Автоматизированные системы мониторинга (периодического контроля), диагностики и прогноза состояния машин по их вибрации предназначены для проведения диагностики подшипниковых узлов и позволяют перейти от их обслуживания по регламенту к обслуживанию и ремонту по фактическому состоянию.

Обслуживание по регламенту означает, что узлы машины или их части заменяются регулярно независимо от их состояния. Этот метод предпочтительнее работы до поломки, при которой никакие действия не предпринимаются до выхода из строя какого-либо узла машины. Такие поломки могут привести к побочным повреждениям, связанным с повышенными затратами на ремонт и убытками вследствие дополнительных простоев машины.

Планово-предупредительное обслуживание также влечет за собой значительные издержки вследствие вынужденных плановых ремонтов и связанных с этим простоев оборудования, а также вследствие замены не только изношенных, но и работоспособных деталей.

Мониторинг состояния позволяет не только предотвратить внезапный выход узлов машины из строя, но и предположить заранее срок их службы, что делает возможным разработку плана целесообразных остановок машин и проведения ремонтных работ по фактическому состоянию.

Системы мониторинга и диагностики обеспечивают высокую степень достоверности диагноза и прогноза, не требуют от оператора специальной подготовки, и позволяют значительно снизить производственные расходы за счет сокращения нерегламентированных простоев оборудования.

В состав систем входят датчики вибрации и частоты вращения, переносной анализатор сигналов — коллектор данных, персональный компьютер, программное обеспечение для вибрационного мониторинга машин и оборудования, программное обеспечение для диагностики и прогноза технического состояния контролируемых узлов машин.

Технология обслуживания и ремонта технических устройств по их фактическому состоянию с использованием систем вибрационного мониторинга и диагностики включает в себя вибрационный мониторинг машин, диагностику технического состояния с обнаружением зарождающихся дефектов и наблюдение за их развитием, выполнение профилактических работ по данным мониторинга и диагностики, к которым относятся подналадка оборудования, замена смазки и ряд других операций, предусмотренных эксплуатационной технической документацией заводов-изготовителей машин.

Для мониторинга и диагностики узлов машин по сигналу вибрации используются два основных способа анализа вибрации:

спектральный анализ вибрации в области низких и средних частот;

спектральный анализ низкочастотной модуляции мощности вибрации в области высоких частот (спектральный анализ огибающей).

Система мониторинга предназначена для своевременного обнаружения предаварийных ситуаций и решает следующие задачи:

допусковый контроль вибрации машин и оборудования по действующим в различных отраслях промышленности нормам и требованиям;

обнаружение изменений вибрационного состояния контролируемых машин и оборудования и наблюдение за их развитием;

прогноз вибрационного состояния машин и оборудования по данным периодических измерений;

хранение результатов измерения и их анализ, в том числе графический;

подготовка данных, необходимых оператору для интерпретации обнаруженных изменений.

Объектами мониторинга являются роторные машины и их узлы, машины возвратно-поступательного действия и их узлы, различное оборудование и его узлы, являющиеся источниками вибрации.

Точки контроля вибрации выбираются самим пользователем.

Контролируемыми параметрами вибрации (виброускорения, виброскорости, вибросмещения) являются:

— общий уровень;

— уровень в полосе частот;

— форма сигнала (временная выборка);

— форма огибающей сигнала, «предварительно выделенного полосовым фильтром (форма флуктуации мощности вибрации);

— амплитуды, фазы, частоты составляющих, синхронных с опорным сигналом или его гармониками;

— узкополосный спектр сигнала;

— узкополосный спектр огибающей сигнала, предварительно выделенного полосовым фильтром.

Пороговыми значениями являются нижний и верхний пределы (пороги) нормального изменения каждого из измеряемых    параметров, задаваемые пользователем, и порог предельного роста каждого из измеряемых параметров, также задаваемый пользователем.

Результаты измерений с указанием пороговых значений, изменения параметров во времени, а также результаты автоматического планирования измерений отображаются в виде графиков и таблиц.

Планирование измерений включает возможности задания пользователем предельных интервалов между измерениями для машин, находящихся в разных состояниях, в том числе для машин с нормальной вибрацией, с повышенной вибрацией и вибрацией, достигшей порога опасных изменений. Кроме того, предусматривается автоматическое формирование и загрузка в сборщик данных маршрутных карт для проведения необходимых измерений.

Система диагностики предназначена для перехода на обслуживание и ремонт машин по фактическому состоянию. Она представляет собой систему мониторинга, дополненную пакетом программ для диагностики и прогноза состояния узлов контролируемых машин, и обеспечивает автоматическое решение следующих задач:

— анализ результатов измерений;

— обнаружение изменений состояния машины и ее узлов и выявление причин этих изменений;

— контроль за развитием аварийно опасных дефектов от стадии их зарождения;

— планирование дальнейших измерений с учетом реального состояния узлов;

— выдача рекомендации по обслуживанию и ремонту; выдача отчетов по выполненной работе, основным результатам и рекомендациям.

Обнаруживаемыми дефектами сборки и эксплуатации подшипников качения являются: обкатывание наружного кольца; неоднородный радиальный натяг; перекос наружного кольца; износ наружного кольца; раковины на наружном кольце; износ внутреннего кольца; раковины на внутреннем кольце; износ тел качения и сепаратора; раковины, сколы на телах качения; дефекты группы поверхностей трения; проскальзывание кольца; дефекты смазки.

Для диагностики и прогноза состояния машин по вибрации, кроме наиболее эффективных из общеизвестных технологий диагностирования, в последние годы используются конверсионные технологии, нашедшие применение во многих отраслях промышленности. К их числу относятся системы диагностирования АО «ВАСТ» (г. Санкт-Петербург), ТОО «ДИАМЕХ» (г. Москва), которые успешно работают на предприятиях нефтяной, газовой, бумажной, металлургической промышленностей, в энергетике, в том числе и атомной, на железнодорожном и авиационном транспорте, в других отраслях. Так, например, пакет программ «ДИАМАНТ», разработанный специалистами фирмы «ДИАМЕХ» представляет собой оригинальную разработку программного обеспечения системы прогнозируемого обслуживания механического оборудования. Эта система работает совместно с коллектором данных «КВАРЦ» и позволяет производить периодические обследования на основе загружаемых в прибор маршрутов измерений, разгружать ре­зультаты в базу данных, производить их анализ и формировать отчетные материалы.

Хранение и переконсервация подшипников освещена в отдельной статье.