с помощью первичных преобразователей.
Костюков В.Н., Донсков В.И., Тишина Т.Г. Система компьютерного мониторинга для предупреждения аварий и контроля технического состояния КОМПАКС // Зарубежная радиоэлектроника. - М., 1996. - № 9. - С. 68-69
В отраслях, имеющих потенциально опасные производства, происходит значительное число аварий, связанных с выходом из строя насосно-компрессорного оборудования и других энергетических машин, в результате атмосфера и окружающая среда загрязняются токсичными и взрывоопасными продуктами.
Учитывая значительный износ оборудования, основное направление обеспечения его безопасности, наряду с обновлением изношенного парка, – внедрение объективного и всестороннего контроля за его техническим состоянием, основанного на регулярном наблюдении за изменением параметров, характеризующих надежность работы оборудования.
В 1991 г. научно-производственным центром «Динамика» была разработана система автоматической вибродиагностики и компьютерного мониторинга КОМПАКС®. Она представляет собой распределенную систему измерения и управления, в которой сигналы датчиков, размещенных на оборудовании, передаются для обработки, отображения, накопления, хранения и регистрации на вибродиагностическую станцию, выполненную на базе индустриального компьютера, установленного в операторной.
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. - М., 1994. - № 8. - С. 19-22
Публикации 
