Филин Александр Николаевич. Методика контроля технического состояния основных механизмов тоннельных эскалаторов

brief description

Филин Александр Николаевич. Методика контроля технического состояния основных механизмов тоннельных эскалаторов: автореферат дис. ... кандидата Технических наук: 05.05.04 / Филин Александр Николаевич;[Место защиты: ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет»], 2018

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I»
На правах рукописи

ФИЛИН АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ
МЕТОДИКА КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ ТОННЕЛЬНЫХ ЭСКАЛАТОРОВ
Специальность 05.05.04 - Дорожные, строительные и подъемно-транспортные
машины
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель
доктор военных наук, профессор
Бардышев О.А.
Санкт-Петербург - 2018
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ТОННЕЛЬНЫХ ЭСКАЛАТОРОВ 11
1.1 Основные факторы, влияющие на надежность и безопасность
эксплуатации тоннельных эскалаторов 11
1.2 Анализ существующих способов контроля технического состояния
приводных групп тоннельных эскалаторов 16
1.3 Определение направлений исследования 27
1.4 Особенности конструкций приводных групп тоннельных эскалаторов ... 28
1.5 Основные дефекты приводных групп тоннельных эскалаторов 33
1.6 Выводы по главе 37
ГЛАВА 2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАБОТЫ ПРИВОДНОЙ
ГРУППЫ ТОННЕЛЬНОГО ЭСКАЛАТОРА 40
2.1 Выбор математического аппарата для моделирования динамической
системы 40
2.2 Процесс моделирования динамической системы приводной группы
тоннельного эскалатора 42
2.3 Реализация математической модели на ЭВМ 52
2.4 Частотная модель возможных дефектов элементов приводной группы ... 59
2.5 Диагностические признаки дефектов приводных групп 63
2.6 Выводы по главе 74
ГЛАВА 3 ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИВОДНЫХ ГРУПП ТОННЕЛЬНЫХ ЭСКАЛАТОРОВ 76
3.1 Постановка целевой задачи и выбор объекта эксперимента 76
3.2 Подготовка приборной базы для проведения исследования 77
3.2.1 Требования, предъявляемые к виброизмерительной аппаратуре 78
3.2.2 Выбор виброизмерительной аппаратуры 79
3.2.3 Определение установочных параметров виброизмерительной
аппаратуры 83
3.3 Подготовка объекта контроля к проведению эксперимента 88
3.3.1 Выбор способа установки пьезоэлектрических датчиков
виброизмерительной аппаратуры 88
3.3.2 Выбор контрольных точек для установки пьезоэлектрических датчиков 91
3.4 Натурное диагностирование методом спектрального анализа
виброакустического сигнала 93
3.4.1 Определение зон вибрационного состояния приводных групп
тоннельных эскалаторов 93
3.4.2 Диагностические признаки дефектов подшипников качения 99
3.4.3 Диагностические признаки дефектов зубчатых зацеплений 103
3.4.4 Диагностические признаки дефектов линии вала 110
3.4.5 Сводная таблица диагностических признаков дефектов элементов
приводных групп тоннельных эскалаторов 112
3.5 Методика контроля технического состояния приводных групп
тоннельных эскалаторов 113
3.6 Выводы по главе 117
ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ 118
4.1 Практическое применение разработанной методики 118
4.2 Прогнозирование технического состояния приводной группы
тоннельного эскалатора 120
4.3 Оформление результатов контроля технического состояния приводной
группы тоннельного эскалатора 123
4.4 Расчет эффективности применения разработанной методики 124
4.4.1 Определение капитальных вложений при применении разработанной
методики 125
4.4.2 Определение текущих затрат при применении разработанной методики126
4.4.3 Определение показателей технико-экономической эффективности при
применении разработанной методики 128
4.5 Выводы по главе 131
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 132
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 134
ПРИЛОЖЕНИЯ 149

bibliography

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основании теоретических и экспериментальных исследований, выпол¬ненных в диссертационной работе, получены следующие основные результаты:
1. Выполнена оценка влияния технологических и эксплуатационных факто¬ров на надежность работы приводных групп тоннельных эскалаторов в период эксплуатации, в результате чего определены основные возможные причины вне¬плановых остановов и аварийных отказов приводных групп, связанные с дефек¬тами их элементов.
2. Проведен анализ существующих методов и методик контроля техниче¬ского состояния роторных машин и механизмов, к которым относятся приводные группы тоннельных эскалаторов, в ходе которого, посредством квалиметрическо- го подхода, было установлено - наиболее применимыми для выбранного объекта исследования являются методы виброакустической диагностики, позволяющие проводить контроль текущего технического состояния в процессе эксплуатации, обнаруживать развивающиеся и развитые дефекты.
3. Выполнен кинематический анализ приводных групп тоннельных эскала¬торов, в результате чего предложены способ расчета и выражения для расчета де¬терминированных частот дефектов приводной группы в зависимости от скорости движения лестничного полотна эскалатора, а также получены частотные детер¬минированные модели приводных групп, необходимые при проведении виброа¬кустического диагностирования.
4. Разработана математическая модель формирования и изменения виброа-кустического сигнала при появлении и развитии дефектов элементов приводной группы тоннельного эскалатора, описывающая динамику колебательных процес¬сов, посредством которой получены опорные спектры вибрационного сигнала при бездефектном состоянии и заданных дефектах, в результате чего определены ди¬агностические признаки основных возможных дефектов приводных групп тон¬нельных эскалаторов.
5. Проведено экспериментальное исследование возможности применения методов виброакустического диагностирования для контроля технического со¬стояния приводных групп тоннельных эскалаторов при рабочих режимах в про¬цессе эксплуатации. В ходе экспериментального исследования были определены установочные параметры виброизмерительной аппаратуры, наиболее информа¬тивные точки снятия виброакустического сигнала, были получены вибрационные портреты дефектов элементов приводных групп. В итоге была подтверждена схо¬димость результатов, полученных в ходе математического моделирования и целе¬сообразность применения методов виброакустического диагностирования.
6. При проведении экспериментальных исследований была выявлена воз¬можность применения диагностических признаков дефектов элементов привод¬ных групп тоннельных эскалаторов для других роторных машин и механизмов, обладающих схожими конструктивными сопряжениями и элементами.
7. Экспериментально по параметрам виброакустического сигнала были нормированы зоны технического состояния приводных групп тоннельных эскала¬торов.
8. Разработана методика контроля технического состояния приводных групп тоннельных эскалаторов на основе комплексного применения методов виб¬роакустического диагностирования, позволяющая проводить контроль техниче¬ского состояния при рабочих режимах в процессе эксплуатации тоннельных эска¬латоров и способствующая повышению их надежности и безопасности.
9. Разработаны и запатентованы устройства оценки технического состоя¬ния объекта контроля по параметрам вибрации, применение которых возможно в приводных группах тоннельных эскалаторов метрополитенов, разработан и заре¬гистрирован комплекс программ для ЭВМ, необходимый для оценки техническо¬го состояния приводных групп тоннельных эскалаторов.
10. Показаны перспективы прогнозирования технического состояния при¬водных групп тоннельных эскалаторов во времени за счет экстраполяции регрес¬сионной зависимости параметров виброакустического сигнала от наработки эска¬латора.