Nghiên cứu giám sát dao động trên động cơ tua bin khí tàu thủy TT

DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Đỗ Đức Lưu, Lưu Minh Hải (2015), “Nhận dạng trạng thái cân dư rô to cứng theo phương pháp thống kê đa chiều cân động”, Tạp chí KHCN Hàng hải, Số 42-04/2015, tr 19-22 Đỗ Đức Lưu, Lưu Minh Hải (2015), “Đảm bảo thiết bị truyền tin cho cân động rô to cứng đặt máy cân động”, Tạp chí GTVT, Số T9/2015, tr 63-66 Đỗ Đức Lưu, Lưu Minh Hải tg (2016), "Nghiên cứu, xây dựng mô dao động gối động máy cân động đặt nằm ngang", Kỷ yếu Hội nghị quốc tế KHCN Hàng hải 2016, ISBN: 978-604-937-127-1, tr 136-143 Đỗ Đức Lưu, Lưu Minh Hải tg (2017), "Mô dao động máy rơ to tàu thủy", Tạp chí KHCN Hàng Hải, Số 49-01/2017, tr 8-13 Lưu Minh Hải, Đỗ Đức Lưu (2019), "Mô cân động cho rô to phần mềm mô cân động rô to đặt máy cân động", Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thuỷ lợi Môi trường, Số 10/2019, tr 197-203 Lưu Minh Hải, Đỗ Đức Lưu (2020), "Mô hình hồi quy chẩn đốn cân rơ to qua sử dụng phần mềm mô cân động rô to cứng đặt máy cân động", Tạp chí GTVT, Số T8/2020, tr 106-108 Đỗ Đức Lưu, Lưu Minh Hải (2020), "Simulation of vibro-monitoring on naval ship gas turbine engine", Proceedings of the 2019 International Conference on Physics and Mechanics of New Materials and Their Applications, Nova Science Publishers, New York 10/2020, ISBN: 978-153618-255, Chapter 28, pp 271-280 Đỗ Đức Lưu, Lưu Minh Hải (Corresponding Author) (2021), "Multivariable regressive models for diagnostics of the unbalances on rapid rotor in shop dynamic balance", Proceedings of the The Second International Conference on Material, Machines, and Methods for Sustainable Development, Proceedings of the 2nd Annual International Conference on Material, Machines and Methods for Sustainable Development (MMMS2020), Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer, Cham Publishers, https://doi.org/10.1007/978-3-030-69610-8_37, Online ISBN: 978-3-030-69610-8, pp 267-272 Lưu Minh Hải Thành viên tham gia đề tài KHCN Độc lập cấp Quốc gia (2015-2019), “Nghiên cứu, xây dựng mơ Hệ động lực trạm phát điện cho tàu biển chở hàng tổng hợp”, Trường ĐHHHVN Chủ trì, GS L C Nhớ làm Chủ nhiệm đề tài MS ĐTĐLCN 14-15 Nội dung số 20 “Nghiên cứu xây dựng phần mềm mô dao động cân máy rô to (máy phát điện tua-bin khí xả…)” Nghiệm thu cấp Quốc gia tháng 3/2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG LƯU MINH HẢI NGHIÊN CỨU GIÁM SÁT DAO ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ TUA BIN KHÍ TÀU THỦY TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Khánh Hịa – 2021 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Nha Trang TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Đề tài luận án: “Nghiên cứu giám sát dao động động tua bin khí tàu thủy” Chuyên ngành: Kỹ thuật khí động lực Mã số: 9520116 Người hướng dẫn khoa học: Họ tên nghiên cứu sinh: Lưu Minh Hải Khoá: 2014 Họ tên người hướng dẫn: PGS.TSKH Đỗ Đức Lưu Hướng dẫn 1: PGS TSKH Đỗ Đức Lưu Hướng dẫn 2: TS Phùng Minh Lộc TS Phùng Minh Lộc Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Nha Trang Nội dung: Đã tổng hợp sở lý thuyết cho mô dao động giám sát dao động cân rô to, áp dụng trực tiếp cho giám sát cân động - Phản biện 1: GS TS Chu Văn Đạt tua bin khí tàu (đối tượng đặc thù triển khai lần đầu Việt Nam) - Phản biện 2: GS TS Lê Anh Tuấn Các mơ hình hồi quy thu từ xử lý kết mô cân - Phản biện 3: PGS TS Lê Hữu Sơn rô to đặt máy cân động cho phép hồn thiện mơ hình tốn phần mềm cân động xây dựng Hệ thống thiết bị giám sát đa kênh (phần cứng, phần mềm) đưa ra, sử dụng phù hợp giám sát dao động ngang động TBK xây dựng lần đầu Việt Nam sở công nghệ điện tử, truyền tin đại, lập trình Luận án bảo vệ Hội đồng đánh giá luận án Tiến sĩ cấp trường tảng LabView Trường Đại học Nha Trang vào lúc ngày tháng năm Có thể tìm hiểu Luận án tại: Thư viện Quốc gia Thư viện Trường ĐH Nha Trang Người hướng dẫn Nghiên cứu sinh PGS TSKH Đỗ Đức Lưu; TS Phùng Minh Lộc Lưu Minh Hải 24 động B20 (của IRD Hoa kỳ) theo tiêu chuẩn cân dư ISO MỞ ĐẦU 1940/1 Kết kiểm thử mô cân động máy cân động có độ tin cậy đạt 99% theo tiêu chuẩn Schi Tính cấp thiết luận án Động tua bin khí (ĐCTBK) dùng nhiều tàu thuỷ cao tốc Hoàn thiện cân động rô to máy cân động qua nghiên đặc chủng với yêu cầu công suất lớn Tuy nhiên, với tốc độ làm việc lớn cứu, xây dựng mô hình hồi quy cho hiệu chỉnh báo mức độ cân (thường 10.000 vòng/phút), ĐCTBK nhạy cảm với dao động ngang thiết bị (phần mềm) đưa Kết dùng để phát triển (DĐN) cân (MCB) Theo tài liệu hướng dẫn khai thác ĐCTBK phần mềm CBĐ rô to MCBĐ thực tế xây dựng sau có yêu cầu hạn chế dao động động cơ, tàu thuỷ Việt Nam Kết mô GSDĐ ĐCTBK kiểm chứng lý thuyết cho xây dựng phần mềm GSDĐ ĐCTBK Kết từ thí nghiệm số GSDĐ chưa có thiết bị đo, đánh giá mức độ dao động cho động tua bin khí tàu thủy chương chứng minh: Đề xuất toán học thuật toán tốt (có độ tin cậy Các thiết bị giám sát dao động (GSDĐ) nhập đắt không cao), mô đun mềm LabView, MatLab, đặc biệt công cụ FFT phù hợp để nghiên cứu làm chủ công nghệ GSDĐ ĐCTBK tàu thuỷ 1/3-Octave tích hợp xây dựng phần mềm giám sát chương vấn đề nước ta Ngoài ra, kết mơ đạt cho q trình GSDĐ từ số liệu đo Từ lý trên, luận án với tiêu đề “Nghiên cứu giám sát dao thực tế ĐCTBK giúp cho việc kiểm thử tính khả thi, tính sẵn sàng để động động tua bin khí tàu thuỷ” có tính quan trọng, nhằm làm chủ triển khai thiết bị đo, GSDĐ đại công nghệ, hướng tới thiết kế hệ thống, xây dựng phần mềm để giám Cơng trình mơ hình hóa, lập trình số thiết bị ảo cho GSDĐ ĐCTBK tàu thuỷ như: xử lý THDĐ cho GSDĐ; tính mức dao động cho phép (mức A, B) cho DĐN; định GSDĐ Thử nghiệm ĐCTBK tàu thực kết thu GSDĐ sát, chẩn đoán, làm chủ trang thiết bị đặc biệt thiết bị quân Mục tiêu nghiên cứu - Mơ hình hóa (MHH) dạng dao động ngang (DĐN), dao động dọc (DĐD) dao động xoắn (DĐX) ĐCTBK; đối tượng nghiên cứu chứng minh tính đắn phương pháp - Tổng hợp sở lý thuyết cho giám sát LVs, tập trung vào nguyên nghiên cứu, tính khả thi thiết bị nghiên cứu giải mã công nghệ nhân MCB gồm: sở toán học thuật giải cho GSDĐ; mơ hình hố Thực nghiệm động DR76 (mới thay, lắp đặt cân chỉnh động (MHH), mơ (MP) tín hiệu, mức giới hạn, biến đổi tín hiệu Tua bin khí) tàu 375 Cam Ranh, Khánh Hoà đưa nhận định rằng: định GSDĐ (QĐ-GSDĐ) mức gia tốc theo dõi ngưỡng cho phép mức A Khuyến Nghị Hướng tiếp cận nên phát triển tiếp dự báo chẩn đoán dao động cho ĐCTBK khai thác hệ sử dụng ĐCTBK lai chân vịt - Thiết kế nguyên lý thiết bị GSRĐ; Thiết kế chi tiết cấu hình phù hợp theo nguyên lý đề xuất; Viết số mô đun để đo, GSDĐ quan trọng (dùng LabView, MatLab) - Kiểm tra, khẳng định tính đắn lý thuyết nghiên cứu thực nghiệm tàu thực Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu - Đối tượng: thiết bị đo, giám sát dao động ĐCTBK tàu thuỷ 2 - Các dạng dao động ĐCTBK tàu thuỷ: DĐX (trên trục quay), DĐD (phương dọc trục), DĐN (phương thẳng, vng góc với đường trục) ĐCTBK tàu thuỷ 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Cơ sở lý thuyết: nghiên cứu MHH ba dạng dao động: xoắn, dọc ngang; cân động rô to giám sát DĐN ĐCTBK - Kiểm chứng: thí nghiệm số thực nghiệm DĐN; khơng thí nghiệm DĐX Nội dung nghiên cứu - Tổng quan GSDĐ đối tượng Đặt vấn đề nghiên cứu 23 4.3 Phân tích kết - Thiết bị đo kiểm tra, hiệu chỉnh có chứng xác nhận chất lượng từ hai quan chức Việt Nam - ĐCTBK với vận tốc quay nhập từ bàn phím, phần mềm xác định số lần lặp trích mẫu theo vận tốc quay tần số trích mẫu đặt cấu hình Ví dụ cho ta số chu kỳ trích mẫu 28 (chu kỳ) – giao diện tính FFT - Kết GSDĐ rằng: vòng quay thử nghiệm (13500 rpm), ĐCTBK DR76 trái có mức DĐN nằm vùng máy bảo dưỡng, - Thí nghiệm số DĐN ĐCTBK lai chân vịt tàu Hải quân sửa chữa (dưới ngưỡng cho phép A) 4.4 Kết luận chương Chương lựa chọn, lắp đặt hệ thống GSRĐ đa kênh dùng đo - Mô số GSDĐ (dạng DĐN) ĐCTBK ĐCTBK Hệ thống đồng thời giám sát dạng DĐN, DĐD (gia tốc) - Thực nghiệm tàu Hải quân Phương pháp nghiên cứu Luận án sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án 6.1 Ý nghĩa khoa học công nghệ - Tổng hợp sở KH CN để đo GSDĐ ĐCTBK tàu bệ đỡ động cơ, đồng kênh đo pha Kết thu - Cơ sở lý thuyết cho GSDĐ đối tượng từ thử nghiệm minh chứng rằng: thiết bị GSDĐ hoạt động tốt, có tính thỏa mãn quy định tiêu chuẩn dao động ĐCTBK Các kết đo, phân tích, giám sát dao động động tua bin khí DR76 tàu thuỷ Việt Nam phản ánh quy luật tình trạng thực động thông qua mức độ rung động đo Giữa động cũ có thuỷ: lựa chọn Quy phạm phù hợp phần cứng cần thiết cho GSDĐ khác biệt rõ nét ĐCTBK sau đại tu (ở nước ngồi) có mức dao động MGTE; xây dựng số phần mềm cho GSDĐ MGTE nằm vùng tương ứng (dưới mức A) theo tiêu chuẩn xét - Đưa mơ hình tốn, phương pháp mơ số tích hợp với thực nghiệm lý thuyết để hiệu chỉnh, hồn thiện mơ hình (cho cân động) 6.2 Ý nghĩa thực tiễn - Nghiên cứu ứng dụng vào đối tượng dùng tàu quân - MP cân động phục vụ đào tạo, huấn luyện Cấu trúc luận án Luận án trình bày chương, phần mở đầu, kết luận, cơng trình nghiên cứu cơng bố tác giả, tài liệu tham khảo phụ lục KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết Luận Luận án thực thành công mục tiêu đặt đề tài: Xây dựng mơ hình cho ba dạng dao động máy Đề tài đặt nhiệm vụ giám sát dạng dao động quan trọng nguy hiểm thường xảy khai thác kỹ thuật động tua bin khí từ ba dạng trên, giám sát dao động ngang máy Mô giám sát MCB chi tiết rô to bảo dưỡng sửa chữa chúng Thực mô cân động rô to DR76 máy cân 22 Hình 4.9 Kết GSDĐ ĐCTBK DR76 (trái) tàu 375 – hiển thị RT, FFT, biến đổi tín hiệu gia tốc - ACC2 4.2.2 GSDĐ ngoại tuyến thử nghiệm tàu 375 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ GIÁM SÁT DAO ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ TUA BIN KHÍ TÀU THUỶ 1.1 Tổng quan giám sát dao động 1.1.1 Thuật ngữ khái niệm 1.1.2 Các cơng trình nghiên cứu có liên quan đề tài luận án Trên giới: Các hãng chuyên giám sát dao động Benlty Nevada, Extech, Fluke nhiều nhà khoa học với hướng nghiên cứu dao động, cân động, giám sát dao động chẩn đoán kỹ thuật dao động Adams M.L., Barcov A B., Charchalis A., Grzadziela A., McBrien G M., Shinkawa, Sinha (2002), Zargar O A., Các cơng trình KHCN quốc tế nêu đưa lý thuyết GSDĐ ngang ĐCTBK: ngưỡng giới hạn cho loại ĐCTBK cụ thể tàu (mức dao động chuyển vị); sơ đồ bố trí thiết bị GSDĐ; phương pháp phần tử hữu hạn Tuy nhiên, khơng nêu đầy đủ thơng tin về: hệ thống giám sát, thơng số mơ hình đối tượng giám sát, phương pháp xử lý tín hiệu đo được, thuật tốn giám sát Đó vấn đề kỹ thuật cốt lõi nghiên cứu GSDĐ ĐCTBK tàu thuỷ Trong nước: GSDĐ quan tâm năm gần Có thể kể đến số nhà khoa học có cơng trình liên quan Đỗ Đức Lưu (20122017) với nghiên cứu giám sát rung động, cân động rô to; Nguyễn Hải Hà (2004) với đề tài qui trình kiểm sốt, đánh giá trạng thái kỹ thuật máy móc, thiết bị phương pháp phân tích dao động; Nguyễn Hải (2002) Nguyễn Văn Khang (2005) với tài liệu phân tích dao động máy dao động kỹ thuật; LATS Cao Hùng Phi (2012) xây dựng hệ thống, thiết bị đo ồn – rung; LATS Trần Văn Lượng (2000) đo đạc, đánh giá trạng thái rung thiết bị quay sử dụng nhà máy điện THDĐ lưu lại thử nghiệm dạng *.tdms, nên cấu hình VI đọc cần tương ứng (trong LabView) Các dao động gia tốc (từ cảm biến) có tham số quan trọng khác Một số kết giám sát ngoại tuyến thể hình 4.9 Việt Nam; LATS Lại Huy Thiện (2020) giám sát rung động động diesel tàu biển Các nghiên cứu nước đưa sở lý thuyết để chẩn đoán dao động cho máy thiết bị rô to Việc nghiên cứu dừng lại số thiết bị, cụm thiết bị nhỏ, kết cấu đơn giản, làm việc số điều kiện cụ thể tương đối ổn định Trong luận án TS Lại Huy Thiện (5-2020, ĐHHHVN), đối tượng nghiên cứu động diesel tàu biển, khác so với đối tượng nghiên cứu luận án động tua bin khí tàu thuỷ 21 4.2 Kết thực nghiệm đo, GSDĐ ĐCTBK 4.2.1 Kết đo lưu trữ liệu dao động thử nghiệm Nhận xét chung: Hiện nước nước chưa có Hình 4.5 Hiển thị nhanh tín hiệu gia tốc đo bệ máy ĐCTBK tàu 375, vòng quay 13800 RPM tài liệu cụ thể, chi tiết hệ thống đo GSDĐ cho ĐCTBK Do đó, cần thiết phải nghiên cứu làm rõ vấn đề liên quan tới đặc điểm động lực học ĐCTBK, sở đo biến đổi tín hiệu đo, hàm hố tiêu chuẩn áp dụng cho GSDĐ thuật toán, phương pháp tiến hành thí nghiệm, mơ để xây dựng thiết bị đo, GSDĐ cho ĐCTBK theo Quy phạm (phù hợp RMR, 2016) Việc nghiên cứu GSDĐ ĐCTBK cần thiết theo Quy phạm, đồng thời tăng cường khả sẵn sàng chiến đấu, bảo vệ chủ quyền biển, đảo tàu Hải quân trang bị ĐCTBK 1.2 Giám sát dao động động tua bin khí tàu thuỷ Nguyên nhân gây dao động ĐCTBK cân rơ to Tiêu chuẩn cho GSDĐ ĐCTBK RMR (2016) đưa đầy đủ số lượng, vị trí điểm đo, tính chất dao động dải tần số đo giới hạn cho phép Trên tàu thuỷ Việt Nam nay, ĐCTBK lai chân vịt phần lớn chưa trang bị hệ thống giám sát dao động Các nghiên cứu dao động ĐCTBK xây dựng hệ thống GSDĐ cho ĐCTBK vấn đề 1.3 Xây dựng toán cho nghiên cứu Các toán đặt cho luận án cần giải bao gồm: - Xây dựng mơ hình dạng dao động ĐCTBK; mơ hình rơ to ĐCTBK đặt máy CBĐ; - Phân tích đặc điểm ĐCTBK tiêu chuẩn, quy phạm giám sát cho đối tượng; - Tạo (thí nghiệm số), phân tích, xử lý THDĐ ĐCTBK; - Đề xuất mơ hình cho đại lượng đặc tính THDĐ theo tiêu chuẩn áp dụng; - Xây dựng thuật toán giám sát phần mềm giám sát; - Thử nghiệm kiểm chứng Dữ liệu lần đo tác giả lưu trữ vào ổ cứng PC với dạng liệu *.tdms Chế độ đo theo dõi lưu liệu tự động để đáp ứng với yêu cầu nghiêm ngặt thử tàu đường dài Một kết đo hiển thị nhanh kênh đo hình 4.5 20 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM GIÁM SÁT DAO ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ TUA BIN KHÍ TÀU THUỶ 1.4 Kết luận chương Chương làm rõ cần thiết GSDĐ ĐCTBK Việt Nam; Đề 4.1 Hệ thống đo, giám sát dao động ĐCTBK 4.1.1 Yêu cầu kỹ thuật Thực nghiệm tiến hành điều kiện, chế độ máy cho xuất nghiên cứu cân rơ to, nguồn kích thích tạo dao phép hoạt động an toàn tin cậy 4.1.2 Kế hoạch thử nghiệm Kế hoạch thử nghiệm tàu thực xây dựng để thực nghiệm tiến hành thành công 4.1.3 Sơ đồ khối hệ thống đa kênh đo, GSDĐ cho ĐCTBK 4.1.4 Các chi tiết hệ thống GSDĐ MGTE Trong luận án, NCS sử dụng sensor gia tốc loại IMI Series 640 (Mỹ) Bộ thu thập liệu sử dụng 02 DAQ-NI 9234 gắp khung cDAQ 9184 có tốc độ lấy mẫu (Sample Rate) 51,2 kS/s/channel (kênh) đáp ứng yêu cầu kỹ thuật đặt cho thiết bị GSDĐ ĐCTBK Máy tính, xử lý trung tâm (CPU) -máy tính xách tay, cấu hình đủ mạnh cho thực chức đặt Phần mềm Labview - NI VI đo, xử lý kết định động ĐCTBK Đề xuất nghiên cứu hai tốn bản: (a) cân động rơ to bảo dưỡng, sửa chữa; (b) giám sát mức độ dao động thẳng máy TBK hoạt động Đề xuất giám sát dao động rô to cân động máy cân động thực qua mơ hình hóa mơ số Đề xuất thực tốn mơ giám sát dao động ĐCTBK mơ hình hóa, mơ thực nghiệm Trên sở đó, đề tài xây dựng phần mềm viết tảng LabView (thuận tiện để tích hợp với thiết bị đo) cho giám sát máy hoạt động thực tế tàu CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHO GIÁM SÁT DAO ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ TUA BIN KHÍ TÀU THUỶ 2.1 Mơ hình động lực học dao động ĐCTBK 2.1.1 Mơ hình động học động tua bin khí tàu thuỷ Mơ hình động học động tua bin khí tàu thuỷ giới thiệu Hình 2.1 Hình 4.4 Sơ đồ bố trí hệ thống đo GSDĐ ĐCTBK DR76 Hình 2.1 Mơ hình động học động tua bin khí tàu thuỷ 19 2.1.2 Dạng dao động ĐCTBK ĐCTBK có dạng dao động chính: Dao động ngang (DĐN); Dao động dọc (DĐD); Dao động xoắn (DĐX) 2.2 Mơ hình dao động động tua bin khí tàu thuỷ 2.2.1 Mơ hình dao động ngang [Vgha(f)] TS TB STT 1/3-octave A – Level B – Level f-m(Hz) m/s2 m/s2 [Vgha(f)] TS TB STT 1/3-octave A – Level B – Level f-m(Hz) m/s2 m/s2 6,3 0,1979 0,4354 19 100 5,0265 10,3673 10 11 12 10 12,5 16 20 0,3368 0,5027 0,6283 0,8042 1,0053 0,6535 1,0367 1,2959 1,6588 2,0735 20 21 22 23 24 125 160 200 250 320 6,2832 8,0425 10,0531 12,5664 16,0850 12,9591 16,5876 20,7345 25,9181 33,1752 3.4.2 Mô định GSDĐ cho ĐCTBK tần số Giám sát TTDĐ ĐCTBK theo hai mức A B theo tần số Kết hiển thị đèn báo (LED) hai mức A B Đèn màu XANH - ngưỡng cho phép, màu ĐỎ - ngưỡng cho phép 3.4.3 Mô GSDĐ cho ĐCTBK tàu thực Sử dụng kết đo dao động ĐCTBK để đưa vào phần mềm giám Hình 2.4 Mơ hình DĐN gối đỡ hệ máy nén – tua bin Mô hình chung viết dạng ma trận cho hệ: (2.11) Trong ký hiệu M, C, D ma trận khối lượng; hệ số cứng hệ số cản; F(t) véc tơ lực cưỡng 0 ; ; 2.2.2 Mơ hình DĐD ĐCTBK ; sát dao động cho ĐCTBK 3.5 Kết luận chương NCS triển khai mô số nghiên cứu tính chất quan trọng dao động đa điều hịa, có nhiễu ; Mơ giám sát MCB rơ to ĐCTBK sở sử dụng phần mềm mô CBĐ cho rô to đặt máy CBĐ; Lập trình code LabView cho xây dựng mơ đun đường cong ngưỡng cho phép DĐN giám sát ĐCTBK theo tiêu chuẩn đưa từ Quy phạm RMR, 2016; Mô số đưa kết giám sát DĐN theo ngưỡng cho phép mô tả trực quan kết GSDĐ Kiểm thử với đầu vào tín hiệu đo thực tế ĐCTBK tàu thực; Phần mềm mô phát triển tích hợp cho thiết bị GSDD ĐCTBK, nghiên cứu chương Hình 2.6 Sơ đồ động lực học DĐD hệ MN –TB – Ổ chặn 18 Kết tính hệ số mơ hình thu hình 3.15 Ở đây: m1, m2, m3 khối lượng qui đổi máy nén, tua bin ổ chặn; Độ cứng kéo - nén cho đoạn trục MN–TB Mơ hình tốn bậc tự có dạng (2.18) (2.18) Nếu coi đoạn trục rô to tuyệt đối cứng theo phương dọc C lớn, hệ thực dao động với bậc tự (2.19) 2.2.3 Mơ hình DĐX hệ trục ĐCTBK Hình 3.15 Kết tính hệ số kiểm tra độ tin cậy mơ hình hồi quy 3.4 Mơ giám dao động ĐCTBK 3.4.1 Mô dao động cho phép ĐCTBK Dựa vào thông số bảng 3.8, xây dựng VI tính vẽ đường cong giới hạn DĐN theo ngưỡng A B cho ĐCTBK theo gia tốc dao động Hình 2.7 Mơ hình DĐX hệ MN –TB TBCV-CV Mơ đun tích hợp chung phần mềm mơ GSDĐ cho Mơ hình dao động xoắn bậc tự viết (2.20): ĐCTBK Bảng 3.8 Mức cho phép dao động ĐCTBK theo dạng gia !" !" " " " " # " # " " " (2.20) Ở đây: J1 J2 mơ men qn tính khối lượng; C, K độ cứng xoắn tốc [m/s2] [Vgha(f)] TS TB STT 1/3-octave A – Level B – Level f-m(Hz) m/s2 m/s2 [Vgha(f)] TS TB STT 1/3-octave A – Level B – Level f-m(Hz) m/s2 m/s2 1,6 0,0161 0,0292 13 25 1,2566 2,5918 2,5 3,2 0,0226 0,0346 0,0543 0,0804 0,1257 0,0440 0,0675 0,1066 0,1759 0,2827 14 15 16 17 18 31,5 40 50 63 80 1,5834 2,0106 2,5133 3,1667 4,0212 3,2657 4,1469 5,1836 6,5314 8,2938 quy đổi hệ số cản xoắn tương đối đoạn trục; M1(t), M2(t) mơ men cưỡng 2.2.4 Mơ hình dao động bệ máy ĐCTBK Trong hình 2.8 sơ đồ nguyên lý dao động tổng hợp truyền cho bệ đỡ chung ĐCTBK, gồm: cụm rô to (MNTA – TBTA, MNCA – TBCA, TBCV) quay với tốc độ khác ω1, ω2, ω3 Các lực tác dụng lên gối đỡ rô to (cụm rơ to) xác định theo mơ hình toán nêu 8 17 Kết trước cân động N Để xây dựng mơ hình cho dao động bệ máy ĐCTBK ta cần xác định lực qui đổi bệ đỡ động Gọi: li (i=1 ÷ 7) khoảng cách từ bệ máy P1 tới ổ đỡ S1, S2 , S7; L khoảng cách bệ máy P1 P2 Lực cưỡng tác dụng lên bệ máy tổng hợp điều hoà với tần số ω1, ziω1, ω2, ziω2, ω3, ziω3 (zi – số cánh tầng i rô tô) $ % ∑ (2.26) ' )' (2.27) Mơ hình tốn ĐCTBK bệ máy tương tự mục 2.2.1 2.3 Cơ sở lý thuyết đo dao động biến đổi tín hiệu 2.3.1 Tín hiệu dao động máy Trong GSDĐ, tín hiệu dao động nhiều hài kèm theo nhiễu biểu diễn phương trình (2.30): * *+ + ∑, *, sin Ở đây: η(t) – thành phần nhiễu 3, G.trái G.phải me1 (g) SE1 me2 (g) SE2 6,0 755,60 597,.31 143 8,08 0.034225 5,97 0.007569 8,16 6,0 755,06 597,31 143 7.95 0.003025 5,97 0.007569 8,26 6,0 764.57 597,22 143 8,05 0.024025 5,97 0.007569 10 8,07 6,0 788,14 596,96 143 7.86 0.001225 5,97 0.007569 TB 8.108 6.083 7.895 0.017383 6.057 0.011223 Trung bình, χ c2 (υ) 3.3.4 Mơ chẩn đốn MCB mơ hình hồi quy Từ N=16 thí nghiệm số, ta thu 16 cặp giá trị Y= [y1, y2] qua sử dụng phần mềm mô cân bảng 3.7 Bảng 3.7 Kết mơ tính MCB dùng DBSS P1, P2 - Các bệ đỡ động tua bin khí xác định theo biểu thức (2.26) (2.27) ∑ '( ∑ ' )' $ % KQ tính MCB Cho phép 8,29 MNTA - Máy nén thấp áp; MNCA - Máy nén cao áp; TBTA - Tua bin thấp S1, , S7 - Ổ đỡ 1, ,7 trục động tua bin khí; dm2 Hình 2.8 Mơ hình dao động bệ đỡ ĐCTBK áp; TBCA - Tua bin cao áp; TBCV - Tua bin chân vịt (tua bin công suất); dm1 MCB dư (g.mm) (2.30) o NE x1 x2 x3 x4 x5 x6 10 11 12 13 14 15 16 -1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 -1 -1 V1 gam 8.18 7.34 8.18 8.10 8.27 7.40 7.33 7.46 8.13 8.26 8.19 7.30 7.41 7.47 8.25 7.43 V2 gam 6.27 6.28 5.66 6.25 6.28 5.66 6.25 6.29 5.65 5.69 6.28 5.67 6.28 5.69 5.67 5.68 V3 deg 31.5 31.5 31.5 28.5 31.5 31.5 28.5 31.5 28.5 31.5 28.5 28.5 28.5 31.5 28.5 28.5 V4 deg 63 63 63 63 57 63 63 57 63 57 57 63 57 57 57 57 V5 mm 99.8 90.3 90.3 90.3 99.8 99.8 99.8 90.3 99.8 90.3 90.3 90.3 99.8 99.8 99.8 99.8 V6 mm 168 168 150 150 150 150 150 150 168 168 168 168 168 168 150 150 16 Trên hình 3.7 thể giao diện (Front Panel) VI mơ tín hiệu đa hài dao động lực MCB ứng với tần số quay trục (bậc 1) bậc cao tương ứng với số cánh tầng TB-MN thấp áp Trong xử lý tín hiệu dùng FFT có sẵn LabView, NCS kiểm 2.3.2 Cơ sở đo lưu trữ tín hiệu dao động Các hướng dẫn qui định cụ thể vấn đề trình bày tiêu chuẩn, quy phạm giám sát dao động máy rô to (Tiêu chuẩn ISO 13373-2) tra độ tin cậy tín hiệu đa hài, có nhiễu theo FFT để kiểm chứng độ Yêu cầu tần số lấy mẫu tiêu chuẩn fS cho THDĐ xét phụ xác cơng cụ tốn học sử dụng Kết nghiên cứu biên thuộc vào tần số bậc cao fk cần giám sát thiết bị theo biểu thức: 45 ≥ 24, ; 4, 4, Hz (2.31) Theo Quy phạm Nga (RMR-2016) quy định dải tần số giám sát dao độ pha tất điều hòa thu từ mơ tín hiệu đa hài, có nhiễu (dạng nhiễu trắng) đạt độ tin cậy 99% theo tiêu chuẩn Schi (χ2) 3.3 Mô CBĐ rô to ĐCTBK máy CBĐ 3.3.1 Mô dao động gối đỡ máy CBĐ Dao động gối đỡ máy CBĐ mơ phỏng, lập trình LabView để đưa vào chương trình mơ CBĐ 3.3.2 Mơ CBĐ rô to đặt máy cân động Các bước mô CBĐ thể trực quan giao diện phần mềm luận án NCS tập trung nghiên cứu đánh giá độ tin cậy kết mô CBĐ xây dựng mơ hình hồi quy theo thuật tốn đưa chương 3.3.3 Đánh giá độ tin cậy phần mềm mô CBĐ Độ tin cậy mơ hình tốn phần mềm mơ CBĐ rơ to đặt máy CBĐ nằm ngang đánh giá đạt 99% theo tiêu chuẩn thống kê Schi (χ2) áp dụng kiểm chứng cho đối tượng rô to động tua bin khí Bảng 3.6 Tổng hợp kết đánh giá độ tin cậy DBSS dm1 dm2 MCB dư (g.mm) dạng phù hợp theo thời gian hay tần số Tiếp cần phải có lọc để loại bỏ nhiễu 2.3.4 Quan hệ chuyển vị, gia tốc vận tốc Đây mối quan hệ để xử lý tín hiệu cho GSDĐ Luận án tập trung vào mối quan hệ tương ứng miền tần số 2.4 Cơ sở giám sát dao động ĐCTBK 2.4.1 Cơ sở lý thuyết GSDĐ ĐCTBK Các nội dung nhiệm vụ cho xây dựng CSKH CSCN để GSDĐ ĐCTBK tổng hợp trình bày nội dung 2.4.2 Cơ sở pháp quy (tiêu chuẩn) cho GSDĐ ĐCTBK Các quy định dao động GSDĐ cho ĐCTBK xét tới theo ISO liên quan tiêu chuẩn tương ứng với quy chuẩn Việt Nam Kết trước cân động N động cho động TBKTT ÷ 8000 Hz 2.3.3 Một số vấn đề cho xử lý THDĐ Để GSDĐ ĐCTBK, tín hiệu đo cần biến đổi (VR) dao động máy giám sát dao động Đặc biệt xét đến yêu cầu KQ tính MCB G.trái G.phải Cho phép me1 (g) SE1 me2 (g) SE2 GSDĐ cho ĐCTBK quan Đăng kiểm Luận án chọn Quy phạm Đăng kiểm Hàng hải Nga (RMR) để làm sở phân tích, mơ xây dựng 8,0 6,23 739,08 620.60 143 7,80 0.009025 6.21 0.023409 8,0 6,22 739.11 619.6 143 7,78 0.013225 6,20 0.020449 8,0 6,13 739,41 610,53 143 7,78 0.013225 6,11 0.002809 8,0 6,20 739,18 617,58 143 7,78 0.013225 6,18 0.015129 B – TTKT máy thiết bị khai thác bình thường; 8,0 6,05 739,68 602,48 143 7,79 0.011025 6,02 0.001369 C – TTKT máy thiết bị khai thác xảy hư hỏng, 8,30 6,0 750,09 597,30 143 8.08 0.034225 5,97 0.007569 hệ thống GSDĐ Ba vùng giới hạn dao động cho ĐCTBK là: A – TTKT máy thiết bị sau chế tạo sửa chữa; cố Cần phải bảo dưỡng, sửa chữa 10 15 hình 2.18 Hình 2.18 Sơ đồ hệ thống tự động GSDĐ cho ĐCTBK S1, , Sm - Cảm biến dao động; Sp - Cảm biến tốc độ; DAQ - Bộ thu thập, chuyển đổi, đồng hoá liệu; CPU - Bộ xử lý trung tâm; VDMS Phần mềm giám sát, chẩn đoán dao động Sử dụng cảm biến gia tốc dao động Cảm biến đo vận tốc góc trục rơ to dạng quang điện - từ (có thể lấy tín hiệu đo tốc độ quay từ hệ thống điều khiển giám sát chung động cơ) Bộ DAQ cần đủ số kênh để kết nối cảm biến Tần số trích mẫu DAQ phải đảm bảo theo yêu cầu dải tần số giám sát cho ĐCTBK Việc lựa chọn cấu hình DAQ-NI 9234 sử dụng LabView để xây dựng VDMS phù hợp với phát triển, ứng dụng công nghệ cao cho chế tạo thiết bị đại (thực ảo) để đo, giám sát, chẩn đốn ĐCTBK dao động 2.4.4 Mơ hình tốn đặc tính giới hạn dao động cho ĐCTBK Đường ranh giới mức A, B C đưa dạng bảng số liệu Đặc tính đường chuẩn (giới hạn) mơ hình hóa (MHH) luận án Qui phạm RMR đưa ngưỡng cho phép đo DĐN DĐD dạng THDĐ vận tốc Chúng biến đổi FFT sử dụng băng thông 1/3-Octave Tại tần số f trung tâm theo băng thơng 1/3-Octave, chuyển Hình 3.8 Độ tin cậy kết tính biên độ dao động đa hài có nhiễu MNTA ĐCTBK DR76 2.4.3 Cơ sở công nghệ truyền tin cho GSDĐ ĐCTBK Hệ thống tự động GSDĐ cho ĐCTBK gồm khối 14 11 Hình 3.7 Kết thí nghiệm số tạo DĐN đa hài có nhiễu rơ to máy nén thấp áp ĐCTBK DR76 đổi biên độ dao động vận tốc (Av [mm/s]) sang biên độ dao động gia tốc (Aa [m2/s]) theo công thức (2.59):