СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ВИБРОМОНИТОРИНГА, ПОЛУЧЕННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРОЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

В процессе эксплуатации таких машин, как авиационные двигатели и наземные газотурбинные установки, выполняется обязательный вибрационный мониторинг, направленный на предупреждение их возможных повреждений и разрушений при работе на резонансных режимах или из-за усталости материала. В настоящее время для такого контроля, как правило, используется штатная или дополнительная аппаратура, включающая в свой состав одноосевые датчики вибрации различных типов. Контроль в большинстве случаев осуществляется непрерывно, а частота регистрации может различаться от нескольких значений за полет до нескольких значений в секунду. Данные, полученные в ходе штатного вибромониторинга, представляют собой амплитудные значения вибраций. Их подвергают диагностической обработке с использованием допускового контроля и ряда способов сглаживания и оценкам тенденции изменения вибрации в процессе эксплуатации. Все больше распространяющиеся в настоящее время микроэлектромеханические системы (MEMS), как правило, позволяют получать данные о виброускорении, не предоставляя сведений о частотных характеристиках вибрации. Но и штатная аппаратура контроля вибрации, используемая в процессе эксплуатации рассматриваемых машин, не предоставляет сведений о частотных характеристиках вибрации. Однако микроэлектромеханические устройства позволяют получать данные с существенно более высокой частотой отсчета (в десятки и сотни раз), по сравнению с используемой в настоящее время массовой аппаратурой виброконтроля, и осуществлять одновременный контроль вибрации по трем осям при использовании одного датчика. Кроме того, фиксируется не просто амплитудное значение вибрации, но и положение относительно начала отсчета. Имеет ли больший диагностический потенциал информация, получаемая с учетом отмеченных выше особенностей? Не станет ли препятствием к оперативной обработке размерность массивов, получаемых в процессе контроля данных? Материалы настоящей статьи являются попыткой дать ответы на эти вопросы и составить представление о возможности и особенностях оценки технического состояния машин по результатам обработки временных рядов виброускорений, полученных с использованием микроэлектромеханических систем, и способах такой обработки. Представляется, что рассмотренный в статье способ обработки данных вибрационного мониторинга при достаточной простоте реализации позволяет решить задачу оценки технического состояния контролируемого объекта.

1. Практическая диагностика авиационных газотурбинных двигателей / под ред. В.Л. Степаненко. М.: Транспорт, 1985. 116 c.

2. Кеба И.В. Диагностика авиационных газотурбинных двигателей. М.: Транспорт, 1980. 112 с.

3. Ширман А.Р., Соловьев А.Б. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования. М., 1996. 252 c.

4. Машиностроение: энциклопедия в 40 т. Т. IV–21. Самолеты и вертолеты. Кн. 3. Авиационные двигатели / под ред. В.А. Скибина, В.И. Солонина, Ю.М. Темиса. М.: Машиностроение, 2010. 720 c.

5. Randall R.B. Vibration-based condition monitoring: industrial, aerospace and automotive applications. A John Wiley and Sons, 2011. 309 p.

6. Чичков Б.А. Способ вибрационного мониторинга роторных машин // Научный Вестник МГТУ ГА. 2018. Т. 21, No 1. C. 137–146.

7. Чичков Б.А., Баисов А.А. Вибромониторинг с использованием приспособления на базе микроконтроллерной платы Arduino // Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества: сб. тезисов докладов международной научно-технической конференции, посвященной 95-летию гражданской авиации. Москва, 16–17 мая 2018 г. С. 60.

8. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами: пер. c англ. М.: Мир, 1973. 959 c.

9. Блаттнер П. Использование Microsoft Office Excel 2003: спец. изд. Пер. с англ. М.: Вильямc, 2005. 864 с.