Важным критерием функционирования любого предприятия является техническое состояние производственного оборудования. Несовершенство конструкции и износ деталей приводят к снижению качества работы, а впоследствии и к выходу из строя электромеханических систем, задействованных в технологических процессах, что влечет за собой существенные экономические убытки.
Наиболее подвержены износу механизмы, имеющие механическую часть, а именно – электродвигатели, рабочие органы и элементы кинематической связи между ними. Своевременная проверка подвижных частей с последующей заменой изношенных элементов снижает риск поломки, однако требует остановки машины, что наиболее критично при поточном производстве. Мониторинг состояния оборудования методами неразрушающего контроля позволяет проводить диагностику во время его работы, без нарушения производственного процесса. Данные методы основываются на анализе внешних признаков работы системы [1].
Одним из наиболее информативных признаков для выявления возникающих дефектов оборудования в электромеханических системах является вибрация. Вибродиагностика позволяет локализировать место аномальной вибрации, а методы математического анализа – определить характер дефекта, вызвавшего ее. Самый распространенный вид вибрации − гармонический, при котором тело совершает синусоидальные колебания [2]. Такие колебания обычно характеризуются следующими параметрами:
1) Виброперемещение − наиболее простой и наименее информативный параметр вибрации, описывает отклонение точки от положения покоя под действием колебаний во времени и описывается уравнением:
где s − мгновенное смещение;
S − максимальное смещение;
ω = 2πf − угловая (циклическая) частота.
2) Виброскорость − определяется как первая производная смещения по времени, измеряется в м/с и определяется уравнением:
где ν − мгновенная скорость.
3) Виброускорение − это скорость изменения скорости:
где а − мгновенное ускорение.
4) Резкость (рывок) − определяется производной от ускорения: