ДИАГНОСТИКА И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ОБОГАТИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Обогатительное оборудование, эксплуатирующееся в Кузбассе, в настоящее время на очень значительный процент выработало свой ресурс и по большей части находится в недопустимом техническом состоянии [1]. От технического состояния оборудования зависят не только экономические показатели, но и безопасность работы обслуживающего персонала [2]. Поэтому, в соответствии с федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 № 116-93, все технические устройства, применяемые на опасном производственном объекте в процессе эксплуатации и выработавшие свой ресурс, в обязательном порядке подлежат процедуре экспертизы промышленной безопасности. Неотъемлемой составной частью проведения экспертизы является определение износа оборудования путем диагностирования его технического состояния [3].

Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта и последующий переход к обслуживанию по фактическому техническому состоянию станет залогом безопасной и эффективной работы предприятий по переработке угля [4, 5].

Дефекты обогатительного оборудования разнообразны. Некоторые из них закладываются еще на стадии изготовления, другие проявляются после неквалифицированного монтажа, третья группа дефектов – эксплуатационные, проявляющие себя уже в процессе работы оборудования. Среди наиболее часто встречающихся дефектов обогатительного оборудования необходимо выделить:

- дисбаланс ротора электродвигателя;

- дефекты элементов соединительных муфт;

- расцентровка валопровода;

- ослабление посадки подшипников;

- разнообразные дефекты подшипников, нарушение их смазки;

- дефекты зубчатых передач в редукторах;

- нарушение жесткости системы.

Примеры диагностируемых дефектов различного обогатительного оборудования приведены на Рисунке 1.

Современный комплекс средств для проведения работ по вибродиагностике позволяет производить работы по оценке вибросигнала не только методами спектрального анализа, но и рядом других подходов – анализ огибающей, эксцесс и метод ударных импульсов являются весьма информативными и позволяют быстро получить достоверную информацию о состоянии подшипников качения [7].

Единого метода, который мог бы одинаково успешно использоваться в рамках экспресс-диагностики и при периодическом мониторинге не зависимо от вида оборудования, условий его эксплуатации и частоты вращения ротора, обладать достаточной помехозащищенностью и позволять идентифицировать вид дефекта, на сегодняшний день не существует.

Зачастую при  проведении анализа полученных  данных  появляется необходимость использования дополнительных априорных данных (частота вращения, конструктивные характеристики и т.д.). Если частота вращения может быть примерно определена, то, например геометрические размеры подшипника, как правило, неизвестны. Поэтому при построении диагностических критериев использование априорной информации должно быть сведено к минимуму. Также существенно затрудняют диагностику низкая частота вращения, знакопеременные ударные нагрузки, источники случайной высокочастотной вибрации, в связи с этим многие методы имеют ограничения на область применения. Таким образом, большинство методов имеет существенные ограничения, и могут быть использованы лишь в незначительном количестве случаев (на определенной стадии развития дефекта или на конкретном оборудовании). Поэтому для эффективной оценки текущего состояния сложных механических систем необходимо использовать одновременно несколько различных методов, на основании которых впоследствии могут быть рассчитаны диагностические критерии.

Виброакустический сигнал значительно превосходит другие виды сигналов о состоя нии машины по представительности информации и скорости ее получения (например, сигналы о температуре масла, потребляемой мощности и др.). Любые параметры вибрации или типы замеров, полученные на работающем агрегате, содержат диагностическую информацию, характеризующую состояние одновременно нескольких узлов машины. Поэтому при решении задачи оценки состояния отдельных узлов по параметрам вибрации необходимо исключать из рассмотрения составляющие иной природы. На сегодняшний день алгоритмы подобной фильтрации отсутствуют, поэтому при анализе виброакустических сигналов необходимо оценивать возможное влияние на характер и величину механических колебаний сил различной природы от различных источников (ротора электродвигателя, зубчатой передачи, муфты и т.д.) [8 -10].

Таким образом, для эффективного проведения диагностики сложных систем необходимо сформулировать некоторые основные требования.

1.     Необходимо получить универсальную оценку технического состояния на основании комплексного использования различных параметров и критериев. При этом количество априорных данных должно быть сведено к минимуму, а влияние различных факторов, искажающих диагностическую информацию – устранено.

2.     Необходимо разработать и применять для оценки состояния сложных систем математические модели диагностики в одномерном пространстве признаков. При этом в рамках перехода к линеаризованной величине (единому диагностическому критерию) особенно важно оценить «разделяемость» первоначально используемых диагностических критериев.

3.     Создать, на основании полученных данных, адекватную модель, описывающую развитие дефекта, и математический аппарат, оценивающий с заданной точностью текущее состояние диагностируемого узла.

4.     Оценивать, на основе прогностических моделей остаточный ресурс и планировать оптимальным образом ремонтные мероприятия с учетом требований современного производства для различных форм организации технического обслуживания и ремонта на предприятии.

При системном использовании современных диагностических методов удается избежать серьезного повреждения машин и сократить эксплуатационные издержки на обслуживание вследствие того, что ремонтные работы проводятся только тогда, когда результаты измерений указывают на их необходимость. Такой подход называется профилактическим (предупреждающим) обслуживанием по фактическому состоянию объекта диагностики.

Для построения достоверных прогностических моделей потребуется значительный объем статистической информации. Применение прогностических моделей позволит оценить исследуемую неисправность, а также спрогнозировать остаточный ресурс узла или агрегата и осуществлять эффективное планирование ремонтных работ, предупреждение возникновения аварийных отказов. Откроется инновационный путь к повышению эффективности управления техническим обслуживанием, оптимизации логистических издержек предприятия, безопасной эксплуатации производственного оборудования.

Список литературы

1.     Барков А.В., Баркова Н.А. Вибрационная диагностика машин и оборудования. Анализ вибрации: Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во СПбГМТУ. – 2004. – 156 с.

2.     Герике, Б.Л., Герике П.Б. Вибродиагностика обогатительного оборудования./ Б.Л. Герике, П.Б. Герике.// Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня: Интеграция науки, профессионального образования и производства. – М. – изд-во «Горная книга». – 2011. - №ОВ 3. – С. 361 – 366.

3.     Диагностирование технических устройств опасных производственных объектов. / А.Н.  Смирнов, Б.Л. Герике, В.В. Муравьев. // Новосибирск – Наука – 2003. – 320 с.

4.     Диагностика горных машин и оборудования. / Б.Л. Герике, П. Б. Герике,В.С. Квагинидзе [и др.]. – М.: ИПО«У Никитских ворот», 2012. – 400 с.

5.     Квагинидзе В.С., Зарипова С.Н. Методы ранжирования производственного травматизма. // Горный информационно-аналитический бюллетень. Приложение «Якутия». Изд-во МГГУ. - №3. – 2006. - С. 271-277.

6.     Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. / Под общ. ред. В.В. Клюева. Т. 7: Кн.2: Вибродиагностика. / Ф.Я. Балицкий, А.В. Барков, Н.А. Баркова [и др.]. – М.: Машиностроение, 2005. – 829с.

7.     Попков, В.И. Виброакустическая диагностика в судостроении./ В.И. Попков, Э.Л. Мышинский, О.И. Попков. 2-е изд., перераб. и доп.// Л.: Судостроение, 1989. – 280 с.

8.     Мартынов, В.И. Анализ вибрационных характеристик с использованием фазовых плоскостей./ Мартынов, В.И.,  Иванов,  Д.Ю.//  Сб.  науч.  докладов  IV  международной  научно-технической  конференции «Вибрационные машины и технологии»/ Курск. – 1999. – С. 189-191.

9.     Сушко, А.Е. Разработка математической модели оптимального технического обслуживания и ремонта промышленного оборудования // Науч. сессия МИФИ-2007: Сб. науч. тр. В 17 т. М.: МИФИД007. Т.2. С.153- 154.

10. Ширман А.Р., Соловьев А.Б. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования. – М.: – 1996. – 212 с.