Разяснения по въпроса за отчитане на загубите на газ. Типична методология за измерване (определяне) на количеството природен газ за разпределяне на дисбаланса между доставчици и потребители на територията на Руската федерация Инженерна методология за изчисление

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НА ПОТОКА ЕЛЕКТРОМАГНИТНИ ПРЕМИ

1. Въведение

Масов дисбаланс- разликата между измерените стойности на масите на захранващите и връщащите тръбопроводи на системата за топлоснабдяване.

внимание! 1. Липсата на поток на който и да е канал за измерване е повреда на системата и няма нищо общо с масовия дисбаланс
2. Посочените в паспортите на ПРЕМ тегла на импулсите трябва да отговарят на настройката на калкулатора!

В случаите, когато няма показания на потока на калкулатора за топлинно количество, тези препоръки НЕ Е ПРИЛОЖИМО.

Когато се анализират причините за масовия дисбаланс, трябва да бъдат изпълнени следните условия:

• 
  PREM трябва постоянно да се пълни с измерената течност;
• 
  Трябва да има електрически контакт между PREM и измерваната течност (изравнителните проводници са свързани).

Причини за масов дисбаланс:

1. 
   Нарушаване на изискванията за механични и електрически инсталации.
2. 
   Характеристиките на отоплителната система не отговарят на обявените.
3. 
   Съставът на охлаждащата течност не отговаря на изискванията.
4. 
   Наличие на смущения от електрически инсталации.
5. 
   Особености на алгоритмите за работа на калкулаторите за топлинно количество.
6. 
   Наличието на въздух в системата.
7. 
   Отклоняване на метрологичните характеристики на преобразувателя.

1. 
   Системата трябва да е херметична - да няма течове, да се наблюдават капки.
2. 
   Спирателният вентил трябва да е в добро работно състояние.
3. 
   Системата трябва да отговаря напълно на проекта и да не съдържа допълнителни (неотчетени) връзки.

След приключване на работата е необходимо да се състави акт, в който да се изброят причините за дисбаланс на масата в измервателния уред и предприетите действия, както и да се представят почасови архиви и настройки на калкулатора.

2 Намиране и отстраняване на причините за масовия дисбаланс

2.1 Мониторинг на спазването на изискванията за инсталиране

• 
  PRM трябва да бъде напълно напълнен с вода.
• 
  Трябва да се изключи възможността за излъчване на канала.
• 
  PREM на хоризонтални тръби трябва да се монтира с електронния блок нагоре.
• 
  Не трябва да има пулсации или завихряне на потока в измервателната секция. В прави участъци не трябва да има елементи, които причиняват изкривяване на потока на течността.

2.1.1 Нарушение на механичната инсталация

2.1.2 Нарушение на електрическата инсталация

2.2 Характеристиките на системата не отговарят на декларираните

2.3 Съставът на охлаждащата течност не отговаря на изискванията

2.4 Смущения от електрически инсталации

Сигнални проводници и захранващи проводници не трябва да бъдев една екранираща плитка.

Заземяването на екранирания кабел е разрешено само от едната страна (от страната на компютъра).

Влияние на захранванията.

внимание! Всеки от PREM трябва да има собствено захранване!
Забранено е свързването на няколко PREM към един захранващ блок!

2.5 Характеристики на алгоритмите за работа на калкулатори за количеството топлина

2.6 Изход на метрологичните характеристики на PREM

3.2. Дефекти на ниво оборудване "механизъм"

Дисбалансът на въртящите се маси на ротора е един от най-честите дефекти във въртящото се оборудване, обикновено водещ до рязко увеличаване на вибрациите на агрегатите. Поради тази причина трябва да се обърне голямо внимание на въпросите за диагностика и начини за отстраняване на дисбаланси.

Преди да започнете да разглеждате този въпрос, е необходимо да направите малко методологическо отклонение. Фактът на дисбаланс на масата на ротора, когато той има тенденция да се върти не спрямо геометричната си ос, а спрямо оста на центъра на масата, които в този случай не съвпадат, се определя в литературата с различни термини. Това е и „дисбаланс“, и „дисбаланс“, и „дисбаланс“. Ако внимателно прочетете литературата, можете да намерите още няколко подобни термина. В текста на нашата работа ще използваме руската дума „дисбаланс“, която ни е позната и ако по някаква причина не ви харесва, ние искрено ви се извиняваме.

Проблемите с правилната диагностика на наличието на дисбаланси в работещото оборудване са важен аспект в работата на всяка вибродиагностична служба. Инструментите за вибрационна диагностика са най-ефективният инструмент за бързо отстраняване на дисбаланси в оборудването. Те са в основата на цяла част от вибрационната работа, наречена вибрационна настройка на оборудването.

По-долу ще разгледаме най-често срещаните въпроси за диагностициране на дисбаланси в най-честите практически прояви. Ясното познаване на тези стандартни прояви на дисбаланс ще позволи на внимателния читател да разработи по-конкретни правила за разпознаване на дисбаланси. Тези адаптивни правила, прецизирани от вас, ще вземат предвид специфичните дисбаланси, които са специфични за "вашето" оборудване.

3.2.1.1. Общи въпроси на диагностицирането на дисбаланси

Характерът на появата на дисбаланс в оборудването може да бъде различен, да бъде резултат от много характеристики на дизайна и работата на различни агрегати. Като цяло, след известно систематизиране и обобщение, цялото това разнообразие от причини за появата на дисбаланси, разбира се, може условно да се обедини в групи. То:

• Дефект в производството на въртящ се ротор или неговите елементи, възникнал във фабрика, в ремонтно съоръжение, пропуснат в резултат на недостатъчен краен контрол на качеството при производителя на оборудването, резултат от удари по време на транспортиране, лоши условия на съхранение.
• Неправилно сглобяване на оборудването по време на първоначалната инсталация или след ремонт, некачествено закрепване на елементи.
• Резултатът от процесите на неравномерно износване и разрушаване на структурата на въртящ се ротор, неговото стареене, появата на различни остатъчни деформации след необичайни условия, особено динамични удари.
• Резултат от периодични въздействия на реални технологични процеси и особености на работа на това оборудване, водещи до неравномерно нагряване и изкривяване на роторите.

Независимо от причините за възникване, според външните им признаци, особеностите на проявление в общата картина на вибрациите, всички дисбаланси могат условно да се разделят на два вида - статичен дисбаланс и динамичен дисбаланс. Характеристиките на проявата на тези основни типове дисбаланси във вибрационните сигнали и спектрите, получени въз основа на тях, особеностите на тяхната диагностика ще бъдат разгледани в тази глава по-долу, в отделни подраздели.

Основните, най-често срещаните и познати на всички признаци за наличие на дисбаланси на въртящи се ротори във вибрационни сигнали могат да се считат за следното:

• Сигналът за време на вибрация е сравнително прост, с относително малко високочестотни хармоници. Вибрационният сигнал е доминиран от вибрации с период, съответстващ на скоростта на въртене на вала - честотата на въртене на ротора.
• Амплитудата на всички хармоници от „механичен характер“ (обикновено това са хармоници от първия до десетия) в спектъра е много по-малка, не по-малка от 3-5 пъти, от амплитудата на хармоника на честотата на въртене на ротор. Ако направим сравнение по отношение на мощността, тогава поне 70% от мощността на вибрационния сигнал трябва да бъде концентрирана в обратния хармоник.

Тези признаци на дисбаланс се появяват във всички вибрационни сигнали, записани на опорния лагер. В най-голяма степен те се проявяват във вертикална посока и в напречна посока.

Почти винаги простото и разбираемо диагностично правило, че „дисбалансът се върти в кръг“ е напълно вярно. Съотношението на амплитудата на първия хармоник във вертикална посока към аналогичния хармоник във вибрационния сигнал в напречна посока е в диапазона приблизително 0,7 ¸ 1,2 и рядко излиза извън неговите граници.

Обикновено първият хармоник във вертикална посока е равен и често малко по-малък от първия хармоник на вибрацията в напречна посока. Изключение правят машините със специфични конструктивни характеристики. Пример са турбогенераторите, които винаги имат по-висок компонент на вертикалната вибрация. Причината е неравномерната радиална твърдост на ротора, в която надлъжните прорези на намотките са концентрирани близо до полюсите. Трябва да се разбере, че неравномерната радиална твърдост на роторите е най-изразена във втория хармоник, което не е толкова важно при диагностицирането на дисбаланси.

Отклонения от това правило възникват и при увеличени странични хлабини в опорните лагери, което води до повишена подвижност на ротора в напречна посока. Това е възможно и при много големи разлики в степента на съответствие на носещите стелажи във вертикална и напречна посока.

Нивото на вибрация в аксиална посока, в случай на дисбаланс, обикновено е по-ниско от нивото на вибрация в радиална посока. Това правило не се спазва, когато лагерите са силно еластични в аксиална посока и (или) когато възниква дисбаланс, когато по някаква причина валът се огъне. При такъв дисбаланс във вибрациите на аксиалната посока, първият хармоник може да не е доминиращ, сигналът може да съдържа значителни хармоници на други честоти, например втората, третата.

Обикновено вибрационният модел на дисбаланс се появява едновременно на два лагера на управлявания механизъм. Само на един от лагерите дисбалансът се диагностицира доста рядко и само в случаите, когато е напълно концентриран директно в зоната на лагера.

Ако по време на измерванията на вибрациите е възможно да се промени работната скорост на ротора, тогава обикновено ясно се вижда, че най-често с увеличаване на скоростта на въртене вибрациите от дисбаланс се увеличават интензивно. При привидната простота на подобно твърдение, ние сме принудени да отбележим със съжаление, че измерването на вибрации при променлива скорост води до усложняване на процедурата за диагностика на дисбаланс. Проблемът се изостря от появата на графиката на зависимостта на вибрациите от честотата на въртене на пикове, съответстващи на "критичните честоти на ротора". Малко диагностици разбират правилно значението на термините "първа критична честота", "втора критична честота" и т.н. Тези въпроси принадлежат към областта на модалния анализ, доста са сложни и, най-важното, са важни само за много големи ротори. За подробно разглеждане на този въпрос просто нямаме достатъчно място, всички, които се интересуват от този въпрос, трябва да се обърнат към други източници.

При липса на други дефекти в състоянието, с постоянна скорост на ротора, вибрациите от неговия дисбаланс доста често зависят от режима на работа на агрегата, свързани с неговото натоварване. С други думи, в зависимост от режима на работа на различно оборудване, масовият дисбаланс ще се прояви в измерванията на вибрациите в различна степен.

Във всеки тип оборудване този ефект ще се прояви по различни причини:

• В електрическите машини (електродвигатели) увеличаването на натоварването води до увеличаване на електромагнитните сили на взаимно привличане на ротора и статора, което води до намаляване на вибрационните признаци на дисбаланс.
• При центробежните помпи и вентилатори увеличаването на производителността също води до стабилизиране на положението на ротора на помпата (работното колело на вентилатора) спрямо неподвижните елементи на пътя на потока. Трябва да се отбележи, че тук е възможен и обратният ефект - при наличие на геометрична асиметрия или дефекти в пътя на потока, с увеличаване на производителността на помпеното оборудване и вентилаторите, признаците на дисбаланс ще се увеличат.

Вибрацията от дисбаланс в много случаи е опасна не само поради амплитудата си, тя е възбуждащ фактор, който води до "проявление" в състоянието на оборудването на признаци на други дефекти. Тук действа принципът на "взаимно умножаване" на влиянието на няколко дефекта. Ако няма възбуждаща сила, което най-често е въздействието на дисбаланса на масите на ротора, тогава не се появяват други дефекти, главно опорната система на агрегата.

Характеристиките на проявата на дисбаланс в оборудването и степента на влиянието му върху състоянието на единиците на пръв поглед са много прости. Практиката обаче многократно потвърждава сложността и многостранността на проявата на дисбаланси в оборудването. Това донякъде напомня на добре позната поговорка на практически лекари - хирурзи. „Коя от всички операции е най-простата - апендицит. Коя операция е най-трудна - също апендицит. Всичко това може да се каже и за дисбаланса. Струва ни се, че всеки, който се е занимавал сериозно с диагностика и отстраняване на дисбаланси, ще се съгласи с подобно твърдение.

Нека обясним това с практически пример.

На благоприятния фон на добре работещ агрегат, вибрациите внезапно се увеличават значително. Оперативните служби канят двама специалисти по вибрации (това е нашият теоретичен вариант). Диагностиката на състоянието, извършена от двамата специалисти според спектрите на вибрационните сигнали, ясно показва наличието на цял "букет" от дефекти в устройството. Има два възможни сценария за развитие на събитията.

Един специалист прави категорично заключение за лошото състояние на лагерите, незадоволителното центровка, наличието на дефекти в основата и т.н. , но не и най-опасното. Основното заключение е много категорично - агрегатът има няколко сериозни и развити дефекта. Устройството трябва да бъде спряно и ремонтна дейност. Определено е необходимо да забравите за възможността да „посегнете“ до планиран ремонт.

Вторият диагностик прави по-задълбочен, по-компетентен анализ на състоянието на блока. Например, той смята, че първият обратен хармоник в спектъра на вибрационния сигнал е следствие от наличието на дисбаланс, а масленият хармоник, който придружава увеличения хлабина в лагера, възниква само поради възбуждащия ефект на силата на дисбаланс. Крайната вибрация на плъзгащия лагер се определя от няколко параметъра - увеличен луфт в лагера, несъосност и лек дисбаланс, който възбужда тези вибрации. По същия начин се анализират проблемите на състоянието на подравняване на механизмите, състоянието на основата.

Следователно тези вибрации на блока, както на лагера, така и на основата, са причинени от една причина - дисбалансът на масите на ротора, въпреки че на пръв поглед дисбалансът не е основният дефект. Диагностикът взема решение да извърши балансиране в собствените си лагери. В резултат на отстраняването на дисбаланса, силата, която възбужда трептенията на масления клин, изчезва и вибрациите най-често рязко спадат до нормална стойност. Дефектите в лагерите и основата, каквито бяха, все още остават, но вече не се появяват при вибрации, няма вълнуваща сила. Вибрацията на уреда е нормална, пълен успех в регулирането на вибрациите на уреда!

Дълбокото познаване на физическите процеси в апаратурата от опитен диагностик, макар и в някои случаи интуитивно, носи своите положителни резултати, от които могат да се разграничат следните:

• Операцията има на разположение външно безопасно устройство, работещо в приемлив диапазон от нива на вибрации. Това устройство, при определени условия, може да бъде "тихо" финализирано преди планиран ремонт, когато е възможно да се отстранят всички дефекти.
• Специалист, който разбира добре причините за вибрациите в определено оборудване, значително повишава рейтинга си.
• По-малко опитен диагностик, който външно е направил всичко правилно, губи оценката си, състоянието на устройството се е подобрило, без да отстрани идентифицираните от него дефекти, което означава, че те не са съществували. Всъщност повечето от дефектите, които той идентифицира, не изчезнаха, те просто престанаха да се диагностицират от спектрите на вибрационните сигнали, но това вече не представлява интерес за никого.

Този пример, доста показателен и стандартен, е даден, за да демонстрира малка част от проблемите от различни видове, които възникват по време на диагностиката и отстраняването на дисбаланси в оборудване от различни видове.

Можете също така да се обърнете към по-дълбоко изказване на известния специалист по балансиране на ротори, автор на популярната книга A. S. Goldin - „ако има дисбаланс - баланс, ако няма дисбаланс - също баланс“. Той винаги брилянтно прилага този важен постулат на практика.

Ако обобщим тази информация, тогава можем да стигнем до правилно разбиране на работата по "успокояване на оборудването", което в много случаи по-ефективна работаотносно „отстраняване на проблеми с хардуера“. В този брой не всичко е просто и недвусмислено, така че няма да се задълбочаваме в него, оставяйки разглеждането на тънкостите на читателя.

3.2.1.2. Статичен дисбаланс

Това е най-простият, но и най-често срещаният тип дисбаланс при въртящи се ротори. Диагнозата му не създава големи проблеми, диагностицира се сравнително лесно. При значително количество статичен дисбаланс, той може да се определи дори при извадено от експлоатация оборудване, без използването на устройства за контрол на вибрациите. Стационарен ротор със силен статичен дисбаланс винаги ще има тенденция да се установява в позиция, където най-тежката точка е на дъното. За да се намали ефектът от триенето в лагерите, роторът може да се завърти бавно на ръка, след което може да се настрои по-точно с тежката точка надолу. Диагностиката на дисбаланс по този начин е възможна докато статичният момент от дисбаланс е по-голям от общия момент от триене в лагерите и уплътненията на ротора.

Обикновено такава проста процедура за намиране на мястото на дисбаланс не е достатъчна за балансиране на ротори, въртящи се със значителна скорост. Стандартната практическа ситуация е, че роторът в изключено състояние може да спре във всяко положение, няма външен дисбаланс и по време на работа вибрациите са повишени. Процедурата за по-точна и окончателна диагностика на наличието на дисбаланс и последващото балансиране трябва винаги да се извършва при работната скорост на въртене на ротора, като се използват съвременни виброизмервателни уреди за диагностика на дисбаланс - вибрационни спектрални анализатори.

За да се илюстрират характеристиките на проявлението и диагностицирането на дисбаланс с помощта на вибрационни сигнали, на фигура 3.2.1.1. са дадени вибрационният сигнал, записан върху опорния лагер на механизма в измерението на скоростта на вибрациите и неговият изчислен спектър.

Съгласно 3.2.1.1.a. формата на вибрационния сигнал е много близка до класическия синусоидален сигнал, чиято честота е равна на честотата на въртене на ротора, първият хармоник на честотата на въртене.

Показано на фиг. 3.2.1.1.б. моделът на разпределение (мощност) на вибрациите върху основните хармоници, съответстващ на статичен дисбаланс, е външно прост и разбираем. Спектърът е ясно доминиран от хармоничния пик на честотата на въртене на ротора. Спектърът също така съдържа (може да присъства) втория и третия хармоник от честотата на въртене на ротора. Всички тези допълнителни хармоници по амплитуда са много по-малки от обратния хармоник, обикновено десетки пъти.

В сигнала и в спектъра, показан на фигура 3.2.1.1, за обобщеност и условно усложняване на диагностичната картина са показани и няколко „минорни” хармоника. Те са показани в нискочестотната част на спектъра и там също е показана някаква комбинация от хармоници, като "повдигане в честотната лента" или "гърбица" в спектъра. Същата "гърбица" може да бъде във високочестотната зона на спектъра, при честоти над 1000 херца. Не трябва да им обръщате специално внимание, това са хармоници от второ ниво на диагностика, косвено причинени от дисбаланс или триене в уплътненията.

Вече казахме по-горе, че такъв модел на разпределение на хармониците в спектъра на вибрациите обикновено се извършва в две посоки (измервания на вибрации), вертикална и напречна. Освен това, амплитудите на първите хармоници в тези два спектъра, на всеки лагер, обикновено са приблизително равни по големина. Разликата в амплитудите на обратните хармоници за лагерите може да бъде голяма, до няколко пъти.

При статичен дисбаланс на масите на ротора, в аксиална посока, най-често има по-ниско общо ниво на вибрации (RMS). Нека обясним причините за възникването на самата вибрация в аксиална посока, тъй като в някои методически препоръки за вибрационна диагностика има информация, че няма аксиална вибрация в случай на дисбаланс. Със сигурност се случва, но рядко. В повечето практически случаи, при наличие на дисбаланс, аксиалната компонента на вибрацията е налице, а често и тя е повишена.

Вибрацията, в първоначалната си интерпретация, е проекцията на траекторията на прецесията на вектора на пространствената вибрация на контролираната точка (лагера) върху посоката на оста на инсталацията на сензора за вибрации. Прецесионната крива на лагера (траекторията на края на вектора на пространствената вибрация на контролираната точка), поради силата от дисбаланс, теоретично трябва да преминава в равнина, перпендикулярна на оста на ротора.

На практика картината на контролираната точкова прецесия е по-сложна. Движението в равнина, перпендикулярна на оста на въртене, винаги води до движения на контролираната точка в аксиална посока. Това се дължи на особеностите на монтирането на лагера вътре в опората, неравната твърдост на опорите по различни оси, колебанията на лагера около хоризонталната ос, перпендикулярна на оста на въртене на ротора и т.н. Всичко това общо води до поява на значителна аксиална компонента в движението на лагера при дисбаланс

При масов дисбаланс на въртящ се ротор почти винаги има аксиална вибрация, но има някои характеристики. По отношение на нивото винаги е по-малко от радиалните компоненти. В спектъра на аксиалните вибрации, значителни, заедно с първия хармоник на обратната честота, могат да се появят неговите втори и трети хармоници. Колкото по-голямо е изместването на опората на лагера, толкова по-висока е относителната амплитуда на по-високите хармоници, особено втората, в спектъра на аксиалните вибрации.

Елиминирането на масовия дисбаланс на въртящ се ротор не може да се извърши без регистрация на ъгловата фаза на "позицията на тежката точка на ротора" спрямо координатите на ротора - зоната на увеличена маса на ротора. За да се контролира този параметър, вибрационните сигнали по време на регистрация се синхронизират с помощта на маркировка, обикновено залепена върху вала на устройството, и специализиран фазов маркер. За синхронни машини със стабилна синхронна скорост, като знак за синхронизиране, можете да вземете всеки параметър на синусоидата на захранващата мрежа, тъй като този параметър се различава от фазовото положение на ротора само от стойността на ъгъла на натоварване на синхронната електрическа машина. На празен ход този параметър е почти нула.

Всеки от трите основни хармоника във вибрационния сигнал, които са важни при диагностицирането на дисбаланс, има своя собствена ъглова (начална) фаза. Действителната позиция на точката на дисбаланс се определя от началната фаза на първия хармоник на вибрационния сигнал, докато фазите на по-високите хармоници обикновено зависят от характеристики на дизайнаротора на оборудването, което се диагностицира, и обикновено само затрудняват намирането на точката на дисбаланс.

За големината на началната фаза на първия хармоник на вибрационния сигнал, при диагностициране на статичен дисбаланс, можете да посочите следните диагностични характеристики.

• Фазата на първия хармоник трябва да бъде достатъчно стабилна, стационарна, т.е. да не се променя във времето.
• Фазата на първия хармоник във вертикална посока трябва да се различава от фазата на първия хармоник в напречна посока с около 90 градуса. Всичко това се обяснява съвсем просто - тежката точка на ротора, по време на въртене, последователно ще се премества от една измервателна ос към друга, от вертикална към напречна и отново към вертикална ос.
• Фазите на първите хармоници на същите вибрационни проекции на два различни лагера на диагностицирания ротор трябва да се различават малко една от друга. При чисто статичен дисбаланс изобщо не трябва да има фазово изместване. Когато динамичен дисбаланс се насложи върху статичен дисбаланс, фазовото изместване по дължината на лагерите започва да нараства. При фазово изместване от 90 градуса приносът на статичните и динамичните дисбаланси към общата вибрация е приблизително еднакъв. При по-нататъшно увеличаване на динамичната компонента в дисбаланса се увеличава фазовото изместване на първите хармоници на двата лагера, а при 180 градуса общият дисбаланс има чисто динамична първопричина.

Освен това, по отношение на диагностиката на статичен дисбаланс, може да се отбележи, че ако в процеса на изследване е възможно да се измери вибрация при различни скорости на ротора, това ще повиши точността на диагностиката. Амплитудата на първия хармоник в спектъра на вибрациите, поради статичен дисбаланс, ще се променя със скоростта и ще нараства приблизително пропорционално на квадрата на скоростта на ротора.

Разкритият чисто статичен дисбаланс на масите на ротора може просто да бъде коригиран от работниците на службите за вибрационна диагностика чрез инсталиране на една или повече балансиращи тежести в зоната, диаметрално противоположна на тежката точка в една или повече корекционни равнини. Подобен резултат се постига чрез процедурата „отстраняване на излишния метал“, но само от тежката страна на ротора.

3.2.1.3. Динамичен дисбаланс

Причината за появата на термина "динамичен дисбаланс" е съвсем проста. От самото име ясно следва, че се появява само когато роторът се върти, т.е. само в динамични режими. В статични режими, със стационарен ротор, динамичният дисбаланс не се диагностицира по никакъв начин, това е основната му разлика от статичния дисбаланс.

Причината за възникването на динамичен дисбаланс може да се обясни с доста прост пример. Роторът трябва да бъде мислено „нарязан“ като дънер на няколко диска. Получените дискове ще бъдат разположени на общ вал, но всеки от тях може да има различни свойства.

Има три практични варианта:

• Идеалният случай е, когато всички получени дискове нямат статичен дисбаланс, тогава роторът, сглобен от тези дискове, също няма да има дисбаланс.
• Индивидуалните роторни дискове имаха статични дисбаланси. Роторът е сглобен от дискове по такъв начин, че също има общ дисбаланс. Въпросът какво е то, статичен или динамичен, все още не е разгледан.
• Идеалният случай е, когато отделни дискове със статичен дисбаланс се комбинират в едно цяло, така че сглобеният ротор да няма дисбаланс. Статичните дисбаланси на отделните дискове бяха напълно взаимно компенсирани.

Тези три практически случая на производство на сложен ротор, например работно колело на многостепенна помпа, ни позволяват да разгледаме всички основни видове дисбаланси, срещани в практиката. Имайки предвид тези три случая, може да се твърди, че в третия, най-труден случай, роторът има динамичен дисбаланс, а във втория случай - статичен и динамичен дисбаланс едновременно.

На фиг. 3.2.1.2. показани са два схематични чертежа, показващи съставни ротори, сглобени от дискове, всеки от които има статичен дисбаланс и с еднаква величина.

В диаграма 3.2.1.2.a. показва ротор, сглобен от дискове с дисбаланси. Монтажът на ротора на помпата е направен по такъв начин, че общият дисбаланс на целия ротор е равен на сумата от дисбалансите на диска, т.е. всички дисбаланси са в една и съща ъглова зона на ротора. Това е практически пример за получаване на статичен дисбаланс.

В диаграма 3.2.1.2.б. показан е и ротор, сглобен от 4 диска с дисбаланси. Но в този случай роторът на помпата е сглобен по такъв начин, че общият дисбаланс на целия ротор е нула, тъй като два диска, от една страна, са монтирани с дисбаланси в една посока. На другите два диска, от другата страна на ротора на помпата, дисбалансът е насочен в обратна посока, т.е. завъртян на 180 градуса.

В статичен режим дисбалансът на такъв сложен ротор ще бъде равен на нула, тъй като съществуващите дисбаланси на работните колела на помпата се компенсират взаимно. Напълно различна картина на центробежните сили, възникващи върху ротора и предавани на опорните лагери, ще се получи, когато роторът се завърти. Двете сили, показани на долната фигура, ще създадат динамичен момент, създаващ две сили, действащи върху двата опорни лагера в противофаза. Колкото по-бързо се върти роторът, толкова по-силен ще бъде динамичният момент, действащ върху лагерите.

Това е динамичен дисбаланс.

Въпреки че не сме дали такова определение на статичния дисбаланс в предишния раздел, то може да звучи така: „Статичният дисбаланс е концентриран в една ъглова зона на ротора и е локализиран по надлъжната ос на ротора в точка на разстояние от опорните лагери.“

В този случай за динамичен дисбаланс може да се използва следната дефиниция: "Динамичният дисбаланс се разпределя по надлъжната ос на ротора, а в различни точки по оста на ротора ъгловата локализация на дисбаланса е различна."

На практика никога няма само чисто статичен дисбаланс или чисто динамичен - винаги има техния сбор, в който има принос на всеки вид дисбаланс. Това дори доведе до появата в литературата и в практиката на някои диагностици на термина "наклонена двойка сили", който отразява проявата на сумата от дисбаланси от два вида.

Чрез фазовото изместване на първите хармоници на въртящата се честота на два опорни лагера на един ротор (в синхронизирани или синхронни спектри) е възможно да се оцени приносът на всеки тип дисбаланс към общата картина на вибрациите.

При фазово изместване на първите хармоници около 0 градуса имаме работа с чисто статичен дисбаланс, при 180 градуса - с чисто динамичен дисбаланс. При 90 градуса фазово изместване на първите хармоници, приносът от двата вида дисбаланс е приблизително еднакъв. При междинни стойности на ъгъла на изместване е необходимо да се интерполира, за да се оцени приносът на един или друг дисбаланс. Вече споменахме тази характеристика, когато описвахме статичния дисбаланс, тук сме я представили в малко по-различна форма.

Завършвайки разговора за динамичния дисбаланс, трябва да се каже, че амплитудата на първия хармоник в спектъра на вибрациите при промяна на скоростта се променя пропорционално повече от квадрат на степента на промяна на скоростта на ротора. Това е така, защото всяка сила от локален дисбаланс е пропорционална на квадрата на скоростта (скоростта на въртене). При динамичния дисбаланс върху това се наслагват два фактора.

Първо, динамичният дисбаланс възбужда вибрации, пропорционални на разликата в силите. Но ако повдигнете на квадрат разликата на силите като една единствена сила, ще получите един резултат. Ако повдигнем на квадрат всяка сила поотделно и след това извадим квадратите, тогава резултатът ще бъде напълно различна цифра, отколкото в първия случай, много по-голяма.

Второ, силите от динамичен дисбаланс действат върху ротора и започват да го огъват. С напредването на ускорението роторът променя формата си, така че центърът на масата на тази част от ротора се измества към вече съществуващия дисбаланс. В резултат на това действителната стойност на дисбаланса започва да нараства в още по-голяма степен, като допълнително увеличава огъването на ротора и вибрациите на опорните лагери.

Аксиалната вибрация при динамичен дисбаланс обикновено има малко по-голяма амплитуда, отколкото при чисто статичен дисбаланс. Това се дължи главно на по-сложното отклонение на ротора и по-голямата подвижност на лагерите в аксиална посока.

3.2.1.4. Нестационарен дисбаланс

Много проблеми при вибрационната диагностика на дефекти във въртящо се оборудване се създават от нестационарен дисбаланс, който понякога може бавно да се увеличи, а понякога да се появи неочаквано и също внезапно да изчезне. Освен това на пръв поглед в този процес няма закономерности. Поради тази причина този тип дисбаланс понякога се нарича "лутащ".

Естествено, и в този случай, както обикновено, е вярна класическата забележка, че „чудеса не се случват в света, има липса на информация“. Винаги има конкретна причина за появата на нестационарен дисбаланс и задачата на диагностика е да я определи правилно.

Всякакви общи препоръкие доста трудно и дори невъзможно да се диагностицира такава причина за повишена вибрация в оборудването. Причините за нестационарния дисбаланс обикновено се разкриват само в резултат на доста строги, често дългосрочни изследвания.

По-долу просто ще разгледаме характеристиките на диагностицирането на нестационарен дисбаланс, като използваме най-простите практически примери, които се отнасят до най-често срещаните причини, водещи до появата на такъв дефект. На практика има и по-сложни и объркващи случаи, но това се случва много по-рядко.

Топлинен дисбаланс

Това е най-често срещаният вид дисбаланс, който се променя в хода на работа, към който терминът "блуждащ дисбаланс" е много подходящ.

Например, в ротора на голяма електрическа машина, по някаква причина, един от проходните канали е запушен, през който в аксиална посока преминава охлаждащ въздух или газ. Или в асинхронен електродвигател един или няколко пръта на клетка с късо съединение, разположена наблизо, са повредени. И двете причини водят до един и същ дефект. Нека опишем по-подробно характеристиките на проявата на такъв дефект.

В нашата практически примерроторът на електрическата машина преди монтажа е балансиран на балансираща машина и има необходимите параметри за качество на балансиране. След включване на помпения агрегат за първите около 15 ÷ 20 минути вибрациите на двигателя са нормални, но след това започват да нарастват и след около два часа достигат своя максимум, след което вече не се увеличават. Диагностиката на спектъра на вибрационния сигнал дава картина на класически дисбаланс. Устройството е спряно за регулиране на вибрациите.

На следващия ден специалистите от диагностичната служба започват балансиране на помпения агрегат, разбира се, в режим на празен ход. След завършване на работата по балансиране, измерването на вибрациите в неактивен режим дава благоприятна картина - всичко е нормално. При стартиране в работен режим картината на бавно нарастване на вибрациите се повтаря без промени в същата последователност.

В този елементарен, почти учебникарски случай всичко се обяснява много просто. Поради нарушаване на равномерността на издухване на ротора през вътрешните канали, той се нагрява неравномерно и след известно време, определено от времевата константа на термично нагряване, се огъва. По същия начин всичко се случва с дефекти в клетката на късо съединение на асинхронен електродвигател - зоната на ротора, където са разположени дефектните пръти, се оказва по-малко нагрята, роторът също се огъва, вибрациите на лагера започват да се увеличават поради външния вид на термичен дисбаланс.

За да се диагностицира такава причина, трябва да се проследи промяната на вибрациите по време на стартиране и загряване. Чрез дистанционни пирометри е възможно да се контролира температурата на ротора. Чрез големината на фазата на вибрация е възможно да се определи зоната на локално термично прегряване на ротора.

Ясно е, че е невъзможно да се балансира такъв ротор за нормална работа във всички режими на оборудването. Може да се балансира за един режим на процеса, но това трябва да стане при дадено натоварване. Вярно е, че в този случай роторът ще има повишени вибрации в режим на празен ход или веднага след включване на устройството. Това ще се случи поради това, че при стартиране температурното поле на ротора ще бъде нестабилно и той няма да има повишена вибрация поради монтираните балансиращи тежести.

Пълното премахване на такъв дисбаланс е възможно само чрез отстраняване на причините за неравномерно нагряване на ротора по време на работа.

Аеродинамичен и хидравличен дисбаланс

Тези два вида нестационарен дисбаланс, както и термичният дисбаланс, са свързани с технологичните режими на работа на ротационното оборудване. Просто в горния пример дисбалансът е причинен от термично огъване на ротора под товар, докато в тези примери е причинен от хидравлични или аеродинамични сили.

Ако диагностицираме вентилатор или центробежна помпа, тогава почти винаги имаме няколко активни лопатки на работното колело (ротора), които изхвърлят работната течност, течност или газ, под някакъв ъгъл от центъра към периферията на ротора. Това води до факта, че всяко острие ще бъде засегнато от собствената си сила.

Тези радиални реактивни сили, действащи върху лопатките на ротора, винаги са взаимно компенсирани, тъй като лопатките са разположени около обиколката под еднакви ъгли. Но това се случва само ако всички работни колела и направляващата лопатка на помпата или вентилатора нямат механични дефекти.

В противен случай това ще се случи, ако има дефекти на работещите остриета - чипове, пукнатини, промени в ъгъла на наклона. В този случай няма да има пълна компенсация на радиалните сили около обиколката на работното колело, ще има сила в зоната на дефектното острие. От гледна точка на анализа на вибрационните процеси, ще имаме радиална некомпенсирана сила, налична честота, равна на скоростта на ротора, т.е. първият хармоник. С други думи, в спектъра на вибрационния сигнал ще имаме всички признаци на дисбаланс, хидравличен или аеродинамичен.

Основната разлика от обичайния дисбаланс в този случай ще бъде, че стойността на некомпенсираната радиална сила, която причинява първата хармонична вибрация, ще зависи от натоварването на помпата или вентилатора, т.е. зависи от технологичните параметри на оборудването, самият дисбаланс ще бъде нестационарен.

Нека покажем ефекта на аеродинамичния дисбаланс на примера на вентилатор на котел, чиято работа се регулира чрез отваряне на специални амортисьори - амортисьори. Такива вентилатори се използват широко в практиката.

Ъгълът на монтаж на една от лопатките се различаваше от ъглите на монтаж на всички останали лопатки - това беше дефект в работата. Поради това аеродинамичната радиална сила на тази лопатка, действаща върху вала на ротора, е по-малка от силата на другите лопатки. След монтажа колелото на вентилатора беше балансирано на работната скорост на ротора, с напълно отворени клапи. Тъй като производителността на вентилатора беше нулева, не можеше да се появи аеродинамичен дисбаланс. Вентилаторът е пуснат.

По време на работа в работен режим, с отворени клапи, започна да се записва тревожно ниво на вибрации на лагерите на вентилатора. Представител на службата за вибродиагностика диагностицира дисбаланса при натоварване и започва работа по балансиране. Вентилаторът беше изведен от експлоатация, достъпът до работното колело беше отворен. Картината на дисбаланс изчезна, което е разбираемо. В този режим, с нулева производителност, колелото беше балансирано преди. В работен режим вентилаторът работеше с различна мощност, с различни стойности на радиалните аеродинамични сили, което създаваше картина на дисбаланс.

След проверка на ъглите на монтаж на работните лопатки, идентифициране на причината за дефекта, беше решено колелото да се балансира в режим на работа, със затворени странични щитове, при натоварването, с което вентилаторът работи най-често. В бъдеще, след планиран ремонт, нямаше проблеми с този вентилатор.

Дисбаланс с хистерезис

Това е един много интересен практически случай за диагностициране на дисбаланс, който срещнахме в нашата практика.

Беше диагностициран дисбаланс на възбудителя на турбогенератора и по време на спирането за поддръжка започна работа по отстраняването му. Беше разкрита интересна особеност. При пускане на турбоагрегата не е имало дисбаланс, той се е появил внезапно няколко минути след началото на въртенето на ротора с работна скорост. Тъй като изстрелванията бяха без електрически товар, задвижвани от турбина, проблемът с термичните завои изчезна веднага.

По време на теста, когато се появи дисбаланс, турбинният агрегат бавно спираше, намалявайки скоростта на ротора. При честота приблизително 0,6 от номиналната, дисбалансът изчезна. Увеличете отново скоростта на ротора и дисбалансът отново възникна при честота 0,97 номинална. Многократните ускорения и изтичания на ротора показаха приблизително същата картина.

Приема се, че хистерезисът на дисбаланса върху ротора се дължи на наличието на еластичен елемент, който под действието на центробежни сили при почти номиналната скорост се измества с малко по-голям радиус и води до дисбаланс. Връщането му към по-малък радиус става с намаляване на скоростта на въртене. Хистерезисът на дисбаланса се дължи на повишено триене, когато елементът се движи в жлеба.

Диагнозата се потвърди напълно. Елементът на намотката на ротора имаше способността да се движи с голямо усилие в жлеба. Когато центробежната сила превиши силата на изместване, секцията на намотката се огъна и се измести. Хистерезисът се дължи на силите на триене, когато намотката се движи в жлеба. Намотката беше фиксирана в едно положение с допълнителен клин и проблемът изчезна.

Повтаряме, че този случай на нестационарен дисбаланс не е често срещан, той е даден тук, за да илюстрира разнообразието от форми на проявление и трудностите при диагностицирането на дисбаланси в практическата работа.

Електромагнитен дисбаланс

Това също е много интересен пример за проявление на нестационарен дисбаланс. Може да се прояви както в синхронни двигатели и генератори, така и в асинхронни двигатели.

Парадоксалното проявление на такъв електромагнитен дисбаланс се състои в това, че той има максимално проявление при празен ход на електрическата машина. С увеличаване на натоварването на блока първият хармоник в спектъра на вибрационния сигнал може да намалее или дори да изчезне напълно, т.е. според формалните признаци дисбалансът на масите на ротора се елиминира сам.

Обяснението на този феномен е съвсем просто. С увеличаване на натоварването на електрическата машина се увеличава магнитната индукция в пролуката между ротора и статора на електрическата машина. Тъй като тангенциалната компонента на електромагнитните сили, която осигурява въртящия момент на електрическата машина, е равномерно разпределена в междината, тя започва да играе стабилизираща роля, центрирайки въртящия се ротор в електромагнитната (!) междина на статора.

Ако преди това роторът е имал дисбаланс, причинен например от механично отклонение на ротора, тогава с увеличаване на натоварването роторът ще се стабилизира в пролуката, т.к. отклонението ще бъде елиминирано от тангенциалните сили на електромагнитното привличане на ротора към статора. Формално това ще съответства на намаляване на нивото на дисбаланс на ротора на електрическата машина.

3.2.1.5. Начини за премахване на дисбаланса на масите на ротора

За дисбаланса на въртящите се ротори можем да кажем, че този дефект "е пълното свойство на услугата за вибрационна диагностика." Ако услугата за вибрационна диагностика открие дефект в електродвигателя, тогава електрическата служба се ангажира с отстраняването му, ако се открие дефект в лагера, той се отстранява от ремонтния екип от механици. Ако се диагностицира дисбаланс в оборудването, тогава самата услуга за диагностика на вибрации се занимава с отстраняването му.

Има два най-често срещани начина за премахване на масовия дисбаланс на въртящите се ротори:

• Отстраняване на дисбаланси с помощта на преносими инструменти (или вградени функции на системи за мониторинг) - балансиране на роторите в техните собствени опори (лагери). Демонтажът на оборудването в този случай се извършва в минимален обем, достатъчен за достъп до балансиращите равнини. Като правило, по време на такава работа дисбалансът се елиминира чрез инсталиране или премахване на балансиращи тежести с подходяща маса и дизайн.
• Балансиране на ускорително-балансиращи стойки (RBC). Такова балансиране се извършва след производството на роторите или след техния ремонт. Роторът е монтиран на опорите на стойката, задвижван и балансиран. Тук възможностите за регулиране на масите са много по-големи, можете да използвате коригиращи тежести върху балансиращите равнини или можете механично да премахнете излишните маси във всяка точка на ротора.

Преди да започнем кратко обсъждане на тези два начина за премахване на дисбалансите, е необходимо да направим няколко общи методологични бележки.

Първо е необходимо да се определи размерът на измерените вибрации

На практика най-често се използват стойностите на вибрационната скорост и вибрационното изместване. Измерванията в измерението на вибрационното ускорение не се използват поради силните "шумни" сигнали. Възниква съвсем правилен въпрос какви мерни единици са за предпочитане, в който случай работата ни ще бъде по-ефективна?

На този въпрос няма напълно еднозначен отговор, поради математическата взаимовръзка на сигналите за скорост на вибрациите и вибрационно изместване. От сигнала за вибрационна скорост може недвусмислено да се получи сигнал за вибрационно изместване. Трябва да се отбележи, че такава напълно недвусмислена връзка „в обратната посока“ няма. Такова преобразуване на сигнала, както казват математиците, може да се извърши само с грешка, равна на „константата на интегриране“. Вярно е, че може да се отбележи, че такава точност, поради симетрията на мощността на нашите вибрационни сигнали спрямо времевата ос, обикновено е напълно достатъчна за практиката.

В тази връзка изглежда, че въпросът за избора на размер на представянето на вибрационни сигнали по време на работа по балансиране в по-голяма степен се определя от личните предпочитания на всеки специалист. За него е много по-приятно да каже, че роторът е балансиран "по нули" (първият хармоник на вибрационното изместване е нула), отколкото да каже, че остатъчната вибрация е някаква, дори малка стойност. Тази причина, разбира се, е "показна", второстепенна, но е и значима.

По-интересен въпрос е какъв всъщност е основният признак за успешно завършване на процеса на балансиране? Пълното елиминиране на първия хармоник във вибрационния сигнал ли е или нещо друго? Може би по-важното е "успокояването" на агрегата, ние завършихме раздела за статичен дисбаланс, като описахме пример за този подход. Ясно е, че това е по-сложен и квалифициран подход за балансиране на отговорни и скъпи единици.

Разбираме, че това е предмет на отделна и доста сложна дискусия, така че ще я завършим само като идентифицираме проблема. Тя трябва да се решава от специалисти, казано общо методически, и всеки практически диагностик поотделно, във връзка с неговата приложна дейност.

Второ, преди да се опишат проблемите и характеристиките на практическото балансиране на ротори, е необходимо да се определи наборът от "значими хармоници"

Достатъчно е да се вземат предвид параметрите на един първи хармоник или е необходимо да се вземат предвид, например, вторият и третият хармоник в спектъра на вибрационния сигнал.

На пръв поглед изглежда очевидно, че целият процес на балансиране на ротора, дори в собствените му опори или на балансиращ стенд, трябва да се извършва според параметрите на първия хармоник в спектъра на вибрационния сигнал. Спокойно можем да кажем, че в 95% от практическите случаи познаването на амплитудата и фазата на първия хармоник е достатъчно за успешното балансиране.

По-сложна е ситуацията с останалите 5% случаи на балансиране. Най-често това вече не е „занаятът“ на балансирането, а „изкуството“ на анализа и работата по балансирането. Това вече не е премахване на дисбаланс, а комплексно амортизиране на вибрациите на роторите на мощни и сложни агрегати.

Не напразно специалистите по балансиране на сложни ротори (каквито авторът на тази работа не смята за себе си) заявяват, че роторът на турбогенератора, работещ в нормален вибрационен режим, не винаги има идеални параметри, когато е изваден за ремонт. Това твърдение се основава на факта, че такъв ротор, инсталиран на RBC, винаги има остатъчен дисбаланс.

Така че се предлага такъв дисбаланс да бъде внимателно фиксиран и след като роторът излезе от ремонт, този дисбаланс трябва да бъде възстановен също толкова внимателно. Само в този случай може да се очаква работа на турбогенератора без повишен първи хармоник. Можем само да гадаем за цялата сложност на колебателните процеси в такива ротори, но ни се струва, че в този случай е желателно да се вземе предвид по-голям брой хармоници, особено втората и третата.

Нека се върнем към самата процедура за балансиране на роторите и разбира се ще започнем с балансиране в нашите собствени опори. Това е най-често срещаната практическа процедура за балансиране.

На първо място е необходимо да се обясни процесът на балансиране в собствените опори. Тази процедура, външно доста проста, ви позволява ефективно да намалите вибрациите на работното оборудване без разглобяване.

За да направите това, вижте Фигура 3.2.1.3.
Тази фигура показва три етапа на извършване на едноплоскостно балансиране на ротора в собствените му опори.

а). На работното оборудване е регистрирана повишена вибрация, която е с амплитуда V 0 и съответен фазов ъгъл. За целта на вала на блока е залепена маркировка и е използван фазов маркер, а на опорния лагер на ротора във вертикална посока е монтиран датчик за регистриране на вибрации.

б). След временно спиране на агрегата върху балансиращата равнина на ротора се монтира тестова тежест, обикновено в произволна посока. Според мястото на инсталиране на нашия товар (на фигурата), той трябваше да създаде вибрационен вектор, показан на фигурата и равен на V G1. Особеността на процедурата за балансиране е, че стойността на това натоварване за по-нататъшни изчисления може да бъде зададена от потребителя във всякакви единици - грамове, парчета, шайби, гайки, милиметри и т.н. Просто трябва да разберете, че в същите единици получавате резултатите от изчислението за настройка на "правилното" тегло на баланса.

Тук можете да определите един много важен параметър, използван при балансирането - коефициентите на влияние. В различни литературни източници концепцията за коефициентите на влияние е дадена малко по-различно, така че няма да се стремим към максимална точност на описанието, ще опишем само физическото значение. Коефициентът на влияние е векторна стойност, фактор на пропорционалност, показващ как да се определи количеството на необходимото коригиращо тегло за даден тип единица и за дадена балансираща равнина.

говорене с прости думи, е коефициентът на преобразуване на остатъчната вибрация от дисбаланс в стойността на коригиращия товар. Нека читателят не се страхува да получи стойности на едно измерение от параметри на напълно различно измерение, измерението на коефициентите на влияние е доста сложно, включва вибрации, маса и линейни размери.

Нека се върнем към нашия пример за балансиране. Апаратът се пуска отново в експлоатация и отново се записват параметрите на първия вибрационен хармоник. Получихме вектора на вибрациите в "пробния" цикъл V P, показан на фигурата. Ясно е, че този вектор е сумата от два вектора - векторът на остатъчния дисбаланс V 0 , присъстващ на ротора, и векторът на дисбаланса, въведен от пробния товар V Г1 . Основната цел на по-нататъшните векторни изчисления е да се определи големината на вектора на остатъчния дисбаланс. Тази стойност може да се определи чрез параметрите на въведения вектор на дисбаланса. Съвсем ясно е, че това може да стане само в системата от мерни единици, приети от диагностика (нестандартни и всякакви).

° С). Познаването на стойността на вектора на остатъчния дисбаланс (дори в гайки, милиметри) дава възможност да се определят параметрите на „правилното“ коригиращо тегло в същите единици. Той трябва да бъде разположен диаметрално срещу вектора на остатъчния дисбаланс на ротора, да има еднаква стойност с него и да е разположен на същия радиус като тестовото тегло. Самата тестова тежест трябва или да бъде отстранена от ротора, или трябва да бъде съставен вектор, включен в коригиращата тежест.

Процесът на балансиране (в благоприятен случай) може да се счита за завършен на този етап или, ако е необходимо, ще е необходима друга подобна итерация.

В момента почти всички инструменти за измерване на вибрации, анализатори на вибрационни сигнали, са оборудвани с вградена функция за балансиране на ротори в техните собствени опори, следователно тази процедурав 90% от случаите не създава големи проблеми на диагностиците. В други 5 ÷ 7% от случаите роторът може да бъде балансиран, но броят на итерациите (тестовете) с инсталирането на тежести може да достигне десет или повече. В 2% от случаите не е възможно да се балансира ротора на място, въпреки всички усилия на диагностика. Това се случва по една или друга причина, която засегнахме съвсем повърхностно по-горе.

Балансиране на балансиращи стойки

За специализирани устройства, предназначени за балансиране на ротори, в литературата има няколко имена. Това са стойки за балансиране, машини за балансиране и ускорителни машини за балансиране. В следващата презентация ще използваме термина балансираща стойка.

Името на устройството за балансиране не казва нищо за процеса на балансиране. Промени възникват при използване на стойки с различни принципи на работа. Според този параметър може да се даде следната класификация:

• Стойки за предрезонансен баланс. Предрезонансът е такава стойка, при която честотата на естествените (резонансни) трептения на лагерните опори е много по-висока от честотата на въртене на ротора в режим на балансиране.
• Стойки за резонансен баланс. Такива стойки имат максимална чувствителност в резонансен режим.
• Резонансни стойки за балансиране. В такива стойки честотата на естествените резонансни трептения на опорите е много по-ниска от честотата на въртене на ротора в режим на балансиране.

Описанието на конструктивните характеристики и работата по балансиращите стендове е толкова обемно, че дори няма да се опитваме да го направим. По-скоро предлагаме да се обърнете към трудовете на известни експерти в тази област, например A.S. Голдина, Е. В. Уриева, в която любознателният читател може би ще намери отговори на всичките си въпроси.

Нека завършим дискусията за начините на проявление и отстраняване на дисбаланси от различен тип, като изясним някои термини, използвани в практиката. Въпреки наличието на дисбаланси от два вида, статични и динамични, процедурата на балансиране винаги или почти винаги се нарича динамично балансиране. Това е абсолютно правилен термин, но той само отразява, че диагностиката на дисбаланс се извършва на въртящ се ротор, когато това може да се направи по-добре и по-точно. В този случай видът на дисбаланса няма решаващо значение, особено когато се извършва многоравнинно балансиране.

Балансиращи устройства наше производство

• SBU - серия балансиращи машини от резонансен тип с хоризонтална ос на въртене
• ViAna-1 – вибрационен анализатор, CIP роторно балансиращо устройство
• Диана-2М - двуканален анализатор на вибрационни сигнали с балансиране
• ViAna-4 – универсален 4-канален запис и анализатор на вибрационни сигнали, балансиране на ротора
• Атлант-8 - многоканален синхронен регистратор и анализатор на вибрационни сигнали

ФЕДЕРАЛНО ДЪРЖАВНО УНИТАРНО ПРЕДПРИЯТИЕ
„ВСЕРУСКИ НАУЧНИ ИЗСЛЕДВАНИЯ
ИНСТИТУТ ПО МЕТРОЛОГИЧНА СЛУЖБА»
(ФГУП ВНИИМС)
СТАНДАРТ НА РУСИЯ

Държавна система за осигуряване на единството на измерванията.

Обем и маса на нефта и нефтопродуктите.
Методика за оценка на точността на измерванията (дефиниции)
количества нефт и нефтопродукти при дистрибуция
дисбаланс между доставчици и потребители в
ОАО ЛУКОЙЛ

MI 2772-2002

Москва
2002

1. Въведение

1.1. Тази препоръка се отнася за обема и теглото на нефта и нефтопродуктите и установява методология за оценка на точността на измерване (определяне) на количеството нефт и нефтопродукти при разпределяне на дисбаланса между доставчици и потребители в ОАО ЛУКОЙЛ.

1.2. Първоначалните разпоредби, приети при решаването на проблема с разпределението на дисбаланса, и характеристиките на неговата формулировка са дадени в приложението.

1.3. Препоръката е разработена, като се вземат предвид изискванията на MI 2525-99 „GSI. Препоръки по метрология, одобрени от Държавните научни метрологични центрове на Госстандарта на Русия.

2. Класификация на системите за пренос и дистрибуция на продукти

Типичните системи "доставчици-потребители (получатели)", използвани в практиката, включват следното:

2.1. Най-простата система "един доставчик, един получател" е представена от диаграма 1 на фиг. . Този случай съответства например на изпускане на нефт в танкер, когато количеството се измерва два пъти - първо от брегови измервателни станции, след това от корабни измервателни уреди.

Снимка 1

Комуникационни схеми в системи "доставчици-потребители". Обозначения: () - участници в счетоводната операция; две хоризонтални линии показват точките за прехвърляне на продукта; двойна вертикала - посоката на прехвърляне на продукта с извършване на измервания на неговото количество (в диаграма 3 правоъгълникът показва междинния участник в счетоводната операция)

2.2. Системата "един доставчик, няколко получатели", представена от схема 2 на фиг. , се реализира по време на преноса на нефт през тръбопровода. Раздаденото количество се измерва от дозиращото устройство, след което части от това количество се измерват от получателите.

2.3. Системата "няколко доставчика, няколко получателя" е представена от диаграма 3 на фиг. . Пример е работата на нефтено депо.

2.4. Система с доста обща структура на връзките е представена от схема 4 на фиг. . Например, това може да бъде система за транспортиране и доставка на нефт от първоначалните доставчици до крайните потребители чрез междинни връзки.

Схема 4 ясно демонстрира възможното разнообразие от взаимоотношения в системите "доставчик-потребител". Втората от разглежданите системи е частен случай на четвъртата и е включена в нея като подсистема. Отличителна черта на системи 3 и 4 е наличието в тях на междинни участници в счетоводните операции, които са едновременно получатели и доставчици на продукта.

3. Метод на решение

3.1. Многоизмерен проблем Статистически анализрешен чрез извършване на операциите по-долу.

a ij = 1, ако j-тият участник е доставчик в i-та точка,

a ij = -1, ако j-тият участник е получател в i-та точка,

a ij = 0, ако j-тият участник не участва в i-тата точка за прехвърляне на продукта, където a ij е елементът, разположен в пресечната точка i-ти реди j-та колона.

Необходимо е да се определят счетоводните стойности u = (u 1 ..., u n).

разпределение на дисбаланс Счетоводните стойности се определят в проблема за оптимизация в резултат на решението

при ограничения под формата на неравенства

Двойните вертикални черти в () означават векторната норма, определена от равенството

Забележка- Методът за решаване на проблема, както и неговата модификация, описана в параграф , съответства на статистическия метод за оценка на параметрите, който ви позволява да получите както традиционни, така и стабилни оценки. В съответствие с теорията на математическата статистика стойността на p в () трябва да бъде избрана в зависимост от вида на разпределението на грешките при измерване. По-специално, при нормален закон за разпределение, оценки с оптимални статистически свойства се получават при p = 2, като се използва методът на най-малките квадрати.

Всички изчисления се извършват с помощта на програмата, разработена от VNIIMS в автоматичен режим.

3.5. Алгоритъмът за изчисляване на счетоводни стойности с помощта на метода p. се основава на итеративна процедура, на всяка стъпка от която се определя вектор от приблизителни стойности ũ q, където q е номерът на итерация.

3.5.1. Проверете изпълнението на неравенствата (), замествайки u = ũ q в тях и, ако е необходимо, коригирайте стойностите на ũ q.

3.5.2. Изчислете вектора на разликата между измерените и приблизителните стойности v - ũ q .

3.5.3. Изчислете вектора на дисбаланса на приблизителните стойности, в съответствие с формулата (), равен на Аũ (вектор с размерност m).

3.5.4. Получените стойности на векторите v - ũ q и Аũ се заместват в (). Векторът на приблизителните стойности ũ q се определя така, че стойността на лявата страна () при текущата итерация да е по-малка от съответната стойност при предишната итерация.

Наличието на първия член в () гарантира, че счетоводните стойности са близки до измерените. Вторият член е включен в (), за да се минимизира стойността на остатъчния дисбаланс на счетоводните стойности, равен на Au.

3.6. Взема се предвид, че ограниченията () се дължат на факта, че присвояването на счетоводна стойност u j, която се различава от резултата от измерването v j с повече от стойността на максимално допустимата абсолютна грешка Δ j, може да причини несъгласие на j- ти участник в счетоводната операция (виж стр.).

3.7. Полученото решение удовлетворява ограниченията (), но разпределението на дисбаланса може да бъде пълно или частично - в зависимост от конкретните числени стойности на първоначалните данни. Въз основа на практическите нужди на потребителя и задачата, която стои пред него, пълното разпределение на дисбаланса може да бъде уместно. В тази връзка е предвиден втори вариант за решаване на проблема.

3.13. Програмата предвижда възможност за избор на стойността на управляващия параметър p (виж стр. ), който влияе върху решението на задачата по следния начин: стойността му определя дали дисбалансът ще се разпредели в по-голяма степен между „големите " участниците в счетоводната операция или нейното разпределение ще бъде по-равномерно. Въз основа на това потребителят може да избере най-подходящата стойност на параметъра в диапазона, посочен в p. Като алтернатива можете да използвате резултатите от анализа на данните и препоръката за избор на p стойността, получена от програмата.

3.13.1. Програмата проверява статистическата хипотеза за съответствието на грешките на резултатите от измерването с нормалното разпределение. Ако хипотезата се приеме, се препоръчва стойността p = 2, която съответства на метода на най-малките квадрати.

3.13.2. По споразумение с клиента, по време на разработването на програмата, тя може да бъде избрана и фиксирана определена стойностпараметър или неговата стойност може да се променя от оператора. В последния случай, когато се изчислява по метода на p., може да се препоръча следната последователност от действия. Изчислението се извършва съгласно програмата със стойност p = 2. Ако дисбалансът се оказа напълно разпределен, се получава решението. Ако не, като постепенно променяте стойността на параметъра, постигнете възможно най-голям баланс.

3.14. Използваният метод за статистическа обработка на данни, в допълнение към самите оценки на истинските стойности, позволява да се получат стойностите на стандартните отклонения на оценките (виж изхода на програмата в приложението). Въз основа на тези стойности, като се вземе предвид известни стойностиграниците на допустимите грешки при измерване изчисляват показателите за точност за определяне на количеството нефт и нефтопродукти.

3.15. От общите теоретични резултати [ , ] следва, че оценките, получени по този метод, са по-точни от първоначалните резултати от измерванията (те имат по-малка дисперсия).

4. Алгоритмична и програмна реализация

Формулираният проблем е решен в алгоритъма и прилагащата го програма „Баланс на нефт и нефтопродукти в ОАО „ЛУКОЙЛ“, разработен от ВНИИМС. Математическият софтуер отчита специалната форма и структурата на данните на конкретни задачи. Структурата на връзките в системата "доставчици-потребители" трябва да бъде посочена от клиента под формата на диаграма (фигура) и матрица (таблица) и съгласувана с разработчика.

Програмата за баланс предоставя допълнителни функции. За определени участници в счетоводната операция (например за някои от доставчиците) могат да бъдат фиксирани първоначалните измерени стойности, които остават непроменени в резултат на решаването на проблема. Възможно е да се вземе предвид естествената загуба и загубата на продукта в рамките на установената норма, което в този случай няма да повлияе на големината на първоначалния дисбаланс според резултатите от измерването.

6.1. Посочете числените стойности на следните количества:

n - броят на участниците в счетоводната операция,

m - брой точки за прехвърляне на продукти,

v 1 , …, v n - резултатите от измерванията на количеството,

Δ 1 , …, Δ n - граници на допустимите абсолютни грешки при измерване.

6.2. Структурата на връзките в системата се задава с помощта на матрица (таблица) A с размер m × n, чиито елементи се определят съгласно правилото, формулирано в параграф .

7. Извършване на изчисления

7.1. За да се получат счетоводни стойности на количеството на продукта, корекционните количества (равни на разликата между счетоводните и измерените стойности) и корекционните коефициенти (равни на съотношението на счетоводната стойност към измерената стойност) към измерените стойности, големината на остатъчния дисбаланс (ако има такъв), данните, посочени в раздела, се обработват съгласно метода, описан в раздел .

7.2. Изчислението се извършва съгласно програмата "Баланс на нефт и нефтопродукти в ОАО" ЛУКОЙЛ ".

8. Инженерен метод на изчисление

8.1. Алгоритмите за балансиране на салда между доставчици и потребители, описани в предишните раздели, позволяват да се оптимизира тази процедура за голям брой участници в счетоводни и сетълмент операции. Следователно те се основават на методите на последователни итеративни процедури. В същото време на практика често има проблеми с балансирането на дисбаланса между двама участници в сделката: доставчик и потребител. В този случай можете да използвате по-прости методи, базирани на използването на коефициенти на тегло за разпределение на дисбаланса в зависимост от съотношението на грешките при измерване на количеството на доставчика и потребителя. Методът за разпределение на дисбаланса за такъв проблем е разгледан по-долу.

8.2. Условия на проблема

Доставчикът е измерил количеството освободени стоки M 1 с абсолютна грешка δM 1. Тази стойност е записана във фактурата.

Потребителят, след като е получил стоката, е измерил нейното количество M 2 с абсолютна грешка δM 2 . Тази стойност се отразява в акта за приемане.

Поставена е задачата: да се получат коригираните стойности на Mʹ1 и Mʹ2, които трябва да бъдат записани от доставчика и потребителя, въз основа на условието Mʹ1 = Mʹ2 (приема се, че няма естествена загуба по време на доставка на стоки).

8.3. Решението на проблема

Прекарайте класирането на получените стойности на M 1 ; δM1 и М2; δM 2 от големината на грешката.

1 вариант

Нека | δM 1 | < |δM 2 |, тогава имаме за M 1 > M 2:

при М 1< М 2:

Вариант 2

Нека | δM 2 | < |δM 1 |, тогава имаме за M 2 > M 1:

на М 2< М 1:

По този начин транспортната фактура и сертификатът за приемане трябва да бъдат коригирани с 94,4 тона.

Приложение А

Обработката на резултатите от измерването на количеството нефт и нефтопродукти по време на прехвърлянето им от доставчици към потребители изисква използването на специална статистическа процедура. Това се дължи, първо, на сложната структура на взаимоотношенията в системата "доставчици-потребители", характерна за повечето такива системи, и второ, на значителното отклонение на резултатите от измерванията на отделните участници в счетоводните операции от истинските стойности което често се среща на практика - за нарушения на условията, регламентирани от MVI, загуби и други причини. В резултат на това разпределението на грешката в резултатите от измерването може да не съответства на нормалния закон и да причини големи стойности на дисбаланс (разликата между резултатите от измерванията на доставчици и потребители), значително надвишаващи стойностите, които могат да се дължат до грешки в измервателните уреди.

При обработката на резултатите от измерванията е необходимо да се вземат предвид изброените характеристики на задачата, чиято цел е да се определят стойностите на количеството нефт и нефтопродукти (наричани по-долу продукт) по време на счетоводни операции ( наричани по-нататък счетоводни стойности).

Оптималната статистическа процедура трябва да използва цялата налична информация, по-специално състоянието на баланса, т.е. равенство на стойностите на освободените и получените количества на продукта. Тази процедура служи за коригиране на резултатите от измерването, като се вземе предвид състоянието на баланса като допълнителна информация.

Резултатите от измерванията, коригирани по този начин, трябва да отговарят на условието за баланс, което показва повишаване на точността на измерванията и позволява решаването на проблема с разпределението на дисбаланса между доставчици и потребители.

Проблемът със статистическата обработка на данни при формулирането на проблема има следните характеристики. Първо, в общия случай се изисква да се реши проблемът с многовариантния статистически анализ с ограничение върху променливите, което е математически израз на състоянието на баланса. Например в система 2 на фиг. - това е равенството на стойностите на количеството продукт, освободен от доставчика и получен от потребителите.

Друга особеност е свързана с посоченото по-горе възможно отклонение от нормалното разпределение на измервателните грешки по отделни участници в счетоводните операции. В случаите, когато това се случи, е необходимо да се включат стабилни методи за статистическа обработка на данни, т.е. методи, които са стабилни по отношение на отклонения от нормалния закон.

Изходните данни за решаване на проблема са резултатите от измерванията, стойностите на границите на грешките на измерване и структурата на взаимоотношенията в системата "доставчици-потребители". При нормалния закон за разпределение на грешките на измерване за някои специфични типове системи с проста структура решението може да се получи аналитично. В общия случай решението има алгоритмичен характер и се реализира с помощта на специална програма, разработена от ВНИИМС.

Приложение Б

Примерът за изчисление се основава на програмата "Баланс на нефт и нефтопродукти в OAO LUKOIL", разработена от FSUE VNIIMS.

Определени са счетоводните стойности и остатъкът от количеството на продукта, измерен в m . Числата от 1 до 10 съответстват на номерата на участниците в счетоводната операция на тази фигура.

Първоначалните числени данни на измерванията v j и границите на грешка Δ j се съдържат в изхода на програмата, представен по-долу.

Нека да илюстрираме някои етапи от техниката на този пример.

В съответствие с диаграмата на фиг. и по правилото в т. матрицата A има вида

Съгласно формулата (), векторът на началния дисбаланс d е равен на

68500 + 33600 - 51000 - 29900 - 20100 = 1100

51000 - 22400 - 13900 - 13500 = 1200

29900 - 21000 - 8400 = 500.

Границата на допустимия начален дисбаланс, векторът d n е равен на

1027 + 604 + 1020 + 747 + 502 = 3900

1020 + 560 + 403 + 391 = 2374

747 + 525 + 243 = 1515.

Сравнявайки съответните компоненти на векторите d и d n , се уверяваме, че условието за пълно балансиране на баланса, формулирано в параграф 1, е изпълнено. В резултат на тестването на статистическата хипотеза, ние сме убедени, че няма причина да се съмняваме, че грешките в резултатите от измерването съответстват на нормалното разпределение (този тест, както и всички изчисления, дадени тук, се извършват от програмата в автоматичен режим .)

В представения фрагмент от изхода на програмата коригиращата сума е равна на разликата между счетоводните и измерените стойности, корекционният коефициент е съотношението на тези стойности. Решението е получено за стойността на параметъра p = 2, която съответства на нормалния закон за разпределение на грешките в резултатите от измерването. Можете да се уверите, че съотношенията () са изпълнени за получените счетоводни стойности, тоест балансът е напълно събран.

Таблицата на взаимното влияние на факторите (справка) характеризира степента на статистическа връзка между участниците в счетоводната операция в съответствие с приетата номерация.

Фигура B.1

Схема на връзките в системата "доставчици-потребители". Обозначения: (1), (2) - доставчици; (3), (4) - междинни участници в счетоводната операция; (5) - (10) - консуматори; две хоризонтални линии показват точките за прехвърляне на продукта; двойно вертикално - посоки на пренасяне на продукта с измервания на неговото количество

Точка за получаване на продукта 1 (*доставчици, маркирани със звездичка)

Измерени: доставчици 102100, получатели 101000, първоначален дисбаланс 1100

Осчетоводени: доставчици 100750, получатели 100750, остатъчен дисбаланс 0

Точка за прехвърляне на продукта 2

Измерено: доставчици 51000, получатели 49800, първоначален дисбаланс 1200

Осчетоводени: доставчици 50624, получатели 50624, остатъчен дисбаланс 0

Точка за прехвърляне на продукта 3

Измерено: доставчици 29900, получатели 29400, първоначален дисбаланс 500

Осчетоводени: доставчици 29786, получатели 29786, остатъчен дисбаланс 0

Безплатна информация