eng
Выпуск #4/2025
В. И. Пронякин, А. С. Комшин
Новые подходы к получению информации о работе машин и механизмов
Новые подходы к получению информации о работе машин и механизмов
Просмотры: 795
DOI: 10.22184/2499-9407.2025.41.4.62.73
Представлен принципиально новый метод и новые возможности получения информации о работе циклических машин и механизмов. Результаты применения метода показаны для различных машин и механизмов.
Представлен принципиально новый метод и новые возможности получения информации о работе циклических машин и механизмов. Результаты применения метода показаны для различных машин и механизмов.
Теги: cyclic mechanisms diagnostics experimental results phasechronometric method research диагностика исследования фазохронометрический метод циклические механизмы экспериментальные результаты
Новые подходы к получению информации о работе машин и механизмов
В. И. Пронякин, А. С. Комшин
Представлен принципиально новый метод и новые возможности получения информации о работе циклических машин и механизмов. Результаты применения метода показаны для различных машин и механизмов.
В настоящее время применяются разнообразные методы получения информации о работе циклических машин и механизмов (турбоагрегаты, гидроагрегаты, ДВС, ходовые части электропоездов, металлорежущее оборудование, электродвигатели, редукторы, подшипники и др.), что свидетельствует об отсутствии единого подхода к решению задач получения информации.
При проектировании и отработке изделия конструктору необходимо:
Проблемой остается возможность определения оптимального варианта конструкции и подтверждения ее работоспособности, выбор метода диагностики и контролируемых физических величин, математическая обработка которых обеспечит получение характеристик для оценки работы конструкции, а также влияния на нее внешних воздействий при испытаниях и эксплуатации.
Работоспособность и надежность изделия достигается большим объемом конструкторских и технологических работ, всем накопленным ранее производственным опытом, длительными стендовыми и натурными испытаниями. Сложившееся неудовлетворительное положение в отработке конструкций связано с недостаточностью научных знаний, метрологического уровня и отсутствием методов и средств приобретения знаний о функционировании машин и механизмов.
Фундаментальной проблемой традиционных методов является определение взаимосвязи между результатами измерений, полученными характеристиками и особенностями функционирования элементов конструкции. Используя применяемые физические величины (например, виброскорость и виброускорение), не удается установить надежную взаимосвязь между результатами измерений и конструкцией.
Также в практике исследования и технической диагностики в меньшей степени применяется математическое имитационное моделирование работы механизмов с применением вычислительного эксперимента для имитации дефектов и наработки характеристик соответствующих диагностических признаков.
Фазохронометрический метод
В МГТУ им. Н. Э. Баумана (факультет «Машиностроительные технологии», кафедра «Метрология и взаимозаменяемость», создатель научного направления – профессор Михаил Иванович Киселёв) в составе научного направления «Информационно-метрологическое сопровождение создания и эксплуатации циклических машин и механизмов на основе прецизионного хронометрического анализа фазы рабочего цикла» реализуется принципиально новый подход к решению проблем получения информации об особенностях работы и текущем техническом состоянии класса циклических машин и механизмов (фазохронометрический метод) [1–3].
К настоящему времени в процессе реализации фазохронометрического метода (ФХМ) выполнены работы на технических объектах: часовые механизмы, турбоагрегаты, ДВС, ходовые части электропоездов, оборудование атомного котла, трансмиссия вертолета, металлорежущее оборудование, электродвигатели, редукторы, подшипники и др. [4–9].
Наиболее устойчивым процессом циклических машин и механизмов является рабочий цикл. Механизм разрабатывается для выполнения рабочего цикла, который материально реализуется в производстве. На этапе эксплуатации все технические мероприятия по техническому обслуживанию направлены на поддержание параметров рабочего цикла в течение всего срока эксплуатации. Повторяемость рабочего цикла механизма обуславливает повторяемость значений его параметров, характеризующих работу машины и механизма, которые количественно изменяются во времени в связи с износом и деградацией технической системы. При этом, изменяясь количественно, они сохраняют свои качественные признаки, то есть обладают инвариантностью, давая возможность сравнения характеристик на длительном отрезке времени и получения трендов, используемых для прогнозирования работы и определения остаточного ресурса механизма.
Особенность фазового метода заключается в том, что он естественно сводится к измерению интервалов времени или частоты, связанных с рабочим циклом.
При фазохронометрическом подходе выполняются измерения интервалов времени между характерными границами фаз рабочего цикла, вариации интервалов времени формируются механическими и электромеханическими связями в механизме, а время как параметр входит в математическое описание объектов и процессов. Это дает возможность связать результаты измерений с динамикой конструктивных элементов за счет использования математического моделирования, так как математические модели в фазохронометрическом представлении разрабатываются на базе классического описания машин и механизмов [1, 10]. Так как интервалы времени измеряются с наивысшей точностью, обеспечивается детальность информации необходимая для обнаружения зарождающихся дефектов, регистрации деградации, исследования режимов работы устройства.
ФХМ обеспечивает одно из главных условий получения информации – взаимосвязь результатов измерений со взаимодействующими элементами механических и электромеханических устройств, а также рабочих процессов. Для выполнения данного условия, получения информации о работе механизма и оценки текущего технического состояния применяется математическое моделирование на базе классической теории описания машин и механизмов, разработанной специалистами в данной области техники [11, 12], что недоступно традиционным методам. Результатом вычислительного эксперимента являются ряды интервалов времени адекватные получаемым ФХС экспериментально.
Стабильность и повторяемость кинематических параметров движения элементов механизма при выполнении рабочего цикла гарантирует выявление устойчивых во времени диагностических признаков.
Примером адекватности результатов математического моделирования экспериментальным данным представлены хронограммы вращения шпинделя металлорежущего станка в системе «привод – редуктор – подшипники – шпиндель» (рис. 1, 2), полученные математическим моделированием и измерением структуры вращения шпинделя на станке. Отличия минимальны, а следовательно, математическим моделированием до этапа эксплуатации изделия можно предварительно моделировать дефекты, определять их отражение в измерительной информации [13].
Для интерпретации экспериментальных данных, полученных на более высоком метрологическом уровне, потребовалась разработка более детальных и уточненных математических моделей в фазохронометрическом представлении (часовые механизмы, турбоагрегаты, ДВС, редукторы, подшипники и др.).
Таким образом, сочетание фазового подхода с прецизионной хронометрией позволяет перейти на новый уровень исследования работы циклических машин и механизмов, оценки текущего технического состояния и аварийной защиты циклических машин и механизмов.
Примеры полученных результатов
Для реализации ФХМ созданы фазохронометрические системы (ФХС), обеспечивающие абсолютную погрешность измерения интервалов времени в условиях эксплуатации не более ±1 · 10–5 ... 10–7 с в зависимости от объекта. На рис. 3 представлена ФХС с оптоэлектронной системой. В ФХС для исследования и диагностики различных электромеханических устройств в качестве первичных преобразователей могут применяться индукционные, токовихревые, оптико-электронные и другие преобразователи.
Часовые механизмы
Первым объектом исследования фазохронометрическим методом были часы и часовые программные механизмы. Их особенность в том, что при работе отсутствуют эффекты, используемые для получения информации в машиностроении: вибрация, удары, температурный нагрев, продукты износа для анализа и др., а точности измерения применяемых акустических методов недостаточно для регистрации динамики взаимодействия деталей и сборочных единиц часового механизма.
Экспериментальные исследования часовых механизмов (рис. 4) показали, что вопреки существовавшим представлениям период колебания баланса часового механизма не подчиняется нормальному закону распределения, а структура и точность хода формируются конструкцией механизма и качеством его изготовления.
На рис. 5 представлены автокорреляционные функции, построенные для измеренного ряда периодов колебания баланса (Т = 0,4 с и Т = 0,2 с), показывающие «жесткую» структуру хода часовых механизмов. Погрешность измерения периода колебания баланса не более ±1 · 10–6 с, а вариации периода – ~400 и 200 мкс. Так как точность измерения выше стабильности работы механизма, диагностика по принципу отклонений (принцип Солсбери) для ФХМ неприменима, и поэтому требуется разработка алгоритма оценки работы ЦМ. Например, структура хода, периодичность и скорость «затухания» автокорреляционной функции и др. [4, 14].
При использовании математических моделей в фазохронометрическом представлении результатом вычислительного эксперимента также являются интервалы времени, адекватные экспериментальным данным. Это позволяет анализировать работу механизма, формировать классификацию дефектов и диагностические признаки. На рис. 6, 7 представлены результаты вычислительного эксперимента.
Таким образом, фазохронометрический метод позволил получить принципиально новую информацию о работе часовых механизмов и необходимости новых требований к их конструкции и технологии изготовления.
Турбоагрегат
Следующим объектом исследования и диагностики с применением ФХМ были турбоагрегаты ТЭЦ Т‑250 / 300 (длина валопровода 46 м, вес валопровода 130 тонн).
Важной задачей эксплуатации энергетического оборудования, такого как турбоагрегаты, является оценка текущего технического состояния. Вибродиагностика данной задачи в полной мере не решила.
ФХС (рис. 8) обеспечивает последовательную (без пропусков) регистрацию продолжительности периодов вращения валопровода ТА и измерение абсолютной погрешности интервалов времени с точностью не более ±1 · 10–7, что соответствует для турбоагрегата относительной погрешности ±5 · 10−4 % на промышленной частоте. Работы на турбогенераторах выполнялись на ТЭЦ‑23 и ТЭЦ‑26 – филиалах ОАО «МОСЭНЕРГО» (Москва) выполнялись МГТУ им. Н. Э. Баумана, на ГРЭС‑1 г. Сургут совместно с ОАО «ЭЛЕКТРОСИЛА» (Санкт-Петербург).
ФХС для исследования и диагностики турбоагрегата (ТА) [15, 16, 12, 17] состоит из первичного оптико-электронного преобразователя, установленного в промежутке между генератором и возбудителем турбогенератора (ТГ) Т‑250/300, и включает в себя (рис. 8) диск с модулирующими световой поток пазами; светоизлучающие диоды; приемные объективы, соединенные световодами (рис. 9); блок формирования измерительного импульса; линии связи; блок обработки информации (специализированные платы установленные в ПЭВМ) и ПЭВМ с пакетом прикладных программ.
На рис. 10 представлена хронограмма вращения валопровода ТА.
Спектральный анализ рядов интервалов времени вращения валопровода показал, что в номинальном режиме наблюдаются две характерные области вариации периода: низкочастотная – менее 2 Гц, и более высокочастотная – 19–25 Гц. Спектральный анализ рядов интервалов времени впервые выявил устойчивые частоты крутильных колебаний частотах ~ 19,8 Гц и ~23,8 Гц [14, 15], которые можно использовать для диагностических признаков, например, возникновения трещин в валах.
Впервые в 1995 году обработкой результатов фазохронометрических измерений (математической обработкой рядов интервалов времени) получен спектр крутильных колебаний валопровода турбоагрегата (рис. 11, 12), являющихся одной из основных причин накопления усталости в металле валопровода и образования трещин.
На рис. 13 представлена хронограмма вращения валопровода и ее детализация (рис. 14) при воздействии грозовых молний на ЛЭП (выбросы 1, 2), которые приводят к резкому замедлению вращения валопровода, эквивалентному удару, приводящему к накоплению в металле усталости, не регистрируемой штатной аппаратурой ТЭЦ. Каждый пуск и останов ТА на ТЭЦ регистрируется.
Корреляционный анализ регистрируемых временных рядов позволяет выявить постоянную структуру поведения валопровода, характеризующую устойчивость ТА на воздействия внешней сети и системы управления. На рис. 15 показана автокорреляционная характеристика ТА устойчивого к воздействиям, а на рис. 16 показана характеристика ТА менее устойчивого к внешним воздействиям.
Математическая обработка хронограмм (рядов интервалов времени) в сочетании с математическим моделированием позволяет получить короткие алгоритмы для автоматического определения воздействий внешней сети (например, учет грозовых воздействий для оценки накопления усталости в металле валопровода и др.), выявление диагностических признаков дефектов и разработку алгоритмов их выявления (например, дистанционное определение искрения щеточного аппарата ТА и др.), анализ режимов работы.
Математическая обработка результатов измерений позволила получить ранее не регистрируемые аппаратурой ТЭЦ характеристики функционирования, воздействий внешней сети, системы управления и режимов работы ТА. Обработкой фазохронометрической информации установлена качественная повторяемость характеристик поведения валопровода функционирующего ТА на всех режимах его работы, а также количественная индивидуальность ТА для всего этапа эксплуатации. Данные результаты позволяют выполнять оценку текущего технического состояния, что не может быть достигнуто при традиционных подходах.
Также на базе ФХМ разработана методика экспериментального определения частотных характеристик синхронных генераторов [18] при тестовых воздействиях в процессе эксплуатации. Определение характеристик выполняется в рабочем режиме ТА без нарушения его работы. В настоящее время частотные характеристики генераторов ТЭЦ (основные характеристики турбогенератора) в эксплуатации не определяют.
Кроме целей контроля и диагностики, ФХМ является инструментом систематических фундаментальных и прикладных научных исследований турбогенератора в части изучения:
Эти и подобные исследования могли бы послужить для проверки теоретических результатов, полученных разработчиками турбин и генераторов ТА, систем автоматического управления турбогенераторами, а также измерительно вычислительного сопровождения эксплуатации ТА.
Станки и инструмент
Внедрение измерительно-вычислительных технологий на базе фазохронометрического метода открывает возможности диагностирования в процессе эксплуатации металлообрабатывающего оборудования и состояния инструмента [19].
На данный момент полученные результаты обеспечивают решение практических задач, таких как:
Данная технология уже прошла апробацию на нескольких типах токарных станков.
На рис. 18 показан спектр собственных частот, полученный из результатов измерений.
Измерительно-вычислительная технология на базе фазохронометрического метода открывает новые возможности мониторинга процессов амортизации и оценки технического состояния оборудования и инструмента, деградационных процессов в конструкционных материалах, определения раннего зарождения дефектов.
Трансмиссия вертолета
Основными проблемами получения достоверной информации о функционировании циклических устройств (механические и электромеханические системы) с применением традиционных, как правило, амплитудных методов, является получение устойчивых характеристик (диагностических признаков), обеспечивающих сопровождение эксплуатации изделия, с возможностью регистрации медленно протекающей деградации и выявления зарождающихся дефектов. Для этого необходимо выявление устойчивых во времени характеристик, сопровождающих устройство в процессе жизненного цикла (испытания и эксплуатация), обеспечивающих количественный анализ и сравнение изменений в механизме [20].
Для безопасности полетов важно оценить текущее техническое состояние трансмиссии вертолета и предаварийное состояние для своевременного прекращения полета. Данные возможности фазохронометрического метода прошли оценку в процессе стендовых испытаний трансмиссии.
Метрологический уровень фазохронометрической системы выявил на хронограммах, полученных на стенде в отсутствие внешних воздействий, неравномерность вращения, связанную с конструкцией трансмиссии и ее функционированием.
Математической обработкой выявлены характеристики, которые качественно сохраняются в процессе эксплуатации и в сочетании с количественными измерениями позволяют выполнять оценку текущего технического состояния и аварийной защиты трансмиссии.
На рис. 19 представлена экспериментальная хронограмма вращения валопровода трансмиссии.
Хронограммы (графики результатов измерений) являются исходной информацией для математической обработки. Метрологический уровень фазохронометрической системы позволил выявить неравномерность вращения, связанную с конструкцией трансмиссии и ее функционированием.
На рис. 20 представлены спектры крутильных колебаний валопровода в разных режимах эксплуатации с повторяемостью основных частот. Так как техническое обслуживание в процессе эксплуатации направлено на поддержание рабочего цикла, полученные диагностические признаки сохраняются весь период эксплуатации.
Основные частоты крутильных колебаний (рис. 20), связанные с элементами трансмиссии, сохраняются во времени, не зависят от режимов работы и условий эксплуатации, а количественно изменяется их амплитуда, что обеспечивает сравнение изменений в работе трансмиссии в период эксплуатации. Они могут служить диагностическими признаками.
Полученные результаты предназначены для реализации измерительно-вычислительного мониторинга оценки текущего технического состояния, предаварийного и аварийного состояния трансмиссии.
Редуктор
Редуктор – важная часть различных машин и механизмов. Основными причинами нарушения работы являются: ошибки монтажа, износ зубьев, их выкрашивание и поломки, а также проблемы режима смазки.
Фазохронометрические измерения интервалов времени подтвердили также высокую чувствительность к изменениям динамики и дефектам червячного редуктора. На рис. 21 представлен результат измерений кинематической погрешности зубчатой передачи червячного редуктора в динамике взаимодействия колес [21].
Пример обнаружения дефекта и высокой чувствительности ФХС показан на рис. 22 (кернение головки зуба).
В МГТУ им. Н. Э. Баумана разработана ФХС для автоматического измерения износа зубьев тяговых редукторов рельсовых транспортных средств в процессе движения и в соответствии с нормативами износа зубчатых колес. ФХС, реализованная для редуктора мотора вагона электропоезда ЭД4М (прямозубая шестерня m = 10), решает задачу, недоступную традиционным методам. В настоящее время измерение износа зубьев выполняется в депо с разборкой редуктора многократно за период эксплуатации [22, 23].
Для измерений используется индукционный датчик, устанавливаемый на корпусе редуктора. Форма первичного сигнала представлена на рис. 23.
Диагностика износа зубчатых колес редуктора выполняется определением состояния зубьев ведущей шестерни и зубчатого колеса. Точность измерения толщины зуба – 0,01 мм (можно в процентах). Мониторинг до нормативного износа и дефектов может выполняться на протяжении всего жизненного цикла. По накопленной статистике износа прогнозируется остаточный ресурс и строится логистика обслуживания и ремонтов. Диагностика выполнима в диапазоне рабочих скоростей электропоезда от 20 до 130 км/ч.
Полученные результаты можно использовать для реализации измерительно-вычислительного мониторинга и диагностики редукторов в реальном масштабе времени.
Подшипник
Фазохронометрический метод диагностики роторных машин и механизмов, разработанный в МГТУ им. Н. Э. Баумана, позволяет реализовать эффективное информационно-метрологическое сопровождение подшипников качения (ПК) на протяжении всего его ЖЦ на базе единого подхода и единой структуры фазохронометрических систем. На всех этапах ЖЦ ПК измеряемым параметром являются интервалы времени, соответствующие кинематическим параметрам движения вращающихся элементов ПК [24, 25, 26]. На рис. 24 представлена схема ФХС.
ФХС измеряет вариации интервалов времени, соответствующие полному обороту и его долям вращающегося кольца подшипника, и перемещения тел качения (сепаратора) внутри оборота на заданное угловое расстояние. В результате формируются ряды интервалов времени, обработкой которых получают диагностические признаки, сравниваемые с нормированными значениями параметров. Наиболее эффективной является диагностика ПК, когда измеряются интервалы времени, соответствующие параметрам движения вращающегося кольца и сепаратора. В этом случае выявляются деградация и нарушения в работе ПК (например, износ, заклинивание, выкрашивание и др.) и надежная аварийная защита.
Также были выполнены работы с применением фазохронометрического подхода по следующим объектам:
Заключение
В МГТУ им. Н. Э. Баумана разработан и испытан в промышленных условиях новый фазохронометрический метод и реализующие его средства прецизионного изучения функционирующих машин и механизмов циклического действия.
Фазохронометрирование, как показали экспериментальные исследования, в сочетании с программами обработки экспериментальных данных и математическими моделями позволяет, в отличие от традиционных подходов, решать широкий круг задач в процессе создания и эксплуатации промышленной продукции, например:
Таким образом, фазохронометрические диагностические системы, имеющие высокий метрологический уровень, обеспечивают получение принципиально новой информации и позволяют решать задачи информационно-метрологического сопровождения жизненного цикла машин и механизмов.
Очевидно, развиваемый подход составляет основу принципиально новой информационной производственной технологии в области машиностроения. Эта технология, в отличие традиционной САLS-технологии, может быть названа TIMЕS-технологией, так как она основана на реалистичном учете фактора времени во всем многообразии его аспектов.
Развиваемый подход в технической диагностике, благодаря рекордной стабильности используемых технических средств современной отечественной хронометрии в комплексе с математическим моделированием, представляет собой, по существу, новую технологию оценки функционирования циклических механизмов и принципиально новое видение машин и механизмов.
Литература
Киселёв М. И., Пронякин В. И. Фазовый метод исследования циклических машин и механизмов на основе хронометрического подхода // Измерительная техника. 2001. № 9. С. 15–18.
Пронякин В. И. Информационно-метрологическое сопровождение жизненного цикла машин и механизмов на базе прецизионного хронометрического анализа фазы рабочего цикла: … доктора технических наук: 05.11.15. М., 2010. 286 с.
Комшин А. С. Разработка научных основ измерительно-вычислительных фазохронометрических технологий поддержки жизненного цикла объектов машиностроения: диссертация … доктора технических наук: 05.11.15. М., 2017. 334 с.
Киселёв М. И., Пронякин В. И., Уроженко В. В. Совершенствование метода контроля механических часов // Измерительная техника. 1987. № 6. С. 37.
Зройчиков Н. А., Киселёв М. И., Козлов А. П., Пронякин В. И. Измерительный контроль синхронного генератора большой мощности в рабочем режиме на основе хронометрического подхода // Новое в Российской электроэнергетике. 2000. № 3. С. 17–21.
Киселёв М. И., Новик Н. В., Пронякин В. И. О возможности хронометрического контроля двигателя внутреннего сгорания // Испытания материалов и конструкций: сборник научных трудов // Под ред. С. И. Смирнова и В. И. Ерофеева. – Нижний Новгород: Издательство общества «Интелсервис», 1996. С. 255–261.
Потапов К. Г. Исследование и разработка метода и средств оценки текущего технического состояния главных приводов токарного оборудования на базе фазохронометрического метода. Дис… канд. техн. наук. М., 2015. 189 с.
Атаманов В. Н., Кудрявцев Е. А., Пронякин В. И., Гуляев А. Н. К вопросу определения износа зубьев шестерни с помощью индукционного датчика // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2015. № 6. С. 10–21.
Пронякин В. И., Кудрявцев Е. А., Комшин А. С., Потапов К. Г. Новая концепция ФХМ диагностики подшипников качения // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2017. № 4. С. 18–24.
Киселёв М. И., Пронякин В. И. Проблема точности при метрологическом обеспечении производства и эксплуатации машин и механизмов // Проблемы машиноведения: точность, трение и износ, надёжность, перспективные технологии / Под ред. В. П. Булатова. СПб: Наука, 2005. С. 7–24.
Комшин А. С. Научные основы измерительно-вычислительных фазохронометрических технологий поддержки жизненного цикла объектов машиностроения // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2016. № 11. С. 30–33.
Комшин А. С. Математическое моделирование измерительно-вычислительного контроля электромеханических параметров турбоагрегатов фазохронометрическим методом // Измерительная техника. 2013. № 8. С. 11–15.
Потапов К. Г. Исследование и разработка метода и средств оценки текущего технического состояния главных приводов токарного оборудования на базе фазохронометрического метода. Дис… канд. техн. наук. М., 2015. 189 с.
Киселёв М. И., Пронякин В. И. Измерительно-вычислительное обеспечение создания часовых механизмов // Измерительная техника. 2003. № 5. С. 22–28.
Киселёв М. И., Козлов А. П., Морозов А. Н., Назолин А. Л., Пронякин В. И., Соловьёв А. В. Измерение периода вращения валопровода турбоагрегата фотоэлектрическим методом // Измерительная техника. 1996. № 12. С. 28–29.
Киселёв М. И., Новик Н.В, Пронякин В. И. Регистрация параметров крутильных колебаний валопровода турбогенератора // Измерительная техника. 2000. № 12. С. 34–36.
Пронякин В. И. К вопросу оценки результатов измерений и их обработки в целях получения информации о функционировании машин и механизмов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2016. № 5. С. 74–83.
Пат. № 2233455 Рос. Федерации. МПК G01R31/34, Н02К15/00, Н02К19/16. Способ экспериментального определения амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик качаний ротора синхронного генератора в рабочем режиме.
Киселев М. И., Комшин А.С, Сырицкий А. Б. Внедрение измерительно-вычислительных комплексов сопровождения жизненного цикла металлообрабатывающего оборудования и инструмента на основе фазохронометрического метода // СТАНКОИНСТРУМЕНТ. 2015. № 1. № 1 С. 89–95.
Позднякова Е. Д. Современная концепция реализации измерительной технологии сопровождения эксплуатации летательных аппаратов // Приборы. 2023. № 10. С. 40–46.
Киселёв М. И., Морозов А. Н., Назолин А. Л., Павлов Д. А., Попов П. К., Пронякин В. И. Измерение кинематической погрешности зубчатых передач // Тезисы четвертой научно-технической конференции «Состояние и проблемы технических измерений», декабрь 1997 г., М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана. С. 18–19.
Кудрявцев Е. А., Атаманов В. Н., Пронякин В. И., Гуляев А. Н. Измерительный контроль износа рабочих поверхностей зубчатых колес в процессе эксплуатации // Приборы. 2014. № 6. С. 52–55.
Атаманов В. Н., Кудрявцев Е. А., Пронякин В. И., Гуляев А. Н. К вопросу определения износа зубьев шестерни с помощью индукционного датчика // Наука и образование МГТУ им. Н. Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 6. С. 10–21.
Пронякин В. И., Кудрявцев Е. А., Комшин А. С., Потапов К. Г. Диагностика подшипников качения фазохронометрическим методом // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2017. № 3 (684). С. 48–55.
Пронякин В. И., Кудрявцев Е. А., Комшин А. С., Потапов К. Г. Новая концепция ФХМ диагностики подшипников качения // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2017. № 4. С. 18–24.
Патент № 2536797 Рос. Федерации. МПК G01M 13/04. Способ (варианты) и устройство диагностики подшипника качения.
Авторы
Пронякин Владимир Ильич – доктор технических наук, научный руководитель кафедры «Метрология и взаимозаменяемость», Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва
Комшин Александр Сергеевич – доктор технических наук, заведующий кафедрой «Метрология и взаимозаменяемость», декан, факультет «Машиностроительные технологии», Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва
В. И. Пронякин, А. С. Комшин
Представлен принципиально новый метод и новые возможности получения информации о работе циклических машин и механизмов. Результаты применения метода показаны для различных машин и механизмов.
В настоящее время применяются разнообразные методы получения информации о работе циклических машин и механизмов (турбоагрегаты, гидроагрегаты, ДВС, ходовые части электропоездов, металлорежущее оборудование, электродвигатели, редукторы, подшипники и др.), что свидетельствует об отсутствии единого подхода к решению задач получения информации.
При проектировании и отработке изделия конструктору необходимо:
- исследовать динамические, электромеханические, кинематические и другие процессы, формирующие работу изделия;
- оценивать контактирующие материалы и применяемые смазки для конкретного устройства;
- оценивать изменения конструкции и выбирать рациональный вариант;
- измерять параметры крутильных колебаний валопроводов;
- измерять параметры движения различных элементов механизмов в опорном времени (оценка синхронизма) и др.
Проблемой остается возможность определения оптимального варианта конструкции и подтверждения ее работоспособности, выбор метода диагностики и контролируемых физических величин, математическая обработка которых обеспечит получение характеристик для оценки работы конструкции, а также влияния на нее внешних воздействий при испытаниях и эксплуатации.
Работоспособность и надежность изделия достигается большим объемом конструкторских и технологических работ, всем накопленным ранее производственным опытом, длительными стендовыми и натурными испытаниями. Сложившееся неудовлетворительное положение в отработке конструкций связано с недостаточностью научных знаний, метрологического уровня и отсутствием методов и средств приобретения знаний о функционировании машин и механизмов.
Фундаментальной проблемой традиционных методов является определение взаимосвязи между результатами измерений, полученными характеристиками и особенностями функционирования элементов конструкции. Используя применяемые физические величины (например, виброскорость и виброускорение), не удается установить надежную взаимосвязь между результатами измерений и конструкцией.
Также в практике исследования и технической диагностики в меньшей степени применяется математическое имитационное моделирование работы механизмов с применением вычислительного эксперимента для имитации дефектов и наработки характеристик соответствующих диагностических признаков.
Фазохронометрический метод
В МГТУ им. Н. Э. Баумана (факультет «Машиностроительные технологии», кафедра «Метрология и взаимозаменяемость», создатель научного направления – профессор Михаил Иванович Киселёв) в составе научного направления «Информационно-метрологическое сопровождение создания и эксплуатации циклических машин и механизмов на основе прецизионного хронометрического анализа фазы рабочего цикла» реализуется принципиально новый подход к решению проблем получения информации об особенностях работы и текущем техническом состоянии класса циклических машин и механизмов (фазохронометрический метод) [1–3].
К настоящему времени в процессе реализации фазохронометрического метода (ФХМ) выполнены работы на технических объектах: часовые механизмы, турбоагрегаты, ДВС, ходовые части электропоездов, оборудование атомного котла, трансмиссия вертолета, металлорежущее оборудование, электродвигатели, редукторы, подшипники и др. [4–9].
Наиболее устойчивым процессом циклических машин и механизмов является рабочий цикл. Механизм разрабатывается для выполнения рабочего цикла, который материально реализуется в производстве. На этапе эксплуатации все технические мероприятия по техническому обслуживанию направлены на поддержание параметров рабочего цикла в течение всего срока эксплуатации. Повторяемость рабочего цикла механизма обуславливает повторяемость значений его параметров, характеризующих работу машины и механизма, которые количественно изменяются во времени в связи с износом и деградацией технической системы. При этом, изменяясь количественно, они сохраняют свои качественные признаки, то есть обладают инвариантностью, давая возможность сравнения характеристик на длительном отрезке времени и получения трендов, используемых для прогнозирования работы и определения остаточного ресурса механизма.
Особенность фазового метода заключается в том, что он естественно сводится к измерению интервалов времени или частоты, связанных с рабочим циклом.
При фазохронометрическом подходе выполняются измерения интервалов времени между характерными границами фаз рабочего цикла, вариации интервалов времени формируются механическими и электромеханическими связями в механизме, а время как параметр входит в математическое описание объектов и процессов. Это дает возможность связать результаты измерений с динамикой конструктивных элементов за счет использования математического моделирования, так как математические модели в фазохронометрическом представлении разрабатываются на базе классического описания машин и механизмов [1, 10]. Так как интервалы времени измеряются с наивысшей точностью, обеспечивается детальность информации необходимая для обнаружения зарождающихся дефектов, регистрации деградации, исследования режимов работы устройства.
ФХМ обеспечивает одно из главных условий получения информации – взаимосвязь результатов измерений со взаимодействующими элементами механических и электромеханических устройств, а также рабочих процессов. Для выполнения данного условия, получения информации о работе механизма и оценки текущего технического состояния применяется математическое моделирование на базе классической теории описания машин и механизмов, разработанной специалистами в данной области техники [11, 12], что недоступно традиционным методам. Результатом вычислительного эксперимента являются ряды интервалов времени адекватные получаемым ФХС экспериментально.
Стабильность и повторяемость кинематических параметров движения элементов механизма при выполнении рабочего цикла гарантирует выявление устойчивых во времени диагностических признаков.
Примером адекватности результатов математического моделирования экспериментальным данным представлены хронограммы вращения шпинделя металлорежущего станка в системе «привод – редуктор – подшипники – шпиндель» (рис. 1, 2), полученные математическим моделированием и измерением структуры вращения шпинделя на станке. Отличия минимальны, а следовательно, математическим моделированием до этапа эксплуатации изделия можно предварительно моделировать дефекты, определять их отражение в измерительной информации [13].
Для интерпретации экспериментальных данных, полученных на более высоком метрологическом уровне, потребовалась разработка более детальных и уточненных математических моделей в фазохронометрическом представлении (часовые механизмы, турбоагрегаты, ДВС, редукторы, подшипники и др.).
Таким образом, сочетание фазового подхода с прецизионной хронометрией позволяет перейти на новый уровень исследования работы циклических машин и механизмов, оценки текущего технического состояния и аварийной защиты циклических машин и механизмов.
Примеры полученных результатов
Для реализации ФХМ созданы фазохронометрические системы (ФХС), обеспечивающие абсолютную погрешность измерения интервалов времени в условиях эксплуатации не более ±1 · 10–5 ... 10–7 с в зависимости от объекта. На рис. 3 представлена ФХС с оптоэлектронной системой. В ФХС для исследования и диагностики различных электромеханических устройств в качестве первичных преобразователей могут применяться индукционные, токовихревые, оптико-электронные и другие преобразователи.
Часовые механизмы
Первым объектом исследования фазохронометрическим методом были часы и часовые программные механизмы. Их особенность в том, что при работе отсутствуют эффекты, используемые для получения информации в машиностроении: вибрация, удары, температурный нагрев, продукты износа для анализа и др., а точности измерения применяемых акустических методов недостаточно для регистрации динамики взаимодействия деталей и сборочных единиц часового механизма.
Экспериментальные исследования часовых механизмов (рис. 4) показали, что вопреки существовавшим представлениям период колебания баланса часового механизма не подчиняется нормальному закону распределения, а структура и точность хода формируются конструкцией механизма и качеством его изготовления.
На рис. 5 представлены автокорреляционные функции, построенные для измеренного ряда периодов колебания баланса (Т = 0,4 с и Т = 0,2 с), показывающие «жесткую» структуру хода часовых механизмов. Погрешность измерения периода колебания баланса не более ±1 · 10–6 с, а вариации периода – ~400 и 200 мкс. Так как точность измерения выше стабильности работы механизма, диагностика по принципу отклонений (принцип Солсбери) для ФХМ неприменима, и поэтому требуется разработка алгоритма оценки работы ЦМ. Например, структура хода, периодичность и скорость «затухания» автокорреляционной функции и др. [4, 14].
При использовании математических моделей в фазохронометрическом представлении результатом вычислительного эксперимента также являются интервалы времени, адекватные экспериментальным данным. Это позволяет анализировать работу механизма, формировать классификацию дефектов и диагностические признаки. На рис. 6, 7 представлены результаты вычислительного эксперимента.
Таким образом, фазохронометрический метод позволил получить принципиально новую информацию о работе часовых механизмов и необходимости новых требований к их конструкции и технологии изготовления.
Турбоагрегат
Следующим объектом исследования и диагностики с применением ФХМ были турбоагрегаты ТЭЦ Т‑250 / 300 (длина валопровода 46 м, вес валопровода 130 тонн).
Важной задачей эксплуатации энергетического оборудования, такого как турбоагрегаты, является оценка текущего технического состояния. Вибродиагностика данной задачи в полной мере не решила.
ФХС (рис. 8) обеспечивает последовательную (без пропусков) регистрацию продолжительности периодов вращения валопровода ТА и измерение абсолютной погрешности интервалов времени с точностью не более ±1 · 10–7, что соответствует для турбоагрегата относительной погрешности ±5 · 10−4 % на промышленной частоте. Работы на турбогенераторах выполнялись на ТЭЦ‑23 и ТЭЦ‑26 – филиалах ОАО «МОСЭНЕРГО» (Москва) выполнялись МГТУ им. Н. Э. Баумана, на ГРЭС‑1 г. Сургут совместно с ОАО «ЭЛЕКТРОСИЛА» (Санкт-Петербург).
ФХС для исследования и диагностики турбоагрегата (ТА) [15, 16, 12, 17] состоит из первичного оптико-электронного преобразователя, установленного в промежутке между генератором и возбудителем турбогенератора (ТГ) Т‑250/300, и включает в себя (рис. 8) диск с модулирующими световой поток пазами; светоизлучающие диоды; приемные объективы, соединенные световодами (рис. 9); блок формирования измерительного импульса; линии связи; блок обработки информации (специализированные платы установленные в ПЭВМ) и ПЭВМ с пакетом прикладных программ.
На рис. 10 представлена хронограмма вращения валопровода ТА.
Спектральный анализ рядов интервалов времени вращения валопровода показал, что в номинальном режиме наблюдаются две характерные области вариации периода: низкочастотная – менее 2 Гц, и более высокочастотная – 19–25 Гц. Спектральный анализ рядов интервалов времени впервые выявил устойчивые частоты крутильных колебаний частотах ~ 19,8 Гц и ~23,8 Гц [14, 15], которые можно использовать для диагностических признаков, например, возникновения трещин в валах.
Впервые в 1995 году обработкой результатов фазохронометрических измерений (математической обработкой рядов интервалов времени) получен спектр крутильных колебаний валопровода турбоагрегата (рис. 11, 12), являющихся одной из основных причин накопления усталости в металле валопровода и образования трещин.
На рис. 13 представлена хронограмма вращения валопровода и ее детализация (рис. 14) при воздействии грозовых молний на ЛЭП (выбросы 1, 2), которые приводят к резкому замедлению вращения валопровода, эквивалентному удару, приводящему к накоплению в металле усталости, не регистрируемой штатной аппаратурой ТЭЦ. Каждый пуск и останов ТА на ТЭЦ регистрируется.
Корреляционный анализ регистрируемых временных рядов позволяет выявить постоянную структуру поведения валопровода, характеризующую устойчивость ТА на воздействия внешней сети и системы управления. На рис. 15 показана автокорреляционная характеристика ТА устойчивого к воздействиям, а на рис. 16 показана характеристика ТА менее устойчивого к внешним воздействиям.
Математическая обработка хронограмм (рядов интервалов времени) в сочетании с математическим моделированием позволяет получить короткие алгоритмы для автоматического определения воздействий внешней сети (например, учет грозовых воздействий для оценки накопления усталости в металле валопровода и др.), выявление диагностических признаков дефектов и разработку алгоритмов их выявления (например, дистанционное определение искрения щеточного аппарата ТА и др.), анализ режимов работы.
Математическая обработка результатов измерений позволила получить ранее не регистрируемые аппаратурой ТЭЦ характеристики функционирования, воздействий внешней сети, системы управления и режимов работы ТА. Обработкой фазохронометрической информации установлена качественная повторяемость характеристик поведения валопровода функционирующего ТА на всех режимах его работы, а также количественная индивидуальность ТА для всего этапа эксплуатации. Данные результаты позволяют выполнять оценку текущего технического состояния, что не может быть достигнуто при традиционных подходах.
Также на базе ФХМ разработана методика экспериментального определения частотных характеристик синхронных генераторов [18] при тестовых воздействиях в процессе эксплуатации. Определение характеристик выполняется в рабочем режиме ТА без нарушения его работы. В настоящее время частотные характеристики генераторов ТЭЦ (основные характеристики турбогенератора) в эксплуатации не определяют.
Кроме целей контроля и диагностики, ФХМ является инструментом систематических фундаментальных и прикладных научных исследований турбогенератора в части изучения:
- динамического состояния валопровода;
- динамического состояния генератора;
- взаимного влияния группы генераторов, работающих на общую нагрузку.
Эти и подобные исследования могли бы послужить для проверки теоретических результатов, полученных разработчиками турбин и генераторов ТА, систем автоматического управления турбогенераторами, а также измерительно вычислительного сопровождения эксплуатации ТА.
Станки и инструмент
Внедрение измерительно-вычислительных технологий на базе фазохронометрического метода открывает возможности диагностирования в процессе эксплуатации металлообрабатывающего оборудования и состояния инструмента [19].
На данный момент полученные результаты обеспечивают решение практических задач, таких как:
- оценка текущего технического состояния металлорежущих станков токарной группы различной компоновки;
- оценка технического состояния узлов, таких как главный привод, коробка передач, двигатель, мотор-шпиндель, включая вспомогательное оборудование;
- оценка износа и поломок режущего инструмента в процессе резания без останова оборудования;
- повышение экономичности, энергоэффективности и надежности эксплуатируемого металлорежущего оборудования.
Данная технология уже прошла апробацию на нескольких типах токарных станков.
На рис. 18 показан спектр собственных частот, полученный из результатов измерений.
Измерительно-вычислительная технология на базе фазохронометрического метода открывает новые возможности мониторинга процессов амортизации и оценки технического состояния оборудования и инструмента, деградационных процессов в конструкционных материалах, определения раннего зарождения дефектов.
Трансмиссия вертолета
Основными проблемами получения достоверной информации о функционировании циклических устройств (механические и электромеханические системы) с применением традиционных, как правило, амплитудных методов, является получение устойчивых характеристик (диагностических признаков), обеспечивающих сопровождение эксплуатации изделия, с возможностью регистрации медленно протекающей деградации и выявления зарождающихся дефектов. Для этого необходимо выявление устойчивых во времени характеристик, сопровождающих устройство в процессе жизненного цикла (испытания и эксплуатация), обеспечивающих количественный анализ и сравнение изменений в механизме [20].
Для безопасности полетов важно оценить текущее техническое состояние трансмиссии вертолета и предаварийное состояние для своевременного прекращения полета. Данные возможности фазохронометрического метода прошли оценку в процессе стендовых испытаний трансмиссии.
Метрологический уровень фазохронометрической системы выявил на хронограммах, полученных на стенде в отсутствие внешних воздействий, неравномерность вращения, связанную с конструкцией трансмиссии и ее функционированием.
Математической обработкой выявлены характеристики, которые качественно сохраняются в процессе эксплуатации и в сочетании с количественными измерениями позволяют выполнять оценку текущего технического состояния и аварийной защиты трансмиссии.
На рис. 19 представлена экспериментальная хронограмма вращения валопровода трансмиссии.
Хронограммы (графики результатов измерений) являются исходной информацией для математической обработки. Метрологический уровень фазохронометрической системы позволил выявить неравномерность вращения, связанную с конструкцией трансмиссии и ее функционированием.
На рис. 20 представлены спектры крутильных колебаний валопровода в разных режимах эксплуатации с повторяемостью основных частот. Так как техническое обслуживание в процессе эксплуатации направлено на поддержание рабочего цикла, полученные диагностические признаки сохраняются весь период эксплуатации.
Основные частоты крутильных колебаний (рис. 20), связанные с элементами трансмиссии, сохраняются во времени, не зависят от режимов работы и условий эксплуатации, а количественно изменяется их амплитуда, что обеспечивает сравнение изменений в работе трансмиссии в период эксплуатации. Они могут служить диагностическими признаками.
Полученные результаты предназначены для реализации измерительно-вычислительного мониторинга оценки текущего технического состояния, предаварийного и аварийного состояния трансмиссии.
Редуктор
Редуктор – важная часть различных машин и механизмов. Основными причинами нарушения работы являются: ошибки монтажа, износ зубьев, их выкрашивание и поломки, а также проблемы режима смазки.
Фазохронометрические измерения интервалов времени подтвердили также высокую чувствительность к изменениям динамики и дефектам червячного редуктора. На рис. 21 представлен результат измерений кинематической погрешности зубчатой передачи червячного редуктора в динамике взаимодействия колес [21].
Пример обнаружения дефекта и высокой чувствительности ФХС показан на рис. 22 (кернение головки зуба).
В МГТУ им. Н. Э. Баумана разработана ФХС для автоматического измерения износа зубьев тяговых редукторов рельсовых транспортных средств в процессе движения и в соответствии с нормативами износа зубчатых колес. ФХС, реализованная для редуктора мотора вагона электропоезда ЭД4М (прямозубая шестерня m = 10), решает задачу, недоступную традиционным методам. В настоящее время измерение износа зубьев выполняется в депо с разборкой редуктора многократно за период эксплуатации [22, 23].
Для измерений используется индукционный датчик, устанавливаемый на корпусе редуктора. Форма первичного сигнала представлена на рис. 23.
Диагностика износа зубчатых колес редуктора выполняется определением состояния зубьев ведущей шестерни и зубчатого колеса. Точность измерения толщины зуба – 0,01 мм (можно в процентах). Мониторинг до нормативного износа и дефектов может выполняться на протяжении всего жизненного цикла. По накопленной статистике износа прогнозируется остаточный ресурс и строится логистика обслуживания и ремонтов. Диагностика выполнима в диапазоне рабочих скоростей электропоезда от 20 до 130 км/ч.
Полученные результаты можно использовать для реализации измерительно-вычислительного мониторинга и диагностики редукторов в реальном масштабе времени.
Подшипник
Фазохронометрический метод диагностики роторных машин и механизмов, разработанный в МГТУ им. Н. Э. Баумана, позволяет реализовать эффективное информационно-метрологическое сопровождение подшипников качения (ПК) на протяжении всего его ЖЦ на базе единого подхода и единой структуры фазохронометрических систем. На всех этапах ЖЦ ПК измеряемым параметром являются интервалы времени, соответствующие кинематическим параметрам движения вращающихся элементов ПК [24, 25, 26]. На рис. 24 представлена схема ФХС.
ФХС измеряет вариации интервалов времени, соответствующие полному обороту и его долям вращающегося кольца подшипника, и перемещения тел качения (сепаратора) внутри оборота на заданное угловое расстояние. В результате формируются ряды интервалов времени, обработкой которых получают диагностические признаки, сравниваемые с нормированными значениями параметров. Наиболее эффективной является диагностика ПК, когда измеряются интервалы времени, соответствующие параметрам движения вращающегося кольца и сепаратора. В этом случае выявляются деградация и нарушения в работе ПК (например, износ, заклинивание, выкрашивание и др.) и надежная аварийная защита.
Также были выполнены работы с применением фазохронометрического подхода по следующим объектам:
- гидроагрегаты;
- двигатели внутреннего сгорания;
- ГТД.
Заключение
В МГТУ им. Н. Э. Баумана разработан и испытан в промышленных условиях новый фазохронометрический метод и реализующие его средства прецизионного изучения функционирующих машин и механизмов циклического действия.
Фазохронометрирование, как показали экспериментальные исследования, в сочетании с программами обработки экспериментальных данных и математическими моделями позволяет, в отличие от традиционных подходов, решать широкий круг задач в процессе создания и эксплуатации промышленной продукции, например:
- регистрировать индивидуальные особенности поведения серийно выпускаемых циклических механизмов: от часовых механизмов до турбоагрегатов большой мощности;
- разрабатывать математические модели для связи результатов измерения с конструкцией циклического механизма, которые являются неотъемлемой частью фазохронометрического метода (при этом используется классическая теория описания машин и механизмов, разработанная специалистами в данной области техники);
- минимизировать номенклатуру используемых физических величин, то есть реализовать единый формат измерительной информации (интервалы времени) на всех этапах жизненного цикла изделия;
- регистрировать отклик как на конструктивно-технологические изменения объекта, так и на появление в нем дефектов, зарождающихся в процессе эксплуатации;
- осуществлять прогностический измерительно-вычислительный мониторинг циклических машин и механизмов;
- исследовать динамические, электромеханические, кинематические и другие процессы, формирующие рабочий цикл изделия;
- оценивать изменения конструкции и выбирать рациональный вариант;
- оценивать контактирующие материалы и применяемые смазки для конкретного устройства;
- измерять параметры крутильных колебаний валов и валопроводов;
- измерять параметры движения различных элементов механизмов в опорном времени (оценка синхронизма);
- обеспечить переход от системы планово-предупредительных ремонтов к системе ремонтов в соответствии с текущим техническим состоянием;
- реализовать систематический измерительный контроль электродинамических процессов в системе ротор-статор;
- разработать методы раннего диагностирования трещин в валах функционирующего ТА и др.
Таким образом, фазохронометрические диагностические системы, имеющие высокий метрологический уровень, обеспечивают получение принципиально новой информации и позволяют решать задачи информационно-метрологического сопровождения жизненного цикла машин и механизмов.
Очевидно, развиваемый подход составляет основу принципиально новой информационной производственной технологии в области машиностроения. Эта технология, в отличие традиционной САLS-технологии, может быть названа TIMЕS-технологией, так как она основана на реалистичном учете фактора времени во всем многообразии его аспектов.
Развиваемый подход в технической диагностике, благодаря рекордной стабильности используемых технических средств современной отечественной хронометрии в комплексе с математическим моделированием, представляет собой, по существу, новую технологию оценки функционирования циклических механизмов и принципиально новое видение машин и механизмов.
Литература
Киселёв М. И., Пронякин В. И. Фазовый метод исследования циклических машин и механизмов на основе хронометрического подхода // Измерительная техника. 2001. № 9. С. 15–18.
Пронякин В. И. Информационно-метрологическое сопровождение жизненного цикла машин и механизмов на базе прецизионного хронометрического анализа фазы рабочего цикла: … доктора технических наук: 05.11.15. М., 2010. 286 с.
Комшин А. С. Разработка научных основ измерительно-вычислительных фазохронометрических технологий поддержки жизненного цикла объектов машиностроения: диссертация … доктора технических наук: 05.11.15. М., 2017. 334 с.
Киселёв М. И., Пронякин В. И., Уроженко В. В. Совершенствование метода контроля механических часов // Измерительная техника. 1987. № 6. С. 37.
Зройчиков Н. А., Киселёв М. И., Козлов А. П., Пронякин В. И. Измерительный контроль синхронного генератора большой мощности в рабочем режиме на основе хронометрического подхода // Новое в Российской электроэнергетике. 2000. № 3. С. 17–21.
Киселёв М. И., Новик Н. В., Пронякин В. И. О возможности хронометрического контроля двигателя внутреннего сгорания // Испытания материалов и конструкций: сборник научных трудов // Под ред. С. И. Смирнова и В. И. Ерофеева. – Нижний Новгород: Издательство общества «Интелсервис», 1996. С. 255–261.
Потапов К. Г. Исследование и разработка метода и средств оценки текущего технического состояния главных приводов токарного оборудования на базе фазохронометрического метода. Дис… канд. техн. наук. М., 2015. 189 с.
Атаманов В. Н., Кудрявцев Е. А., Пронякин В. И., Гуляев А. Н. К вопросу определения износа зубьев шестерни с помощью индукционного датчика // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2015. № 6. С. 10–21.
Пронякин В. И., Кудрявцев Е. А., Комшин А. С., Потапов К. Г. Новая концепция ФХМ диагностики подшипников качения // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2017. № 4. С. 18–24.
Киселёв М. И., Пронякин В. И. Проблема точности при метрологическом обеспечении производства и эксплуатации машин и механизмов // Проблемы машиноведения: точность, трение и износ, надёжность, перспективные технологии / Под ред. В. П. Булатова. СПб: Наука, 2005. С. 7–24.
Комшин А. С. Научные основы измерительно-вычислительных фазохронометрических технологий поддержки жизненного цикла объектов машиностроения // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2016. № 11. С. 30–33.
Комшин А. С. Математическое моделирование измерительно-вычислительного контроля электромеханических параметров турбоагрегатов фазохронометрическим методом // Измерительная техника. 2013. № 8. С. 11–15.
Потапов К. Г. Исследование и разработка метода и средств оценки текущего технического состояния главных приводов токарного оборудования на базе фазохронометрического метода. Дис… канд. техн. наук. М., 2015. 189 с.
Киселёв М. И., Пронякин В. И. Измерительно-вычислительное обеспечение создания часовых механизмов // Измерительная техника. 2003. № 5. С. 22–28.
Киселёв М. И., Козлов А. П., Морозов А. Н., Назолин А. Л., Пронякин В. И., Соловьёв А. В. Измерение периода вращения валопровода турбоагрегата фотоэлектрическим методом // Измерительная техника. 1996. № 12. С. 28–29.
Киселёв М. И., Новик Н.В, Пронякин В. И. Регистрация параметров крутильных колебаний валопровода турбогенератора // Измерительная техника. 2000. № 12. С. 34–36.
Пронякин В. И. К вопросу оценки результатов измерений и их обработки в целях получения информации о функционировании машин и механизмов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2016. № 5. С. 74–83.
Пат. № 2233455 Рос. Федерации. МПК G01R31/34, Н02К15/00, Н02К19/16. Способ экспериментального определения амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик качаний ротора синхронного генератора в рабочем режиме.
Киселев М. И., Комшин А.С, Сырицкий А. Б. Внедрение измерительно-вычислительных комплексов сопровождения жизненного цикла металлообрабатывающего оборудования и инструмента на основе фазохронометрического метода // СТАНКОИНСТРУМЕНТ. 2015. № 1. № 1 С. 89–95.
Позднякова Е. Д. Современная концепция реализации измерительной технологии сопровождения эксплуатации летательных аппаратов // Приборы. 2023. № 10. С. 40–46.
Киселёв М. И., Морозов А. Н., Назолин А. Л., Павлов Д. А., Попов П. К., Пронякин В. И. Измерение кинематической погрешности зубчатых передач // Тезисы четвертой научно-технической конференции «Состояние и проблемы технических измерений», декабрь 1997 г., М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана. С. 18–19.
Кудрявцев Е. А., Атаманов В. Н., Пронякин В. И., Гуляев А. Н. Измерительный контроль износа рабочих поверхностей зубчатых колес в процессе эксплуатации // Приборы. 2014. № 6. С. 52–55.
Атаманов В. Н., Кудрявцев Е. А., Пронякин В. И., Гуляев А. Н. К вопросу определения износа зубьев шестерни с помощью индукционного датчика // Наука и образование МГТУ им. Н. Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 6. С. 10–21.
Пронякин В. И., Кудрявцев Е. А., Комшин А. С., Потапов К. Г. Диагностика подшипников качения фазохронометрическим методом // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2017. № 3 (684). С. 48–55.
Пронякин В. И., Кудрявцев Е. А., Комшин А. С., Потапов К. Г. Новая концепция ФХМ диагностики подшипников качения // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2017. № 4. С. 18–24.
Патент № 2536797 Рос. Федерации. МПК G01M 13/04. Способ (варианты) и устройство диагностики подшипника качения.
Авторы
Пронякин Владимир Ильич – доктор технических наук, научный руководитель кафедры «Метрология и взаимозаменяемость», Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва
Комшин Александр Сергеевич – доктор технических наук, заведующий кафедрой «Метрология и взаимозаменяемость», декан, факультет «Машиностроительные технологии», Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва
Отзывы читателей
