В настоящее время на многих предприятиях все больше внимания уделяется вопросам повышения надежности работы оборудования, увеличения количества и улучшения качества выпускаемой продукции и оптимизации производственных затрат. Плохое состояние отдельных узлов агрегата, приводящее к внеплановым остановам, напрямую связано со значительными экономическими потерями (ухудшение качества и уменьшение количества единиц произведенной продукции, повышение затрат на ремонт и устранение последствий аварии). Один из наиболее эффективных способов увеличения надежности работы оборудования и повышения качества выпускаемой продукции - переход от концепции ремонтов "по отказу" на ремонтные работы по фактическому состоянию. Подобный переход связан с внедрением методов неразрушающего контроля, которые обеспечивают получение достоверной информации о состоянии оборудования без нарушения производственного цикла. Во многих отраслях промышленности для этого используются вибродиагностические методы, которые в ряде случае позволяют не только выявить источник повышенной вибрации, но и принять ряд необходимых мер по его оперативному устранению. Один из таких основных источников повышенной вибрации, негативно сказывающийся на ресурсе оборудования и ухудшающий его работу - дисбаланс, который устраняется балансировкой роторного оборудования.
Схема появления дисбаланса различна: он может быть внесен при изготовлении и ремонте роторного оборудования или получен в процессе эксплуатации, например, вследствие эрозионного износа или отложения солей. На сегодняшний день существует большое количество балансировочных станков различных типов, которые используются для балансировки роторов после их изготовления или выхода из ремонта и позволяют оперативно и с необходимой точностью уменьшать имеющийся дисбаланс. Однако в некоторых случаях их применение по целому ряду причин бывает затруднительно. Например, использование балансировочных станков требует нарушения производственного цикла, что может негативно сказаться на объемах выпускаемой продукции, особенно при конвейерном производстве. При устранении эксплуатационного дисбаланса не менее результативно бывает использование виброизмерительных приборов со встроенной балансировочной программой, которые позволяют успешно проводить балансировку в собственных опорах без демонтажа за короткий отрезок времени. Наибольшая эффективность балансировки в собственных опорах достигается на агрегатах, которые в силу особенностей условий работы требуют частой текущей подбалансировки. Ниже приведен пример практического применения статической балансировки шлифовального круга в собственных опорах при помощи виброанализатора "Агат" фирмы "Диамех 2000" для повышения качества изготовления поршней компрессоров на одной из автоматизированных линий ЗАО "Атлант".
На Рис.1 показано схематичное представление исследуемой установки. В ходе проведенного вибрационного обследования максимальная вибрация была зафиксирована на подшипнике № 2. На рис. 2 приведен спектр виброскорости, полученный на этом подшипнике в вертикальном направлении. На спектре доминирует составляющая оборотной частоты (на частоте вращения 18,3 Гц - 0,43 мм/сек), что свидетельствует о дисбалансе. Анализ векторов вибрации на частоте вращения подшипников № 1 и № 2 (полусумма векторов вибрации много больше их полуразности), показал, что преобладает статический дисбаланс. Учитывая конструктивные особенности данного агрегата, было принято решение о выполнении статической балансировки с контролем вибрации на подшипнике № 2 в вертикальном направлении. В качестве плоскости коррекции для установки пробных и балансировочных грузов была выбрана плоскость планшайбы шлифовального круга.
Ниже приведены данные пусков во время проведения балансировки.
0-й пуск (вектор вибрации до балансировки)
= 11 мкм / 123°
1-й пуск пробный (вектор вибрации с пробным грузом)
Pп = 15 г / 30° = 21,5 мкм / 80°
2-й пуск контрольный (вектор вибрации с корректирующим грузом)
Pк = 10 г / 280° = 0,8 мкм / 100°
В результате балансировки всего за 2 пуска вектор вибрации частоты вращения уменьшился с 11мкм / 123° до 0,8мкм / 100°. Спектр вибрации подшипника № 2 в вертикальном направлении после балансировки представлен на рис. 5. Составляющая оборотной частоты (18,3 Гц) на спектре снизилась с 0,43 мм/сек до 0,02 мм/сек. После балансировки наибольший вклад в вибрацию вносит составляющая на частоте 56,6 Гц (одна из подшипниковых частот).
В течение 10 минут при помощи виброанализатора "Агат" фирмы "Диамех 2000" была проведена экспресс-диагностика и принято решение о проведении статической балансировки. За 2 пуска амплитуда вектора вибрации оборотной частоты уменьшился с 11 мкм до 0.8 мкм, что привело к существенному уменьшению порядка гранности обрабатываемых деталей. Так показатель для "Roundnessunten" (внешней поверхности) уменьшился с 2,19 µm до 1.37 µm, для "Roundnessmitte" (промежуточной поверхности) - с 1,09 µm до 1,04 µm, а для "Roundnessoben" (внутренней поверхности) - с 1,80 µm до 1,47 µm.
Использование вибродиагностической аппаратуры позволило в сжатые сроки и без демонтажа агрегата провести диагностику и балансировку, существенно улучшив при этом качество производимых деталей. Организация подобной процедуры периодического мониторинга состояния оборудования на предприятии с возможностью оперативного вмешательства в рамках внедрения концепции планово предупредительных обслуживания на сегодняшний день одна из важнейших задач. Ее успешное решение, как показывает практика, позволит не только резко сократить число внезапных остановов и незапланированных простоев, но и существенно улучшить качество, и увеличить количество выпускаемой продукции.