Одесса - 2014

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МОРСКОЙ УНИВЕРСИТЕТ

Лабораторная работа

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ вибрационного состояния дизель - генератора»

Методические указания

Одесса 2014

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МОРСКОЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра

“Судовые энергетические установки и техническая

эксплуатация”

Лабораторная работа

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ вибрационного состояния дизель - генератора»

Методические указания

Одесса - 2014

Методические указания подготовлены кандидатом технических наук, Соломатиным Сергеем Яковлевичем - профессором кафедры “Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация”, Губановым Виктором Петровичем и Сторчаком Александром Александровичем – ст.преподавателями этой же кафедры Одесского Национального морского университета в соответствии с учебными планами специальностей 7.090509 “Судовые энергетические установки и оборудование” и 7.07010402 “Эксплуатация судовых энергетических установок”.

Учебное пособие одобрено кафедрой СЭУ и ТЭ ________ 2014 года (протокол № ……).

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………….………………………………………..……... 4

1. Краткая характеристика дизель-генератора………………… …….…4

2. Методы технического диагностирования дизель-генератора ……....4

3. Программа подготовки и измерения диагностических параметров..8

Список литературы……………………………………………………..10

Приложение. Форма протокола и пример его заполнения.

ВВЕДЕНИЕ

Лабораторная работа «Определение вибрационного состояния дизель-генератора» является заключительной из цикла лабораторных работ по технической диагностике судовых технических средств.

Цель лабораторной работы:

- практическое применение стандарта ГОСТ ИСО 10816-1-97 и Российского морского регистра судоходства по измерению вибрации на невращающихся частях машин;

- приобретение навыков по измерению вибрации ДГ и определению его технического состояния;

- приобретение навыков по измерению температуры пирометром Thermopoint 40 выхлопных патрубков и форсунок с целью оценки качества сгорания топлива в цилиндрах.

Лабораторная работа выполняется в течение 4 часов. Перед непосредственным измерением вибрации студенты должны ознакомиться с конструкцией и принципом действия виброизмерительной аппаратуры, в том числе с вибропреобразователями, проработать правила измерения вибрации.

Измерение диагностических параметров осуществляется на действующем дизель-генераторе машинного зала кафедры СЭУ и ТЭ при неукоснительном соблюдении Правил по технике безопасности и пожарной безопасности.

Результаты измерений и их анализ оформляются специальным протоколом (см. Приложение).

1. Краткая характеристика дизель-генератора.

В качестве объекта диагностирования используется дизель-генератор марки ДГ 42Ч17, 5/24 (4NVD24).

Характеристики дизель-генератора:

- количество цилиндров – 4;

- способ работы – четырехтактный;

- диаметр цилиндра – 175 мм;

- ход поршня – 240 мм;

- рабочий объем цилиндра – 5, 76 л;

- мощность – 54 кВт;

- частота вращения -750 об/мин.

2. Методы технического диагностирования

дизель-генератора

2.1. Вибрационный метод.

Приборы для измерения вибрации. Для определения общего уровня вибрации обычно применяют портативные приборы, с помощью которых измеряется виброскорость в диапазоне частот от 10 до 1000 Гц, среднеквадратическое значение (СКЗ). К такому типу виброизмерителей относится прибор VTM – 34, который используется в данной лабораторной работе.

Рис.1 – Общий вид дизель-генератора

По общему уровню вибрации оценивают категории вибрационного состояния машин (по Стандарту ГОСТ ИСО 2372 это: «хорошее», «удовлетворительное», «неудовлетворительное» и «аварийное»).

По Стандарту ГОСТ ИСО 10816-1-97 качественная оценка вибрационного состояния машин выполняется по уровню вибрации в границах зон, приведенных в приложении Б данного Стандарта [1]:

Зона А — В эту зону попадают, как правило, новые машины, только что введенные в эксплуатацию (категория состояния «хорошее»).

Зона В — Машины, попадающие в эту зону, обычно считают пригодными для дальнейшей эксплуатации без ограничения сроков (категория состояния «удовлетворительное»).

Зона С— Машины, попадающие в эту зону, обычно рассматривают как непригодные для длительной непрерывной эксплуатации. Обычно данные машины могут функциони­ровать ограниченный период времени, пока не появится подходящая возможность для проведения ремонтных работ (категория состояния «неудовлетворительное»).

Зона D — Уровни вибрации в данной зоне обычно рассматривают как достаточно серьезные, для того чтобы вызвать повреждение машины (категория состояния «аварийное»).

По общему уровню вибрации определяется только зона (категория) технического состояния, что крайне недостаточно для принятия мер по снижению вибрации машин. Поэтому целесообразно выполнять более детальное определение составляющих вибрационного сигнала, то есть проводить спектральный анализ. Согласно [2] в качестве основного параметра, характеризующего вибрацию, принято среднеквадратичное значение виброскорости, измеренное в треть-октавных полосах частот. При этом нормы вибрации предусматривают три категории технического состояния механизмов и оборудования судов:

А – состояние механизмов после изготовления или ремонта при вводе в эксплуатацию;

В – состояние механизмов во время нормальной эксплуатации;

С - состояние механизмов, при котором требуется проведение технического обслуживания или ремонта.

Более полную информацию о спектре вибрации можно получить при измерении вибрационного сигнала в более узких полосах частот. Так, в качестве примера на рис.2 приведен спектр вибрационного сигнала, измеренного на ДГ с помощью виброанализатора 795М в диапазоне 10 – 1000 Гц с делением всего диапазона частот на 400 одинаковых по ширине полос, примерно по 2, 5 Гц (рис.2). При использовании современных виброанализаторов можно получить спектр с более узкими полосами, то есть при делении заданного диапазона на 800, 1600 и 3200 полос.

Рис.2 – Табличное и графическое представление спектра вибрации, измеренного на дизель-генераторе с помощью

виброанализатора 795М

Полную оценку вибрационного состояния машин дают результаты измерений в контролируемых точках в трех взаимно перпендикулярных направлениях. При эксплуатационном контроле обычно выполняют одно или два измерения в радиальном направлении [как правило, горизонтальном и (или) вертикальном]. Кроме того, дополнительно можно также проводить измерения осевой вибрации (Рис.3).

Рис.3 – Схема точек измерения вибрации на дизель-генераторе

С помощью спектрального анализа вибрационного сигнала определяют источники повышенной вибрации. Это могут быть: центробежные силы неуравновешенных вращающихся масс, силы инерции поступательно движущихся масс 1-ого и 2-ого порядка, расцентровка муфт (смещение и излом осей между дизелем и генератором), повреждения подшипников качения генератора, вибрация генератора из-за неравномерности воздушного зазора между ротором и статором, нарушение крепления дизель-генератора к фундаменту.

2.2. Метод ударных импульсов.

Метод ударных импульсов в основном используется для определения технического состояния подшипников качения. В данной лабораторной работе – для определения состояния подшипников генератора. Для измерения уровня ударных импульсов (максимальное значение dB_м и фоновое значение dB_с) применяются приборы SPM-43A или 795М.

Для подшипников генератора при частоте вращения 750 об/мин фоновое значение нового подшипника составляет dB_i = 15 дБ.

Метод ударных импульсов также может быть использован для оценки состояния топливных насосов высокого давления и форсунок дизелей. Для этого щуп прибора устанавливается на верхнюю часть корпуса насоса или форсунки. Величина dB_i устанавливается равной 20 дБ и при всех измерениях остается постоянной. Мерой неисправности является отклонение величины dB_м на ± (8 - 12) дБ от среднего значения этой величины для насосов (форсунок) по всему двигателю.

2.3. Тепловой метод.

Определение температурного состояния дизель-генератора может быть определено как штатными контактными, так и портативными бесконтактными приборами.

В дизелях температурное состояние мотылевых подшипников косвенно может контролироваться измерением температуры на поверхности крышек картерных лючков, например, с помощью бесконтактного ннфракрасного измерителя температуры Termopoint 40. Отклонение температуры крышки и картерных лючков на 5 – 8 º С выше средней температуры крышек остальных цилиндров свидетельствует о начале перегрева подшипника.

Контроль температурного состояния мотылевых подшипников дизелей особенно важен после их ревизии или ремонта (в период обкатки).

Состояние впускных клапанов может определяться измерением температуры впускного патрубка. Отклонение температуры на 5 – 8 º С выше средней температуры сходственных точек остальных цилиндров свидетельствует о пропуске впускного клапана.

Качество горения топлива в цилиндре можно оценить по сопоставлению температуры форсунки со средним значением температуры сходственных точек остальных цилиндров.

2.4. Система мониторинга рабочего процесса судовых дизелей DEPAS.

С помощью данной системы осуществляется контроль процессов впрыскивания, сгорания топлива, фазы газораспределения. Лабораторная работа по данному методу диагностирования дизелей выполняется при изучении дисциплины «Мониторинг СДВС в эксплуатации».

2. Программа подготовки и измерения диагностических параметров

Этап 1.Прежде всего, необходимо ознакомиться с конструкцией дизель-генератора, штатными приборами измерения параметров рабочих сред, определиться с местом установки датчиков вибрации, местом измерения ударных импульсов и температур стенок.

Этап 2.Подготовкапереносных диагностических приборов, настройка необходимых параметров вибрации в соответствии с требованиями Стандартов [1, 2].

Этап 3.Составление таблицы норм диагностических параметров для данного дизель-генератора.

Этап 4.Составление таблицы возможных источников вибрации и частоты их проявления в вибрационном сигнале.

Этап 5.Составление схемы точек измерения на дизель-генераторе и рабочей таблицы для записей измеренных величин. Распределение обязанностей по измерению диагностических параметров между членами бригады по проведению испытаний.

Этап 6. Запускдизель-генератораи выполнение измерений на двух установившихся тепловых режимах: на режиме без нагрузки и на режиме 25% нагрузки.

Этап 7.Обработка измеренных параметров и составление протокола лабораторной работы (см. Приложение).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ ИСО 10816-1-97 Вибрация. Контроль состояния машин по

результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 1.

Общие требования.

2. Российский морской регистр судоходства. Правила классификационных

освидетельствований судов, 1998г – 141стр., Раздел 9. Вибрация

механизмов и оборудования. Технические нормы.

3. Соломатин С.Я. Сторчак А.А. Основы технической диагностики. Учебное пособие, Одесса 2006 г.

Приложение