Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Метрология и метрологическое обеспечение

Диссертационная работа:

Темнов Владимир Сергеевич. Измерительно-вычислительное сопровождение эксплуатации циклических машин и механизмов фазо-хронометрическим методом : Дис. ... канд. техн. наук : 05.11.15 Москва, 2006 167 с. РГБ ОД, 61:06-5/2608

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

актуальность темы 5

цель диссертации 6

новизна результатов 6

практическая ценность 7

основные положения» выносимые на защиту 7

Глава 1. Обзор литературных источников и постановка задачи

исследования 8

  1. Методы диагностики и измерения параметров циклических машин и механизмов 8

  2. Датчики для работы в системе фазо-хронометрического сопровождения эксплуатации циклических машин и механизмов 11

  1. Фотоэлектрические датчики 12

  2. Электрические первичные преобразователи 12

  1. Время как диагностический параметр 14

  2. Использование электрических первичных преобразователей

в составе фазо-хронометрической системы 17

1.5. Проблема выявляемое дефектов поверхности ротора 21

1.6. Постановка задачи исследования 22

Глава 2. Схема построения измерительно-вычислительной фазо-
хронометрической системы (ИВФХС)
24

  1. Функциональная схема ИВФХС 24

  2. ИВС контроля валопровода турбоагрегата фазо-хронометрическим методом 25

  3. Использование генератора пробных воздействий 26

  4. Использование синхронного накопления сигнала при обработке 30

  5. Специфические требования к генератору пробных воздействий для фазо-хронометрического контроля турбоагрегата 30

стр. Глава 3. Математическая модель фазо-хронометрического сопровождения работы синхронного двигателя с помощью

датчика Холла 33

3-1. Разработка математической модели преобразователя Холла

(ПХ) с учетом внутренних шумов и внешних помех 33

3.2. Разработка математической модели вращения ротора син
хронного двигателя с учетом флуктуации 37

Глава 4. Проведение исследований системы коптроля турбоагре
гата с применением индукционного датчика и специаль
но разработанных математических моделей
45

4Л. Анализ характеристик измерительной цепи с индукционным

датчиком 45

4ЛЛ* Основные элементы конструкции датчиков, влияющие

на их параметры 45

4Л .2* Моделирование и расчет датчиков 47

4.2. Математическое моделирование колебаний валопровода

турбоагрегата 48

  1. Система уравнений движения секций валопровода турбины 48

  2. Решение системы уравнений турбоагрегата в линейном приближении 56

Глава 5. Проектирование электронной части измерительного мо
дуля системы фазо-хронометрического контроля турбо
агрегата 72

Глава 6. Экспериментальные результаты фазо-

хро но метри чес кого сопровождения эксплуатации турбоагрегата, метрологический анализ и оценка погрешности 86

6.1. Экспериментальные данные и их математическая обработка

с целью контроля изменения параметров турбоагрегата 86

6.2. Составляющие погрешности системы фазо-
хронометрического контроля турбоагрегата и их оценка 91

стр.

Глава 7. Расчетно-теоретическое исследование применимости
различных типов электрических преобразователей для
изучения циклических машин и механизмов
98

7Л« Исследование применимости резонансного индукционного
преобразователя при контроле циклических машин и меха
низмов 98

  1. Математическая модель преобразователя 99

  2. Численная реализация разностной схемы 102

7.13. Оценка точности резонансного индукционного преоб
разователя в составе фазо-хронометрической системы 103

  1. Дискретизация фазы рабочего цикла с помощью автогенератора 107

  2. Исследование системы регистрации дефектов поверхности колесных пар с преобразователем Холла ПО

  1. Построение системы и общие соотношения 111

  2. Моделирование работы системы 113

Общие выводы и заключение по работе 119

Список литературы 122

Приложение А. Характеристики датчиков Холла 131

Приложение Б. Программа расчета флуктуации углового положения

ротора и накопления статистики флуктуации 136

Приложение В. Параметры пассивного индукционного датчика 143

Приложение Г. Программа расчета крутильных колебаний секций

валопровода турбоагрегата 144

Приложение Д. Система изгибно-крутильных колебаний турбоагре
гата 147

Приложение Е. Программа вычисления амплитудно-частотной и фа-
зо-частотной зависимостей углов качания секций валопровода турбоге
нератора ЛВП от частоты сканирования обмотки возбуждения генератора
153

Введение к работе:

Актуальность темы. Система планово-предупредительных ремонтов и регламентных профилактических работ в основном обеспечивала эффективность эксплуатации технических объектов народного хозяйства России на протяжении почти всего прошлого века. Однако с приближением его окончания эта система все более переставала себя оправдывать и закономерно возникла постановка вопроса об оценке технического состояния функционирующих объектов с помощью встроенных систем. Начало нового века совпало для России со вступлением в полосу технических аварий и техногенных катастроф. Особенно тяжёлое положение сложилось на транспорте (включая вертолетный и трубопроводный) и в энергетике (об этом свидетельствует хроника аварийных ситуаций), что объясняется физическим износом техники при сокращении объемов её возобновления.

По мнению специалистов, в ближайшие годы будет исчерпан ресурс значительной части действующих турбогенераторов ТЭЦ. Проблема прогнозирующего мониторинга технического состояния машин и механизмов встала при этом с ещё большей остротой.

Для измерительно-диагностической аппаратуры, применяемой в машиностроении и основанной преимущественно на амплитудных методах, характерны уровни точности порядка (0.01.. Л) %.

При сложившемся положении метрологическое обеспечение эксплуатации техники, претерпевающей износ и деградацию конструкционных материалов, требует новых научных подходов и адекватных технических решений. Современная хронометрия [1], обозначившая резкий контраст уровней точности, существующий, например, между технической астрометрией или навигацией и машиностроением, закономерно должна явиться основой таких подходов. Исследования на реальных функционирующих технических объектах показали, что диапазон вариаций результатов измерений характерных для их работы временных интервалов может составлять (5-10" ...5-Ю")% от номинального значения. Именно в этом узком интервале ~(1...10)мкс необ-

ходимо в условиях эксплуатации объекта (турбоагрегата, двигателя и т.п.) обеспечить высокую разрешающую способность и чувствительность способа фазо-хронометрической регистрации изменений технического состояния объекта с целью его оценки и прогноза. В представленной работе обеспечена абсолютная погрешность измерения характерных интервалов времени 10" с, что составило 5-10-4% от номинального значения периода вращения валопро-вода турбоагрегата.

Отметим, что время, которое наряду с пространством относится к категориям, обозначающим основные формы существования материи, может служить и в качестве количественной меры изменения состояния систем и объектов.

Таким образом, актуальные технические решения проблем обеспечения эффективной аварийной защиты машин и механизмов, создания систем прогнозирующего мониторинга их технического состояния могут быть реализованы благодаря достижению более высокой точности фазо-хронометрического определения диагностических параметров функционирующих объектов, подавляющее большинство которых являются циклическими.

Цель диссертации заключается в разработке методов и технических средств, позволяющих с высокой точностью определять параметры текущего технического состояния циклических машин и механизмов, осуществлять мониторинг технического состояния в процессе их функционирования, с использованием построенных для них математических моделей и экспериментально получаемых временных рядов и частотных характеристик.

Новизна результатов, В работе для осуществления мониторинга циклических машин и механизмов, в частности турбогенераторов, в реальном времени в отличие от традиционных амплитудных (например, виброакустического) методов, используется фазовый (фазо-хронометрический) метод. В диссертации показана возможность:

- измерения параметров крутильных колебаний ротора генератора и секций валопровода турбины;

- получения фазо-хронометрического отклика параметров рабочего режима функционирующего турбоагрегата на пробное воздействие и вариации конструктивных параметров, при мощности генератора пробных воздействий порядка 10-6% от номинальной мощности турбоагрегата.

В диссертации определены параметры генератора тестовых воздействий и дано расчетно-теоретическое обоснование возможности применения приборов аналогового типа в импульсных режимах для обеспечения дискретных отсчетов при квантовании фазы рабочего цикла.

Практическая ценность. Применение результатов диссертации позволяет осуществлять аварийную защиту и контроль текущего технического состояния турбоагрегата в реальном времени» получая с высокой точностью исходную хронометрическую информацию и в результате её обработки - частотные характеристики, определять параметры крутильных колебаний ротора турбогенератора и секций валопровода турбины в рабочих режимах. Благодаря рекордной стабильности и точности технических средств измерения интервалов времени удается обнаруживать отклонения параметров контролируемого объекта от номинальных значений, отражающие развитие дефектов на ранней стадии.

Результаты диссертации служат основой при разработке и создании подсистемы измерительно-диагностического комплекса турбоагрегата, ответственной за мониторинг крутильных колебаний его валопровода.

Основные положения» выносимые на защиту: схема построения системы фазо-хронометрических измерений и метрологический анализ составляющих её погрешности; экспериментальные данные, полученные с помощью системы установленной на действующий объект контроля - турбоагрегат ТЭЦ-23; результаты вычислительного эксперимента и лабораторных испытаний измерительного модуля системы фазо-хронометрического контроля; математические модели, тексты программ с результатами расчетов, полученные в ходе работы над диссертацией; расчет фазо-хронометрического отклика турбоагрегата на пробное гармоническое воздействие и оценка мощности генератора пробных воздействий.

Подобные работы
Петровский Владимир Сергеевич
Создание методов обеспечения точности механизмов текстильных машин с учетом их функционального назначения
Терешин Валерий Алексеевич
Разработка методов динамического анализа многодвигательных машин с упругими передаточными механизмами
Васильев Игорь Германович
Разработка метода и средств расчетно-экспериментальной оценки долговечности механизма протаскивания сучкорезных машин
Лукин Владимир Николаевич
Разработка методов оптимизации динамических режимов работы бесфрикционных приемно-намоточных механизмов для машин синтетического волокна
Караваев Валентин Георгиевич
Применение методов термогидродинамического расчета сложнонагруженных опор жидкостного трения для повышения надежности и сокращения сроков проектирования механизмов и машин
Мансуров Олег Ибрагимович
Системы безопасности жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях при эксплуатации машин, оборудования и механизмов в энергетике
Аристова Марина Валентиновна
Методы и механизм управления системой послевузовской подготовки специалистов в высшей школе
Шахов Константин Сергеевич
Метод анализа механизма дорожно-транспортного происшествия
Игнатьев Андрей Владимирович
Развитие методов и механизмов системной организации экономической информации в управлении региональной компанией
Симбирская Леся Миновна
Экспериментально-теоретический метод исследования механизма поворота экскаваторов

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net