Исследование состояния рабочих органов измельчающих машин на основании анализа вибраций

В соответствии с приоритетами развития нашего государства, обозначенными президентом России Владимиром Путиным в послании к федеральному собранию, в рамках обеспечения продовольственной безопасности и снабжения населения России здоровым питанием необходимо целесообразно подходить к вопросам переработки и утилизации вторичного материального сырья.

Немаловажный вклад при этом вносит мясоперерабатывающая отрасль, поставляющая огромное количество ценных вторичных ресурсов, представляющих собой питательную основу значительной части комбинированных кормов для домашних животных, скота и птицы.

Мясокостная мука, полученная из отходов мясоперерабатывающих технологических линий, является одним из перспективных видов сырья для создания комбикормов с прогнозируемыми

БД Agris

свойствами, вследствие высокого содержания в них ряда аминокислот, макро- и микроэлементов.

Сегодня при составлении комбикормов руководствуются измельченным мясокостным сырьем, полученным после силовых измельчителей костного сырья или молотковых дробилок, качество которого не всегда удовлетворяет необходимым нормам и требованиям.

Для получения измельченной мясокостной муки более высокого качества и снижения затрат на ее получение, необходимо использование наиболее перспективных агрегатов для измельчения, а также методов и средств их диагностирования, обеспечивающих повышение их надежности и долговечности [2].

Наиболее эффективными являются дробилки дезинтеграторного типа. Они обладают высокой производительностью, достаточно низкими энергозатратами, а также возможностью подбора оптимальных параметров работы посредством регулировки числа оборотов роторов, что позволяет получать измельчаемое сырье более высокого качества[1,4].

В процессе измельчения мясокостного сырья рабочие органы дезинтегратора (штифты) подвергаются многоцикловым нагрузкам и износу, вследствие чего в них развиваются различного вида дефекты (микротрещины, сколы и др.). Это приводит к разрушению штифтов, в результате чего оборудование выводится из строя, и ему требуется дорогостоящий ремонт. Для определения состояния нагружаемых элементов наиболее эффективным является диагностика на основе анализа вибрационных сигналов.

• 1.1    Материалы и методы

  Исследование состояния рабочих органов дезинтегратора осуществлялось в цехе ООО ПКФ «Луч 2000». Объектом исследования являлся дезинтегратор с диаметром роторов, составляющих 350 мм, каждый из которых имеет два ряда штифтов. Изменение частоты вращения роторов осуществлялось с помощью частотного преобразователя, позволяющего плавно изменять обороты в диапазоне100–3500 мин^-1. При определении основных параметров вибраций, таких как виброскорость v (м/с) и виброускорение а (м/с 2), использовался прибор «ТОПАЗ-В» с датчиком вибрации общего назначения «РА-031», имеющим частотный диапазон 2–10000 Гц. Для определения состояния рабочих органов использовался метод частотного анализа, в результате ипользования которого были получены графики наложения большого количества возмущающих факторов

от подшипниковых опор и шкива. Для измерения параметров вибраций была определена исходная точка измерений – над подшипниковыми опорами 3 (рисунок 1).

Рисунок 1. Схема источников вибраций

Figure 1. Schematic of vibration

В результате измерений были получены график временной реализации сигнала (рисунок 3), на котором явно выражено превышение значений параметров вибраций, а также спектр виброскорости (рисунок 4), на котором значение параметров вибраций превышено на 124 Гц и 160 Гц соответственно[5]. Это свидетельствует о явном изменении состояния рабочих органов, которое вызывает дисбаланс ротора. По результатам диагностирования было принято решение о разборке дезинтегратора и осмотре его рабочих органов.

Рисунок 2. Штифт с износом

Figure2. Worn pin

При осмотре на штифтах были обнаружены следы износа (рисунок 2). Изношенные штифты были заменены и установлены на ротор, после была произведена балансировка и установка ротора в дезинтегратор. Затем были проведены повторные измерения параметров вибраций. Получены данные, на которых зафиксировано значительное снижение оставляющих вибраций как на временной реализации сигнала (рисунок 5), так и на спектре виброскорости (рисунок 6).

Рисунок 3. Временная реализация сигнала

Figure3. Temporary signal implementation

Figure6. The range of vibration after repairs

Рисунок4. Спектр виброскорости

Figure 4. Vibration spectrum

• 1.2    Результаты и обсуждения.

На основе результатов, полученных в итоге проведения экспериментов, можно сделать вывод о том, что применение средств и методов вибродиагностики является весьма эффективным способом обнаружения возникновения дефектов. Определение технического состояния рабочих органов дезинтегратора в процессе его работы является затруднительным       ввиду       большого количества возмущающих факторов. Однако разработка методов и средств диагностирования позволяет значительно повысить надежность и долговечность, а также оптимально подобрать режим работы дезинтегратора [6].

Заключение

Рисунок 5. Временная реализация сигнала после проведения ремонта

Figure5. Temporary signal implementation after repairs

Применение и разработка новых конструкций измельчающего оборудования позволяет существенно повысить эффективность переработки вторичных материальных ресурсов. При оптимальном подборе режимов работы оборудования удается достичь высокого качества выходного сырья и снизить удельные энергозатраты.

Применение средств вибродиагностики измельчающего оборудования различных отраслей промышленности позволяет определить их фактическое состояние, что значительно снижает возможность возникновения аварийной остановки оборудования и простоя производства.

Результаты настоящей работы могут быть полезны при разработке систем непрерывного контроля состояния машин и агрегатов пищевых предприятий.