6. Продукция фирмы васт - пример комплексного решения задач балансировки машин в условиях их эксплуатации.

Разработанные в ВАСТ пакеты программ VAST_BAL относятся к программам высокого интеллектуального уровня. Они позволяют эффективно решать все вышеуказанные задачи, возникающие при балансировке машин в условиях эксплуатации, в том числе вблизи критических скоростей вращения. Эти пакеты предназначены для работы в составе измерительных комплексов, состоящих либо из переносного персонального компьютера с установленными на нем платами для амплитудно-цифрового преобразования, либо из сборщика данных СД-11 производства ВАСТ, в котором также установлены эти пакеты программ. Прибор СД-11 может подключаться непосредственно к компьютеру и работать как аналого-цифровой преобразователь. Имеется возможность использования многоканальных измерительных трактов. Отличия этих приборов друг от друга состоят, в основном, в различии их массогабаритных характеристик и различной степени защищенности от внешних воздействий.

Рассмотрим, как в этих пакетах программ и на измерительной аппаратуре реализованы требования, приведенные выше.

Большая точность измерений параметров вибрации обеспечивается, с одной стороны, алгоритмом цифровой фильтрации и последующей обработки сигнала с датчика вибрации, а с другой стороны наличием контроля параметров сигнала с датчика оборотов. Последний позволяет выделить и сообщить пользователю следующие недостатки сигнала, существенно снижающие точность измерения:

• отсутствие сигнала с датчика оборотов;

• сигнал с датчика оборотов нестабилен. Этот случай диагностируется по изменению интервалов времени между импульсами с датчика оборотов. Появляется соответствующее предупреждение, и результаты измерения не учитываются. Появление такого предупреждения обычно означает неправильную установку датчика оборотов, наличие сигналов не только от метки, но и случайных сигналов.

Автоматизация процесса измерения тесно связана с требованием большой точности. Для увеличения точности измерения в приборе производится статистическая обработка результатов последовательных измерений. В качестве измеренной величины пользователю показывается усредненная величина вектора вибрации на частоте вращения машины (математическое ожидание этой величины). Для автоматизации используются другие статистические характеристики измеряемой величины, а именно среднеквадратическое отклонение ее от среднего. По величине среднеквадратического отклонения определяются следующие причины, отрицательно влияющие на точность измерения:

• неправильная (неплотная) установка датчика вибрации;

• наличие сигналов вибрации близкой частоты от посторонних источников;

• влияние вибрационного фона от машины или от посторонних источников.

Учет среднеквадратического отклонения позволяет автоматически остановить процесс измерения, если измерения точные, или сообщить пользователю о наличии помех при измерении и их возможном источнике для их устранения или учета при расчетах.

Пригодность аппаратуры для работы в производственных условиях обеспечивается высокой степенью автоматизации процесса измерения и механической надежностью собственно аппаратуры. Именно поэтому в качестве переносного компьютера рекомендуется использовать персональный компьютер типа PORTABLE, имеющий сравнительно (с компьютерами, специально предназначенными для промышленных условий) небольшую стоимость, высокую надежность и широкий диапазон возможностей.

Все программные продукты, разработанные ВАСТ, ориентированы на проведение балансировки с минимальным количеством пусков. Для этого предусмотрена обработка результатов измерения по мере их поступления. После проведения измерений параметров вибрации для каждой пробной массы производится расчет ожидаемой величины вибрации при установке балансировочных масс в уже обмеренные плоскости. Это позволяет прекратить процесс установки пробных масс, как только ожидаемая вибрация станет меньше требуемой.

Программные продукты, разрабатываемые в ВАСТ имеют три степени сложности. Это:

• простейшая программа VAST_B_S, предназначенная для балансировки машин, имеющих до трех плоскостей установки масс и до 8 точек измерения вибрации. Программа оценивает пригодность результатов измерения для расчета балансировочных масс. Допускается балансировка как со снятием, так и без снятия всех или части пробных масс.Устанавливается в приборе СД-11 или на персональном компьютере с платой АЦП.

• базовый пакет программ VAST_B_B, предназначенный для балансировки машин практически любой конфигурации (до 8 различных режимов работы, до 16 плоскостей установки масс, до 64 точек измерения параметров вибрации). Устанавливается на персональном компьютере с платой АЦП (или подключенном прибором СД-11) или без нее. В последнем случае в качестве измерительного прибора может быть использован любой прибор, позволяющий достоверно определить амплитуду и фазу вибрации на частоте вращения машины. Ввод данных при этом производится с клавиатуры.

• полный пакет программ VAST_BAL, предназначенный для балансировки и диагностики машины любой конфигурации. Проводит диагностику дефектов машины, препятствующих балансировке, а также определяет ошибки пользователя при проведении измерений и установке пробных и балансировочных масс. Устанавливается на персональном компьютере с платой АЦП (с подключенным прибором СД-11) или без нее.

Рассмотрим основные особенности пакетов программ, разработанных ВАСТ, на примере пакета программ VAST_BAL:

Глубокий анализ поступающей измерительной информации. Наиболее существенным отличием продуктов, разрабатываемых ВАСТ, от существующих на рынке, является глубокий анализ поступающей измерительной информации. На основании этого анализа появляется возможность выявить целый ряд дефектов как измерений, так и балансируемой машины. Список диагностируемых дефектов постоянно расширяется разработчиками.

Среди основных диагностируемых дефектов следует, в первую очередь, выделить ошибки пользователя при проведении балансировки. К этим ошибкам относятся:

• ошибки при измерении параметров вибрации (пример из практики - вместо радиальной составляющей для расчетов использовалась осевая составляющая вибрации). Поиск этих ошибок имеет смысл именно при обработке данных по мере их поступления, а не когда-нибудь потом, поскольку запуск машины, перестановка пробных масс и т.д. для повторного измерения параметров вибрации в одной или нескольких точках мало реальны, а пока машина еще не остановлена, повторные измерения вполне возможны;

• ошибки при снятии пробных масс. Например, устанавливается комплект балансировочных масс, рассчитанный при условии снятия пробных масс, а последние не сняты (пакет программ позволяет рассчитывать балансировочные массы как с предварительным снятием пробных, так и без снятия их в отдельных плоскостях установки масс);

• ошибки в определении направления отсчета угла установки масс (по или против направления вращения машины).

Обо всех замеченных ошибках появляются соответствующие сообщения.

Дефекты машины. Вторая большая группа дефектов - дефекты собственно машины. Вообще говоря, перед проведением балансировки машина должна быть продиагностирована, и все замеченные дефекты должны быть устранены. Но это только в теории. На практике повышенную низкочастотную вибрацию, вызываемую, например, изломом или изгибом линии вала, ослаблением фундаментных конструкций и т.д., обычно списывают на дисбаланс. Поэтому в пакетах программ ВАСТ большое внимание уделяется идентификации дефектов машины (в настоящее время только по измерениям, проводимым при балансировке). Наличие этих дефектов может не только уменьшать эффективность балансировки, но и препятствовать ее проведению. Сам же процесс балансировки можно рассматривать как разновидность диагностики, а именно - диагностику механической системы по тестовым воздействиям. Идентифицируются следующие основные дефекты:

• дефекты линии вала (изгиб, излом, параллельность осей);

• дефекты (ослабление) опор и фундаментных конструкций;

• дефекты соединительных муфт.

В перспективе, при интеграции с программными продуктами ВАСТ, предназначенными для собственно диагностики машин по их вибрации, список диагностируемых дефектов будет существенно расширен.

Плоскости установки масс, оказывающие одинаковое влияние на все точки измерения параметров вибрации. Анализ измерительной информации позволяет выделить в машине плоскости установки масс, оказывающие одинаковое влияние на все точки измерения параметров вибрации. Эти плоскости являются взаимозаменяемыми, и пользователю предлагается выбрать только одну из них для установки масс. Это позволяет, во-первых, уменьшить количество плоскостей установки масс и, следовательно, сократить объем работ при балансировке. Кроме того, при установке балансировочных масс в этих плоскостях возможна взаимная компенсация их влияния, что приводит к неоправданному увеличению величины отдельной балансировочной массы.

Оценка эффективности балансировки по известным коэффициентам влияния. При проведении повторной балансировки по известным коэффициентам влияния (подбалансировки) часто встает вопрос о причинах ее малой эффективности. Это может быть и влияние ошибок при измерении, и существенное изменение механических параметров машины при изменении амплитуды вибрации, и возрастание влияния неинерционных сил. Использование анализа измерительной информации позволяет определить применимость имеющихся коэффициентов влияния для дальнейших расчетов корректирующих масс и предупредить пользователя о возможной малой эффективности следующего шага подбалансировки.

Балансировка объектов практически любой степени сложности. Использование в качестве измерительного прибора переносного персонального компьютера или сборщика виброинформации с большим объемом памяти позволяет проводить балансировку объектов практически любой степени сложности. Так, пакеты программ ВАСТ рассчитаны на балансировку машины, имеющей до восьми режимов работы (различающихся по скорости вращения, нагрузкам, температурным условиям и т.д.), до 16 плоскостей установки масс и до 64 точек измерения параметров вибрации со снятием или без снятия пробных масс.

Оптимизация количества пробных масс. Используемый в пакете программ VAST_BAL алгоритм расчета балансировочных масс позволяет оценивать возможную эффективность балансировки после проведения измерений для каждой пробной массы. Это позволяет прервать процесс установки пробных масс и измерения параметров вибрации при достижении требуемого результата балансировки.

Большое количество вспомогательных программ. Применение прибора с широкими расчетными возможностями позволяет также использовать большое количество вспомогательных программ, позволяющих рассчитать величины пробных масс, рассчитать массу, эквивалентную по воздействию нескольким установленным массам, распределить балансировочную массу по имеющимся местам ее установки, рассчитать величину остаточных дисбалансов, которая, в отличие от величины вибрации, указана в государственных стандартах. Кроме того, достаточно просто организуется создание, корректировка и распечатка необходимой документации.

Функциональные возможности приборов, созданных в акционерном обществе ВАСТ, обеспечивают возможность получения и анализа как узкополосных спектров вибрации, так и амплитудно- и фазо-частотных характеристик объекта.

Большие возможности при измерении и обработке сигнала вибрации, высокая степень автоматизации процесса измерения, глубокий анализ результатов измерения и большое количество вспомогательных функций позволяет использовать аппаратуру и пакеты программ, разрабатываемые ВАСТ, как опытному балансировщику для ускорения процесса балансировки и снижения ее стоимости, так и пользователю, желающему самостоятельно проводить балансировку, но не обладающему достаточным опытом. В последнем случае программа подскажет оптимальный алгоритм балансировки и предостережет от большинства ошибок при ее проведении.