Автореферат (1024743), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Исходные данные взяты для гидроагрегатов НижнекамскойГЭС. По круговой шкале указана дискретность съёма информации, а по радиальной –интервалы времени. Дискретность съёма 96 интервалов времени за оборот турбины, апо радиусу длительность интервалов времени. Так как так как измеряемойфизической величиной также являются интервалы времени, то обработка их рядовпозволяет выявлять дефект в автоматическом режиме. На Рис. 6.

Приведена круговаядиаграмма контроля зазора подпятника.Сектор линейногографика (рис. 3)Сектор нарушенияработы подпятника9871510Подпятник100,00+0,011115+0,02612+0,03+0,04+0,05513+0,061441532Граница допуска161Радиальная линия сборкиРис. 6.Круговая диаграмма контроля зазора подпятникаВ процессе реализации вычислительных экспериментов и отработкимногофакторных математических моделей для использования в системахинформационного метрологического обеспечения получены следующие практическиерезультаты:- приведен пример оценки функционирования гидроагрегатов ГЭС приизмерении интервалов времени, соответствующих обороту и его долям на примереизноса кинематики лопатки поворотно-лопастной турбины, определение размерногосостояния масленого клина в подпятнике, определение изменений в работе системыротор-статор (для определения дефектов необходимо также измерение электрическихпараметров);- возбуждение генератора, вызванное изменением амплитуды угла качания,превышающее изменение амплитуды качания валопровода турбины, происходит привоздействии на статор серии импульсов, а не одиночного импульса с периодомколебаний, меньшим периода вращения турбоагрегата в 3 и более раза;показанонапримерематематическогомоделированияфазохронометрического вида, что исследование циклических электромеханическихсистем роторного типа на примере турбоагрегатов тепловых электрических станцийневозможно без контроля крутильных колебаний;22Математическое многофакторное моделирование беспечивает взаимосвязьрезультатов измерений и обработки измерительной информации (например, спектркрутильных колебаний, собственные частоты, хронограмма вращения турбоагрегата идр.) с конструкцией ТА.

Позволяет осуществить переход от экспериментальныхданных к индивидуальным характеристикам системы (моменты инерции, жесткости,габаритно-массовые, электрические параметры и др.);- при выполнении вычислительных экспериментов в качестве исходныхпараметров для анализа функционирования турбоагрегата могут задаватьсяэкспериментальные результаты измерений, в том числе:- изменение токов главного и вспомогательного генератора;- изменение напряжения главного и вспомогательного генератора;- изменение времени полного и долей оборота (изменение угловой частоты,полученное с высокой точностью) и др.Активное использование результатов измерений фазохронометрическойинформации в составе системы управления (СУ) обеспечит:- сокращение амплитуды скручивающего момента на муфте РВ-РГ до 10 раз;- уменьшение амплитуды углов качания до 4 раз;- уменьшение приращения токов по осям d и q, что приведет к снижениюмеханических нагрузок на ходовые части валопровода турбоагрегата и электрическихна токонесущие тракты системы.Измерительно-вычислительная технология на базе фазохронометрическогометода открывает новые возможности мониторинга процессов амортизации и оценкитехнического состояния оборудования и инструмента, деградационных процессов вконструкционных материалах, определения раннего зарождения дефектов, вперспективе может обеспечить решение следующих задач:- оценки текущего технического состояния металлорежущих станков;- определения оптимальных с технологической точки зрения режимов резания;- оценки технического состояния узлов, вспомогательного оборудования;- оценка износа и поломок режущего инструмента в процессе работы станка;повышенияэкономичностиинадежностиэксплуатируемогометаллорежущего оборудования.ГЛАВА6.Единаяизмерительно-вычислительнаятехнологиясопровождения эксплуатации объектов машиностроения циклического действияна базе фазохронометрического подхода.Построенная на применении фазохронометрического подхода измерительновычислительная технология сопровождения эксплуатации объектов машиностроенияциклического действия Единая Концепция обладает рядом преимуществ:- универсальность построения измерительной технологии для объектовциклического действия в отраслях: энергомашиностроения, гидроэнергетики,станкостроения, редукторостроения, транспортного машиностроения, производстваподшипников качения, производство и генерация элеткрической энергии,нефтедобывающая и газодобывающая отрасли и т.п.;- реализация измерительно-вычислительного комплекса метрологическогообеспечения жизненного цикла в Едином опорном времени с момента первогозапуска/испытаний с привязкой результатов измерений и хронометрических методикк Государственным поверочным схемам средств измерений времени и частоты;- применение на всех этапах имитационного математического моделированияобъектов машиностроения, верификация и идентификация применяемых2324математических моделей в фазохронометрическом представлении, реализацияинтеллектуальных измерительных комплексов, адаптируемых к условиямфункционирования;- обеспечивается комплексный Единый подход измерительно-вычислительнойтехнологии сопровождения эксплуатации объектов машиностроения циклическогодействия на базе фазохронометрического метода.Единый подход измерительно-вычислительной технологии сопровожденияэксплуатации объектов машиностроения циклического действия на базефазохронометрического метода в общем случае включает следующие составляющие:1) предварительное определение и перечня диагностируемых параметров ивозможных дефектов объекта машиностроения циклического действия и структурноеразбиение машины на конструктивные части, критически важные длядиагностирования параметров и возможных дефектов;2) разбиение рабочего цикла объекта машиностроения и его элементов наотдельные фазы;3) составление со степенью подробности, необходимой для прецизионногоопределения величин диагностируемых параметров и возможных дефектов,математических моделей рабочего цикла частей машины и их взаимодействия вфазохронометрическом информационном представлении для взаимосвязи результатовизмерений с соответствующими процессами (фазами цикла) в работающих частяхмашины,4) установку в частях машины прецизионных (с относительной погрешностьюне более 10-4 %) хронометрических датчиков фаз рабочего цикла, выходы датчиковсвязаны с блоком обработки сигналов их измерений, в блоке также установленырабочие программы математических моделей рабочего цикла частей машины и ихвзаимодействия для последующей обработки результатов измерений, при этомрасположение датчиков в машине обусловлено конструкцией частей циклическиработающей машины, а места установки датчиков определяют с точки зренияполучения наиболее полной информации о работе частей машины;5) прецизионные измерения указанными датчиками интервалов времени фазрабочих циклов частей машины и их взаимодействия с представлением обработаннойизмерительной информации в едином метрологическом формате на всех этапахжизненного цикла машины и в математическом моделировании рабочих цикловчастей машины и их взаимодействия, а именно: получение массивов данных,образованных сериями измеренных последовательно (без пропусков) рядовинтервалов времени фаз в едином опорном времени;6) в ходе обработки результатов измерений выполняют уточнение величинпараметров, входящих в математические модели, на соответствие текущемутехническому состоянию машины, а затем по результатам имитационногомоделирования с использованием уточненных моделей и с последующейматематической обработкой определяют величины диагностируемых параметров ивозможных дефектов машины, по которым оценивают текущее техническоесостояние машины.Это последовательность общих приемов действий фазохронометрическогометода, которые необходимо каждый раз творчески применять с индивидуальныминюансами реализации для диагностирования конкретных типов циклических машин.Напримеререализацииизмерительно-вычислительнойтехнологииметеллорежущих станков показано, что используя результаты ММК - идентификации24функции преобразования в зависимости от решаемой задачи может быть определенаоптимальная функция прогнозирования и горизонт прогноза.

Исходя из полученныхрезультатов следует, что минимальному значению среднего модуля погрешностинеадекватности соответствует функции прогнозирования, при этом горизонт прогноза_ [ 5]≈ 20%. средний модуль погрешности неадекватности равен E 10 = 14,4918 ⋅ 10 −8 Приупрощении модели прогнозирования (упрощения кода структуры) функция сфизической точки зрения хуже описывает реальный процесс, однако может бытьспрогнозирована на больший промежуток времени.При упрощении функции структуры модели функция прогнозированияпринимает другой вид, в этом случае средний модуль погрешности неадекватности_ [5]равен E 10 = 20,2195 ⋅10 −8 .

Реальный процесс прогнозируется с большей погрешностью,определенной величиной СМПН, однако сама функция может быть спрогнозированас горизонтом ≈ 25%.Оценена погрешность измерительной фазохронометрической системы. Расчетметрологических характеристик измерительного канала показал, что увеличениеточности электромеханических систем нецелесообразно производить, повышаяразрядность электронного блока измерения, поскольку полезная составляющаясигнала значений периода будет поглощена паразитными временными сдвигамиимпульсов под действием шума, при этом погрешность передачи информационногосигнала по оптоволоконным линиям связи. Суммарная погрешность определениямомента времени равна:∆ ∑ t = ±3,06 ⋅10 −8 сек.(17)Проведена оценка эквивалентности измерений гауссовской модели.

При этомпоказано, что результат однократного измерения является случайной величиной иимеет гауссовский закон распределения. Данный результат доказывает возможностьпроведения проверки метрологических характеристик измерительных каналовфазохронометрических систем без учёта изменений условий эксплуатации иаппаратной части.ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ1. Разработана концепция измерительной фазохронометрической технологииподдержки жизненного цикла объектов машиностроения, реализующая:- предварительное определение перечня диагностируемых параметров ивозможных дефектов объекта машиностроения циклического действия и структурноеразбиение машины на конструктивные части, критически важные длядиагностирования параметров и возможных дефектов;- разбиение рабочего цикла объекта машиностроения и его элементов наотдельные фазы;- составление математических моделей рабочего цикла частей машины и ихвзаимодействия в фазохронометрическом информационном представлении состепенью подробности, необходимой для прецизионного определения величиндиагностируемых параметров и возможных дефектов, для взаимосвязи результатовизмерений с соответствующими процессами (фазами цикла) в работающих частяхмашины;- установку в частях машины прецизионных (с относительной погрешностьюне более 10-4 %) хронометрических датчиков фаз рабочего цикла, выходы датчиковсвязаны с блоком обработки сигналов их измерений;2526- прецизионные измерения интервалов времени фаз рабочих циклов частеймашины и их взаимодействия с представлением обработанной измерительнойинформации в едином метрологическом формате на всех этапах жизненного цикламашины и в математическом моделировании рабочих циклов частей машины и ихвзаимодействия в едином опорном времени;- уточнение величин параметров, входящих в математические модели, насоответствие текущему техническому состоянию машины, а затем по результатамимитационного моделирования с использованием уточненных моделей и споследующей математической обработкой определяют величины диагностируемыхпараметров и возможных дефектов машины, по которым оценивают текущеетехническое состояние машины.2.

Характеристики

Список файлов диссертации