Погружной насос «Малыш» — конструкция, как работает, классификация и правила монтажа

Не всегда есть необходимость организации водоснабжения загородных участков большим объемом воды. Во времена Советского Союза в основном существовали небольшие дачные участки, на которых строились деревянные, реже каменные, постройки. Использовались они только в летний сезон, а водозабор делался для полива, для чего устанавливался один кран, для летнего душа и один кран внутри дома, чаще в кухне. Поэтому для такого водообеспечения устанавливался маломощный малогабаритный насос. В те далекие советские времена таким агрегатом был погружной насос «Малыш».

В принципе, его специально для этих нужд и стали производить. Он обладал небольшой мощностью, весил около 4 кг, работал стабильно и из всех предлагаемых моделей стоил дешевле всего. Казалось бы, что время его проходит, потому что на рынке стали появляться более современные модели, оснащенные по последнему слову техники. Но водяной насос «Малыш» своих позиций не сдал.

Он до сих пор пользуется огромной популярностью у жителей загородных участок. Особенно у тех, которые живут в небольших коттеджах.

«Малыш» — насос погружной вибрационный

Устройство и принцип работы

В первую очередь необходимо сообщить, что «Малыш» является насосом вибрационным. То есть, в его конструкции установлена мембрана, разделяющая насосный отсек на две части. Одна часть наполнена воздухом, через вторую прогоняется вода от всасывающего патрубка в подающий. Сама мембрана начинает вибрировать от работы электропривод, который превращает электрический ток в электромагнитные колебания. Последние передаются мембране по средству специального клапана-поплавка.

То есть, получается так, что колебания мембраны создают разность давлений. Когда она поднимается вверх, происходит всасывание воды через всасывающий клапан, потому что происходит расширение отсека, а значит, появляется разряжение, то есть, давление в отсеке падает. При опускании жидкость, наоборот, под действием уменьшения объема отсека, а значит, увеличении давления выталкивает воду через подающий клапан.

Это и есть принцип работы насоса «Малыш».

Устройство Малыша

Внимание! Частота колебаний мембраны 100 раз в секунду. Это очень большая частота, поэтому колебаниями их назвать нельзя, скорее всего, это вибрация. Отсюда, в принципе, и название категории данного вида насосов.

Необходимо отметить, что вибрационные насосы очень чувствительны к перегреву, поэтому современные модели «Малыша» снабжаются системой автоматики. В основном это относится к электродвигателю, который начинает перегреваться, если через насос не проходит вода. В таких ситуациях он быстро выходит из строя. Что касается автоматики, то это обычный температурный датчик, который отслеживает температуру в моторном отсеке прибора. Он передает сигнал увеличения температуры на реле, которое при необходимости отключает насос.

Конструктивно все вибрационные насосы «Малыш» делятся на две группы:

• с верхним забором воды;
• с нижним.

С верхним водозабором

В первой позиции электродвигатель располагается в нижней части агрегата. Это большое преимущество, потому что таким образом он всегда находится в воде, от которой и происходит его охлаждение. К тому же надо отдать должное, что верхний водозабор гарантирует определенную чистоту воды. Просто в верхних слоях она всегда чище, чем в нижних. Плюс, нижний водозабор – это всегда риск захвата иловых отложений, которые быстро выведут из строя вращающиеся части насосной установки. Поэтому, выбирая насос «Малыш», обращайте на это внимание.

Внимание! Если был приобретен насос с нижним водозабором, то рекомендуется место всасывания покрыть сеткой.

С нижним водозабором

Модельный ряд

Необходимо отдать должное производителям насосов «Малыш», которые сегодня предлагают несколько модификаций данного прибора. То есть, увеличился выбор агрегатов по техническим характеристикам.

Классика

Эта модель пришла в современность из далекого прошлого, то есть, она не изменялась со времен первого выпуска насоса. У нее нижний водозабор и полное отсутствие автоматики. Использовать его можно для откачки воды из колодцев и скважин, а также из открытых водоемов. Основное требование – вертикальность при перекачке.

Небольшие габариты прибора дают возможность сегодня устанавливать насос в скважины с обсадной трубой диаметром 100 мм. Но качать он может достаточно чистую воду – концентрация примесей не должна превышать 0,01%. Температура же перекачиваемой воды не должна быть больше +35С.

И остальные технические характеристики насоса для колодца «Малыш».

• Производительность агрегата: при подъеме на один метр равна 1050 л/час, при подъеме на 40 м – 430 л/час.
• Соответственно максимальный напор составляет 40 м. Правда, при горизонтальном перемещении жидкостей он может создать напор до 150 м.
• Погружать его можно на глубину до 5 метров.
• Мощность электродвигателя всего лишь 245 Вт. То есть, при малых энергозатратах насос является обладателем неплохих технических характеристик.
• Это бытовой насосный агрегат, а значит, работать он может от обычной розетки напряжением 220 вольт.
• Время беспрерывной работы – 2 часа. То есть, производитель рекомендует через каждые 2 часа отключать прибор на перерыв сроком до получаса.

Базовая модель

И одна рекомендация. Насос приходит в торговую сеть, укомплектованным только питающим электрическим кабелем длиною 5 м. Для него необходимо отдельно приобрести шланг диаметром 18-22 мм. Он крепится к подающему патрубку обычными хомутами или вязальной проволокой.

Серия «Малыш-М»

Информация будет короткой. Это все тот же классический вариант с теми же техническими характеристиками, но с верхним водозабором. Других отличительных особенностей в нем нет.

Серия «Малыш-З»

Это самый малогабаритный насос из серии «Малышей». Он спокойно помещается в ствол скважины диаметром 80 мм. У него меньше мощность электродвигателя – всего лишь 165 Вт, но при этом достаточно внушительная производительность – 430 л/час при напоре до 20 м. И при всем при этом весит он 3 кг.

Что касается комплектации, то это, как у предыдущих моделей, электрический кабель, но длиною 30 м.

Добавим, что данная модель является моноблочной, то есть, корпус прибора неразъемный (неразборный).

Серия Малыш-З

Серия «Малыш-К»

Данная модель от других отличается лишь тем, что в ее состав входит система автоматики. Как уже было сказано выше, это обычная термозащита. Других дополнительных отличий от базовой модели нет.

Как видите, все модели погружного насоса «Малыш» со своими техническими характеристиками мало чем отличаются друг от друга. Единственно, на что необходимо обращать внимание при выборе, это на наличие или отсутствие автоматики и верхний или нижний водозабор.

Правила установки

Как и все погружные насосы, «Малыш» опускается в ствол гидротехнического сооружения подвешенным на капроновом или стальном тросе. Для крепления троса на корпусе есть специальная проушина. При этом предварительно на него насаживается шланг, который крепится к прибору хомутами. Специалисты рекомендуют кабель и шланг скрепить между собой все теми же хомутами.

Опускать насос в колодец или скважины надо именно за трос, который верхним концом привязывается к любому крепежи в виде крюка или проушины. Если дело касается скважины, то крепление производится к оголовку. Если водозабор производится из открытого водоисточника, то необходимо создать все условия, чтобы агрегат находился в вертикальном положении. К примеру, втыкают в дно металлическую арматуру, к которой насос привязывается проволокой.

Правила монтажа

Внимание! Если для водообеспечения дачи используется насос «Малыш» с нижним водозабором, то его нижний торец должен располагаться относительно дна гидротехнического сооружения на полметра выше. Если устанавливается агрегат с верхним водозабором, то его нижний торец надо уложить прямо на дно.

И еще несколько рекомендаций относительно установки.

• Если между корпусом насоса и стенками обсадной трубы скважины недостаточно зазора, то всегда присутствует вероятность, что при вибрации агрегат начнет ударяться о трубу. Это быстро выведет его из строя. Поэтому рекомендуется установить на него резиновую манжету круглого сечения. Такие сегодня продаются в магазинах в отделах насосного оборудования.
• Нельзя подключать насос к питающей сети в процессе его монтажа. Если длины кабеля недостаточно, то его можно нарастить таким же с тем же сечением. Но учитывайте тот момент, чтобы скрутка не оказалась внутри колодца или скважины.
• Не забываем надевать на всасывающий патрубок «Малыша» сетчатый фильтр грубой очистки. Лучше использовать конструкцию цилиндрической формы, изготовленной из полиэтилена.

Насосная станция

Сегодня можно часто встретить вопрос, а можно ли сделать насосную станцию из «Малыша»? В принципе, никаких проблем нет. Это все тот же погружной насос, хоть и маломощный.

Для этого придется дополнительно к насосу приобрести гидроаккумулятор и обратный клапан на подающий трубопровод. Понятно, что гидроаккумулятор должен быть снабжен реле давления. Все эти дополнительные элементы локального водопровода себя оправдают, потому что на даче появится полноценная водопроводная система, работающая с определенным давлением воды внутри трубной разводки, плюс – постоянное наличие воды за счет бака гидроаккумулятора. Такая система будет снабжать водой дачу даже в случае отключения электроэнергии. Понятно, что на определенное время в зависимости от объема накопительного резервуара.

Насосная станция с Малышом

Ремонт насоса «Малыш»

Итак, с насосом погружным «Малыш» (с его характеристиками, моделями и правилами установки) разобрались. Остается одна позиция – это ремонт. Необходимо обозначить, что насос «Малыш» является бюджетным прибором, поэтому чтобы не увеличивать его стоимость, производители используют в его конструкции обычные резиновые манжеты и прокладки, которые быстро выходят из строя. Именно в местах их установки происходят протечки, что является недопустимым явлением. Особенно, если дело касается отсека, где устанавливается электродвигатель.

Поэтому очень важно следить за целостностью манжет. Если есть даже небольшой намек на то, что резинки износились, надо сразу же их поменять. Для этого разбирается корпус насоса, для чего отвинчиваются четыре винта, производится разъединение корпуса на две части, удаляется прокладка, а на ее место устанавливается новая. В принципе, ничего сложного. Единственное, что может оказаться проблемой, это сложность откручивания винтов. Пролежав много времени в воде, они ржавеют, поэтому бывает иногда невозможно их открутить.

Вот так разбирается Малыш

По причине долгой эксплуатации может оборваться мембрана. Заменить ее тоже не сложно, если есть новая в наличии. Как показывает практика, в магазинах она не продается. Единственный выход, если водяному насосу «Малыш» делается ремонт своими руками, это наличие старого агрегата, который можно пустить на запчасти. Во всех остальных случаях придется воспользоваться услугами специалистов. Особенно, если сгорел мотор или оборвался шток.

Итак, подведем итог о насосе «Малыш». Компактный агрегат, недорогой, не требующий особых условий эксплуатации, не капризный. Его размеры определяет мощность устройства, поэтому производитель рекомендует использовать его только для скважин и колодцев с небольшим дебитом воды. По всем остальным техническим характеристикам и конструктивным позициям это обычный погружной насос вибрационного типа.

Погружные насосы «Малыш» и их применение | Полезные статьи

Вибрационный погружной насос «Малыш» является одним из наиболее популярных устройств, использующихся в домашнем хозяйстве. Компактные размеры, небольшой вес, питание от обычной домашней сети и при этом наличие достаточно хорошего напора — вот лишь некоторые качественные характеристики этого устройства (рис. 1).

Рис. 1. Насос «Малыш»

Насос для колодца «Малыш» можно применять для решения различных задач:

• для обеспечения чистой водой жилые и нежилые помещения;
• снабжения водой приусадебных участков;
• организации автоматических систем полива сельскохозяйственных культур;
• опрыскивания различных кустарников и деревьев;
• откачивания воды из колодцев и скважин.

Запомните: насос типа «Малыш» не рекомендуется применять для откачки загрязненной примесями воды. Детали оборудования будут подвергаться быстрому износу, что заметно снизит срок его эксплуатации.

Рассматриваемый агрегат — признанный лидер среди бытовых вибрационных насосов данного класса мощности, является лучшим бюджетным решением проблемы подачи воды из колодца либо скважины. Выпускается ряд его модификаций, немного отличающихся своими техническими параметрами.

Базовой моделью данного устройства является насос «Малыш» (вариант нижнего забора воды). Для недопущения «сухого хода» насоса необходимо контролировать его работу (рис. 2). Уровень воды не должен опуститься ниже водозаборных отверстий. Производительность насоса 950 л/ч при мощности 245 Вт. Кроме того, все модификации обладают следующими преимуществами:

Рис. 2. Схема установки насоса «Малыш»

• монолитным соединением электрического кабеля с насосом;
• наличием специального фильтра для защиты от различных примесей;
• простотой установки и эксплуатации.

Для насоса «Малыш-3» предусмотрен верхний забор воды, благодаря чему он постоянно охлаждается. Кроме того, он предназначен для использования в 3-дюймовых скважинах, то есть для скважин, обладающих внутренним диаметром обсадной трубы в 80 мм. Производительность насоса 432 л/ч, а мощность — 165 Вт.

Насос «Малыш-К», в отличие от остальных модификаций, оснащен термозащитой. В случае его перегрева автоматически срабатывает реле, и он отключается от сети. Производительность насоса — 950 л/ч, мощность — 245 Вт. Рассчитан на скважины, диаметр которых не менее 100 мм.

Насос «Малыш-М» также применяется для подъема вода из различных источников (скважин, прудов, колодцев). Относится к насосам верхнего забора воды, то есть постоянно находящимся в воде. Вследствие этого он защищен от перегрева естественным способом. Производительность насоса — 950 л/ч, а мощность равна 240 Вт.

Погружной насос для скважины «Малыш» может использоваться для подъема воды из источников глубиной максимум 40 м. Для работы достаточно однофазной сети (220 В, 50 Гц), его можно подключать к обычной домашней розетке.

Глубинный насос для скважины «Малыш» может быть подключен с помощью обычного электрического провода ПВС сечением не менее 2х0,75 мм. Для всех модификаций предусмотрены 5 вариантов длин шнура для подъема воды с различных глубин (10, 16, 25, 40 и 50 м).

 

Как устроен погружной насос «Малыш»: схема агрегата, характеристики, правила эксплуатации | ВодаСовет — водоснабжение дома

Для подачи и перекачивания воды служат насосы с различными конструкциями. Погружные вибронасосы обладают простотой конструкции и легкостью обслуживания при приемлемых характеристиках.

Назначение глубинного вибрационника

Вибрационники предназначены для подачи воды.

Глубинные вибрационные насосы предназначены для подачи воды из скважин, колодцев и иных источников воды. Высота подъема воды (в зависимости от модели устройства) составляет до 60 м. Вибрационники не обладают большой производительностью, но благодаря простоте и минимальной стоимости нашли широкое распространение.

Обзор модельного ряда насосов и их отличия

Большинство вибрационников обладают одинаковой конструкцией. Однако существует ряд моделей, которые используют в конструкции существенные изменения, в той или иной степени влияющие на технические характеристики и надежность.

Базовая модель, особенности и характеристики

Самым распространенным вибрационным насосом является “Малыш”. Его характеристики приняты за базовые, с ними производятся сравнения остальных моделей. Насос Малыш выпускается в нескольких модификациях, многие из которых служат для улучшения его характеристик.

Базовая модель выпускается с нижним забором воды. Такая конструкция наиболее проста технологически и допускает наиболее полное использование ресурса водоема. С другой стороны, высока вероятность засасывания с грунта твердых частиц внутрь конструкции. При длительной работе с минимальным слоем воды, когда насос еще нормально функционирует, отсутствует теплоотвод рабочего электромагнита. Это является причиной наиболее распространенной и дорогостоящей поломки – перегорания провода обмотки электромагнита.

Характеристики насоса “Малыш”:

• напряжение питания – 220 В;
• потребляемая мощность – 240 Вт;
• высота подачи воды – 40 м;
• производительность – 430 л в час;
• масса насоса – 3.4 кг;
• максимальный диаметр – 100 мм.

Насос малыш имеет базовые характеристики.

При уменьшении высоты подачи воды производительность увеличивается до 25 л в минуту.

Другие модификации насоса Малыш

Большинство вибрационных насосов являются модификациями Малыша, но можно отметить 2 модели данной торговой марки:

• Малыш М – модифицированный. Отличается верхним расположением всасывающего клапана (насос с верхним забором воды) и встроенной термозащитой.
• Малыш 3 – малогабаритный. Диаметр насоса 76 мм при массе чуть более 2 кг. Высота напора воды составляет 25 м.

Некоторые модификации отличаются устойчивостью к наличию твердых взвешенных частиц. Дренажный вибронасос может использоваться для подачи воды.

Технические параметры моделей

Основные направления модификаций связаны с улучшением технических характеристик, повышением производительности и снижением тока потребления. Увеличение производительности достигается установкой поршня большего диаметра и увеличением количества всасывающих клапанов (до 2 или 3). Снижение тока потребления достигается изменением технологии и материалов для изготовления электромагнитов.

Технические характеристики.

Большая часть выпускаемых насосов имеют сходные характеристики. Различия могут допускаться в длине кабеля питания, материале корпуса (алюминий или пластмасса) и других элементах конструкции.

Увеличение количества всасывающих патрубков, как и увеличение диаметра поршня, дает рост производительности на 10-30%, что требует использования более мощного электромагнита. В результате такие погружные насосы имеют более высокий ток потребления.

Устройство и принцип работы насоса

Основным элементом вибрационного насоса для волы является электромагнит, намотанный на П-образный сердечник. Для обеспечения электроизоляции и защиты обмотки электромагнит пропитан эпоксидной смолой и закреплен в корпусе неподвижно. Ответная часть электромагнита – ярмо, которое выполнено подвижным и прикреплено к штоку. На штоке закреплен амортизатор в виде толстостенной резиновой втулки. Вторым краем амортизатор упирается в ограничитель, лежащий на выступах внутренней полости. На конце штока закреплен гибкий резиновый поршень.

От качества изготовления поршня, точности прилегания его к седлу зависят технические характеристики устройства. Поршень разделяет внутреннюю полость конструкции на всасывающую и нагнетающую камеры. В торце всасывающей камеры расположены входные отверстия для забора воды..

При подключении к сети переменного тока электромагнит создает магнитное поле, в результате чего ярмо вместе со штоком и закрепленными на нем элементами начинает колебаться с частотой питающей сети. При движении поршня в направлении от всасывающей камеры в ней создается разрежение. Вода, минуя обратный клапан, перекрывающий входные отверстия, поступает внутрь камеры.

При обратном движении шток давит на воду, во всасывающей камере создается повышенное давление, в результате чего входные отверстия оказываются перекрытыми. Вода, минуя гибкие края поршня, устремляется в нагнетающую камеру.

При движении поршня в ином направлении он тыльной стороной создает повышенное давление в нагнетательной камере, и вода начинает поступать в выходной патрубок.

Использование и правила эксплуатации устройства

Эксплуатируя вибрационный насос, следует знать, что его бесперебойная работа и технические характеристики сильно зависят от стабильности напряжения питания. При низком напряжении резко падает производительность, а при высоком возможны соударения подвижного ярма с электролитом. Это проявляется в виде звенящего звука и выводит из строя устройство. Ремонт оборудования будет сопоставим со стоимостью нового.

Правила эксплуатации устройства.

Схема включения может включать в себя реле контроля давления и гидроаккумулятор для обеспечения равномерности подачи воды. Колебательная система насоса настроена в резонанс с частотой сети (50 Гц), Об этом надо помнить при подключении устройства к автономному генератору.

Поскольку насос и часть кабеля находятся в воде, а оставшийся кабель в воздухе при влажности, близкой к 100%, категорически запрещается разрезать и наращивать кабель насоса. При необходимости нужно приобрести устройство с более длинным кабелем.

Процесс подготовки насоса к работе

Перед установкой устройства в колодец или скважину к нему прикрепляют шланг и несущий трос. Трос, шланг и кабель скрепляют между собой стяжками через равные промежутки. При этом трос должен быть натянутым, а шланг и кабель расслабленными. Вместо стяжек нельзя использовать провод, поскольку из-за этого может перетереться кабель и шланг.

Металлический трос нельзя прикреплять непосредственно к корпусу во избежание поломок крепежных элементов. Надо использовать переходной отрезок из прочного капронового шнура. Такой способ дополнительно снижает вибрацию устройства и продлевает срок его эксплуатации.

Специфика установки прибора в скважину

Нежелательно использовать вибрационники в скважинах с рыхлым грунтом, поскольку вибрация, передаваемая через воду к стенкам скважину, вызовет заиливание и обрушение стенок.

Если использование устройства для скважины допускается, то перед установкой целесообразно укрепить на нем несколько колец из листовой резины, вырезанной из велосипедной или автомобильной камеры. Это предотвратит повреждение стенок скважины и корпуса насоса от взаимного касания во время работы.

Обеспечение бесперебойной работы

Длительная и бесперебойная работа обеспечивается при соблюдении требований инструкции по эксплуатации и регулярном техническом обслуживании. Не рекомендуется непрерывная работа устройства более 12 часов. Колодезный насос необходимо размещать на высоте не менее 1 м от поверхности дна. При меньшем расстоянии необходимо устанавливать фильтр для воды перед входными отверстиями. Срок службы устройства сильно зависит от количества взвешенных частиц.

Техническое обслуживание насосов Малыш

Техническое обслуживание насоса для колодца заключается в регулярном осмотре и проверке затяжек крепежных болтов. Для облегчения разборки устройства в случае ремонта рекомендуется периодически ослаблять и затягивать болты во избежание “прикипания”. Осмотру подлежит крепление поршня и состояние обратного клапана, целостность изоляции сетевого кабеля.

Источник: https://vodasovet.ru/nasos/nasos-malysh

Вибрационный насос (погружной) для воды: принцип работы, виды

1. Особенности
2. Виды
3. Устройство
4. Монтаж
5. Советы

Часто в загородных поселках и небольших деревнях возникает необходимость достать воду из колодца, скважины или водоема для различных хозяйственных нужд. И если поднять пару ведер воды для того, чтобы приготовить пищу и заварить чай не составляет большого труда, то для полного водоснабжения дома или полива сада процесс нужно сделать автоматизированным. Справиться с этой задачей поможет погружной вибрационный насос, который выбирают за надежность и простоту.

Сфера применения

Низкая стоимость насоса «Ручеек» никоим образом не умаляет его технических характеристик. Наличие агрегата и источника водозабора снимает с повестки дня вопрос подачи воды для семьи из двух-трех человек и полива участка до 12 соток. Сфера применения вибрационного насоса довольно обширна и зависит от нужд владельцев. Он успешно справится со следующими задачами:

Нюансы эксплуатации в скважине

Разобравшись с процессами внутри скважины, происходящими во время забора воды, станет понятно, почему эксплуатировать вибрационный агрегат опасно и какой насос следует выбрать.

Картина внутри скважины с работающим вибрационным механизмом следующая:

• Вода постепенно выкачивается, когда ее становится недостаточно, со дна поднимается песок, который попадает в насос вместе с жидкостью.
• Если на время прекратить работу вибрационного насоса, вода отстоится и песок вернется на прежнее место.
• Но проблема не исчезнет на дне скважины, в которой на конце трубы установлен сетчатый фильтр. Эта деталь предназначена для задержки мелких фракций мусора и в процессе использования там образуется некий песчаный конус. Если его не тревожить, он выполняет функцию дополнительного фильтра.
• При работе насоса вибрационного типа мелкие частицы конуса засорят сетчатый фильтр, уменьшив объем поступающей воды в скважину.

Если фракция песка меньше размера ячеек фильтра, он попадет внутрь трубы и плачевный исход неизбежен. Песок забьет или вибрационный насос, или саму трубу. Результат эксплуатации насоса вибрационного типа в скважине во многом определяет тип грунта. Мелкие частицы супеси быстро спровоцируют проблемы, каменные фракции, кварц или крупный песок не создают опасных ситуаций, скапливаясь вокруг сетчатого фильтра.

Второй опасный момент применения вибрационного насоса в скважине – ее расположение поблизости жилого строения. Под действием вибраций порода вокруг трубы может начать движение, что спровоцирует не только разрушение источника воды, но и деформацию опорной конструкции дома.

Совет! Принести пользу насос вибрационного типа может при первоначальной разработке скважины. Его работа способствует движению пород, в результате чего поток поступающей в скважину воды увеличивается. Но доверить процесс лучше квалифицированному специалисту.

Устройство насоса

Внутреннюю конструкцию насоса «Ручеек» можно условно разделить на две части – механическую и электрическую. Главным компонентом электрической части является электромагнит, представляющий П-образный сердечник с магнитными свойствами. Он состоит из стальных пластин с одетыми электромагнитными катушками. Их покрывает медный провод. Все элементы расположены в медном корпусе, залитом эпоксидной смолой. Функции смолы – надежная фиксация электромагнита в корпусе с одновременным эффективным отводом тепловой энергии во время эксплуатации насоса «Ручеек».

Механическую часть именуют вибратором, она состоит из штока, якоря и амортизатора. В основе якоря лежит электротехническая сталь, функцию амортизаторов выполняют резиновые шайбы. Именно от их качества зависит производительность насоса вибрационного «Ручеек». Муфта предназначена для изоляции камеры, где находится вода, от электрического сектора механизма. Диафрагма внутри муфты оказывает на шток направляющее и фиксирующее действие.

Вода из источника поступает через всасывающую в нагнетающую камеру, откуда впоследствии перемещается в трубопровод. Обратный клапан имеет форму гриба, он пропускает жидкость внутрь насоса «Ручеек» и не дает ей вылиться обратно.

Замечание! Важно следить за эластичным состоянием обратного клапана. Ухудшение его характеристик приведет к неплотному закрытию входного отверстия и обратной утечке воды.

В механической части насоса «Ручеек» также расположен резиновый поршень с гайкой и каналы для перекачки воды. Эксплуатация агрегата в грязной среде приводит к быстрому выходу из строя резинового поршня и обратного клапана.

Инструменты

5 votes

+

Голос за!

—

Голос против!

При выборе насоса для дачи или загородного дома хочется, чтобы он был простым, надежным, экономичным, удобным и главное – дешевым. Именно таким является насос вибрационный погружной, на который обращают внимание многие дачники в первую очередь. С помощью такого насоса можно поливать огород, откачивать воду из подвала или открытого водоема, брать воду из колодца. В данной статье мы подробно остановимся на том, как устроен вибрационный насос и как он работает. Эти знания дадут нам возможность разобраться, где насос такого типа покажет себя в лучшем виде, а где его использовать не стоит. Низкая цена вибрационных насосов неизменно привлекает покупателей, но также немаловажно будет обратить внимание на характеристики и параметры агрегата. И хоть они неприхотливы в обслуживании, все же имеют слабые места.

1. Устройство погружного вибрационного насоса
2. Принцип работы вибрационного насоса
3. Как можно использовать погружной вибрационный насос
4. Можно ли использовать вибрационный насос в скважине
5. Характеристики и параметры вибрационных насосов
6. Слабые места погружных вибрационных насосов
7. Какой вибрационный насос лучше
8. Насос вибрационный погружной – видео-инструкция по ремонту

Устройство погружного вибрационного насоса

Внутреннее устройство вибрационного насоса довольно простое, всего несколько основных элементов, определяющих специфику работы агрегата.

1. Силовой элемент насоса. Представляет собой электромагнит, который состоит из П-образного сердечника. Сердечник магнита набран из пластин электротехнической стали и намотан обмоткой, с покрытием изолирующим лаком. Сердечник залит эпоксидной смолой с кварцевым песком и находится в силовой части насоса. Магнит фиксируется смолой, которая к тому же изолирует обмотки, препятствуя их соприкосновению с водой, песок же необходим для улучшения отвода тепла.
2. Вибратор состоит из второй части магнита П-образной формы, на котором закреплен шток. С обратной стороны штока закреплен амортизатор – резиновая шайба. От качества амортизатора зависит производительность и экономичность всего агрегата. За амортизатором находится пластиковая дистанционная муфта, опирающаяся на него, данная муфта изолирует камеру насоса, в которую набирается вода, от электрической части. Внутри муфты находится диафрагма, которая направляет и фиксирует шток.
3. Нагнетающая камера для воды, которая в дальнейшем выдавливается из этой камеры в трубопровод по каналам 11.
4. Всасывающая камера. Сюда поступает вода из источника.
5. Амортизатор, который иногда бывает защищен металлическим кольцом.
6. Шайбы. Если добавлять и уменьшать количество шайб, можно регулировать ход поршня, а соответственно и производительность.
7. Шток. Бывают модели вибрационных насосов, в которых шток чуть длиннее и выступает во всасывающую камеру. В этой камере внутри отлиты ушки в виде направляющего кольца, по которому ходит шток. Такая конструкция несколько увеличивает производительность насоса, так как движение штока ограничено и его смещения в поперечном направлении сведены к минимуму.
8. Обратные клапаны. В данном случае представляют собой резиновые вставки-грибки. Через обратный клапан вода поступает внутрь всасывающей камеры, но не выходит обратно, так как при сдавливании поршнем клапан закрывается. Очень важно, чтобы обратный клапан был эластичен и в хорошем состоянии, так как в противном случае или при загрязнении мусором он не будет плотно закрываться при сдавливании поршнем, и часть воды будет уходить обратно в источник.
9. Гайка, закрепляющая и фиксирующая поршень.
10. Резиновый поршень является самой главной рабочей деталью, чаще всего выходящей из строя. Грязная вода его быстро разрушает.
11. Каналы для отвода воды в трубопровод. При повышении давления в нагнетающей камере вода выдавливается по каналам в трубопровод.

Из всех деталей износу подлежит резиновый поршень и обратные клапаны, если вода грязная. Остальные элементы и детали достаточно долговечны, хотя излишние вибрации могут значительно ускорить выход их из строя.

Принцип работы вибрационного насоса

Вибрационный насос работает за счет изменения давления в нагнетающей камере насоса. Подсос воды во всасывающую камеру обеспечивается возвратно-поступательными движениями резиновой диафрагмы/поршня.

Если рассматривать более детально, то выглядит это примерно так. Когда агрегат включается в электрическую сеть, на обмотку катушки подается ток и вокруг образуется магнитное поле. В результате катушка П-образного сердечника (1) намагничивается и притягивает к себе вибратор (2) – катушку, находящуюся в нагнетающей камере.

В результате этого резиновый поршень/диафрагма (10) через шток (7) изгибается внутрь и подтягивается ближе к нагнетающей камере, поэтому во всасывающей камере (4) создается разрежение, давление уменьшается. Пространство всасывающей камеры заполняется водой, которая подсасывается через обратные клапаны (8) из источника.

Сама суть переменного тока такова, что на некоторое мгновение намагничивание исчезает, шток (7) отбрасывается обратно с помощью амортизатора (5). Поршень начинает давить на воду, находящуюся внутри всасывающей камеры, там повышается давление. Так как обратные клапаны (8) закрыты давлением воды, ей не остается ничего другого, как устремляться в нагнетающую камеру (3).

Когда намагничивание снова появляется и шток оттягивается назад вместе с поршнем, в нагнетающей камере повышается давление и вода вытесняется по каналам (11) к трубопроводу. В это же самое время во всасывающей камере происходит разрежение и нагнетание воды из источника.

Такие такты – намагничивание/размагничивание – происходят с частотой 100 раз в секунду. Возвратно-поступательные движения штока, по сути, являются вибрациями, за что данный вид насосов получил название «вибрационный».

Как можно использовать погружной вибрационный насос

Конструкция вибрационных насосов достаточно проста, поэтому они не требуют к себе особенного отношения и являются неприхотливыми агрегатами. В них ничего не нужно смазывать, так как нет вращающихся деталей и подшипников. Механизм практически не нагревается при работе, поэтому детали изнашиваются меньше. Вибрационные насосы беспрепятственно перекачивают щелочную воду, не боятся минеральных солей в воде и могут работать при любых температурах окружающей среды. Все говорит о надежности агрегата, но все же давайте задумаемся вот над чем.

Вибрации, заставляющие воду нагнетаться из источника, а затем продвигаться к трубопроводу, могут действовать разрушающе. Собственно, любые вибрации действуют разрушающе. Под действием вибраций смещается то, что не должно двигаться, а должно быть статично. Знание именно этого свойства и определяет, где можно устанавливать вибрационные насосы, а в каких случаях их использовать нельзя.

Использование вибрационного насоса:

• Откачать воду из колодца, который только что выкопали или, когда необходимо осмотреть водоносные ключи или почистить его.
• Подавать воду из колодца для жизни.
• Подавать воду из открытого водного источника – реки, озера, бассейна, искусственного водоема.
• Подача воды из емкости – бака, цистерны и др.
• Откачать воду из затопленного помещения, траншеи, подвала, котлована и др.

Возможно, вы обратили внимание, что в данном списке нет привычного всем варианта, когда вибрационный насос используется для подачи воды из скважины. Насос погружной вибрационный отзывы оставляет самые разные. Одни говорят, что у них вибрационный насос «Малыш» стоит в скважине уже лет 10 и прекрасно работает, а у других и скважина пришла в негодность, и фундамент дома обвалился.

Можно ли использовать вибрационный насос в скважине

Понимание процессов, происходящих внутри скважины, помогает правильно подобрать погружной насос для нее. Также становится понятным, почему вибрационные насосы использовать нельзя.

Представьте себе колодец, в котором стоит погружной насос вибрационного типа. Вода будет выкачиваться из колодца, пока она там есть. Когда воды станет мало, со дна начнет подниматься песок и будет засасываться насосом вместе с водой. Как результат, на выходе – грязная вода с песком. Но достаточно отключить насос и дать воде отстояться, как песок оседает, и снова становится нормально. А что же со скважиной?

Труба, по которой поднимается вода из скважины, опущена до самого водоносного слоя и на конце имеет сетчатый фильтр с мелкой ячейкой. Этот фильтр задерживает мелкие фракции, которые засасываются вместе с водой, и предотвращает их попадание в трубопровод. В процессе эксплуатации вокруг сетчатого фильтра образуется конус из песка различной фракции. В спокойном состоянии данный конус фактически является дополнительным фильтром, не пропускающим взвешенные частицы внутрь трубы.

Что же произойдет, если опустить в скважину вибрационный насос? Как только насос включится, конус начнет двигаться. Происходит своеобразная сепарация породы: крупные частицы поднимаются вверх конуса, а мелкие пылеватые частички песка опускаются вниз – к самому фильтру. Вы можете пронаблюдать подобную картину, если просто воздействуете вибрацией на сыпучие породы – они попросту начнут «плыть».

Если частички мелкого песка будут такого же размера, что и мелкие ячейки фильтра, то фильтр забьется, и поток воды уменьшится – говорят, дебет скважины уменьшился.

Если частички мелкого песка оказываются меньше ячеек фильтра, то пылеватые частички проникают внутрь трубы и заполняют ее. Это может привести к двум результатам:

1. Песок будет подниматься вместе с засасываемой водой и на выходе будет вода с песком. В таком случае говорят «скважина пескует».
2. Песок полностью забьет трубу и насос. В таком случае говорят «скважина заилилась».

Термин «заилилась» в данном случае не уместен, конечно, но его используют, так как слово простое и запоминающееся. Более правильно происходящий процесс называть «кольматацией фильтра пылеватым песком».

Но сути это не меняет, в результате кольматации у хозяина неизбежно будут серьезные проблемы. Лучший вариант – у него получится поднять вибрационный насос наверх и почистить его, а затем позвать специалистов, чтобы они прочистили скважину. Худший вариант – насос застрянет окончательно, и скважину эксплуатировать не получится, она превратится в бесполезную дыру в земле.

Не всегда все может заканчиваться так печально. Многое зависит от структуры грунта в скважине. Чем мельче частицы, тем легче они срываются с места и несутся к фильтру, увлекаемые потоком.

Все положительные отзывы об эксплуатации вибрационного насоса в скважине связаны именно с тем, что порода грунта представляет сбой крупный песок, кварц или даже каменные фракции. Тогда частички пород не проникают внутрь фильтра, а скапливаются вокруг него.

Если же порода представляет собой супесь или мелкозернистый песок, то скважина будет «песковать», пока не забьется насос.

На насос вибрационный погружной цена самая низкая среди всех насосов. В сравнении с центробежным насосом разница может составлять 300 – 500 %. Если вибрационный насос «Ручеек» или «Малыш» можно приобрести за 30 – 40 у.е., то центробежный обойдется не дешевле 80 – 150 у.е. Именно низкая стоимость соблазняет многих рискнуть и установить вибрационник в скважину. Но оправдан ли этот риск? Ведь помимо того, что может забиться фильтр на трубе, породы скважины начинают разрушаться и двигаться под действием вибраций, и закончится это может обвалом всей скважины, а иногда и фундамента дома, если скважина находится рядом.

Но вибрации насоса можно использовать и с пользой для скважины. Новые только что пробуренные скважины разрабатывают и увеличивают их дебет с помощью вибрационных насосов. Разрушение пород от вибраций играет в таком случае в нашу пользу. Но производить подобные работы должен только специалист.

Характеристики и параметры вибрационных насосов

Выбирая насос, необходимо обратить внимание на его характеристики.

Производительность – главный параметр любого насоса. Подбирать ее необходимо с таким расчетом, чтобы она ни в коем случае не превышала дебет источника. Обычно производительность вибрационных насосов делится на три категории: низкая – 360 л/час, средняя – 750 л/час, высокая – 1500 л/час, но бывают модели и 2000 – 3000 л/час.

Высота подъема воды – очень важный показатель. Так как источник воды находится на удалении от потребителя, то необходимо просчитать, какой напор должен обеспечивать насос, чтобы давление воды в потребителе было нормальным. Для расчета необходимо сложить глубину установки насоса, расстояние от земли до зеркала, добавить длину трубопровода и накинуть еще 20 % потерь. Минимальный напор, который обеспечивают вибрационные насосы – 40 м, чаще всего используют те модели, которые подают воду на 60 м, более мощные модели встречаются реже – до 80 м.

Глубина погружения у всех вибрационных насосов одинакова – 7 м.

Внешний диаметр может быть от 76 мм до 106 мм. Если планируется использовать агрегат в скважине, его диаметр должен быть чуть меньше диаметра обсадной трубы.

Расположение водозабора в насосе – сверху или снизу – очень важно. Если водозабор находится сверху насоса, то он не будет засасывать песок со дна источника. Располагать такой насос необходимо на 30 см выше дна.

Если водозабор находится снизу, то засасывания песка и других мелких частиц не избежать. Такие модели можно использовать для прокачки скважины, для откачки грязной воды из колодца, подвала или траншеи. Располагать агрегат необходимо на 100 см выше дна.

Важно! Вибрационные насосы с нижним водозабором могут перегреваться, если насос останется без воды. Поэтому многие не рекомендуют их использовать. На самом деле важно покупать насос с термозащитой, не зависимо от того, где находится водозабор.

Термозащита – защита от перегрева в случае аварийной ситуации, например, если заклинит поршень или произойдет скачок напряжения. Также опасен «сухой ход» насоса. Во всех случая катушки сердечника перегреваются, и может произойти повреждение как при коротком замыкании. В моделях вибрационных насосов с верхним забором воды термозащита устроена примитивно, ею служит то, что корпус агрегата находится под водой, которая всегда его охлаждает, но только в том случае, если насос погружен полностью в воду. В вибрационных насосах «Малыш» московского завода с нижним забором воды несколько более совершенный механизм термозащиты, как только обмотка сердечника перегревается, насос отключается и включается снова только после того, как остынет.

Слабые места погружных вибрационных насосов

Несмотря на простую конструкцию и принцип работы, а также неприхотливость в обслуживании, все же у вибрационного насоса есть слабые места, о которых стоит знать.

• Не любят холостой/сухой ход. Если модель насоса не оснащена термозащитой, то даже 5 – 30 секунд работы вхолостую достаточно, что обмотка перегрелась и повредилась. И это при погружении насоса в воду, если же насос не опустить в воду и включить, то повреждения могут быть в несколько раз больше.
• Резьбовые соединения раскручиваются. Под действием вибрации резьба крепления поршня и обратных клапанов раскручивается. Не лишним будет сразу после покупки вибрационного насоса заменить все стандартные гайки на самоконтрящиеся.
• Коррозия болтов корпуса. Как показывает демонстрирующее насос вибрационный погружной фото, его корпус выполнен из алюминия, но вот болты крепления корпуса почему-то стальные, ржавеющие. Даже покрытие цинком не способно защитить их от влияния воды. После покупки их необходимо заменить болтами из цветных металлов.

• Резиновые детали насоса быстро изнашиваются под воздействием песка и мелких частиц. В результате производительность и эффективность насоса падают. Бороться с такой бедой можно тем, что закрепить металлическую сетку на всасывающем отверстии насоса.
• Довольно часто даже в новых насосах обратный клапан закреплен недостаточно или наоборот – слишком сильно. Поэтому необходимо отрегулировать крепление. Для этого опустив насос в воду, необходимо проверить, как он открывается и по необходимости подтянуть гайки или заодно – заменить на самоконтрящиеся.
• Чувствительность к перепадам напряжения. Падение напряжения всего на 10 % снижают производительность насоса в 2 раза. Например, если насос может подавать воду на 40 м в высоту, то при напряжении 200 В, он сможет поднять только на 20 м. Повышение же напряжения увеличивает напор, но одновременно с этим нагрузка на механические узлы и детали насоса также возрастает. Например, появляется биение штока, в результате чего износ резинового поршня/диафрагмы и штока возрастает. Поэтому использовать вибрационный насос необходимо обязательно со стабилизатором напряжения.

Какой вибрационный насос лучше

На рынке можно встретить модели вибрационных насосов российских, украинских, белорусских и китайских производителей. Все они довольно качественны, хоть и имеют ряд отличий. А вот зарубежные модели из Италии и Германии встретить сложно, их практически не завозят. Причина проста – рынок насыщен отечественным товаром, который в достаточной мере удовлетворяет потребности покупателей.

На насос вибрационный погружной стоимость стабильна и диапазон цен невелик от 30 до 50 у.е. и практически не зависит от производителя.

Вибрационный насос «Малыш» — самый востребованный на территории СНГ. Он снискал себе завидную славу и репутацию надежного агрегата. Производят насосы с названием «Малыш» разные заводы, среди которых «АЭК Динамо» (Москва) и «Электродвигатель» (Бавлены). Характеристики этих насосов необходимо обязательно уточнять, так как можно встретить вибрационный насос «Малыш» с верхним водозабором, а можно и с нижним. А вот такой важной деталью, как термозащита, оснащены все модели «Малышей», что и послужило гарантией их надежности и долговечности.

Вибрационный насос «Ручеек» популярен не меньше «Малыша». Данные модели выполнены с верхним забором воды и обладают напором в 60 м. Производят их несколько разных заводов: продукт ОАО «Ливгидромаш» (Россия) носит название «Ручеек», а вот продукт ОАО «Техноприбор» (Белоруссия) называется «Ручеек 1». И как показывают испытания, характеристики у них разные. Например, «Ручеек» российский поднимает воду на 50 м объемом 598 л/час, а белорусский «Ручеек 1» всего на 30 м и 300 л/час.

Вибрационный насос «Водолей» украинского производства несколько подороже своих собратьев (50 у.е.). Модельный ряд агрегатов данного производителя достаточно широк и многообразен, поэтому можно подобрать насос под любые нужды: с напором 90 – 100 м, производительностью 1500 л/час, с двумя обратными клапанами. Абсолютно все модели украинских «Водолеев» оснащены термозащитой. Обратите внимание, что российский продукт с аналогичным названием значительно уступает по характеристикам и возможностям украинскому.

Выбирая погружной вибрационный насос, помимо основных характеристик следует обратить внимание на мелкие конструктивные мелочи, облегчающие его эксплуатацию. Например, длинный кабель в прочной резиновой обмотке/изоляции позволит использовать насос при любой температуре. Длина электрокабеля должна быть такой, чтоб без проблем довести вилку до розетки. Также немаловажными будут удобные резьбовые соединения и наличие универсального переходника, что позволяет подсоединить стандартную водопроводную трубу на 25 мм или 19 мм.

Насос вибрационный погружной – видео-инструкция по ремонту

Принцип действия

Работа насоса «Ручеек» построена на вибрациях, за счет которых в камере нагнетающего действия меняется давление. Выглядит это следующим образом:

• После включения насоса в электросеть катушка создает магнитное поле.
• За счет действующих магнитных сил вибратор притягивается.
• Это влечет за собой изгиб поршня внутрь и его приближение к нагнетающей камере.
• Процесс способствует образованию во всасывающей камере разряженной атмосферы и снижению там давления.
• Через обратный клапан начинает поступать вода, заполняя всасывающую камеру.
• При следующем такте переменного тока магнитное поле исчезает, шток занимает исходную позицию.
• Поршень давит на воду во всасывающей камере, обратный клапан не выпускает ее наружу, поэтому она движется в нагнетающую камеру.
• Следующий такт запускает процесс по-новому и вода из камеры движется в трубопровод.

При частоте ритмов 100 раз в секунду работа поршня на штоке создает вибрацию. Поэтому за счет принципа действия внутреннего механизма насос «Ручеек» относят к вибрационному типу.

Выводы и полезное видео по теме

Небольшая видео-подсказка по ремонту и диагностике, которая поможет произвести ремонт:

Всегда помним о безопасности! А потому, даже убедившись в целостности катушек и отсутствии замыкания на корпус, никогда не держим насос при проверке за корпус! Всегда только на диэлектрическом пружинящем подвесе!

И никогда для подобных целей не используем провод питания. Безопасность никогда не бывает лишней.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по устранению неполадок насосного оборудования? Пожалуйста, оставляйте комментарии к публикации. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Технические характеристики

Насос ручеек по техническим характеристикам занимает достойное место среди других агрегатов вибрационного типа, а по некоторым параметрам и превосходит их. Часть моделей обладают высотой подъема воды 40 м. Более практичны в эксплуатации насосы, где технические характеристики по высоте подъема достигают 60 м. Максимальная глубина погружения – 7 м. Если забор воды проводится в скважине, ее диаметр должен превышать диаметр «Ручейка», который составляет 100 мм.

Среди технических характеристик агрегата ключевое место занимает производительность, которая исчисляется в количестве литров, перекачиваемых насосом за 1 час. По этим параметрам все модели «Ручеек» делятся на три группы:

• с низкой производительностью, когда объем составляет 360 л/ч;
• для средней производительности характерны показатели 750 л/ч;
• насос с высокой производительностью способен перекачать за 1 час 1500 литров воды.

Мощность различных моделей «Ручейка» варьируется от 225 до 300 Вт, все работают от напряжения 220 В. Частота тока – 50 Гц. Продолжительность беспрерывной работы достигает 12 часов.

Дополнительные технические характеристики, интересные потребителю:

• Тип насоса – погружной вертикальный.
• Корпус выполнен из алюминия.
• Количество обратных клапанов – 1 шт.
• Вес около 4 кг.
• Длина кабеля различна. Существуют модели «Ручейка», оснащенные 10,16,25,32 и 40 метровым кабелем.
• Диаметр шланга от 18 до 22 мм.
• «Ручеек-1» характеризуется верхним забором воды, в модель «Ручейка -1М» она поступает снизу.

Замечание! Большей практичностью обладают насосы с верхним забором воды, риск попадания крупных твердых частиц в них значительно снижен по сравнению с моделями, где вода проникает в корпус снизу.

Какие факторы следует учесть при покупке?

Чтобы выбрать действительно качественный насос, необходимо изучить ряд его свойств. К ним относится:

• Производительность устройства – для этого необходимо рассчитать приблизительное количество потребляемой воды всеми живущими в доме людьми. Максимальная производительность предлагаемых сегодня агрегатов – 1200 л./мин.;
• Напряжение сети в доме – при низком напряжении агрегат теряет напор, а при слишком высоком может перегреться. Чтобы избежать этого, следует выбирать устройства с термической защитой;
• Возможность использования агрегата зимой – такие устройства оборудуются прорезиненным проводом и универсальным переходником.

Изучив все эти факторы, вам будет гораздо легче подобрать качественный вибрационный насос, который оптимально подойдет конкретно под ваши задачи.

Достоинства вибрационного механизма

Популярность применения насоса «Ручеек» при ведении загородного хозяйства вполне обоснована. Простая конструкция формирует массу достоинств:

• Работа насоса отличается надежностью. Металлический корпус «Ручейка» герметичен и не подвержен коррозии. Предусмотрено оснащение оборудования резиновым кольцом, которое предотвращает контакт со стенками скважины или колодца.
• Система термозащиты автоматически прекращает работу при угрозе перегрева. Это может случиться из-за критического понижения уровня воды в месте забора.
• Крайне удобна эксплуатация на протяжении длительного времени.
• Технические характеристики соответствуют существующим стандартам качества, эксплуатация насоса не наносит вред экологии и здоровью.
• Незначительный вес «Ручейка» особенно ценится слабым полом.
• Отсутствие в насосе вращающихся элементов сводят к минимуму вероятность поломок механизма. Чаще всего процесс ремонта сводится к замене деталей из резины (поршня и обратного клапана).
• Обслуживание не вызывает сложностей. По рекомендациям производителей спустя 2 часа работы «Ручеек» желательно отключить на 10-15 минут, после чего насос вновь готов к работе.
• Для начала работы «Ручеек» не требует монтажа. Достаточно опустить агрегат в воду на бечевке или тросике.

Внимание! Подвешивать за провод агрегат нельзя. Беспрерывный вибрационный процесс может спровоцировать повреждение насоса.

Монтаж

Для того чтобы любой вибрационный насос работал эффективно весь срок службы, его необходимо правильно установить. Сделать это можно своими руками и без привлечения специалистов, главное, учесть ряд особенностей.

• Погружной насос должен быть полностью покрыт водой, но находиться на высоте 50-70 см от дна колодца или емкости. Если опустить его на самое дно, то аппарат будет поднимать мусор и ил, вода станет грязной, а механизм быстро забьется.
• Устройство не должно касаться своим корпусом стенок скважины и должно быть закреплено на капроновом или оцинкованном тросе. За счет вибраций насос либо разрушит стены скважины, либо в случае, если стенки емкости или колодца довольно крепкие, может повредить свой корпус.

• Обязательно нужно проверить изолированность кабеля подачи электричества, так как вода легко проводит ток, и это может привести к непоправимым последствиям.
• Все крепления должны быть отрегулированы и перепроверены. Отдельно стоит обратить внимание на каналы, по которым вода будет поступать из камеры нагнетания – проверить их на засоры и герметичность.

При соблюдении эксплуатационных правил, которые рекомендованы производителем, вибронасос ломается редко. И даже в случае их несоблюдения первые неисправности могут возникнуть лишь после 3-4 лет работы без правильного ухода. Если вибрационный насос все еще находится на гарантийном обслуживании, ни в коем случае нельзя пытаться вскрыть корпус, и провести ремонт самостоятельно. Нужно обратиться к продавцу или в сервисный центр, с которым заключен договор.

В том случае, если срок гарантии уже прошел, просто восстановить работу устройства с помощью простейшего ремкомплекта не составит никакой сложности.

Диагностировать неполадку можно по определенным симптомам.

• Вибронасос гудит, но вода не поступает. Причин такой проблемы может быть несколько. Например, ослабел крепеж поршня, повредился клапан или сломался шток. Необходимо как можно быстрее отключить неисправное устройство от сети и поднять его на поверхность, после чего можно разбирать насос и искать причину поломки.

• Вибронасос гудит и сильно нагревается. Чаще всего причиной такой неисправности выступает работа насоса над поверхностью воды, что противоречит правилам пользования аппаратом. Конструкция вибрационного насоса не включает в себя элемент охлаждения, который заменяет постоянное нахождение механизма в прохладной воде, поэтому подвешенный в воздухе насос быстро перегревается и выводит из строя электромагнит. Его замена своими руками довольно сложна, однако возможна при определенных навыках работы с паяльной установкой.
• Вибронасос работает, но совсем бесшумно. Вибрационные аппараты не могут работать в абсолютной тишине, поэтому отсутствие ровного гудения также должно настораживать, как и лишний шум. Причиной такой неисправности выступает упавшее напряжение в сети. В таком случае нужно как можно быстрее отключить аппарат от электропитания и устранять неисправность самой сети. Снова подключать насос можно лишь после нормализации сетевого напряжения.

Моменты, заслуживающие внимания потребителей

Многочисленные достоинства модели «Ручейка» сопровождает несколько негативных моментов.

• Непереносимость холостого хода. Не оснащенный термозащитой «Ручеек» при работе без поступления воды даже в течение нескольких секунд способен выйти из строя. Причина? Повреждение обмотки за счет перегрева.
• Резьбовые соединения насоса «Ручейка» очень часто раскручиваются. Спровоцировано это беспрерывным вибрационным процессом. Но выход всегда есть, стоит только заменить обычные гайки на самоконтрящиеся.
• Со временем на болтах корпуса проступает ржавчина. Алюминиевый корпус насоса «Ручеек» оснащен стальными болтами, которые подвержены коррозии при длительном контакте с водой. Решить проблему легко – заменить существующие детали новыми, выполненными из цветных металлов.

• Замедлить процесс износа резиновых элементов насоса «Ручеек» способен дополнительный фильтр в виде металлической сетки, одетой на всасывающее отверстие агрегата.
• Чрезмерная или недостаточная фиксация обратного клапана также легко решается. До начала эксплуатации «Ручейка» достаточно подтянуть гайки или отрегулировать крепление.

Насос «Ручеек» как и все агрегаты вибрационного типа чувствителен к перепадам напряжения. Снижение показателей напряжения на 10 % вдвое ухудшает производительность. Радоваться, когда более высокое, чем требуется по техническим характеристикам, напряжение обеспечивает ускоренную работу не стоит. Такой процесс ведет к быстрому износу механизмов. Исключить проблемные ситуации поможет дополнение насоса «Ручейка» стабилизатором напряжения.

Вибрационный насос гудит, но не качает воду – причины и решение

Спустя определенное время после покупки каждый владелец вибрационного насоса замечает, что устройство работает, но не качает воду. Причин этому может быть несколько:

• Повреждение клапана – убедившись, что причина кроется именно в этом, следует немедленно заменить клапан новым элементом. В качестве профилактики поломки, специалисты советуют менять клапан раз в год;
• Повреждение резинового поршня – в этом случае также на помощь придет замена изношенной детали;
• Ослабление фиксации поршня – данная ситуация возникает в результате вибрации насоса. В качестве ремонта следует закрутить гайку крепление до упора или заменить ее новой деталью.

Чтобы насос не сломался в процессе эксплуатации, следует осматривать его каждые 2–3 месяца. Это поможет предотвратить перегрев устройства.

Производители

На отечественном рынке наиболее распространены , «Ручеек», «Водолей». Также хорошей репутацией пользуются иностранные производители PATRIOT, QUATTRO и GRUNDFOS.

Вибронасосы производятся в следующих городах:

Город или страна	Производитель
Ливны Бавлены Климовск	Малыш
Курск Киров	Водолей
Бранск Челябинск	Родничек (фирмы Зубр и Тополь)
Могилев (респ. Беларусь)	Ручеек
США и Китай	PATRIOT
город Бьеррингбро (Дания)	GRUNDFOS
Китай	QUATTRO

Все модели имеют примерно одинаковую конструкцию, отличие в названиях связано с маркетинговыми принципами.

Модели различных производителей отличаются по форме корпуса Источник gidtepla.ru

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про дренажный насос для канализации.

Что делать, если вибрационный насос работает, а давление не создает?

Причина этому может крыться в электрическом магните. В качестве ремонта потребуется разобрать насос и освободить магнит. Далее потребуется:

1. Размотать старые обмотки катушек и удалить остатки эпоксидной смолы;
2. Намотать новую обмотку в 10 слоев;
3. Провести кабель внутрь корпуса насоса и разделите концы кабеля на 2 части;
4. Скрутить эти концы с обмоткой магнита;
5. Установить катушку обратно в корпус.

После выполнения этой процедуры ваш насос снова будет создавать требуемое давление.

Защита от перегрева и сухого хода

Если вибронасос будет работать вхолостую (без жидкости), то быстро перегреется и сгорит. Чтобы этого избежать, используют термореле – оно размыкает цепь при перегреве и замыкает вновь после остывания.

Если отключения происходят часто, то надо очистить патрубок и трубы от мусора. Но не в коем случае нельзя вскрывать корпус самостоятельно, высок риск повредить герметизацию и полностью вывести механизм из строя.

Кольца из шлангов обеспечивают защиту корпуса от дополнительных механических повреждений Источник stroychik.ru 0 0 0

Пластиковый датчик контролирует уровень воды, как только достигается нижний порог, то электрическая цепь размыкается Источник outillage-online.fr

Принцип работы вибрационных насосов

Самая полная информация по теме: «принцип работы вибрационных насосов» с полным описанием и комментариями от профессионального мастера.

Бытовые погружные вибрационные насосы: конструкция, принцип действия и основные критерии выбора

Вибрационные погружные насосы марки «Малыш» и прочие модификации, которые работают по тому же принципу, очень активно используются дачниками не только для полива, но и для откачивания воды из подвалов, погребов после паводка и пр. Они обладают высокой производительностью, способны подавать воду на очень большое расстояние и создавать довольно большое давление. Цены на эти насосы сравнительно невысоки.

Погружные насосы выпускаются в наше время под немалым количеством различных брендов, тем не менее, по своим техническим характеристикам различаются они не слишком сильно. При выборе насоса практически каждый из нас в первую очередь обращает внимание на его производительность. Как известно, чем выше мощность насоса, тем больше и его производительность в литрах. Однако, даже имея абсолютно одинаковую мощность, различные модели насосов могут иметь разную производительность, что зависит от конструкции их электродвигателей.

Для кого-то помимо этих параметров немаловажной будет функция «термозащиты» насоса, которая присутствует у насосов марки «Малыш». Оснащенный данной функцией насос не сгорит даже в том случае, если останется без воды. Он просто автоматически отключится. Конечно, не имеет смысла переплачивать за данную «фишку», если насос будет использоваться, скажем, только лишь для полива участка из колодца. Но если насос планируется использовать для откачивания воды из залитого погреба, то данная функция будет весьма полезна. Можно конечно контролировать процесс и постоянно держать насос под присмотром, но это, согласитесь, не совсем удобно.

Нет тематического видео для этой статьи.

Видео (кликните для воспроизведения).

Конструкция любого вибрационного насоса однотипна и включает в себя такие элементы как корпус, вибратор и электромагнит.

Конструкция вибрационного погружного насоса

На рисунке ниже представлена схема сборки насоса «Ручеек».

Схема сборки насоса «Ручеек»

Электромагнит имеет в своем составе пару намотанных медным эмалированным проводом катушек и П-образный сердечник из листовой электротехнической стали. Установленный в корпус сердечник с катушками заливается эпоксидным компаундом, который не только является изоляционным материалом, но и служит для отвода тепла от катушек к корпусу насоса. Компаунд изготавливается из пластификатора, эпоксидной смолы, отвердителя и улучшающего теплопроводность кварцевого песка.

Вибратор представляет собой якорь с запрессованным внутри него штоком. Устанавливаемая на штоке резиновая пружина служит амортизатором. От качества ее изготовления зависит экономичность насоса, а также некоторые другие параметры.

Насосы марок «Малыш» и «Ручеек» имеют в своей конструкции амортизаторы, изготовленные исключительно из натурального каучука, длительное время подвергаемого вулканизации, что обеспечивает стабильность работы насоса.

Установленная через дистанционную муфту на соответствующем от амортизатора расстоянии резиновая диафрагма обеспечивает направление штока и является его дополнительной опорой. Диафрагма разделяет также электрическую камеру от гидравлической, находящейся под давлением. Благодаря упору обеспечивается фиксация диафрагмы в корпусе насоса и ее сжатие. На конце штока располагается резиновый поршень.

Последним важным узлом насоса является корпус с расположенным в нем клапаном, который перекрывает входные отверстия. Между корпусом насоса и клапаном имеется зазор, равный 0,6– 0,8мм, дающий возможность жидкости беспрепятственно вытекать при отсутствии давления. Клапан, несмотря на то, что он производится из высококачественной резины, является в то же время наиболее уязвимой составляющей насоса и выходит из строя в первую очередь.

Погружные вибрационные насосы являются насосами инерционного типа. Принцип действия инерционных насосов основан на возбуждении колебательных процессов в жидкости, способствующих ее перемещению. Переменная сила тока посредством упругого амортизатора превращается в механические колебания поршня и якоря. Вибрируя, поршень создает в стакане гидравлический удар. Одновременно с этим происходит закрытие входных отверстий клапаном, в результате чего вода выталкивается в напорный патрубок.

При включении насоса в сеть якорь притягивается к магниту. Каждые полпериода токовой волны полюса перемагничиваются, и якорь обратно откидывается амортизатором. Таким образом, за один период якорь притягивается дважды, а, учитывая, что частота переменного тока в нашей стране и в Европе составляет 50 Гц, за одну секунду якорь притягивается к магниту 100 раз. Соответственно, поршень, находящийся с якорем на одном штоке, вибрирует с этой же частотой.

Ограниченное клапаном и поршнем пространство в корпусе насоса образует гидравлическую камеру. Что же происходит при колебании поршня в гидравлической камере? Поскольку перекачиваемая насосами вода представляет собой смесь двух компонентов, содержащую растворенный и нерастворенный воздух, она имеет некоторую упругость, а, соответственно, при механическом воздействии пружинит. Вода разжимается и сжимается подобно пружине и в напорный патрубок вытесняются ее излишки. Таким вот нехитрым способом и осуществляется перекачивание воды насосом. Клапан при этом не только обеспечивает впуск воды, но и ограничивает ее выход через всасывающие отверстия.

Выпускаемые ОАО «Ливгидромаш» насосы «Ручеек» имеют классическую конструкцию, т.е. электропривод располагается внизу, а всасывающие отверстия сверху. При такой компоновке захват примесей со дна исключается, кроме того улучшается охлаждение. Насос способен работать на протяжении длительного времени в погруженном состоянии с открытыми всасывающими отверстиями на воздух. В соответствии с международными стандартами насос должен проработать в таком состоянии семь часов. Насосы, у которых всасывающие отверстия находятся наверху, такие испытания выдерживают. Тем не менее, для работы в критических условиях стоит все же покупать насосы с термореле, которое выключает насос в случае перегрева, вероятность которого повышается в условиях ограниченного объема или при повышении напряжения свыше допустимой нормы. Естественно, стоимость такого насоса будет выше, но экономить на этом не целесообразно.

ОАО Бавленский завод «Электродвигатель» производит насосы «Малыш» различного конструктивного исполнения. Так, с нижним размещением всасывающих отверстий выпускаются насосы «Малыш» и «Малыш К». Последний снабжен термореле для выключения при перегрузках. На насосе «Малыш М» всасывающие отверстия расположены наверху. Преимуществом насоса «Малыш-3» является то, что его можно использовать в трехдюймовых скважинах, т.е. в тех скважинах, внутренний диаметр обсадной трубы в которых составляет 80 мм.

Нет тематического видео для этой статьи.

Видео (кликните для воспроизведения).

При выборе насоса с нижним размещением всасывающих отверстий рекомендуется покупать насос, снабженный термореле, чтобы его можно было спокойно оставить без присмотра. Многие полагают, что насосы с нижним водозабором предпочтительнее использовать в мелких водоемах. Это достаточно спорное мнение, ведь тот же насос с верхним водозабором будет замечательно работать, если расположить его горизонтально.

В комплект с насосом в обязательном порядке должен входить капроновый трос, необходимый для монтажа и крепления насоса. Капроновый трос не проводит ток, что исключает поражение электрическим током из-за пробоя изоляции. Использование для закрепления стального троса вызывает перетирание проушин в корпусе насоса.

Несмотря на то, что насосы от российских производителей имеют II класс защиты от поражения током и испытания изоляции на прочность осуществляются под напряжением 3750В, прикасаться ко включенному в электросеть насосу все-таки не желательно, дабы не испытывать судьбу. Если проводка имеет заземление, то желательно покупать насосы по I классу защиты, т.е. снабженные евровилкой. Покупая насос, укомплектованный евровилкой, проверьте, чтобы провод не был двухжильным, а его сечение, согласно международному стандарту, составляло не менее 2х0,75мм. Остерегайтесь подделок!

Насосы не следует комплектовать шлангами, внутренний диаметр которых меньше 19мм (3/4²), поскольку это вызывает перегрузку насоса и ведет к потере производительности.

К основным характеристикам вибрационных погружных насосов относятся:

▪ номинальный напор подъема воды вибрационным насосом означает то, что вода поднимается с глубины насосом в условиях оптимального режима эксплуатации. Этот показатель одинаков практически для всех погружных вибрационных насосов и составляет 40 метров.

▪ максимальный подъем воды вибрационным насосом характеризуется предельным напором. Стандартная величина этого параметра составляет 60 метров. Но одинакова она не у всех вибрационных насосов.

▪ номинальная подача – величина, характеризующая возможность насоса перекачивать определенный объем воды за минуту или за час. У вибрационных насосов этот показатель равен 0,43 м 3 /час. Максимальная подача воды вибрационным насосом, определяемая при его работе без напора, варьируется в пределах от 1 до 1,5 м 3 /ч в зависимости от регулировки.

Данные о различных параметрах погружных насосов, представленные в рекламе разных производителей и указанные в табличках, весьма противоречивы.

На маркировке подавляющего большинства насосов отечественного производителя указывается номинальный напор при номинальной подаче.

Особое внимание следует обратить на маркировку китайских аналогов вибрационных насосов. Здесь указывается величина максимального напора – 60–80м. Это напор при абсолютно перекрытой подаче. Фактически же эти насосы при номинальном напоре (40 м) качают значительно меньше воды по сравнению с насосами «Малыш» или «Ручеек».

Потребляемая насосами мощность указывается в интервале 180–300 Вт. На деле же насосы, отрегулированные на номинальные параметры, в диапазоне по напору 1– 40м потребляют мощность 190–220Вт. Большим плюсом вибрационных насосов является их способность работать при свойственных сельской местности колебаниях напряжения. С увеличением напряжения увеличиваются ток, мощность и производительность. В случае понижения напряжения сети до 200В производительность насоса уменьшается на 25%.

Указанная в маркировке насоса глубина погружения означает, на какую максимальную глубину под слой воды возможно погружение данного насоса. Производители остановились на стандартных трех метрах, несмотря на то, что оболочка погружных насосов способна выдержать и гораздо большее давление. Для ливенских «Ручейков» и бавленских «Малышей» этого вполне достаточно. Однако не должно возникнуть никаких проблем, если эти же насосы утопить на глубину до 5-7 метров.

2 комментария на

Бытовые погружные вибрационные насосы: конструкция, принцип действия и основные критерии выбора

Статья порадовала. Впервые узнал, что оказывается вода состоит из двух компонентов содержащих растворённый и нерастворенный воздух, поэтому обладает упругостью. Интересно , отечественная наука знает об этом выдающимся открытии или до сих пор пребывает в неведении?

Ну, …это, безусловно, ахина. В рили = гибкая юбка поршня является и перепускным клапаном в такте нагнетания. Не будем строги — человек старался … в целом ничё.

В населенных пунктах, в которых есть необходимость забора воды из колодца или скважины актуальным является вопрос приобретения насоса. Для автоматизации процесса выбирают агрегаты высокопроизводительные и надежные.

К таким устройствам относится вибрационный насос.

Электронасос состоит из таких деталей:

1. Виброблок.
2. Камера нагнетания.
3. Амортизатор.
4. Шайба.
5. Шток.
6. Резиновая вставка.
7. Гайка.
8. Поршень из резины.
9. Водяной канал.
10. Силовой элемент.
11. Камера всасывания.

Схематическое устройство вибрационного насоса

Первый элемент отвечает за производительность и экономичность всего агрегата. Элемент окружен амортизатором и состоит из якоря. Шток прикреплен на якоре в качестве которого выступает магнит П-образный. Из камеры нагнетания происходит поступление воды через каналы в трубопровод.

Амортизатор защищен кольцом из металла. С помощью количества шайб и хода поршня меняется производительность всего агрегата. Удлиненный шток увеличивает производительность за счет уменьшения поперечного сечения. Резиновая вставка выполняет функцию обратного клапана заключающуюся в препятствии вытекания воды которая попала в насос. Напор жидкости снижается за счет отсутствия вставок или загрязнения мусором.

Вибрационный насос для колодцев или водоемов

С помощью гайки поршень из резины фиксируется. Продолжительность эксплуатации поршня из резины зависит от чистоты воды. Если в воде большое количество песка, то деталь быстро ломается и ее приходится менять. Вода из камеры проходит через канал. Внутри силовой части расположен сердечник, который заливается эпоксидной смолой и песком кварцевым. Камера всасывания отвечает за всасывание жидкости.
к меню ↑

Когда вибрационный насос включается в силовом отделении происходит намагничивание сердечника, который притягивает вибрационную катушку. Воде, через шток, поршень передает движение.

Намагниченность проходит за несколько секунд, и амортизатор отбрасывает шток. Воде передается сжимающее усилие и она находит выход в камеру нагнетания после чего поступает в трубопровод. Этот процесс проходит около ста раз за секунду.

В зависимости от вида забора жидкости существуют два типа устройств:

• верхнего забора воды;
• нижнего забора воды.

У первого типа клапан всасывания размещен сверху. У второго-снизу. При заниженном уровне жидкости, насос с верхним забором воды чаще всего приходит в неисправность. Аппарат с нижним забором воды чаще втягивают песок и другие примеси грунта. Такие механизмы чаще перегреваются и ломаются. Для исключения перегрева аппарат должен иметь термозащиту.

Материал корпуса может быть:

• из алюминиевого сплава;
• из прочного пластика.

Недостаток первого в подверженности коррозии. Преимущество-прочность. Второй менее прочный, однако не поддается коррозии.

Вибрационные погружные насосы

В зависимости от количества клапанов насосы вибрационные делятся на:

• насос вибрационный с одно клапанный;
• двух клапанный.

Вибрационный насос с одним клапаном менее мощный нежели двух клапанный.

По странам производителям подразделяются:

• отечественного изготовления;
• импортного изготовления.

Импортные аппараты отличаются дороговизной как при покупке так и при обслуживании и ремонте. Отечественные аппараты более бюджетны, по качеству не уступают импортным. Агрегат дачник 2 функционирует при напряжении двести двадцать Вольт. При массе в четыре килограмма создает напор семьдесят метров. При глубине скважины от восьмидесяти метров мощность аппарата снижается.

Устройство является универсальным благодаря эксплуатации как для подачи воды в собственную систему так и для полива огорода, приусадебных участков. При использовании для подачи питьевой воды обязательно снабжается шлангом из пищевой пластмассы или резины.

Вибрационный насос для колодца Патриот при весе три с половиной килограмма обладает производительностью восемнадцать литров в минуту. Мощность-двести пятьдесят Вт, поднимает воду на шестьдесят метров. Марка Патриот выпускает разнообразные модели аппаратов с разными эксплуатационными возможностями и подходящими к различным требованиям.

Вибрационный насос «Ручеек» после длительного использования

Вибрационный насос Ручеек, Беларусь, поднимает воду на высоту шестьдесят метров, весит четыре килограмма и работает от сети с напряжением в двести двадцать Вольт. Снабжен металлической петлей для подвешивания. Белоруссия производит агрегаты, отличающиеся высоким качеством и надежностью при низкой стоимости.

Вибрационный погружной насос при установке размещают ниже обратного клапана. Это снижает риск обезвоживания системы. Вибрационный насос размещается вне скважины, поскольку вибрация благотворно влияет на запесочивание. Наличие фильтров для вибрационных насосов способствует защите от попадания песка и частиц грунта в жидкость.
к меню ↑

Перед тем как приобретать механизм, стоит ознакомиться с признаками качественности.

Важнейшим аргументом качественного аппарата являются показатели его производительности. Производители предлагают модели с показателем критерия до тысячи двухсот литров в минуту. В зависимости от численности проживающих в помещении людей рассчитывается потребление воды, после чего подбирается модель необходимой производительности.

Длина электрического шнура подбирается в зависимости от удаленности электрической розетки. Это обеспечит удобство при использовании аппарата.

Возможность подъема воды на высоту является еще одним важным фактором. Этот показатель варьируется в пределах от сорока до девяносто метров. Чем дальше колодец от места потребления воды, тем показатель выше. При расчете стоит учитывать, что потери давления при поставке воды составляют двадцать процентов. Для точности расчета суммируют глубину погружения агрегата промежуток от зеркала воды до верхнего уровня грунта и продолжительности трубы. Таким образом расчет будет произведен точно, а модель аппарата будет подобрана правильно.

Насос «Ручеек» в разобранном виде

Диаметр скважины или колодца должны соответствовать габаритам устройства. Для правильной эксплуатации механизм должен быть таких размеров, чтоб при его работе, корпус не касался стенок скважины, поскольку это приведет к засорению источника и поломке механизма. Поскольку габариты аппаратов варьируются в пределах от семидесяти шести до ста миллиметров, то колодец должен быть не менее восьмидесяти пяти миллиметров в диаметре.

Постоянный напор зависит от напряжения сети. Когда напряжение низкое, напор значительно падает, когда напряжение высокое, агрегат перегревается и происходит поломка. Для сведения к минимуму таких ситуаций механизмы обеспечиваются термозащитой, что дает возможность эксплуатации при скачках в сети.

Стабилизаторы напряжения обеспечивают продолжительности работы аппаратов без перегрева. Это связано со спецификой режима работы и отдыха механизмов. Они не могут работать непрерывно.

Для эксплуатации в зимний период подойдут модели, имеющиеся прорезиненный провод электропитания. Универсальный вид переходника обеспечивает соединение со шлангом любого диаметра. Для обеспечения постоянной подачей воды к выбору аппарата подходят ответственно и изучают все нюансы.

Расчет необходимого напора воды для выбора насоса

Вибрационные погружные насосы удачные механизмы для обеспечения водой дачных участков. Выбрав подходящую к своим условиям модель пользователи с радостью получают свободный и постоянный доступ к воде.

Сегодня мы разберемся в том, как работает самый простой и популярный в народе вид погружных насосов — вибрационные. Начнем мы, как обычно, с определения.

Вибрационный насос — погружной насос, поднимающий воду при помощи возвратно-поступательных движений поршня внутри насосной части. Главное преимущество таких насосов их простота и низкая стоимость. Они являются оптимальными для решения многих задач.

На рисунке изображен насос с верхним забором воды. Принцип работы его состоит в следующем:

• Переменное напряжение в сети вызывает изменения в магнитном поле сердечника, который притягивает и отталкивает якорь поочередно.
• В насосной части происходят возвратно-поступательные движения поршня, создающий давление (при помощи гидравлического удара) в напорной магистрали. Этот эффект и позволяет поднять воду из скважины наверх.

В насосах с нижним забором все происходит аналогично. Различно только расположение насосной и электрической части.

Электропривод насоса состоит из двух катушек, сердечника и кабеля питания. Для герметизации электропривода он заливается эпоксидной смолой. Такой тип электропривода является наиболее простым и служит гораздо дольше чем подверженная износу насосная часть. Насосная часть соединяется с электроприводом при помощи четырех винтов.

Вибрационные насосы могут применяться для решения самых разных задач. Перечислим их в виде короткого списка:

• Водоснабжение из скважин, колодцев и открытых водоемов.
• Заполнение систем отопления — вибрационный насос используется вместо опрессовщика.
• Откачка воды из глубоких подвалов — использование вибрационного насоса в качестве дренажного с большим напором.
• Прокачка новых скважин от песка (уменьшает срок службы) — возможно и такое применение вибрационного насоса, но необходимо понимать, что такой насос может повреждать линзу, в которой под обсадной трубой собирается вода. Поэтому для прокачки скважин от песка лучше применять центробежный насос.

Для того, чтобы срок службы вашего насоса не уменьшился, необходимо соблюдать правила эксплуатации. Они будут следующими:

• Запрещается эксплуатировать насос при повышенном напряжении.
• Запрещается эксплуатация прибора с поврежденным шнуром питания.
• Запрещается включать прибор без воды, во избежание перегрева насоса
• Прибор должен работать непрерывно не более, чем 2 часа с последующим перерывом не менее 20 минут.
• Запрещается перекачивать жидкости содержащие песок, грязь и нефтепродукты.

Начнем с того, что диаметр обсадной трубы скважины должен быть не менее 100 мм. Прибор должен висеть вертикально, не касаясь стенок обсадной трубы. Максимальная глубина погружения вибрационного насоса под воду составляет всего 3 метра. На большую глубину прибор погружать нельзя, это может вызвать нарушение герметичности электрической части. Для пояснения посмотрите следующий рисунок:

1. Насос.
2. Хомут для обжима шланга.
3. Трос, на котором подвешен прибор.
4. Хомут-стяжка.
5. Шланг.
6. Шнур питания
7. Подвес.
8. Перекладина.
9. Грунт.

Вибрационный насос очень удобен для перекачки малых объемов воды. Также может использоваться и с другими целями (читать выше). Для того, чтобы прибор работал весь заявленный срок службы необходимо придерживаться рекомендаций, которые изложены выше (необходимо ознакомиться с паспортом изделия). Не рекомендуется использовать такой насос как основной для обеспечения водой загородного дома из скважины. Для этой цели гораздо лучше подойдет центробежный глубинный насос. На этом все, пишите вопросы в комментариях и делитесь статьей через социальные сети.

Устройство и принцип действия вибрационного насоса

Многие дачники, выбирая агрегат для дачи, отдают предпочтение недорогим, надёжным, простым и экономичным насосам вибрационного типа. С его помощью можно решать много задач – поливать огород, качать воду из колодца или открытого водоёма, осушать затопленный подвал. В нашей статье мы подробно изучим, как сконструирован вибрационный насос, а также его принцип работы. Такие знания помогут вам определиться с выбором агрегата. Эти неприхотливые в обслуживании и сравнительно недорогие насосы имеют свои слабые стороны. Чтобы принять правильное решение о целесообразности использования такого оборудования, необходимо разбираться в характеристиках и знать все недостатки подобных агрегатов.

Все погружные вибрационные агрегаты, в том числе и насос Малыш, имеют довольно простое строение :

Важно: наиболее уязвимыми деталями насосного оборудования данного типа являются резиновый поршень и обратный клапан. Они особенно сильно реагируют на загрязнённую воду. Остальные детали насосов Малыш и других агрегатов вибрационного типа довольно долговечные. Однако из-за сильных вибраций они могут выйти из строя.

Все вибрационные насосы работают за счёт того, что давление в нагнетающей камере постоянно изменяется. Закачка воды в эту ёмкость осуществляется посредством возвратно-поступательных движений поршня.

Принцип действия погружной вибрационной модели насоса выглядит так:

1. После включения оборудования в сеть на обмотку катушки поставляется ток, который способствует возникновению магнитного поля.
2. Из-за намагничивания катушки вокруг сердечника к ней притягивается вибратор, расположенный в нагнетательной камере.
3. Благодаря этому резиновый поршень посредством штока изгибается и приближается к нагнетательной камере. За счёт этого во всасывающей ёмкости снижается давление.
4. Это способствует тому, что во всасывающую камеру затягивает воду из источника через обратный клапан.
5. Переменный ток способствует тому, что на небольшой промежуток времени намагничивание исчезает. В результате этого шток возвращается обратно благодаря амортизатору.
6. Поршень давит на воду, которая находится во всасывающей ёмкости. Это приводит к повышению давления в камере.
7. Поскольку обратный клапан находится в закрытом состоянии из-за давления воды, жидкость устремляется в нагнетательную камеру.
8. Когда намагничивание возвращается, шток с поршнем отодвигается назад, способствуя повышению давления в нагнетательной камере. Благодаря этому вода продвигается по каналу к магистральному трубопроводу. В этот же момент во всасывающей ёмкости давление понижается, за счёт чего жидкость засасывается из источника.

Важно знать: поскольку такт намагничивания и размагничивания повторяется около 100 раз/сек., то движения штока превращаются в вибрации. Именно поэтому агрегаты и получили название вибрационных насосов.

Благодаря несложной конструкции Малыш и другие погружные насосы вибрационного типа простые в обслуживании. Поскольку в насосе нет вращающихся частей и сложных механизмов, ничего не нужно смазывать. Это способствует тому, что детали практически не нагреваются и меньше изнашиваются. Вибрационные насосы для колодцев могут перекачивать даже воду, насыщенную щелочами или минеральными солями. Они могут функционировать при любой температуре среды.

Однако вибрации, создаваемые насосом Малыш или другой моделью такого оборудования, сами по себе довольно разрушительные. Из-за вибраций может происходить смещение конструкций гидротехнического сооружения, а также подниматься ил и мусор со дна источника. Именно это свойство и откладывает отпечаток на сферу использования данных агрегатов.

Вибрационный агрегат Малыш или другую модель можно использовать для таких целей:

• С помощью такого оборудования можно производить откачивание воды из только что выкопанного колодца для его раскачки.
• Чтобы почистить колодец или осмотреть водоносные ключи, необходимо откачать всю воду. С этой задачей справится вибрационный насосный агрегат.
• Оборудование можно использовать для перекачивания воды из колодца в хозяйственных, питьевых и бытовых целях.
• Насос подходит для перекачки воды из цистерны, бака, резервуара, озера, реки, бассейна или другого водоёма.
• Для осушения затопленных помещений, котлованов, подвалов, траншей.

Внимание: вибрационный насос для скважины лучше не использовать, поскольку вибрации от этого оборудования могут негативно повлиять на целостность гидротехнического сооружения. Однако иногда владельцы дач и загородных домов с успехом используют агрегат Малыш в скважине.

Чтобы понять, почему нельзя использовать вибрационный насос для скважины, нужно разобраться в тонкостях процессов, происходящих в гидротехническом сооружении. Как правило, трубопровод, по которому происходит откачивание воды из скважины, опускается до самого водоносного горизонта. На конце этой трубы стоит сетчатый фильтр, который задерживает мелкие примеси и не даёт им попадать в трубопровод вместе с водой. В результате этого со временем на этом фильтре собирается много мусора, песка, ила и частичек глины. В итоге налёт может принимать конусовидную форму.

Поскольку любой мощный вибрационный агрегат, будь то Малыш или другая модификация, создаёт сильные вибрации во время работы, от которых конус из примесей приходит в движение. В итоге крупные частицы мусора поднимаются наверх конуса, а мелкие опускаются глубже к поверхности фильтра. Это приведёт к уплотнению мелких примесей на сетке и засорению фильтра настолько, что он не будет пропускать воду. В итоге дебет гидротехнического сооружения понизится.

Может возникнуть и другая ситуация. Работа вибрационного насоса способствует формированию в воде вихревого потока, который будет поднимать со дна сооружения мелкие примеси, не задерживающиеся сеткой фильтра. Это может привести к двум вариантам исхода:

• Мелкий песок будет засасываться с водой, и из крана у вас будет течь вода с песком. Обычно в этом случае говорят, что скважина «пескует».
• Если песок забьёт насосное оборудование и трубопровод, то подача воды прекратиться и можно говорить, что скважина заилилась.

Очень многое при эксплуатации вибрационного агрегат Малыш в скважине зависит от породы грунта, в котором пробурено гидротехническое сооружение. Многие владельцы с успехом используют подобное оборудование в скважине. Всё дело в том, что их конструкции построены в плотных породах из камня, кварца, крупного песка. В итоге крупные частицы породы не могут забивать фильтр, и насос вместе со всем гидротехническим сооружением работает исправно. А вот те владельцы, которые использовали подобное оборудование в скважине, построенной на мелкий песок или супесь, очень быстро столкнуться с заиливанием или пескованием скважины.

Однако иногда даже в сооружениях, возведённых в плотной каменной породе, вибрационный агрегат может нанести вред. Всё дело в том, что постоянные вибрации, создаваемые прибором, могут со временем вызвать смещение деталей обсадной колонны. Это может привести к обвалу скважины, а если гидротехническое сооружение находится недалеко от дома, то и разрушению фундамента.

Хотя в некоторых случаях вибрация агрегата может быть полезной. Например, подобное оборудование с успехом используется для разработки и прокачки новых скважин. Небольшое разрушение породы в этом случае способствует увеличению производительности гидротехнического сооружения. Однако выполнять работу по раскачке водозабора может только специалист.

При выборе вибрационного агрегата стоит обратить внимание на такие параметры:

• Производительность насосного оборудования не должна превышать дебет источника. Как правило, такие насосы могут иметь низкую производительность (370 л/ч), среднюю (750 л/ч) и высокую (от 1500 до 3000 л/ч).
• Высота подъёма жидкости . При выборе этого параметра необходимо учесть глубину, на которой установлен насос, протяжённость горизонтального трубопровода до дома и прибавить 20 % на потери. Насосы вибрационного типа могут давать напор от 40 до 80 м.
• Глубина погружения у подобных агрегатов одинаковая и равна 7 м.
• Внешний диаметр равен 76-106 мм. Для скважин нужно выбирать агрегаты с диаметром меньшим, чем внутреннее сечение обсадной колонны.
• Расположение всасывающего отверстия на корпусе может быть сверху или снизу. Лучше выбирать агрегаты с верхним расположением всасывающего патрубка, поскольку так прибор не сможет засасывать воду с песком со дна источника. Располагать агрегат стоит не ближе 30 см от днища водозабора. Агрегаты с нижним расположением всасывающего патрубка подходят для прокачки скважины или колодца, для откачки воды из затопленного подвала, котлована или траншеи. При этом прибор размещается на 10 см выше дна.

Важно: чтобы вибрационный агрегат с нижним всасывающим отверстием не перегревался, лучше использовать модели с термозащитой.

Хоть вибрационное насосное оборудование и отличается простой, неприхотливостью и приемлемой ценой, всё же у него есть свои слабые места. Так, при эксплуатации прибора стоит учесть следующее:

Автор статьи: Борис Купинов

Здравствуйте. Меня зовут Борис. Я уже более 7 лет работаю прорабом в строительной компании. Я считаю, что в настоящее время являюсь профессионалом в своей области и хочу помочь всем посетителям сайта решать разнообразные вопросы. Все материалы для сайта собраны и тщательно переработаны с целью донести как можно доступнее всю нужную информацию. Перед применением описанного на сайте желательна консультация с профессионалами.

✔ Обо мне ✉ Обратная связь Оцените статью: Оценка 3.2 проголосовавших: 37

Ремонт насоса малыш — краткое введение

Просмотры: 0

Насосные погружные устройства в последнее время начали обретать все большую популярность в кругу дачником или людей, имеющих во владении частные дома. Работают такие устройства на вибрационном принципе. Модель «Малыш» относится к самым популярным моделям насосов. Стоимость таких устройств относительно небольшая, что в сочетании с высокими показателями делает насос лидером среди своих аналогов.

Но даже самое прочное и надежное устройство нуждается в периодическом осмотре и (при необходимости) ремонте. В большинстве случаев ремонт насоса «Малыш» можно провести своими руками. Для этого не понадобится сверхсложного оборудования и глобальных знаний в конструкции данного устройства. Проведение ремонтных операций возможно с наличием минимальных навыков.

Содержание статьи

Устройство погружного насоса «Малыш»

Работа вибрационных насосов, которые находятся в состоянии погружения, основывается на инерционном принципе, когда жидкость обретает колебательное движение от воздействия узлов насоса. Такие движения способны передаваться на значительные дистанции.

Для создания колебательных движений существует вибратор, находящийся в механизме. Он приводится в движение благодаря работе электромагнитного оснащения. Все оборудование установлено в корпусе агрегата.

Состоит это электромагнитное оборудование (имеется в виду насос «Малыш») из медной проводной обмотки (катушки) и сердечника, изготовленного в форме буквы «П». Данные элементы крепятся специальной пластиковой смолой к внутренней части корпуса. Такая смола называется компаунд.

«Компаунд» – термопластическая полимерная смола, часто использующаяся для электроизоляции. В его состав входят такие элементы, как смола и кварцевый песок.

В качестве вибратора выступает якорь со штоком. Перемещение якоря происходит благодаря влиянию электромагнитных сил. Специальная резиновая пружина, прикрепленная к вибратору, возвращает его в исходное положение. Изготавливаются такие пружины из специальной вулканизированной пружины.

Погружной вибрационный насос «Малыш» примечателен еще и своей компактностью, о чем говорит расположение всех основных его узлов, что размещены в одном негабаритном корпусе. Резиновый клапан, располагающийся в верхней половине корпуса, очень часто выходит из строя, и как раз он может быть первоначальной причиной поломки устройства.

Устройство вибрационного насоса

Как устройство работает

Принцип работы погружных вибрационных насосов очень важен, поскольку без этих знаний вы не сможете самостоятельно проводить ремонтные работы.

1. После подключения устройства к питанию происходит приближение якоря к магниту. Это работает при влиянии электромагнитной силы.
2. Спустя определенное время якорь под воздействием резиновой пружины возвращается на место. Ряд этих движений происходит из-за исчезновения электромагнитной силы.
3. Поршень, расположенный рядом с якорем, повторяет движения вместе с ним. Частота колебаний достигает отметки в 50 раз за одну секунду.
4. В появившуюся «воздушную камеру» в цилиндре попадает смесь из воздуха и воды. Эта смесь, попадающая через входной клапан, выходит через выпускную трубку, обеспечивая круговорот воды в парубках.

Входящая смесь имеет более упругую структуру при сравнении с обычной водой.

Погружные насосные устройства «Малыш»

Существует несколько моделей данного оборудования, разработанного на заводе «Электродвигатель» в городе Бавленск.

«Малыш-К»

Данная модель имеет дополнительное термореле. Отличительной чертой модели «К» являются всасывающие трубки, располагающиеся в нижней половине металлического корпуса устройства. Но такое расположение патрубков делает механизм чрезвычайно уязвимым к воде с уровнем загрязнения чуть больше среднего.

«Малыш-М»

Отличается наличием всасывающего патрубка в верхней части корпуса устройства. При небольшой глубине водоема возможно горизонтальное расположение устройства.

Погружное устройство «Малыш»

«Малыш-3»

Данная модель насоса довольно компактная, что позволяет проводить установку с небольшим диаметром. Цифра «3» говорит о диаметре трубы. Это 3 дюйма (8 сантиметров).

В комплектацию входит капроновый трос, что упрощает процесс установки насосного устройства в скважину или колодец. Специальный состав троса защитит от возможных ударов током при нарушении герметичности.

Рекомендуемый диаметр шланга, который подключается к устройству, не должен быть меньше 20 миллиметров. В противном случае значительно повышается риск перегрева и выхода из строя механизма.

Ремонт насоса «Малыш» своими руками

Процесс ремонта, на самом деле, состоит из некоторых обязательных шагов, выполнение каждого из которых играет важную роль в конечном итоге.

Первый шаг – разборка и сборка

Разборка вибрационного насосного устройства «Малыш» имеет свои особенности, не учитывая которых, вы потратите достаточно много времени на последующую сборку.

1. Перед тем, как приступить к разборке, нужно нанести на корпус отметки, указав тем самым позиции деталей.
2. Отвинчивать винты нужно последовательно, ослабляя каждый из них по очереди. При возможности проведите замену винтов на аналогичные, но с наличием прорезей на головке. Это значительно упростит последующую разборку и сборку устройства.
3. Расположение поршневого диска должно быть параллельным к седлу. При нарушении параллельности на гайке может образоваться гровер, на регулировку которого может уйти дополнительно время. Правильное расположение диска можно регулировать при помощи штангенциркуля, измеряя им расстояние от прокладки до края поршня.
4. Итак, пришло время сборки насоса «Малыш». Здесь следует быть очень внимательным: смотрите за отверстиями в прокладке (сверху корпуса и в центре), чтобы они совпадали. Из-за их симметричности можно легко ошибиться со сторонами прокладки.
5. Окунув собранное устройство в ведро с водой, проверьте его функциональность. Хорошая работа будет сопровождаться 25-сантиметровой струей, издаваемой из выпускного патрубка.

Видео – Разборка и сборка насоса «Малыш»

Замена компаунда

К распространенным поломкам насоса «Малыш» можно также отнести отслоение компаунда от металлического корпуса. Данный дефект возникает в результате неравномерного расширения корпуса во время работы «Малыша».

1. Обесточьте прибор, достав его перед этим из колодца.
2. Разберите устройство (как это делается – смотрите выше).
3. Вычислите места возможного отслоения компаунда, слегка постучав молоточком по корпусу. Характерный звонкий звук подскажет вам места отслоения.
4. Вытащите из корпуса рабочий узел с компаундом.
5. Сделайте небольшие насечки на внутренней части корпуса и на самом узле. Для этого вам понадобится болгарка. Глубина насечек не должна быть больше двух миллиметров.
6. Узел с компаундом и внутреннюю часть алюминиевого корпуса покройте небольшим слоем герметика.
7. Установите узел с компаундом на свое место, придавив его с большой силой.
8. После того как герметик полностью высохнет, проведите сборку насоса.

Как проверить правильное положение элементов насоса

После разборки насоса (особенно если вы это сделали впервые) в обязательном порядке нужно провести ревизию правильной установки его основных элементов.

1. Проверьте зазор между электромагнитами и поршнем. Он должен быть в пределах 5 мм.
2. Осмотрите клапан на наличие механических повреждений.
3. Проверьте также и поршневой узел.
4. Для уверенности можно провести разборку втулочного блока. Для этого нужно извлечь поршневой узел и снять регулировочную шайбу (хотя она может быть и не одна). Демонтировав кольцо упора с резиновой мембраной, вы должны увидеть алюминиевый цилиндр. Его нужно также извлечь, прижав вовнутрь втулочный узел. Обратная сборка позволит вам провести регулировку зазора, который должен быть 0,5 сантиметров. Если вы не знаете, как проводить регулировку: это делается путем снятия или добавления шайб на двух сторонах.
5. Поместите устройство в ведро с водой, отсоединив поначалу шланг. После включения питания проверьте уровень напряжения – он должен находиться в пределах 220-240 В.
6. Слейте скопившуюся в устройстве воду, предварительно выключив его.
7. Проведите проверку клапана, пропустив через него воздух. Это можно сделать и ртом. При повышении давления клапан должен понемногу прикрываться – это вы обязательно ощутите.

Важно: При возникновении проблем с продуванием насоса можно понизить рабочее напряжение при помощи трансформатора. Установите напряжение в диапазоне 170-200 В.

Если насос работает, но вода не качается

Для решения этой проблемы существует три шага.

Шаг 1. Немного ослабьте контргайку, что находится в месте входа воды. Это действие должно немного снизить эффективность устройства.

Шаг 2. Возможно, повредился резиновый манжет. Проверить это возможно лишь после разборки насоса. На вид они довольно маленькие (4 см. в диаметре), да и стоят немного.

Шаг 3. Качающий шток поврежден. Ремонт прибора с неисправным качающим штоком – это очень сложная процедура. Вам понадобится старый насос в качестве донора деталей. К тому же добраться к этой части весьма трудно, и без специального оборудования вам не обойтись.

Видео – ремонт насоса «Малыш» своими руками

Насос вибрационный погружной «Малыш» — обзор. Погружной насос «Малыш» Вибрационный насос малыш характеристики

Для обеспечения водой дачных и приусадебных участков, а также мелких фермерских хозяйств выпускаются электронасосы бытовые. Универсальный погружной насос Беби эффективно используется на объектах с малым водопотреблением. Изделие оправдывает свое название компактными размерами и небольшим весом, не превышающим четырех килограммов. Двигатель агрегата способен работать от бытовой электросети, напряжение которой составляет 220 В.Несмотря на скромные показатели мощности, оборудование обеспечивает достаточно хороший напор воды, который зависит от высоты его подачи.

Области применения погружного насоса Малыш

Жители сельской местности и дачники используют Детский водяной насос для различных целей, а именно:

• обеспечивают водой как жилые, так и нежилые здания;
• подача воды на садовые и дачные участки;
• включать в автоматические ирригационные системы, облегчающие уход за садовыми культурами;
• обеспечивают опрыскивание кустарников и насаждений с помощью пульверизаторов;
• откачать воду.

Важно! Эти модели насосов не следует использовать для перекачки сильно загрязненной воды, так как они подвергаются быстрому износу конструктивных частей, что приводит к снижению срока службы.

Это насосное оборудование, выпускаемое российскими производителями, получило широкое распространение благодаря своей надежности, доступной стоимости и неприхотливости в эксплуатации. Отсутствие редактирования тоже сыграло в этом свою роль. Ведь насос готов к работе сразу после погружения его корпуса в воду.

Основные технические характеристики

• производительность насоса Малыш 432 л/мин без подъема воды;
длина кабеля
• варьируется от 10 до 40 метров;
• диаметр заборной трубы должен быть не менее 80 мм;
• водозабор в зависимости от конкретной модели может быть верхним или нижним;
• подъем напора воды на высоту до 40 метров;
Мощность двигателя
• не более 250 Вт.

Важно! Этот насос способен перекачивать и поднимать воду не только из скважин диаметром более 80 мм, но и из открытых водоемов и колодцев.

Установка бытового погружного электронасоса Малыш

На рисунке схематично показано, как следует размещать погружной насос «Малыш»: в колодце и в колодце с корпусом фильтра.

Схема установки вибрационного погружного насоса Малыш в скважине или в колодце

Принцип конструкции и базовый ремонт

Устройство насоса Малыша основано на свойствах электромагнитных колебаний, которые передаются на поплавковый клапан, заставляя мембрану вибрировать и тем самым выталкивать воду.С помощью автомата контролируется работа двигателя, который отключается при перегреве, а также после прокачки всего объема воды.

Модели насосов

могут различаться расположением всасывающих отверстий. или после откачки всей воды. Помпу бэби предпочтительнее приобретать с верхним ограждением, так как в этом оборудовании электродвигатель расположен внизу, а значит, лучше охлаждается. Всасывающий патрубок, расположенный вверху, не улавливает иловые отложения и другие примеси со дна водозабора. Такое оборудование может без проблем работать в подводном состоянии длительное время при уровне воды ниже всасывающих отверстий.

Подобную ситуацию не допустят модели с меньшим водозабором. Поэтому за их работой необходимо следить, не оставляя включенное оборудование без присмотра на длительное время. При покупке желательно выбирать модели с термозащитой, не позволяющей двигателю перегреваться. Ремонт помпы Малыша своими руками возможен в случае замены негерметичных клапанов и при других мелких поломках.Прибегать к помощи специалистов необходимо в том случае, если на изделие не истек гарантийный срок, а также при замене сгоревшего двигателя.

Погружной насос Малыш с верхним водозабором и термозащитой

Правильно подобранная мощность, бережная эксплуатация и соблюдение рекомендаций, данных заводом-изготовителем, позволяют предотвратить поломку приобретаемого насосного оборудования.

Внимательные к работе насоса покупатели довольны его работой и оставляют самые положительные отзывы. Подобрать подходящую модель насоса можно с помощью специалистов, которые помогут установить и подключить его.

Все, у кого есть дача или частный дом, понимают, насколько важны водяные насосы. Многие делали водопровод своими руками и стояли перед выбором насоса.

Вибрационные насосы Беби широко известны среди потребителей, так как считаются достаточно удобными для использования в частном секторе.

Электронасос «Малыш» получил свое название благодаря небольшому весу и компактным размерам.Насос работает от обычной розетки и может обеспечить вполне нормальный напор воды на дачном участке.

С этим ребенком вы можете:

• Откачать воду.
• Обеспечение водоснабжения жилых и нежилых помещений.
• Провести воду в сад для организации.
• Подключение автоматических разбрызгивателей.

Помните! Этот насос может перекачивать только относительно чистую воду. Если в жидкости много грязи, то это может вызвать износ деталей, что приведет к поломке и незапланированному ремонту.

Электромагнитный бытовой насос «Малыш», который производится в России, стал очень популярным и востребованным благодаря простоте монтажа, малым габаритам, доступной цене и хорошей надежности.

Технические характеристики и модели

Вибрационный насос Малыш:

Мощность насоса «Малыш» позволяет получать воду как из колодцев, так и из колодцев и рек.

Модели для малышей

Стандартные характеристики базовой модели мы уже рассмотрели (см.), но описание помпы Малыш будет неполным без упоминания ее разных моделей.

Ведь некоторые из них отличаются по своим характеристикам и назначению. Характеристики расход-давление одинаковы для всех моделей.

Чем отличаются модели насосов:

Название модели	Водозаборник	Мощность, Вт	Производительность, литров в час	Прочие характеристики
Базовая модель	Нижний	245	950	Забор воды из колодцев и колодцев диаметром более 10 см, а также из открытых водоемов при температуре воды не выше 35 о С. Нельзя допускать, чтобы он высох.
«Малыш-3»	Верхний	165	432	Водозабор из колодцев диаметром более 8 см.
«Малыш-К»	Нижний	245	950	Привод имеет тепловую защиту.
«Малыш-М»	Верхний	245	950	Привод охлаждается за счет верхнего водозаборника.
«Малыш-Э»	Верхний	350	1000	Оснащен тепловой защитой

Примечание. Насос «Малыш-Э» — самый мощный из всех моделей этой серии.

Особенности использования

Рассмотрим условия работы этих насосов на примере модели «Малыш-М»:

• Если насос проработал два часа, то его необходимо выключить и дать «отдохнуть» не менее 20 минут.Это необходимо для охлаждения двигателя. В целом такое оборудование не должно работать более двенадцати часов в сутки.
• Так как у этой модели водозабор верхний, то он должен быть установлен не менее чем на 30 сантиметров над его поверхностью. Кроме того, необходимо установить его так, чтобы он никоим образом не касался стенок колодца.
• Убедитесь, что глубина подвески составляет не менее десяти метров. В противном случае его следует увеличить проволокой или язычком из мягкой резины, чтобы он выдержал вес.

Примечание. Помните, что вибрация – это нормальный процесс при использовании данного оборудования, поэтому необходимо сделать все, чтобы максимально ее погасить.

• Если вы хотите поместить Малыша прямо в лунку, то вам необходимо натянуть на него защитное кольцо, которое, как правило, всегда есть в комплекте. Это сделано для защиты корпуса от деформации.
• Между насосом и трубопроводом должен располагаться гибкий шланг длиной не менее двух метров, это защитит оборудование от смещения при перепадах температуры.
• Оснастите насос фильтром, чтобы насос не был поврежден при попадании в него грязной и мутной воды.

Если вы хотите, чтобы этот насос работал как часы и не подводил, то его необходимо осматривать не реже одного раза в пять дней.

Pump Kid аналоги

Но, Малыш выгодно отличается от них небольшими габаритами и массой. Его можно легко переносить и устанавливать. Кроме того, он работает от обычной розетки, что еще больше упрощает его эксплуатацию.

Примечание. Какой бы тип насоса вы ни выбрали: «Малыш», «Ручеек», «Струмок», «Дождик», помните, что все они предназначены для одного и того же – обеспечить подачу воды в небольших масштабах.

Если спросить покупателей, какие насосы они предпочитают, то можно услышать следующие названия:

• «Малыш» производства Бавленского завода.
• «Малыш» столичного производства.
• «Струмок» (Харьков).
• «Стрим» (Ливгидромаш).
• «Поток 1» (Могилев).
• «Водолей 1» (Киров) (см.).
• «ЭТМА» (г. Вологда).
• «Нептун» (Конотоп).

«Малыш», «Струмок», «Родничок» и другие аналоги прошли независимые испытания в аварийном и штатном режимах. При сухом пуске и эксплуатации двигатели «Малыша» московского производства, обоих типов «Ручейков» и «Струмка» не сгорали.

Нужен ли стабилизатор

Ведь чем меньше перепадов напряжения выдержит насос, которые часто случаются во время гроз в частном секторе, тем дольше он сможет прослужить:

• Насосы, особенно работающие от обычной розетки, очень чувствительны к скачкам напряжения, и Малыш не исключение.
• Также бывают случаи, когда по тем или иным причинам падает напряжение в электрической сети.
• Как показали лабораторные испытания, при чуть меньшем напряжении, чем 190 В, насос не сможет перекачивать воду.

Консультации. Чтобы не остаться без воды, нужно позаботиться о приобретении стабилизатора с трехкратным избытком. Тогда ваш насос будет работать без перебоев и вы не останетесь без воды.

В целом все стабилизаторы делятся на три вида:

• Реле.
• Электромеханический.
• Тиристор.

Принцип работы и основы ремонта

В конструкцию насоса «Малыш» входит поплавковый клапан, приводящий в движение мембрану, которая всасывает воду:

• В инструкции к данному устройству для откачки воды указано, что в него встроена автоматическая система, предохраняющая от перегрева путем штатного отключения.
• Лучше всего купить себе насос с верхним водозабором, так как в этом случае двигатель находится внизу и охлаждается от близости холодной воды.

Кроме того, если всасывающий патрубок расположен точно сверху, то насос не всасывает осадок и ил. А как проводится ремонт подробно описано в видео в этой статье.

Насосы с нижним водозабором дешевле, но за их работой необходимо постоянно следить, так как они могут засасывать отложения со дна, перегреваться и ломаться. Они должны быть снабжены хорошим фильтром.

Итак:

• Конечно, при выборе насоса лучше отдать свое предпочтение модели с термозащитой, которая защитит двигатель от перегрева.
• Если у купленного вами насоса еще не истек гарантийный срок, то не поленитесь и отнесите его в сервисный центр, так как специалисты, помимо замены изношенных деталей, проведут полную диагностику и дадут гарантию на новые детали .
• Если срок гарантии истек, то заменить подохшие клапаны вы вполне в состоянии самостоятельно. Правильно подобранный режим и мощность способны уберечь оборудование от преждевременных поломок и перегрева.

Гидроаккумулятор для насоса Малыш, схема которого представлена ​​на фото, нужен для поддержания стабильного давления в системе водоснабжения.

Если у вас вдруг пропадет электричество, то благодаря этому баку у вас все равно будет некоторый запас воды в доме. На фото в этой статье вы можете подробно увидеть процедуру установки насоса «Малыш».

Как подключить

Насосы «Малыш» необходимо устанавливать согласно инструкции, иначе срок службы оборудования значительно сократится.

Еще до установки стоит провести некоторые подготовительные работы:

• Рассчитайте, насколько глубоким должен быть насос.
• Приобретите шланг нужной длины и диаметра.

Давайте посмотрим поближе:

• От шланга зависит многое: и производительность насоса, и нагрузка, и давление в системе.
• При использовании насоса с нижним забором воды следует расположить шланг на расстоянии полуметра от дна колодца. А если водозабор верхний, то его можно опустить до самого низа.
• Помощником при спуске может стать нейлоновый шнур или стальной трос.

Помните! Не запускайте насос всухую. Делается это только после прохождения полного монтажа оборудования и шланга забора воды.

Не забудьте дополнительно приобрести фильтр, если он, конечно, не входил в комплект. Как правило, фильтр представляет собой цилиндрическую прокладку, состоящую из пористых материалов.

В современном мире российская техника создается на том же уровне качества, что и большинство зарубежных товаров.Например, всем известный погружной насос «Малыш» имеет более высокие технические характеристики, чем треть зарубежных моделей насосов. Помимо прочего, отечественное насосное оборудование не только демонстрирует высокие эксплуатационные показатели, но и обладает уникальными особенностями.

Бытовой детский насос

Каждое насосное оборудование имеет свои уникальные особенности. К таким признакам, прежде всего, относятся:

• принцип действия;
• внутренняя организация.

Конечно, не обязательно изучать все нюансы для покупки или использования устройства.Однако при самостоятельном монтаже насосного оборудования изучение уникальных особенностей является неотъемлемой частью всех работ по монтажу изделия.

Устройство насосного агрегата

Детский насос представляет собой стандартное устройство с соответствующими элементами конструкции. Всего основных компонентов устройства три:

• электромагнит;
• рама;
• вибратор.

Каждый составной элемент конструкции необходим для обеспечения полноценной работы насосного механизма.

Вибратор

В основе этой детали, как правило, лежат сразу три компонента:

• амортизатор;
• склад;
• анкер.

Между собой арматура и стержень образуют единое соединение, в котором элементы крепятся за счет действия сильного давления. Амортизатор, независимо от типа насоса, крепится непосредственно к штоку и выполняет соответствующую роль.

Внимание! Шток представляет собой небольшую резиновую диафрагму.В случае ее некачественного выполнения эксплуатационные характеристики насосного устройства полностью обнуляются. Таким образом, именно качество используемого стержня определяет технические характеристики изделия.

Электромагнит

Этот компонент устройства представляет собой более сложный механизм, чем другие части насоса. В основании детали находится небольшой сердечник с двумя медными витками. Кроме того, корпус предварительно обработан компаундом в месте расположения сердечника для обеспечения полной безопасности.

Полезная информация! В дополнение к дополнительной безопасности компаунд сводит к минимуму нагрев внутри прибора. Таким образом, срок службы оборудования значительно увеличивается.

Рама

Корпус каждого насосного устройства обычно изготавливается из прочных материалов. Для обеспечения долговечности оборудования, а также его стабильной работы в корпус вмонтирован резиновый клапан.

Полезная информация! Именно клапан является основной частью корпуса.Компонент блокирует выпускные отверстия насоса, если это необходимо. Кроме того, если вода не поступает в устройство, клапан препятствует ее выходу.

Принцип работы насоса Малыш

Устройство серии «Малыш» работает так же, как и другие виды насосного оборудования. Основная функция выполняется за счет способности устройства преобразовывать всю мощность переменного тока в механические колебания, которые впоследствии передаются непосредственно на поршень и якорь.

В результате такого воздействия поршень начинает интенсивно вибрировать, благодаря чему запускается процесс циркуляции жидкости.Вода начинает активно вытекать из гидрокамеры наружу, попадая в напорные отсеки.

Использование и область применения

Вне зависимости от типа и области применения каждый насос Малыш имеет схожие технические характеристики, устройство и принцип работы. Однако в некоторых случаях различия могут быть весьма радикальными. Таким образом, внутреннее устройство и принцип действия могут напрямую зависеть от сферы применения устройства.

Как правило, насосное оборудование может использоваться во многих бытовых целях.Например, компактная модель устройства часто используется на различных объектах с малым водопотреблением. К таким объектам относятся системы полива дачных участков и .

Благодаря использованию такого оборудования в сельском хозяйстве можно решить ряд существенных задач, к которым относятся:

• откачка жидкости в момент затопления подвалов и подвалов;
• питьевое водоснабжение дома;
• Перекачка жидкости для различных систем орошения, которые в равной мере включают орошение и опрыскивание.

Полезный совет! Перед использованием помпы малышу следует учесть тот факт, что ее технические характеристики не предрасполагают к работе с излишне загрязненными жидкостями. Таким образом, устройство больше всего подходит для перекачивания чистой воды.

Модели устройств и различия в конструкции

В зависимости от дизайна интерьера, области применения и подобных различий тип устройства может быть уникальным. Стандартно выделяются только два типа погружного насоса Малыш, основное отличие которых заключается в расположении основных отверстий, предназначенных для забора жидкости:

В остальном отличия этих двух видов оборудования крайне незначительны.

Водозаборник нижний

Насосное оборудование с нижним водозабором, как правило, является базовой моделью. Такое устройство можно использовать в системах с малым расходом жидкости. Устройство обычно устанавливают в колодцах диаметром не менее 10 см. Помимо прочего, базовая модель устройства может работать с открытыми источниками жидкости.

Полезный совет! Для обеспечения полноценной работы устройства от нижнего забора жидкости рекомендуется использовать различные фильтры для помпы Малыш.Благодаря такому подходу удается значительно увеличить срок службы устройства, а также расширить сферу применения.

Верхний водозабор

Насосы «Малыш» с верхним забором воды используются значительно чаще. Всего существует несколько видов оборудования данного типа:

• Малыш-М;
• Малыш-3;
• вибрационный насос Kid.

Модель «Малыш-М» — это тип насосов для скважины «Малыш». По конструкции такой аппарат наиболее близок к базовой модели, но имеет специфическую систему охлаждения за счет поверхностного всасывания потоков.

Малыш-3 — базовая модель насосного аппарата с верхним забором жидкости. Устройство предназначено для работы в небольших колодцах до 8 см. Обладает высокими показателями производительности с учетом своих размеров.

Виброаппарат, как правило, применяется только в автоматизированных системах водоснабжения. Разумеется, монтировать устройство можно как в колодцах, так и в колодцах.

Для информации! Помимо вышеперечисленных моделей, стоит обратить внимание на насос Trickle.Эта модель полностью аналогична «Малыш-М», однако имеет множество дополнительных возможностей, благодаря которым способна функционировать гораздо дольше других устройств.

Ремонт насоса своими руками Kid

Для самостоятельного ремонта устройства необходимо его правильно разобрать. Стоит учесть, что именно демонтаж является самой сложной частью ремонтных работ. В целом устройство состоит из двух половинок, стянутых между собой четырьмя болтами.

Внимание! При разборке устройства рекомендуется относиться к процессу с особой осторожностью. В случае каких-либо неосторожных действий высока вероятность выхода оборудования из строя.

Поиск и устранение неисправностей

В первую очередь нужно внимательно изучить клапан устройства. Если деталь подвержена каким-либо неисправностям, ее следует просто заменить. Работы по ремонту детского насоса своими руками могут быть напрямую связаны с проблемами внутренней проводки устройства. Как правило, для решения проблем с поврежденными проводами — требуется их замена.

Полезная информация! Большинство проблем решается заменой того или иного компонента.Важно учитывать, что для сохранения технических характеристик Малыша необходимо использовать в качестве замены детали, идентичные оригинальным.

Заключение

Перед покупкой устройства для конкретного применения следует взвесить положительные и отрицательные качества подхода с использованием таких устройств.

Как правило, цена на детский водяной насос сильно варьируется в зависимости от внутреннего устройства. Это, в свою очередь, связано со сферой использования.В среднем стоимость агрегата составляет 1500-2500 рублей. для модели Малыш-М 2000-2200 руб. для Малыша-3 1800-2000 руб. для Кид-П.

Любые ремонтные работы требуют предельно ответственного подхода. Тем не менее, при возникновении каких-либо проблем рекомендуется обратиться к специалисту. Вы можете приобрести устройство в любом соответствующем магазине и получить там консультацию.

Ремонт помпы МАЛЫШ (видео)

Вас также может заинтересовать:

Насосная станция для частного дома: водоснабжение, разновидности и особенности установки Насос для повышения давления воды в квартире или частном доме

Наличие на участке домовой скважины или благоустроенной скважины требует участия водонасосного оборудования для беспрепятственного подъема влаги на бытовые нужды.По рекомендациям пользователей особое внимание следует уделить отечественному варианту погружного насоса, который назван по своим габаритам – «Малыш». Небольшие габариты, тем не менее, в производительности агрегата сомневаться не приходится.

«Малыш» — принцип работы, достоинства и недостатки

Агрегаты классифицируются как вибрационные. Принцип работы заключается в создании электромагнитных волн, воздействующих на клапан насоса. Поплавок, в свою очередь, взаимодействует с мембраной, вызывая колебания.Их прочности достаточно для создания давления и выталкивающей силы. Отсюда и преимущества:

• Компактность … Все части установки — электромагнитный сердечник, вибратор — находятся в герметичном корпусе. Никаких подвесных механизмов, кроме электрического троса, нет. Габариты позволяют откачивать воду из узких шахт, колодцев, колодцев или труднодоступных затопленных мест – «Малыш» используется не только для доставки питьевой воды, но и для осушения подвалов и ливневых стоков.
• Долговечность … Это связано с отсутствием трущихся деталей, требующих регулярного обслуживания и смазки. Срок службы исчисляется несколькими десятками лет при условии ремонтопригодности агрегата.
• Легкий вес …»Малыш» легкий — от 5 кг. Поэтому установка пройдет быстро, без использования дополнительных механизмов и посторонней помощи. извлечение его из колодца или ствола скважины также будет несложным.
• Экономичность … Благодаря малой мощности, в отличие от центробежных, применение погружного насоса «Малыш» для дачных и бытовых нужд экономически оправдано.Правда, с оговоркой — в случае дома более 100 кв. м, круглогодичного проживания и развитой «инфраструктуры» — санузлов, ванн, раковин — требуется другой вариант агрегата.

Справедливости ради, следует указать и на недостатки. Это обрушение колодца или колодца, не укрепленного обсадными трубами. Вибрация способствует падению грунта со стенок, что в дальнейшем приведет к засорению фильтра грязью и водой соответствующего качества.

Также важно отметить невозможность эксплуатации насоса длительное время – более двух часов. Вибрационные агрегаты чувствительны к нагреву кабеля. Малая производительность и глубина установки являются сопутствующими качествами «Малыша» — для этого его и приобретают.

Характеристики насоса Kid

Линейка моделей «Малыш» широкая. Каждый вариант имеет свои технические характеристики для рационального использования в конкретной ситуации. Рассмотрим:

Погружной насос Classic

Предназначен для работы в скважинах диаметром более 100 мм, высотой подъема до 40 м и передачей давления до 150 м.Вариант хорош для использования на дачных участках и в небольших домах с круглогодичным проживанием для скромных нужд. Технические характеристики Pump Kid:

• Концентрация взвешенных веществ в воде не должна превышать 0,01% от общей массы, иначе фильтр грубой очистки может не справиться, и установка будет работать на полную мощность, что чревато перегревом.
• Температура перекачиваемой воды — до +35 С. Не подходит для перекачивания жидкостей из теплых резервуаров или затопления из-за централизованного отопления.
• Мощность — 245 Вт. Работает агрегат от сети 220 В.
• Мощность прямо пропорциональна подъему — чем глубже, тем медленнее и меньше воды перекачивается. От 1 м – более 1 куб. м, от 40 м – до 500 л.
• Охрана труда — 2 часа.

В комплектацию модели входит только насос. Шланги, кабели и фильтры очистки отсутствуют. Кроме того, важно обратить внимание – нет прессостата, предохраняющего агрегат от холостого хода и прочей защитной автоматики.

Серия «Малыш — М»

Идентичен классическим агрегатам, с той лишь разницей, что в первом варианте погружной насос выполнен с нижним контуром забора воды, а серия М – с верхним.

«Малыш — 3»

В зависимости от финансовых возможностей и наличия источника воды — колодец, колодец — а именно дебета ресурса — эти модели выбираются связанные с бюджетом. Отличия от базовой комплектации следующие:

• Пониженная мощность.Для водоемов с небольшим притоком влаги достаточно 165 Вт.
• Небольшая горизонтальная длина — около 20 м. Однако для дачных нужд этого вполне достаточно.
• Насос компактен, а его вес близок к минимальному — 3 кг, что значительно облегчает монтаж.
• Дополнительно к модели приобретаются шланг и фильтр. Кабель питания в комплекте — длина 30 м.

«Малыш — К»

Владельцам, заботящимся о долговременной работе агрегата, но по понятным причинам не имеющим возможности платить баснословные деньги за помпу, предлагается Малыш — К — устройство неотличимое от классического агрегата, но с дополнительной защитой от перегрева.С ним насосу не грозят нештатные ситуации – длительная бесконтрольная работа, сухой ход.

Особенности подключения насоса Малыш в скважину

Алгоритм установки любой модели Малыша простой, но ответственный. Для начала определяется глубина расположения – практически каждая серия рассчитана на небольшой размер. Далее приобретается подводящий шланг необходимого диаметра, указанного в маркировке агрегата.

Это важно, так как несоответствие чревато перегрузкой двигателя из-за разницы сечения патрубка и шланга.В качестве крепежа используются пластиковые хомуты. Провод монтировать нежелательно, так как вибрация уже способна воздействовать на стенки скважины, подвергая их разрушению.

Прочие характеристики:

• В зависимости от установленного контура водозабора — верхнего или нижнего — насос устанавливается непосредственно на дно водоема или в полуметре от него соответственно. Это связано с получением чистого ресурса – в первом случае из колонки будет течь вода, во втором насос не будет всасывать грязь.
• Невозможно соблюсти точную настройку глубины для модели, указанной в маркировке как нижний динамический уровень. Это предельное значение, и реальный параметр должен быть ниже. Насосы «Малыш» любой серии устанавливаются в колодец или колодец строго вертикально.
• Горизонтальное положение сократит срок службы агрегата и даст грязный ресурс — фильтры не справятся с постоянным движением заиленной почвы.
• Перед опусканием агрегата в шахту рекомендуется оснастить его фильтром грубой очистки — все комплектующие предлагают торговые представители.В случае упущения подводному Малышу грозит засорение шлангов грунтом, илом и грязью. Повысится давление, что, в свою очередь, приведет к сбоям в работе системы. В этом случае его бы защитила автоматика, но ее в комплекте не предлагается.
• Спускать насос рекомендуется на прочном нейлоновом шнуре, закрепленном в ушке на блоке — он крепится на головке источника. Для гашения вибрации насоса к кабелю или шнуру прикрепляют резиновую трубку или кусок прокладки.Также рекомендуется приобрести своеобразный резиновый чехол для корпуса, в том случае, если диаметр колодца не позволяет свободно разместить насос, а также нельзя допускать ударов о стенки.

Станция насосная от Малыша для нужд частного дома

Суть комплексного оборудования заключается в использовании помимо насоса защитных устройств. Вот так:

Рассмотрим подробно:

• Обратный клапан предотвращает прерывистый поток во время работы насоса.
• Реле давления предотвращает высыхание гидробака и поддерживает заданный уровень воды для нормального использования.
• Аккумулятор сдерживает удары, возникающие из-за потери давления и его залпа.

Одним словом, оборудование служит для долговременной работы погружного насоса, повышает комфорт использования для владельцев. Укомплектовать агрегат перечисленными устройствами не составит труда – все они есть в продаже и подойдут к любой серии «Малыш».

Выход

Несомненно, «Малыш» не является панацеей от решения проблем с водоснабжением частного дома или участка – существует множество других моделей для использования в автономных системах. Однако это бюджетное ( цена на насосы Малыш начинается от 1500 рублей в зависимости от модификации ) и рациональное приобретение не уступает «именитым» моделям по потребительским характеристикам. Поэтому «Малыш» достоин вашего внимания!

Для чтения 9 мин.

Насос погружной Малыш — вибрационное устройство, которое используется для подачи воды из скважины. Конструкция этого агрегата предельно проста, цена минимальна, а срок службы максимален. Кроме того, этого нехитрого устройства вполне достаточно для обеспечения водой частного дома или дачи.

Именно благодаря сочетанию всех этих неоспоримых качеств насос для скважины Малыш наиболее популярен среди покупателей на отечественном рынке.

Принцип действия

Насосы «Малыш» подают воду с помощью вибрации, поэтому их и называют «вибрационными».Принцип работы достаточно прост: электропривод устройства, подключенного к розетке, преобразует электрические импульсы в электромагнитные колебания. Далее электромагнитные колебания подаются на клапан поплавкового типа, который, в свою очередь, передает их на рабочую диафрагму.

Из чего состоит «Малыш» с нижним забором?

Мембрана, совершая колебательные движения, напоминающие вибрацию, всасывает воду и создает давление внутри насоса и продвигает ее дальше через выпускное отверстие.

Такие устройства очень чувствительны к перегреву, поэтому их эксплуатация недопустима без погружения в водную среду. Во избежание работы в режиме «холостого хода» в случае снижения уровня воды в колодце электронасос снабжен автоматикой – . Его задача — отключить насос в случае отсутствия воды.

Несмотря на простоту конструкции, данный агрегат очень хорошо справляется с задачами, которые ставит потребитель перед устройствами погружного типа для подачи воды из скважины.Именно поэтому водяной насос Малыш очень часто используется как для дома, так и для дачи.

Типы «Малыши» по способу водозабора

Погружные насосы типа «Малыш» по принципиальным отличиям делятся на два подвида: с верхним водозабором и с нижним. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки в использовании.

С верхним подводом воды

Насосы с верхним подводом воды используются гораздо чаще, так как они лучше защищены от перегрева и засорения.Особенность конструкции в том, что отверстие, через которое поступает вода, находится в верхней части агрегата, поэтому двигатель находится внизу. Таким образом:

1. Двигатель никогда не нагревается, потому что, если вода падает ниже уровня всасывания, срабатывает реле давления и отключает весь механизм. Двигатель, расположенный ниже впускной трубы, остается в воде.
2. Такой насос не подвержен загрязнению, так как он никогда не всасывает механические частицы, такие как ил, песок и т.п.Снизу.

Недостатки насоса с верхним забором воды проявятся только в том случае, если на нем не будет установлена ​​надлежащая автоматика. Когда уровень воды в колодце падает, водозаборная труба сначала оказывается над ее поверхностью и всасывает воздух. Без реле холостого хода устройство продолжит работать всухую и выйдет из строя.

С нижним водозабором

Насос Малыш с донным ограждением следует устанавливать только в тех колодцах, где глубина позволяет установить его на достаточном расстоянии от дна.Но даже это не защитит его в случае подхода купающихся или затопления колодца. Установка реле защиты двигателя от перегрева на этих насосах имеет принципиальное значение, так как двигатель расположен над всасывающей трубой. Если уровень воды упадет, двигатель начнет прогреваться. Пока вода падает до такого уровня, что насос подсасывает воздух и срабатывает реле «сухой ход», двигатель может выйти из строя от перегрева.

Кроме того, на приемном патрубке такого агрегата должен быть установлен фильтр, чтобы защитить устройство от попадания в него частиц песка, ила и прочего.

Модели насосов Малыш

Многие думают, что все малыши одинаковые, но это совсем не так. Рассмотрим характеристики модельного ряда, особенности и преимущества каждой модели в частности.

Классический «Малыш»

Данная модель является распространенным представителем погружных вибрационных насосов, которые используются для подачи воды из колодцев или неглубоких колодцев диаметром более 100 мм.

Производительность насоса Малыш достаточно высока: он позволяет подавать воду не только вертикально, но и перекачивать ее на достаточно большие расстояния по горизонтали.Дальность подачи составляет 100-150 м, что вполне достаточно для полива большого сада из водоема или колодца.

Погружные вибрационные «Малыши» предназначены для работы в чистой воде. Концентрация механических нерастворимых примесей в воде не должна превышать 0,01%. Температура перекачиваемой жидкости не должна превышать 35 градусов.

Характеристики модели:

• номинальная мощность 245 Вт;
• устройство работает от сети 220 В;
• высота столба воды — 40 м;
• средние эксплуатационные характеристики: при подъеме жидкости на высоту 1 метр — 1050 л/ч, на высоту 40 м — 430 л/ч;
• максимально допустимое время непрерывной работы 2 часа;
• допустимая глубина погружения — 5 м;
• рабочее давление 0.4 МПа;
• вес насоса 3,5 кг;

Классическая модель оснащена нижней трубой для забора воды. Для подачи жидкости используется шланг диаметром 18-22 мм.

Шланги, фильтры, реле давления и датчик перегрева не входят в базовую комплектацию насосов Малыш. Длины шнура обычно тоже не хватает, поэтому его придется удлинить.

Серия «Малыш»-М

Данная модификация погружного вибрационного насоса «Малыш» по техническим характеристикам, производительности и оснащению не отличается от классической.Разница лишь в том, что эта модель оснащена верхней трубой забора воды.

Серия «Малыш»-3

Серия «Малыш-3» входит в классификацию бюджетных моделей погружных вибрационных устройств, но значительно дороже предыдущих модификаций. Это связано с повышенной производительностью и улучшенной конфигурацией.

Данная модель также предназначена для колодцев и колодцев с небольшим дебитом (глубиной) и диаметром более 80 мм. Технические отличия от базовых моделей следующие:

1. Сам насос вместе с электроприводом размещены в герметичном монолитном блоке.
2. Номинальная мощность установки снижена до 165 Вт, что упрощает ее использование в малодебитных скважинах.
3. При погружении на глубину 20 метров производительность 0,432 куб.м/час.

Насос «Малыш»-3 имеет очень компактные размеры и весит не более 3 кг. Шланг, используемый для подачи воды, должен иметь диаметр ¾”. Эта модель поставляется с 30-метровым водонепроницаемым электрическим кабелем в стандартной комплектации. В комплекте нет автоматики и фильтров.Чаще всего для этой модели дополнительно приобретается стеклообразный фильтр ЭПВП.

Серия «Малыш»-К

Отличий от базовой модели по техническим параметрам и ТТХ нет. В заводскую комплектацию данной модели дополнительно входит автоматическое реле защиты от перегрева (тепловое реле).

Особенности установки и подключения

Прежде чем приступить к установке «Малыша» в колодец, необходимо дополнительно приобрести провод, шланг и трос для крепления.Чтобы определить их длину, нужно измерить глубину колодца и расстояние до точек электро- и водопровода.

1. Измеряем глубину скважины и прибавляем к ней высоту самого насоса. Важно, чтобы насос был полностью погружен в воду. Также нужно помнить, что вибрационные насосы могут работать только в вертикальном положении. Горизонтальное расположение насоса приведет к его быстрому выходу из строя.
2. Теперь нужно решить, куда будет крепиться кабель управления.Он нужен для опускания, удержания и подъема насоса из скважины. Расстояние от низа погружения насоса до места крепления – это длина троса (берем с запасом, чтобы хватило на обвязку самого насоса и на его крепление над колодцем). Ни при каких обстоятельствах погружной кабель не должен быть металлическим, так как он будет плавать в воде и может подвергнуться коррозии. Подойдет нейлон, нейлон и другие материалы.
3. Далее измеряем расстояние от нижней точки погружения насоса до выхода — получаем длину кабеля.
4. Расстояние от самой нижней точки насоса в колодце до места подключения к водозабору (рукомойник, гидробак, бочка и т.д.) — это длина шланга. Важно, чтобы диаметр шланга соответствовал диаметру выходного патрубка, так как несоответствие диаметров может привести к перегрузке насоса.

Когда все комплектующие куплены, можно приступать к установке:

1. Надеваем шланг на выход и фиксируем пластиковым хомутом.
2. Продеваем трос через уши насоса и надежно закрепляем.
3. Заглушку кабеля и край шлангов закрепляем на поверхности, чтобы случайно не уронить их в колодец при погружении.
4. Опускаем насос в скважину за тросом управления.
5. Если диаметр колодца или скважины небольшой и есть риск, что насос заденет стенки (это категорически недопустимо), можно надеть резиновый рукав, который также продается в магазине.Если этого не сделать, удары корпуса насоса о стенки скважины во время работы могут повредить как корпус насоса, так и обсадную трубу.
6. После того, как насос полностью погружен под воду и мы убедились, что он расположен строго вертикально, можно запускать и наслаждаться прохладной колодезной водой без дополнительных усилий.

Особенности установки насосов с нижним и верхним водозабором

Механическая вибрация — обзор

10.1 ВВЕДЕНИЕ

В последние годы влияние механической вибрации на порог устойчивости тепловых систем было предметом многочисленных исследований. В термовибрационной конвекции энергия механической вибрации в присутствии градиента температуры или концентрации может использоваться для управления началом конвективного движения. Этот тип конвективного движения, при котором выталкивающая сила может рассматриваться как зависящая от времени, привлек внимание многих исследователей. Теоретические исследования, касающиеся линейного и слабонелинейного анализа устойчивости конвекции Рэлея – Бенара, подверженной синусоидальной модуляции ускорения, были проведены несколькими исследователями, например.г. Гершуни и др. . (1970), Грешо и Сани (1970), Биринген и Пельтье (1990) и Клевер и др. . (1993). По сравнению с классической проблемой Хортона-Роджерса-Лэпвуда, которая описана во многих книгах, см., например, Ingham and Pop (1998, 2002) и Nield and Bejan (1999), лишь несколько работ посвящено этой проблеме. возникновение конвекции под действием гармонических колебаний. Среди существующих термовибрационных исследований в пористых средах, насыщенных чистым флюидом, отметим работы Зеньковской (1992) и Зеньковской и Роговенко (1999) в бесконечном слое, нагреваемом снизу или сверху, Халлуф и др. .(1996) и Совран и др. . (2000) в прямоугольной полости, нагреваемой дифференциально, Бардан и Моджтаби (2000) в прямоугольной полости, нагреваемой снизу. Кроме того, Jounet and Bardan (2001) рассматривают термохалинную задачу в прямоугольной полости. Наконец, Совран и др. . (2002) рассматривают влияние вибрации на возникновение конвекции Соре в прямоугольной полости. Кроме того, Рис и Поп (2000, 2001, 2003) недавно сообщили о влиянии g-джиттера на некоторые проблемы с пограничным слоем.

Следует подчеркнуть, что вибрационная естественная конвекция может существовать даже в условиях невесомости. Это явление противоречит распространенному мнению, что естественная конвекция не может существовать в космосе. Дальнейшие исследования показали, что космический корабль на орбите подвержен многим возмущающим воздействиям, см. Nelson (1994). Эти влияния приводят к возникновению остаточных ускорений, которые обычно называют «g-джиттером». Важно отметить, что эти ускорения, возникающие на платформах в условиях микрогравитации, могут вызывать помехи в космических экспериментах с жидкостями при наличии градиентов плотности. Со строительством международной космической станции возрос интерес к влиянию g-джиттера на конвективные явления. Термин g-джиттер используется для описания остаточного ускорения 10 ⁻³ g, колеблющегося с частотой от 10 ⁻³ до сотен герц. Это ускорение является результатом деятельности экипажа, а также механизмов на борту космической станции. Одной из целей космической станции является проведение экспериментов в условиях невесомости, то есть без естественной конвекции.Хорошо известно, что g-джиттер может вызывать резкие возмущения в космических экспериментах, например, в процессах затвердевания, в ходе которых могут возникать кашеобразные зоны, моделируемые пористыми средами.

При пониженной гравитации другие силы, которые обычно маскируются на Земле, могут играть доминирующую роль в конвекции, вызванной плавучестью. Для лучшего понимания эффектов g-джиттера было предложено использовать для моделирования этого явления гармонические колебания, см. Alexander (1994).

Целью этой главы является изучение влияния этого колебательного механизма на двойную диффузионную конвекцию в пористой среде с эффектом Соре или без него.Сначала мы приводим так называемую усредненную по времени формулировку, примененную к двойным конвективным колебаниям в пористой среде в рамках приближения Дарси–Буссинеска. Эта формулировка, ограниченная предельным случаем высокочастотной и малоамплитудной вибрации, может быть эффективно применена для исследования термосолюто-вибрационной конвекции. Позже мы покажем, используя метод масштабного анализа, что подразумевается под высокой частотой и малой амплитудой.

При эффекте Соре градиент температуры может создавать поток массы в многокомпонентной системе, см., например, De Groot and Mazur (1984).Влияние вибрации на термосолютное конвективное движение с эффектом Соре изучалось в бесконечном горизонтальном слое жидкости, см. Гершуни и др. . (1997, 1999). Определяющие уравнения описывались усредненной по времени формулировкой, которую можно принять при условии высокочастотной и малоамплитудной вибрации. Их результаты показали, что вибрации могут резко изменить устойчивые зоны на диаграмме устойчивости. Как правило, вертикальные колебания (параллельные градиенту температуры) повышают порог устойчивости кондуктивной моды.Смородин и др. . (2002) изучали ту же проблему при низкочастотной вибрации. Они пришли к выводу, что синхронный режим оказывает стабилизирующее влияние на возникновение конвекции.

В этой главе мы опишем задачу колебательной двойной диффузионной конвекции и запишем их основную систему уравнений в рамках стандартного приближения Дарси–Буссинеска. Система для среднего поля получается методом усреднения. В первой части главы изучается термоконвективное движение в бесконечном горизонтальном слое и ограниченной полости, насыщенной бинарной смесью.Проведен линейный анализ устойчивости. Исследовано влияние направления вибрации на порог устойчивости. Исследованы стационарные бифуркации и бифуркации Хопфа и рассмотрены соответствующие им конвективные структуры при совместном воздействии вибрационных и гравитационных ускорений. Во второй части проведено численное моделирование, позволяющее подтвердить результаты, полученные при анализе линейной устойчивости.

Анализ вибрации для мониторинга и диагностики машин: систематический обзор

Несвоевременная поломка машин повлечет за собой значительные убытки, особенно для компании-производителя, поскольку это повлияет на производительность.Во время работы машины генерируют вибрации, и возникают нежелательные вибрации, которые нарушают работу системы машины, что приводит к таким неисправностям, как дисбаланс, износ и несоосность. Таким образом, анализ вибрации стал эффективным методом контроля исправности и производительности машины. Вибрационные сигнатуры машин содержат важную информацию о состоянии машины, такую ​​как источник неисправности и ее серьезность. Операторы также получают раннее предупреждение о плановом техническом обслуживании.За прошедшие годы было предложено множество подходов к анализу данных о вибрации машин, и каждый подход имеет свои характеристики, преимущества и недостатки. В этой рукописи представлен систематический обзор современного анализа вибрации для мониторинга и диагностики машин. Он включает в себя сбор данных (применяемые инструменты, такие как анализатор и датчики), извлечение признаков и методы распознавания неисправностей с использованием искусственного интеллекта (ИИ). В этой рукописи должны быть даны ответы на несколько исследовательских вопросов (RQ).Ожидается, что в будущем будет широко применяться сочетание статистических характеристик во временной области и подходов к глубокому обучению, когда признаки неисправности могут быть автоматически извлечены из необработанных сигналов вибрации. Наличие различных датчиков и коммуникационных устройств в появляющихся интеллектуальных машинах создаст новую и огромную проблему в области мониторинга и диагностики вибрации.

1. Введение

Машины широко используются в современной промышленности и имеют первостепенное значение для производственной деятельности.Необходимо тщательно следить за машинами, и когда машины неожиданно выходят из строя, это наносит компании огромные убытки. Этого можно избежать путем диагностики машины для определения неисправности или потенциальной неисправности, такой как дисбаланс, износ, несоосность, неисправный подшипник, фрикционный вихрь и растрескивание зубьев в зацеплении [1, 2]. На протяжении многих лет применялось несколько доступных методов диагностики, включая анализ масла, анализ вибрационного сигнала, анализ частиц, мониторинг коррозии, анализ акустического сигнала и анализ продуктов износа [3, 4].Среди этих анализов наиболее популярными являются анализ акустических и вибрационных сигналов, поскольку многие неисправности могут быть выявлены без остановки машины или ее разборки. Изменения этих сигналов часто указывают на наличие неисправности. Акустический анализ имеет преимущества короткого времени анализа, высокой эффективности распознавания и неразрушающего контроля. Однако правильно зафиксировать акустические сигналы очень сложно из-за нескольких факторов, таких как условия окружающей среды, различные параметры записывающего программного обеспечения и отраженные акустические сигналы [5]. Анализ вибрационных сигналов также имеет некоторые преимущества и недостатки. Мониторинг машин в режиме реального времени может быть достигнут с помощью анализа вибрации, и существует множество хорошо разработанных методов обработки сигналов, которые можно применять. Ограничениями анализа вибрации являются шумовое загрязнение и правильное положение установки датчиков вибрации [6]. Еще одним методом, который можно использовать для мониторинга и диагностики машин, является тепловизионный анализ. В этом анализе обычно используется инфракрасная камера для обнаружения многих электрических неисправностей в машине на основе тепловых аномалий.Полученные тепловые изображения полезны для обнаружения и локализации неисправностей машины. Однако этот метод является дорогостоящим и требует больше времени для обработки тепловых изображений по сравнению с обработкой акустических и вибрационных сигналов. Вибрационный анализ считается лучшим методом определения состояния машины [7]. По данным Saucedo-Dorantes et al. [8], процент методик диагностики неисправностей, проведенных средствами виброанализа, превышает 82 %. Машины в основном состоят из движущихся частей, которые генерируют нежелательную вибрацию и с анализом вибрации, и может быть принято решение о том, может ли машина продолжать работать или ее необходимо остановить и отремонтировать [3].

Состояние машины можно определить по амплитуде и частоте вибраций, так как и то, и другое может выявить серьезность и источник неисправности машины, соответственно [9]. Сначала, без помощи вибрационного оборудования, состояние машины все еще можно диагностировать с помощью человеческого мозга обученного персонала в сочетании с осязанием и слухом, которые действуют как анализатор вибрации. Однако человеческое восприятие несколько ограничено, и невозможно обнаружить проблемы, которые не поддаются человеческому осязанию и слуху.Затем анализ вибрации был основан на спектральном анализаторе реального времени, и теперь его можно разделить на временную, частотную и частотно-временную области [10]. Анализ во временной и частотной областях анализирует временные ряды данных по времени и частоте соответственно. При частотно-временном анализе одновременно использовались как временная, так и частотная области [3]. Анализ вибрации для мониторинга и диагностики большинства машин можно разделить на низкоскоростные и высокоскоростные машины. Поскольку в настоящее время не существует общепринятого диапазона скоростей, позволяющего различать оба типа машин, машины со скоростью вращения до 600  об/мин, такие как ветряные турбины и бумажные фабрики, считаются низкоскоростными машинами.Согласно Ким и др. [11], низкоскоростные машины могут занимать очень много времени и их сложнее контролировать по сравнению с высокоскоростными машинами, поскольку вращающиеся элементы и неисправность обычно невелики, если только неисправность не превышает уровень фонового шума. Мониторинг вибрации тихоходных машин тесно связан с тихоходным подшипником в обеспечении надежности машины.

Анализ вибрации для мониторинга и диагностики машин обычно состоит из трех основных этапов: сбора данных, обработки сигналов и распознавания неисправностей. На сегодняшний день существует множество методов и инструментов, используемых на каждом из вышеупомянутых этапов, и выбор правильного может быть довольно сложным. Это связано с тем, что каждый метод и инструмент имеют свои характеристики, преимущества и недостатки. Эти методы можно разделить на две основные группы: методы, основанные на моделях, и методы, управляемые данными. Методы на основе моделей требуют наличия аналитической модели системы, тогда как методы, основанные на данных, не требуют каких-либо предположений о модели системы. В методах, управляемых данными, применяются передовые методы обработки сигналов.Поскольку смоделировать неисправную систему очень сложно, методы, основанные на данных, широко применяются в диагностике и мониторинге машин по сравнению с методами, основанными на моделях. Таким образом, основным вкладом этой статьи является обзор различных методов анализа вибрации на основе данных и инструментов, используемых для мониторинга и диагностики машин. Однако из-за большого количества методов в этой статье обсуждаются только наиболее широко используемые из них. Существует несколько обзорных статей по этой области, и в Таблице 1 обсуждается каждая из обзорных статей.Основываясь на Таблице 1, мы стремились заполнить пробел в исследованиях анализа вибрации для мониторинга и диагностики машин, где система сбора данных и сравнение между различными методами анализа вибрации, включая новейший подход глубокого обучения, не обсуждаются. Мы также стремились ответить на следующие вопросы исследований, описанных в таблице 2.

Авторы Область Комментарии Vishwakarma et al.[12] Представлен обзор некоторых методов извлечения характеристик вибрации, применяемых к различным типам вращающихся машин. Без обсуждения системы сбора данных и методов распознавания неисправностей на основе ИИ. [3] Рассмотрены различные методы, в том числе методы ИИ, используемые для диагностики неисправностей на основе методов анализа вибрации Система сбора данных не обсуждается, а сравнение различных методов выделения признаков и распознавания неисправностей не представлено Boudiaf et др. [13] Представлены методы анализа вибрации с точки зрения их возможностей, преимуществ и недостатков при мониторинге подшипников качения Обсуждены только четыре типа методов анализа вибрации подходы к анализу при диагностике вращающихся механизмов, включая методы ИИ Система сбора данных не обсуждалась, обзор в 2012 г. не проводился; таким образом, в нем отсутствуют новейшие методы искусственного интеллекта, такие как глубокое обучение Саит и Шараф-Элдин [15] Представлен обзор методов обнаружения повреждений на основе анализа вибрации для контроля состояния коробки передач Нет обсуждения системы сбора данных , методы частотной области и методы искусственного интеллекта Sadehi et al.[16] Обсуждается на диагностике неисправности в больших электрических машинах с использованием вибрационных сигналов Большая часть методов анализа вибрации не обсуждается в этой статье 15   RQ Мотивация RQ 1: Какие современные и будущие инструменты используются для сбора данных о вибрации машины? Ответ на этот вопрос помогает определить лучший прибор для соответствующего анализа вибрации. RQ 2: каковы наиболее используемые методы обработки сигнала вибрации и сравнение между ними, включая преимущества и ограничения каждого метода? Ответ на этот вопрос может помочь определить наиболее применяемые методы и определить преимущества и недостатки каждого метода обработки сигнала вибрации. RQ 3: какие новейшие методы искусственного интеллекта используются для мониторинга и диагностики вибрации машин и как они работают по сравнению с другими широко используемыми методами искусственного интеллекта? Ответив на этот вопрос, можно определить новейший метод искусственного интеллекта, применяемый для мониторинга и диагностики вибрации машин, и сравнить его эффективность с широко используемыми методами искусственного интеллекта. RQ 4: Каковы будущие направления анализа вибрации для мониторинга и диагностики машин? Ответ на этот вопрос может помочь новым исследователям заполнить пробелы в исследованиях в этой области. RQ 5: какие статьи наиболее влиятельны для каждого метода? Ответ на этот вопрос может помочь читателям определить статьи, которые можно использовать в качестве ссылок для своих исследований. Эта рукопись организована следующим образом.В следующем разделе обсуждается исследовательский подход к данной обзорной статье. Затем в разделах 3–5 будут следовать этапы анализа вибрации, как показано на рисунке 1. Во-первых, в разделе 3 обсуждается этап сбора данных. На этом этапе используются типы датчиков вибрации, используемых для получения данных о вибрации, и анализаторов для анализа полученных данных. Этап сбора данных не обсуждается в большинстве опубликованных обзорных статей. Кроме того, в этом разделе обсуждаются различные способы монтажа датчиков.Раздел 4 посвящен методам обработки сигналов или извлечения признаков, которые применялись исследователями на протяжении многих лет на основе временной, частотной и частотно-временной областей. Заключительный этап анализа вибрации, который является этапом распознавания неисправностей, обсуждается в разделе 5. В этом разделе рассматриваются различные методы на основе ИИ, такие как метод опорных векторов (SVM), нейронная сеть (NN), включая глубокое обучение, нечеткую логику, и генетический алгоритм (ГА) на этапе распознавания ошибок обсуждаются. Обсуждения и результаты нашего обзора объясняются в разделе 6, и мы завершаем наши исследования в разделе 7. 2. Исследовательский подход Чтобы ответить на пять вопросов исследования, было проведено всестороннее литературное исследование. Систематический обзор литературы (SLR) был использован для сбора соответствующих первичных исследований, касающихся анализа вибрации для мониторинга и диагностики машин [17]. Во-первых, мы классифицировали статьи, а затем выбранные статьи были проанализированы и дифференцированы с помощью метода контент-анализа. Результаты можно разделить на четыре основные категории: (1) Опрос, в котором обсуждаются обзорные статьи, сделанные другими исследователями по анализу вибрации для мониторинга и диагностики машин. (2) Моделирование, когда производительность предлагаемого метода оценивается с помощью методов моделирования. (3) Экспериментальное развертывание/развертывание в реальном времени, когда разработанные методы применяются экспериментально или в реальных условиях. (4) Сравнение производительности, когда предлагаемый метод используется и сравнивается с другими методами с точки зрения точности или надежности. Для электронного поиска использовались следующие базы данных: Многопрофильный институт цифровых публикаций (MDPI), Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) Xplore, Цифровая библиотека Ассоциации вычислительной техники (ACM), ScienceDirect, Web of Science, Онлайн-библиотека Wiley, Researchgate. , Springer, Scopus и Google Scholar.Для уточнения результатов поиска при определении релевантных статей используется набор критериев включения и исключения, которые можно увидеть в таблице 3. Статьи должны подпадать под одну из четырех категорий, упомянутых в этом исследовании Статьи, написанные не на английском языке Статьи должны соответствовать обоим критериям поиска Статьи, не связанные с анализом вибрации для мониторинга и диагностики машин Статьи опубликованы или приняты в период с 1996 по 2021 год (охватывающий 25-летний период) Дублированные статьи Статьи должны быть указаны хотя бы в одной из исследовательских баз данных Статьи должны быть опубликованы или приняты на конференция, журнал, журнал или тезисы   Процесс поиска статьи начинается с выбора основного поискового запроса: «мониторинг машин» или «диагностика машин». Вторым поисковым запросом был «анализ вибрации». Таким образом, поисковое предложение было следующим: «мониторинг машины» ИЛИ «диагностика машины» И «анализ вибрации». Причина, по которой мы решили использовать эти простые ключевые слова, заключается в том, чтобы получить хороший охват потенциальных исследований. Затем мы уточняем условия поиска, добавляя термин «искусственный интеллект», такой как SVM, NN, глубокое обучение, нечеткая логика и GA, в качестве третьего термина. Первый и второй критерии поиска сохраняются. Цель состоит в том, чтобы получить недостающие статьи после поиска по терминам «мониторинг машин» или «диагностика машин» и «анализ вибрации».Было проведено 100 связанных исследований, чтобы предоставить достаточно информации для категоризации и направлений исследований. Затем мы классифицировали все выбранные статьи по вышеупомянутым категориям. Общее количество собранных подходящих статей составило 105, и некоторые из статей можно было отнести более чем к одной категории. 3. Методы сбора данных (RQ 1) Согласно Elango et al. [10], работу по сбору данных может выполнять обученный рабочий без академической квалификации, но для работы по обработке данных при определении состояния машины требуется инженер.Ссылаясь на рисунок 2, есть два инструмента, которые имеют решающее значение на этапе сбора данных: анализатор и датчик. Анализатор вибрации можно разделить на автономный и компьютерный анализатор, тогда как датчик вибрации состоит из акселерометра, датчика скорости, датчика смещения и лазерного доплеровского виброметра (LDV). Акселерометр можно дополнительно разделить на акселерометр с пьезоэлектрической и микроэлектромеханической системой (МЭМС). 4. Анализатор Анализатор — это прибор, используемый для анализа данных вибрации, производимых оборудованием.Он состоит из датчика (который представлен в следующем разделе этой статьи), усилителя, фильтра и аналого-цифрового преобразователя. Сигнал с датчика вибрации проходит через усилитель для увеличения разрешения и отношения сигнал/шум. Затем усиленный сигнал проходит через фильтр, чтобы на этапе оцифровки не возникало искажений. Сигнал оцифровывается в аналого-цифровом преобразователе, а затем проходит через блок обработки, где он может быть представлен в виде временного сигнала или подвергнут дальнейшей обработке для получения частотного спектра [10, 18].Анализатор вибрации можно разделить на обычный и компьютерный анализатор вибрации. Обычный анализатор вибрации представляет собой автономный прибор, специально предназначенный для измерения вибрации. Это сложный и дорогой прибор, обычно используемый специалистами по вибрации. Этот инструмент может помочь пользователю определить наличие проблемы, а также ее первопричину и время выхода машины из строя. На рынке доступны одно-, двух- и четырехканальные анализаторы. Одноканальный анализатор может одновременно получать входные данные только от одного акселерометра, тогда как двухканальный анализатор может одновременно получать входные данные от двух разных акселерометров [19]. Четырехканальный анализатор может принимать входные данные от нескольких датчиков и способен одновременно измерять горизонтальные, вертикальные, осевые и ранние азимуты. Обычно используется с трехосным акселерометром. Ключевым преимуществом четырехканального анализатора является возможность наблюдать форму рабочего прогиба (ODS) машины. Нуави и др. [20] использовали четырехканальный анализатор вибрации в процессе мониторинга состояния подшипников, а применение двухканального анализатора для мониторинга машин можно увидеть в [21, 22].Другой более дешевой альтернативой является портативный измеритель вибрации. Это устройство с батарейным питанием оснащено акселерометром и обеспечивает отображение уровней вибрации при контакте с механизмами [19]. Для его использования требуется очень мало навыков, но его измерительные возможности несколько ограничены и ему не хватает производительности хранения данных. Компьютерный анализатор вибрации — это новый прибор, в котором данные о вибрации можно обрабатывать виртуально с помощью специального программного обеспечения и персонального компьютера. Этот метод приобрел популярность, потому что он прост, недорог и прост в ремонте и может выполнять большинство функций, доступных в обычном анализаторе вибрации, таком как осциллограф, мультиметр и генератор сигналов. LabVIEW является широко используемым языком программирования в этом методе благодаря множеству поддерживаемых им массивов карт сбора данных и измерительных систем [23–25]. Ансари и Бейг [23] использовали компьютерный анализатор вибрации для контроля состояния машины и обнаружили, что обычный анализатор вибрации работает быстрее и точнее.Для преодоления этих ограничений было использовано специальное оборудование, такое как цифровой сигнальный процессор (DSP) или программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA), наряду с персональным компьютером и датчиком для управления пользователем и отображения результатов [18]. Компьютерный процессор обычно должен обрабатывать всю операционную систему в дополнение к виртуальному анализатору, тогда как DSP выполняет только одну задачу. Это ускоряет анализ вибрации на компьютере, оборудованном DSP. В [26] анализ вибрации вращающейся машины проводился с использованием двух DSP.Рангель-Магдалено и др. [27] провел анализ вибрации на станке с ЧПУ с использованием устройства FPGA. ПЛИС играл роль в обработке данных вибрации, а на экране компьютера отображались полученные результаты для дальнейшего анализа. Родригес-Донате и др. [28] разработали систему онлайн-мониторинга асинхронного двигателя с реализацией FPGA и обнаружили, что система на основе FPGA имеет лучшую скорость обработки по сравнению с DSP, а все периферийные цифровые структуры и блок обработки могут быть включены в один кристалл. .По сравнению с DSP компьютерный анализатор вибрации с использованием FPGA лучше, поскольку он может обеспечить настоящий параллелизм. Оба устройства на самом деле обеспечивают лучшие характеристики, чем использование только компьютерного анализатора вибрации [18]. Более подробную информацию об анализаторах DSP и FPGA можно найти в [29–31]. 5. Датчик Датчик или преобразователь — это устройство, которое преобразует механические сигналы в электрические сигналы [32]. Тип используемых датчиков обычно зависит от диапазона частот, чувствительности, конструкции и эксплуатационных ограничений.Независимо от того, какой тип датчиков используется, чем жестче крепление датчика, тем выше частотный диапазон и точность его считывания [33]. В анализе вибрации есть три широко используемых датчика для получения сигнала вибрации. Эти датчики представляют собой акселерометр, датчик скорости и датчик смещения. В этом разделе также обсуждается бесконтактный датчик LDV. Преимущества и недостатки каждого датчика вибрации можно увидеть в таблице 4. пьезоэлектрический акселерометр легкий, высокий чувствительность, хорошая частота, динамический диапазон Требует электронной интеграции для получения данных о скорости и перемещении, уязвим к помехам от внешней среды Акселерометр MEMS Дешевле, чем пьезоэлектрический датчик, требует низкой вычислительной мощности, высокой чувствительности Недостатки плохое отношение сигнал/шум Датчик скорости Может работать без каких-либо внешних устройств, как правило, стоит меньше, чем другие датчики Ограниченный диапазон рабочих частот, большинство датчиков скорости имеют проблемы с надежностью на рабочей частоте более 121°C Датчик перемещения Хорошая чувствительность, простая схема постобработки с незначительным обслуживанием Устойчивость к ударам, сложность установки LDV Простота измерения измерения дальности без ущерба для качества сигнала Чрезвычайно высокая стоимость, ограниченная портативность 5. 1. Метод монтажа датчика Выбор метода монтажа, а также его правильное применение являются важным фактором при сборе данных о вибрации. Для непрерывного или онлайн-мониторинга состояния машины датчики вибрации обычно устанавливаются стационарно в определенном месте машины. Крепление можно разделить на четыре основных метода: на шпильки, на клей, на магнит и без крепления. Монтаж на шпильках обычно предпочтительнее для постоянного монтажа. Датчик ввинчивается в шпильку и крепится к машине.Помимо высокой надежности и безопасности, этот метод крепления имеет самый широкий частотный диапазон по сравнению с другими методами. Убедитесь, что место, где будет установлен датчик, чистое и не имеет краски, поскольку любые неровности монтажной поверхности приведут к неправильным измерениям или, в худшем случае, к повреждению самого датчика [19]. Для клеевого монтажа не требуется обширной механической обработки, так как будет применяться эпоксидная смола, клей или воск. Если в станке нельзя просверлить отверстия для крепления шпильками, то, как правило, лучшей альтернативой является крепление на клей. Хотя этот метод крепления прост в применении, точность измерения снижается из-за наличия в клее демпфирующих свойств [19]. В дополнение к этому также сложнее снять датчик по сравнению с другими методами монтажа. Метод магнитного крепления обычно ограничивается временными приложениями с портативным анализатором и не предпочтителен для постоянного мониторинга, поскольку могут быть нарушены высокочастотные сигналы. Метод без монтажа обычно применяется с помощью наконечника зонда, когда между преобразователем и поверхностью объекта нет внешнего механизма.Обычно используется в труднодоступных местах. Однако длина наконечника зонда влияет на измерение, поскольку более длинные зонды приводят к большей неточности. 5.2. Акселерометр Акселерометр — это устройство, используемое для измерения вибрации или ускорения конструкции в единице СИ г (м/). Рабочий механизм заключается в том, что когда на пьезоэлектрический материал в акселерометре действует сила, он создает заряд, соответствующий приложенной силе. Поскольку сила прямо пропорциональна ускорению, любое изменение этого фактора приведет к изменению произведенного заряда, который затем будет усилен [33].Одноосный акселерометр может обнаруживать движение только в одной плоскости, тогда как трехосный акселерометр охватывает все три измерения. По сравнению с одноосным акселерометром трехосный акселерометр имеет больший объем памяти, но намного дороже [34]. Акселерометр является широко используемым датчиком из-за его надежности, простоты и надежности. Его можно разделить на пьезоэлектрический и МЭМС-акселерометр. Пьезоэлектрический акселерометр основан на пьезоэлектрическом эффекте кварцевых или керамических кристаллов, которые обычно предварительно нагружены, для создания выходного электрического сигнала, пропорционального приложенному ускорению.От этого ускорения зависят изменения производимого заряда [35, 36]. Пьезоэлектрический акселерометр обладает рядом преимуществ, таких как лучшая частота и динамический диапазон, малый вес и высокая чувствительность. Однако он уязвим для вмешательства из внешней среды [37]. Он также требует электронного интегрирования для получения данных о скорости и смещении, поскольку он связан по переменному току [37]. Салами и др. [38] продемонстрировали применение LabVIEW для мониторинга и анализа сигналов вибрации, где в их исследовании использовался пьезоэлектрический акселерометр.Игба и др. [39] установили датчик пьезоэлектрического акселерометра на работающие турбины для получения данных о вибрации для анализа во временной области. Khadersab и Shivakumar [40] использовали пьезоэлектрический акселерометр для получения данных о вибрации от вращающихся механизмов для анализа неисправностей подшипников. На рис. 3(а) показан пьезоэлектрический акселерометр для измерения вибрации. Акселерометр MEMS обычно состоит из подвижной контрольной массы с пластинами, поддерживаемой системой механической подвески к раме [41].Когда она подвергается ускорению, контрольная масса имеет тенденцию сопротивляться движению из-за собственной инерции, и поэтому пружина растягивается или сжимается. В результате создается сила, соответствующая приложенному ускорению. Акселерометр MEMS связан по постоянному току и отлично подходит для измерения низкочастотной вибрации и ускорения. Он требует малой вычислительной мощности и обеспечивает превосходную чувствительность [41]. Современный МЭМС-акселерометр обеспечивает неплохое качество данных до нескольких десятков кГц. Недостатком является то, что он страдает от плохого отношения сигнал/шум.Контрерас-Медина и др. [42] использовали недорогой МЭМС-акселерометр для обнаружения отказов оборудования. Чаудхури и др. [41] использовали акселерометр MEMS в различных вращающихся машинах для мониторинга вибрации. Сравнение характеристик обычного пьезоэлектрического акселерометра и MEMS-акселерометра можно увидеть в [43, 44]. Было обнаружено, что чувствительность МЭМС-акселерометра более стабильна по сравнению с пьезоэлектрическими акселерометрами, и этот недорогой МЭМС-акселерометр может стать хорошей альтернативой дорогому пьезоэлектрическому акселерометру. Этот датчик применялся также в [26, 39]. 5.3. Датчик скорости Датчик скорости измеряет напряжение, создаваемое относительным движением объекта, обычно в единицах м/с или см/с. Он работает на основе концепции электромагнитной индукции и может работать без каких-либо внешних устройств [45]. Поскольку поверхность, на которой установлен датчик, вибрирует, движение магнита в катушке создает напряжение, пропорциональное скорости вибрации [46].Этот сигнал напряжения представляет производимую вибрацию и затем подается на измеритель или анализатор [33]. Датчики скорости не рекомендуется использовать при диагностике высокоскоростных машин, так как диапазон рабочих частот ограничен от 10 Гц до 2 кГц [10]. Как правило, преобразователь скорости стоит меньше, чем другие датчики, и в сочетании с простотой установки он удобен для контроля вибрации вращающихся механизмов. Однако он большой, тяжелый, и большинство датчиков скорости подвержены проблемам с надежностью при рабочих температурах, превышающих 121°C [37, 47]. Росси [48] применил датчик скорости для измерения вибрации рамы компрессора, которая обычно включает частоты ниже 10 Гц. На рис. 3(b) показано измерение вибрации с помощью датчика скорости. 5.4. Датчик смещения Датчик смещения, который иногда называют вихретоковым датчиком или датчиком приближения, измеряет как относительную вибрацию, так и положение вала. Единицей смещения может быть м, см или мм. Обычно он используется для измерения низкочастотной вибрации менее 10 Гц, но также может измерять вибрацию до 300 Гц [45].Однако они не преуспевают в измерении изгиба вала вдали от места расположения зонда [47]. Проблемы с дисбалансом и несоосностью — это типы проблем, которые можно обнаружить с помощью датчика смещения. Для измеряемых частот вибрации выше 1 кГц амплитуда обычно теряется в уровне шума [47]. Он обладает такими преимуществами, как хороший динамический диапазон в определенном диапазоне частот, приемлемая чувствительность и простая схема постобработки с незначительным обслуживанием. Однако его сложно установить, он чувствителен к ударам, а некоторые традиционные датчики перемещения не откалиброваны для неизвестных металлических материалов [37].Сархан и др. [49] использовали датчик смещения для контроля сил резания обрабатывающего центра при различных условиях резания. Саймон и др. [50] разработали недорогой волоконно-оптический датчик смещения (FODS) для промышленного применения, невосприимчивый к электромагнитным помехам. Способность оптоволоконного датчика смещения регистрировать амплитуду и частоту вибрации изучалась Binu et al. [51], и, судя по полученным результатам, этот датчик может решить многие задачи зондирования в самолетах. 5.5. LDV LDV — бесконтактный оптический измерительный прибор, который может применяться для определения виброскорости любых точек на поверхности конкретной машины [52, 53]. Рабочий механизм LDV основан на концепции лазерного доплера, в которой частотно-модулированный когерентный лазерный луч отражается от вибрирующей поверхности, а доплеровский сдвиг отраженного луча сравнивается с эталонным лучом. В настоящее время более мощный инфракрасный (невидимый) волоконный лазер более популярен в LDV по сравнению с гелий-неоновым лазером.Внедрение этой технологии достигло цели проведения измерений на больших расстояниях без ущерба для качества сигнала [54]. Лазерная доплеровская виброметрия с непрерывным сканированием (CSLDV) ускорила измерения во многих точках. Лазерный луч будет непрерывно сканировать по определенному пути через структуру в соответствии с желаемыми частотами сканирования. Одним из основных преимуществ LDV является простота изменения точки измерения, что можно сделать, просто отклонив лазерный луч. Несмотря на это, применение LDV для мониторинга и диагностики машин ограничено из-за факторов цены и портативности. На рис. 4 показан этап выделения признаков/обработки сигналов, задействованный в этом исследовании. Его можно разделить на временной, частотный и частотный анализ во временной области. Анализ во временной области включает статистические характеристики пика, среднеквадратичного значения (RMS), коэффициента амплитуды и эксцесса. Анализ в частотной области состоит из быстрого преобразования Фурье (БПФ), анализа кепстра, анализа огибающей и анализа спектра, тогда как анализ в частотно-временной области можно разделить на WT, преобразование Гильберта-Хуанга (HHT), распределение Вигнера-Вилля (WVD). , кратковременное преобразование Фурье (STFT) и спектральная плотность мощности (PSD). 7. Анализ во временной области Простейший анализ вибрации для диагностики машин используется для анализа измеренного сигнала вибрации во временной области. Полученные сигналы вибрации представляют собой серию значений, представляющих близость, скорость и ускорение, а при анализе во временной области амплитуда сигнала отображается в зависимости от времени. Хотя использовались и другие сложные подходы во временной области, не следует недооценивать подход визуального наблюдения за временной формой сигнала, поскольку таким образом можно получить множество информации.Эта информация включает в себя наличие амплитудной модуляции, дисбаланса вала, переходных и высокочастотных составляющих [55]. Однако простое изучение этих сигналов вибрации не может выделить различия в сигналах вибрации для различных отказов оборудования из-за зашумленных данных, особенно на ранней стадии отказа. Таким образом, для получения важной информации из сигналов во временной области требуется метод обработки сигналов путем преобразования необработанных сигналов в соответствующие статистические параметры, такие как пик, среднеквадратичное значение, коэффициент амплитуды и эксцесс.Несколько статистических параметров обычно извлекаются из сигнала во временной области, чтобы можно было выбрать наиболее значимый параметр, который может эффективно различать здоровые и дефектные сигналы вибрации машины [56]. В этой статье обсуждаются статистические параметры пика, среднеквадратичного значения, пик-фактора и эксцесса, а преимущества и недостатки каждого параметра можно увидеть в таблице 5. Преимущества Недостатки Простая и легкая техника Простой и легкий метод RMS RMS Простая и простая техника, непосредственно связанные с содержанием энергии профиля вибрации Изменения среднеквадратичных колебаний чувствительны только к высокоамплитудным составляющим Пик-фактор Легкодоступный и доступный измеритель амплитуды Надежно только при наличии значительной импульсивности Эксцесс усилие, высокочувствительный к удару, ок. n быть ассимилированы с коэффициентом формы, не зависящим от амплитуды сигнала Дорогостоящий измеритель эксцесса может быть ошибочным 7.1. Пик Пик представляет собой максимальное значение сигнала за измеренное время и может быть определен как [55] При наличии ударов пиковые значения сигнала вибрации будут меняться. При неисправности пиковое значение увеличивается. Серьезность и тип неисправности можно оценить на основе амплитуд соответствующих пиков. Функция пикового значения была изучена Lahdelma и Juuso [57] для диагностики неисправностей подшипников и шестерен в машине. Предлагаемый подход подходит для онлайн-анализа, так как требования к частотному диапазону невелики.Шривастава и Вадхвани [58] использовали статистические параметры, такие как пик, среднеквадратичное значение, пик-фактор и эксцесс, для диагностики вращающейся электрической машины. Хотя все параметры могут различать нормальные и ошибочные состояния, они пришли к выводу, что определение типа неисправности таким образом не очень эффективно. Игба и др. [39] использовали метод пиковых значений для мониторинга состояния редукторов ветряных турбин, поскольку неисправности могут быть обнаружены на основе изменений их значений. Этот подход также может устранить ограничения функции RMS, когда на RMS не оказывают существенного влияния низкоинтенсивные вибрации. 7.2. RMS Среднеквадратичное значение представляет мощность вибрации и полезно для обнаружения дисбаланса во вращающихся механизмах. Согласно Вишвакарме и соавт. [59], это самый простой и эффективный метод обнаружения неисправностей, особенно дисбаланса во вращающихся машинах. Тем не менее, обнаружение ошибок на ранней стадии все еще является проблемой для этого метода, и этот метод подходит только для анализа одиночной синусоидальной волны. Среднеквадратичное значение больше подходит для стационарных приложений и анализа одиночного синусоидального сигнала [1].RMS предпочтительнее пикового значения из-за чувствительности пикового значения к шуму. Среднеквадратичное значение чистой синусоиды равно площади под полуволной, что равно 0,707. Среднеквадратичное значение может быть представлено как где представляет продолжительность времени и является сигналом. Ссылаясь на Igba et al. [39], метод RMS имеет два недостатка. Во-первых, на среднеквадратичные значения сигнала вибрации не влияют отдельные пики сигнала, что снижает его чувствительность к зарождающемуся разрушению зубьев шестерни. Далее, на него также не оказывают существенного влияния короткие всплески малоинтенсивных вибраций.Это создаст некоторые сложности при обнаружении ранних стадий выхода подшипника из строя. Бартельмус и др. [60] применили среднеквадратичные значения в качестве диагностического признака для диагностики неисправности редуктора, где представлены модели поведения редукторов, которые коррелируют функцию ошибки трансмиссии и изменение нагрузки. Шелдон и др. [61] использовали функцию среднеквадратичного значения для диагностики редуктора ветровой турбины и заявили, что применение функции среднеквадратичного значения не рекомендуется для обнаружения ранних стадий отказа подшипника. RMS был среди статистических параметров, примененных Krishnakumari et al.[62] при диагностике неисправностей цилиндрического зубчатого колеса. Затем параметры объединяются с нечеткой логикой, и точность диагностики оказалась равной 95%, при этом DT снижает потребность в человеческом опыте. Другие применения среднеквадратичных значений в анализе вибрации для мониторинга машин можно увидеть в таблице 6 [63, 64]. Авторы Дисприден 9015 [63] [63] [63] [63] [63] [63] . Предложенный метод может эффективно диагностировать состояние, используя только несколько характеристик данных о вибрации, но типы неисправностей и уровень серьезности не могут быть определены [71] Применяется эксцесс и метод SVM для диагностики неисправностей подшипников качения Точность предлагаемого способа составляет 93.75% и может применяться даже с ограниченным числом образцов [23] Использовали методы БПФ и PSD для контроля состояния машины Разработан анализатор вибрации на базе ПК, включающий предложенный метод [73] Применил метод БПФ для диагностики неисправности асинхронного двигателя Результаты моделирования, полученные с помощью MATLAB/Simulink, согласуются с экспериментальными результатами метод обнаружения и диагностики неисправностей зубчатых колес NN может диагностировать неисправности зубчатых колес с высокой точностью при условии, что используются надлежащие данные измерений Предварительное отбеливание кепстра (CPW) для обнаружения неисправности подшипника Подход CPW больше подходит для применений, не требующих полосовой фильтрации g, но применение обоих подходов без предварительной информации может привести к ложному результату при обнаружении неисправностей подшипников [81] Применение анализа огибающей для диагностики неисправностей вращающихся машин в условиях переменной скорости Метод квадратной огибающей является оптимальным подходом в диагностика неисправностей с точки зрения вычислительной стоимости и простоты по сравнению с улучшенным синхронным средним (ISA), предварительным отбеливанием кепстра (CPW) и обобщенным синхронным средним (GSA) неисправности Метод квадратной огибающей более подходит для анализа циклически стационарных сигналов по сравнению с методом огибающей [90] Комбинированный спектральный анализ высшего порядка и SVM для диагностики неисправностей в силовой электронной схеме Предлагаемый метод достигнута точность до 99% [91] Заявл. Объединил анализ спектра мощности (PSA) и SVM для диагностики неисправностей подшипников качения Использование PSA с классификатором SVM дает лучший результат по сравнению с классификатором NN Использование предложенного метода в качестве входных данных для классификатора NN дало почти 100% точность классификации.Кроме того, предложенный метод дал лучший результат по сравнению с БПФ, когда данные искажены шумом [101] Применен метод шумоподавления на основе WT для диагностики подшипника качения и редуктора Предлагаемый метод более эффективен и имеет больше преимуществ по сравнению с методом шумоподавления Донохо с мягким порогом [103] Предложен метод ортономального DWT (ODWT) для мониторинга и диагностики неисправностей подшипников на ранней стадии Предлагаемый метод превосходит методы EEMD и спектрального анализа огибающей Гильберта [115] аппаратная ошибка HHT превосходит FT, где FT может различать характеристическую частоту только в низкочастотном диапазоне [116] Предложен новый параметр локального среднего для улучшения метода HHT для обнаружения неисправности редуктора Введение нового параметра улучшает процесс HHT и упрощает процесс обнаружения неисправности Применен метод STFT для диагностики неисправностей гидроэлектрических машин Предложена основа эффективной диагностики неисправностей гидромашин [121] Комбинированные методы STFT и SVM для диагностики неисправностей асинхронных двигателей Предлагаемый метод обладает огромным потенциалом для интеллектуальной диагностики неисправности в других системных приложениях реального времени [122] Комбинация методов STFT и неотрицательной матричной факторизации (NMF) для обнаружения неисправности элемента подшипника качения Предлагаемый метод способен определять типы и серьезность ошибок и выходы 99.Точность 3%, выше, чем у NN [125] Применен метод PSD для диагностики коробки передач Massey Ferguson Предлагаемый метод позволяет надежно и быстро диагностировать неисправность коробки передач [126] 4 Методы SVM для диагностики неисправностей редуктора Предложенный метод обеспечивает точность 98,82 % и 97,16 % для наборов данных цилиндрических и косозубых редукторов соответственно фрактальные размерности SVM, обученный с использованием 11 статистических признаков во временной области и трех фрактальных измерений, обеспечивает лучшие результаты по сравнению с SVM, обученным только с фрактальными размерностями или со статистическими признаками во временной области [134] Метод соседа (KNN) и линейный дискриминант Фишера (FLD) для диагностики неисправности двигателя Производительность SVM m Этот метод намного лучше по сравнению с методом KNN и FLD [135] Представлен метод онлайн-мониторинга в режиме реального времени для дисковой продольной резки на основе методов WPT и SVM Результаты показывают, что различные типы дисковых продольно-резательных машин ‘ неисправности могут быть успешно обнаружены с точностью до 95.6% [64] Значения среднеквадратичного значения были среди статистических характеристик, используемых в качестве входных параметров для DNN для мониторинга состояния коробки передач Было обнаружено, что методы глубокого обучения превосходят метод NN, который имеет низкую робастность в диагностике состояния редуктора [145] Сравнил комбинацию ГА с тремя типами НС, а именно многослойным персептроном (MLP), радиальной базисной функцией (RBF) и вероятностной нейронной сетью (PNN ) для обнаружения неисправности подшипника Комбинация GA с MLP и PNN дала 100% успешных результатов, тогда как RBF дала 99.31% [146] Применение комбинации методов EMD и NN для диагностики неисправности подшипника качения Предложенный метод может успешно диагностировать неисправность подшипника качения, но имеет осложнение с конечным эффектом [147] Комбинация методов WPT, GA, NN и SVM для диагностики неисправности дизельного двигателя Предложенный метод обеспечивает 100% точность классификации CSM) необработанного сигнала вибрации для диагностики подшипника двигателя во вращающейся машине На основе проверки эталонными данными о вибрации, полученными при испытаниях подшипников, предлагаемый метод превосходит упомянутые методы с точки зрения точности классификации [ 149] Предложил инвариантную к распределению сеть глубокого доверия (DIDBN) в качестве основы для интеллектуальной диагностики неисправностей машины. s Предлагаемый метод позволяет достичь высокой точности диагностики даже в новых условиях работы [150] Использовался метод CNN с одномерным изображением необработанного трехосного сигнала акселерометра в качестве входных данных Было найдено что CNN, обученная с большим числом ядер в первом слое, показала немного лучшую производительность [151] Предложил гибридный метод глубокой обработки сигналов для диагностики неисправностей подшипников в машине, где обработка сигналов, выделение признаков и Предложенный метод превосходит методы ручного извлечения и широко используемые структуры глубокого обучения с точки зрения точности и не зависит от условий эксплуатации [152] Представлены расширенные метод глубокого разреженного автоэнкодера (ADSAE) при диагностике неисправностей зубчатых передач, где метод смещения данных был включен для e Использование модели SAE По сравнению с другими архитектурами глубокого обучения, предлагаемый метод обеспечивает более высокую точность (99%) и требует лишь небольшого количества необработанных данных сигнала вибрации для диагностики неисправности цилиндрического зубчатого колеса на основе статистических характеристик, таких как среднеквадратичное значение, пик-фактор и эксцесс Эффективность предложенного метода при диагностике неисправности составила 95% [160] Предложен метод нечеткой логики для диагностики работы вращающихся машин Предлагаемый способ позволяет легко диагностировать рабочее состояние вращающейся системы [161] Применен метод нечеткой логики для контроля и диагностики состояния насоса Предлагаемый способ может успешно идентифицировать и классифицировать неисправности пятиплунжерного насоса [162] Предложил комбинацию Использование DWT и нечеткой логики для прогнозирования наличия несоосности вращающихся механизмов Предложенный подход имеет погрешность менее 1% при прогнозировании степени несоосности [163] Разработан подход к мониторингу вибрации газовой турбины на основе нечеткой логики Такаги–Сугено Знания экспертов относительно технического обслуживания газовой турбины в соответствии с обнаруженным уровнем вибрации могут быть успешно выражены предложенным методом машина (WSVM) и иммунный генетический алгоритм (IGA) для диагностики неисправности коробки передач Предложенный метод дал лучшую точность диагностики по сравнению с методом SVM и NN, в дополнение к сильной способности к обобщению [169] Методы GA, SVM и EEMD для диагностики неисправностей зубчатых передач Включение GA для выбора параметра SVM может улучшить способность к обобщению и точность классификации диагностической системы [170] Применение комбинации GA и SVM при диагностике неисправностей подшипников Применение метода перекрестной проверки для оптимизации SVM превосходит метод SVM, оптимизированный GA в диагностике неисправностей подшипников 7.3. Коэффициент амплитуды Коэффициент амплитуды представляет собой отношение пикового значения входного сигнала к среднеквадратичному значению и представляется следующим образом [55]: Для чистой синусоидальной волны коэффициент амплитуды будет равен распределенного случайного шума, значение будет приблизительно равно 3. По сравнению с пиковыми и среднеквадратичными значениями коэффициент амплитуды обычно используется, когда измерения проводятся при разных скоростях вращения, поскольку он не зависит от скорости. Крест-факторы также надежны только при наличии значительной импульсивности [1].Цзян и др. [65] использовали функции крест-фактора и SVM для диагностики неисправностей зубчатых колес. Было обнаружено, что коэффициент амплитуды является наиболее чувствительным признаком поломки зубчатого колеса, и при использовании этого признака достигаемая точность диагностики составляет 93,33%. Шривастава и Вадхвани [58] применили значения коэффициента амплитуды наряду с другими характеристиками во временной области для обнаружения неисправностей и диагностики вращающихся электрических машин. Они обнаружили, что характеристика коэффициента амплитуды не может классифицировать исправный подшипник, подшипник с дефектным шариком и подшипник с дефектным наружным кольцом.Айсвария и др. [66] использовали характеристику крест-фактора вместе с другими характеристиками временной области для диагностики неисправностей турбонасоса жидкостного ракетного двигателя. В сочетании с методом SVM на этапе классификации неисправностей предлагаемый метод может эффективно диагностировать неисправность со 100% точностью. 7.4. Эксцесс Эксцесс — это безразмерное статистическое измерение количества выбросов в распределении и анализе вибрации, оно соответствует количеству переходных пиков.Большое количество переходных пиков и высокое значение эксцесса могут свидетельствовать об износе. Эксцесс не чувствителен к скорости бега или нагрузке, и его эффективность зависит от наличия значительной импульсивности в сигнале [67]. Функция эксцесса может предоставить информацию о негауссовости или импульсивности вибрационных сигналов [68, 69]. В приложениях для мониторинга состояния машин эксцесс обычно предпочтительнее пик-фактора, но последний используется более широко. Это связано с тем, что измерители, которые могут записывать значение коэффициента амплитуды, легко доступны и более доступны по цене по сравнению с измерителем эксцесса.Эксцесс был одним из пяти параметров, примененных Fu et al. [70] для включения в метод неконтролируемого искусственного интеллекта при диагностике подшипников качения. На основании результатов было обнаружено, что предлагаемый метод чувствителен к идентификации неисправностей, в том числе незначительных. Рунессон [67] использовал эксцесс вместе со значением среднеквадратичного значения для контроля состояния механического пресса. Результаты показали, что эксцесс, как правило, ненадежен, но содержит некоторую полезную информацию при контроле редуктора механического пресса.Другие исследования, в которых применялся подход эксцесса в анализе вибрации для мониторинга машин, можно увидеть в таблице 6 [63, 71]. 8. Анализ в частотной области Большинство реальных сигналов можно разбить на комбинацию уникальных синусоидальных волн. Каждая синусоида будет отображаться в виде вертикальной линии в частотной области, где высота и положение линии представляют амплитуду и частоту соответственно. При анализе в частотной области амплитуда строится в зависимости от частоты и сравнивается с временной областью, что облегчает обнаружение компонента резонансной частоты.Это одна из причин, почему методы частотной области эффективны при обнаружении неисправностей в машине [59]. Некоторые характеристики сигнала, которые не видны во временной области, можно наблюдать с помощью анализа в частотной области. Однако частотный анализ не подходит для сигналов, частота которых меняется во времени. Преимущества и недостатки каждого метода домена частоты можно увидеть в Таблице 7. Методы частоты Преимущества Недостатки FFT Easy для реализации, быстрый метод Не может эффективно анализировать переходные характеристики во времени Кепстральный анализ Легко реализовать, полезен для анализа боковых полос Может применяться только к хорошо разделенным гармоникам, флуктуациям кривой кривой спектр усредняется за счет фильтрации Анализ огибающей Отличное применение в подшипниковой системе, хорошо работает даже при наличии небольшой случайной флуктуации Может привести к грубой ошибке диагностики, не подходит для применения в система передач Спектральный анализ U 81. FFT Преобразование Фурье (FT) преобразует сигнал во временной области в частотную область, генерируя спектр. FT дается где частота и время. Его можно преобразовать обратно во временную область из частотной области с помощью обратного преобразования Фурье (IFT). Это можно получить, поскольку БПФ является эффективным и широко используемым алгоритмом для получения FT дискретизированных сигналов времени. График БПФ исправных промышленных машин состоит только из одного пика, который представляет собственную частоту работающей машины.Таким образом, неисправность машины может быть идентифицирована при наличии на графике других пиков, кроме пика собственной частоты. Однако Гоял и Пабла [37] утверждали, что при преобразовании между доменами происходит небольшая потеря информации о времени. БПФ также не может эффективно исследовать переходные характеристики во времени и может предсказать неисправность, но не может определить серьезность неисправности [3]. Однако это самый быстрый способ разделить частоты сигнала для процесса диагностики.Комбинация анализа сигнала во временной области и БПФ обычно связана с диагностикой низкоскоростной машины для получения более точных результатов, но основная проблема заключается в том, что она зависит от величины неисправности, влияющей на несущую частоту [11]. Сауседо-Дорантес и др. [8] использовали методы БПФ и PSD для диагностики неисправности редуктора и обнаружения дефекта подшипника в асинхронном двигателе. Они обнаружили, что предложенный метод позволяет точно определить наличие износа при низких рабочих частотах, но не подходит для высоких рабочих частот.Патель и др. [72] предложили метод БПФ в качестве инструмента анализа для мониторинга вращающихся машин, и таким образом можно отслеживать основные неисправности, такие как несоосность и подшипник. Другие применения БПФ также можно увидеть в таблице 6 [23, 73]. 8.2. Анализ кепстра Анализ кепстра был разработан в 1960-х годах и может быть определен как спектр мощности логарифма спектра мощности [74]. Анализ кепстра можно использовать для обнаружения любой периодической структуры в спектре, такой как гармоники, боковые полосы или эхо-сигналы [66].Это позволяет обнаруживать неисправности, такие как неполадки подшипников и локальные неисправности зубьев, которые создают гармонически связанные частоты низкого уровня. Существует четыре типа кепстра: реальный кепстр, сложный кепстр, спектр мощности и фазовый спектр, но кепстр мощности является наиболее широко используемым кепстром в диагностике и мониторинге машин. Согласно Goyal и Pabla [45], анализ кепстра важен для диагностики коробки передач. Далпиаз и др. [75] сравнили кепстральный анализ с другими методами контроля состояния редуктора и обнаружили, что кепстральный анализ нечувствителен к трещинам в шестернях.Для обнаружения явления трения подшипника скольжения в машине Sako et al. применил метод анализа кепстра. [76]. Выяснилось, что предлагаемый подход позволяет обнаружить даже легкое натирание, чего трудно добиться с помощью традиционных методов диагностики аномалий. Экспериментальная работа была проведена Араликатти и соавт. [77] для диагностики универсального токарного станка, где к сигналу во временной области применялся кепстральный анализ. Сигнал вибрации был получен трехосным акселерометром.Сделан вывод, что анализ вибрационного сигнала в частотной области не гарантирует наличие неисправности. Другие приложения анализа кепстра можно найти в таблице 6 [78, 79]. 8.3. Анализ огибающей Анализ огибающей, также известный как амплитудная демодуляция или анализ демодулированного резонанса, был представлен компанией Mechanical Technology Inc. [80]. Этот метод отделяет низкочастотный сигнал от фонового шума [59]. Анализ огибающей состоит из этапа полосовой фильтрации и демодуляции, при котором извлекается огибающая сигнала, и его спектр, возможно, содержит желаемую диагностическую информацию [81].Он широко используется для диагностики подшипников качения и низкоскоростных машин и имеет преимущество раннего обнаружения проблем с подшипниками [55, 81]. Задача этого подхода состоит в том, чтобы определить наилучшую полосу частот для огибающей. Анализ огибающей нуждается в четком фильтре и точной спецификации полосы частот для фильтрации, чтобы работать гладко [55]. Что касается выхода из строя подшипника, компоненты шума затрудняют анализ огибающей для определения неисправности. Внедрение метода анализа квадрата конверта решило эту проблему, где квадрат конверта можно вычислить, как показано в [82].Это весьма предпочтительно при анализе циклостационарных сигналов. Рубини и Менегетти [83] сравнили анализ огибающей с методом вейвлет-преобразования (ВП) при диагностике зарождающихся неисправностей в шарикоподшипниках. Результаты показали, что после 30 мин (48000 циклов) анализ огибающей больше не может диагностировать наличие неисправности, тогда как метод WT по-прежнему актуален. Подход анализа конверта также применялся Widodo et al. [84] для предварительной обработки сигналов вибрации тихоходного подшипника и, таким образом, определения характеристических частот подшипника.Затем этот метод сравнивается с анализом сигналов акустической эмиссии (АЭ), и на этапе распознавания неисправностей с методом SVM он дает худшие результаты, чем метод АЭ. Анализ конверта также применялся Leite et al. [85] для обнаружения неисправности подшипника в асинхронном двигателе, а предлагаемый метод может эффективно обнаруживать неисправность без какой-либо информации о модели. Применение анализа огибающей в мониторинге машин также можно увидеть в таблице 6 [81, 86]. 8.4. Спектральный анализ/сравнение Спектральный анализ связан с БПФ таким же образом, как БПФ часто используется в спектральном анализе для преобразования сигнала из временной области в частотную [87]. Сравнение спектра следует проводить по логарифмической шкале амплитуд (дБ), поскольку изменения на логарифмической оси могут определять состояние вибрации. Однако приходится иметь дело с небольшими колебаниями скорости вращения машины [55]. С помощью этого метода можно определить неисправность, способную значительно изменить характер вибрации за короткий промежуток времени [88].Спектральный анализ является сложным анализом, и даже при наличии большого количества литературы для использования диагностических возможностей спектрального анализа по-прежнему требуются экспертные навыки. По сравнению с кепстральным анализом спектральный анализ не дает никакой информации о временной локализации частотной составляющей [77]. Салами и др. [38] использовали метод анализа спектра для мониторинга состояния машин, и было замечено, что этот подход может давать сглаженные и высокоразрешающие спектральные оценки сигналов вибрации по сравнению с подходом БПФ.Этот спектр полезен для мониторинга состояния машин. Чиабаттони и др. [89] предложил новый статистический спектральный анализ (SSA), в котором спектральный состав сигналов вибрации рассчитывался с использованием БПФ, а затем преобразовывался в статистические спектральные изображения при диагностике неисправностей вращающихся машин. Другие применения спектрального анализа можно увидеть в таблице 6 [90, 91]. 9. Анализ в частотно-временной области В частотно-временной анализ интегрированы временная и частотная области.Это означает, что в этом анализе можно одновременно определять частотную составляющую сигнала и их изменяющиеся во времени характеристики. Упомянутые ранее подходы к анализу вибрации (методы временной и частотной области) в основном основаны на стационарном предположении, что невозможно одновременно обнаружить локальные особенности во временной и частотной областях [92]. Таким образом, такие методы не подходят для анализа нестационарных сигналов. Как упоминалось ранее, методы анализа в частотно-временной области, обсуждаемые в этом исследовании, включают WT, HHT, WVD, STFT и PSD.Преимущества и недостатки каждого метода домена частоты времени можно увидеть в Таблице 8. Методы времени частоты времени Преимущества Недостатки WT Обеспечивают лучшую локализацию времени на высоких частотах по сравнению с STFT, более гибкие по сравнению с STFT, наличие различных вейвлет-функций Страдают от свертки априорных базисных функций с исходным сигналом, трудно выбрать исходный тип вейвлета WVD Обладает хорошим временным и частотным разрешением, не требует оконной функции для своей реализации базисные функции Неверная интерпретация результата из-за IMF генерируется в низкочастотной области STFT Простой метод и рекомендуется для начинающих в частотно-временном анализе, низкая вычислительная сложность Постоянное разрешение по частоте для всего сигнала, трудно найти быстрый и эффективный алгоритм для расчета STFT PSD Может быть вычислено напрямую с помощью БПФ, требует очень мало вычислительной мощности Разрешение по частоте зависит от размера окна1. WT Методика WT была впервые предложена Morlet еще в 1974 г. [93]. Это линейное преобразование, разлагающее временной сигнал на вейвлеты, которые являются локальными функциями времени, снабженными заранее заданным частотным содержанием. Вместо синусоидальных функций в качестве основы используются вейвлеты [92, 94]. Подходящий базис вейвлета должен быть выбран в соответствии со структурой сигнала, чтобы избежать вводящих в заблуждение результатов диагностики. WT обеспечивает лучшую локализацию времени на высоких частотах по сравнению с STFT. WT предпочтительнее при работе с нестационарными сигналами и при анализе переходного сигнала из измеренного сигнала вибрации [95].Согласно Zou и Chen [96], метод WT более чувствителен к изменению жесткости по сравнению с WVD. Метод WT можно разделить на дискретное и непрерывное вейвлет-преобразование (DWT и CWT). В DWT степень двойки действует как коэффициент масштабирования и обычно применяется через пару вейвлет-фильтров нижних и верхних частот. Масштабный коэффициент выбирается произвольно или с помощью свертки для CWT [45]. И DWT, и CWT называются стандартными WT, которые не могут эффективно выполнять извлечение признаков определенных типов сигналов из-за своей неспособности создавать разреженное представление.Он имеет низкочастотное разрешение для высокочастотных компонентов и плохую временную локализацию для низкочастотных компонентов. Это порождает метод пакетного вейвлет-преобразования (WPT). Это более продвинутая форма CWT, в которой она дополнительно разлагает подробную информацию о сигнале в высокочастотной области и улучшает разрешение по частоте, что делает ее применимой для анализа различных нестационарных сигналов. Далпиаз и Ривола [94] применили метод WT для мониторинга состояния автоматической упаковочной машины и обнаружили, что WT способен определять изменение частотного содержания вибрации в течение машинного цикла.Преимущество CWT в том, что он имеет более точный масштабный параметр по сравнению с методом DWT, но с вычислительной точки зрения DWT более эффективен [97]. Аль-Бадур и др. [98] использовали CWT и WPT для обнаружения неисправностей вращающихся механизмов. WPT на самом деле является расширением метода DWT, но с более высоким разрешением по частоте. Они обнаружили, что с точки зрения скорости и спектральных характеристик сигнала вибрации метод БПЭ лучше, чем метод НВТ. Рангель-Магдалено и др. [99] применили метод DWT для обнаружения зарождающегося обрыва стержня в асинхронном двигателе, и достигнутая точность обнаружения составила 96.55 % при разгрузке, 80,5 % при половинной нагрузке и 87,6 % при полной нагрузке. Другие применения метода ВТ можно найти в таблице 6 [100–103]. 9.2. WVD Вигнер представил метод WVD, а Вилле применил его для обработки сигнала, поэтому он был назван распределением Вигнера-Вилля. Это частный случай распределений класса Коэна, который дает плотность энергии время-частота, вычисляемую путем корреляции сигнала с его временным и частотным смещением [104].WVD сигнала представлен как где является сопряженным и представляет собой переменную задержки. WVD имеет несколько преимуществ, таких как лучшее разрешение, чем STFT, превосходная точность, и для его анализа не требуется оконная функция [45]. WVD напрямую не используется исследователями для определения частотно-временных структур сигналов из-за проблемы перекрестных помех [93]. Staszewski et al. [105] выполнили анализ обнаружения неисправностей на коробке передач, используя оригинальный метод WVD и его взвешенную форму, и они заявили, что по сравнению с исходным WVD, его взвешенная форма может уменьшить помехи в частотно-временной области за счет уменьшения в частотном разрешении.Направленное распределение Вигнера (dWD) было специально разработано для анализа нестационарных комплексных сигналов и применено во вращающихся или возвратно-поступательных машинах [106]. Байдар и Болл [107] использовали метод сглаженного псевдо-WVD по акустическим и вибрационным сигналам для диагностики состояния коробки передач, и результаты показали, что акустические сигналы более эффективны для раннего обнаружения неисправностей по сравнению с вибрационными сигналами. Применение метода WVD для диагностики асинхронных машин было продемонстрировано Climente-Alarcon et al.[104]. При использовании этого предложенного метода можно получить более надежные результаты диагностики в ситуации, когда отслеживание гармоник затруднено. 9.3. HHT Дэвид Гильберт впервые представил преобразование Гильберта в 1905 году. Затем Хуанг и др. [108] представили HHT в 1998 году для определения характеристик стационарных, нестационарных и переходных сигналов. HHT состоит из эмпирической модовой декомпозиции (EMD) сигналов и преобразования Гильберта, и, комбинируя эти два метода, можно получить спектр Гильберта, в котором можно диагностировать неисправности работающей машины [92].Таким образом, в этой рукописи любые работы, касающиеся метода EMD, попадают в раздел HHT. С помощью этого метода сложный многокомпонентный сигнал можно разбить на ряд функций внутреннего режима (IMF). Используя метод EMD, сложный сигнал может быть реконструирован с помощью IMF, выраженного как где IMF и остаточный сигнал, который представляет медленно меняющийся или постоянный тренд сигнала [92]. HHT имеет несколько преимуществ, таких как малое время вычислений, и он не связан ни с какой сверткой [45].Однако EMD, являющийся основной частью HHT, имеет определенные недостатки. Люди могут неправильно интерпретировать результат из-за незавидных ММП, генерируемых в области низких частот, и, кроме того, сигналы низкочастотных составляющих не могут быть разделены. Таким образом, ансамблевый метод EMD (EEMD) был введен для преодоления ограничения EMD путем введения гауссовского белого шума в EMD [92, 109]. Однако в области низких частот все еще существуют проблемы с утечкой энергии и модальным наложением спектров. Именно это мотивирует Torres et al.[110], чтобы предложить полный метод EEMD с адаптивным шумом (CEEMDAN), который может обеспечить лучшее разделение модального частотного спектра на выходе. Пэн и др. [111] представил улучшенную версию HHT, которая включала технику WPT для разложения сигнала вибрации на набор узкополосных сигналов. Показано, что предлагаемый метод имеет лучшее разрешение во временной и частотной области по сравнению со скалограммой на основе вейвлета. Ву и др. [112] использовали подход HHT для диагностики дефектов люфта вращающихся машин, и предложенный метод успешно определяет неисправности различных компонентов машины.Osman и Wang [113] предложили метод нормализованного HHT (NHHT) для решения проблемы выбора соответствующих отличительных компонентов IMF, особенно для мониторинга состояния подшипников. Однако EMD предлагаемого метода обрабатывает только узкополосные сигналы. Чен и др. [114] предложили комбинацию CEEMDAN и метода опорных векторов методом наименьших квадратов для оптимизации роя частиц (PSO-LSSVM) для повышения точности диагностики подшипников качения. Точность диагностики некоторых типов неисправностей подшипников качения этим методом была повышена до 100 %.Другие применения HHT для мониторинга и диагностики машин можно увидеть в таблице 6 [115, 116]. 9.4. STFT STFT впервые был предложен Габором в 1946 г. в области связи [117]. Он имеет возможность противостоять ограничениям БПФ и в основном применяется для извлечения узкополосного частотного содержимого в нестационарных или зашумленных сигналах [37]. В методе STFT исходный вибрационный сигнал разбивается на временные сегменты с помощью окна, а затем к каждому временному сегменту применяется FT [45].Математическое уравнение для STFT задается следующим образом: где интерпретируемый сигнал, а оконная функция с центром во времени. STFT зависит от ширины окна. Большая ширина окна AA выбирается для получения большей точности по частоте, тогда как для повышения точности по времени желательна малая ширина окна. Основным недостатком этого подхода является невозможность одновременного достижения высокого разрешения во временной и частотной областях. Сафизаде и др. [118] предложили применение STFT для диагностики машин и доказали, что, хотя STFT предоставляет частотно-временную информацию с ограниченной точностью, она лучше, чем обычные методы диагностики машин.Чтобы избежать перекрестных эффектов, Burriel-Valencia et al. [119] реализовал метод STFT для диагностики неисправностей асинхронных машин, где спектры в частотной области в соответствующей полосе частот фильтруются. Предлагаемый метод значительно сократил время вычислений и ресурсы памяти. Метод STFT также применялся для диагностики неисправностей гидроэлектростанции [120], асинхронного двигателя [121] и подшипника качения [122] (см. Таблицу 6). 9.5. PSD PSD можно применять для измерения амплитуды колебательных сигналов в данных временных рядов и определения энергетической силы частот, что может быть полезно для дальнейшего анализа.Из сложного спектра односторонняя PSD может быть вычислена за , где — временной диапазон, а — сложный спектр вибрации во временном диапазоне, который может быть выражен в единицах . PSD можно также напрямую вычислить в частотной области, если используется БПФ сигнала вибрации, применяя следующую формулу [123]:где среднеквадратичное ускорение на определенной частоте. PSD может анализировать неисправные полосы частот, не сталкиваясь с проблемой изменения скольжения, и не обязательно фокусируется на одной конкретной гармонике [124].Он требует очень малой вычислительной мощности и может быть напрямую рассчитан с помощью БПФ или путем преобразования автокорреляционной функции [45]. Технология PSD использовалась Cusido et al. [124] наряду с WT для диагностики неисправностей в асинхронных машинах, и предложенная методика может успешно диагностировать неисправности для каждой рабочей точки асинхронного двигателя. Однако для повышения точности диагностики по-прежнему требуются хорошие знания для определения подходящего материнского вейвлета и частоты дискретизации.Моллазаде и др. [123] также использовали значения PSD на этапе извлечения признаков и нечеткой логики на этапе распознавания неисправностей диагностики неисправностей гидравлических насосов. Точность классификации предложенной методики для условий 1000, 1500 и 2000 об/мин составляет 96,42%, 100% и 96,42% соответственно. Другие применения PSD в мониторинге и диагностике машин можно увидеть в таблице 6 [125, 126]. 10. Распознавание неисправностей/метод на основе ИИ (RQ 3) Применение ИИ в анализе вибрации для мониторинга и диагностики машин становится все более популярным, и, согласно этому обзору, методы на основе ИИ составляют около 57% общий метод анализа вибрации при диагностике и мониторинге машин, как показано на рисунке 5. Это связано с тем, что большинство упомянутых выше методов требуют огромного опыта для успешной реализации, что делает их непригодными для обычных пользователей [80]. Кроме того, эксперт не может быть немедленно доступен. Именно здесь на помощь приходят методы на основе ИИ, поскольку неопытный пользователь может принимать надежные решения без присутствия эксперта по диагностике машин. ИИ можно определить как любую задачу, выполняемую программой или машиной, которая настолько сложна, что для ее выполнения требуется интеллект [127].Несколько методов анализа вибрации на основе ИИ для мониторинга и диагностики машин: SVM, NN, нечеткая логика и GA. 10.1. SVM SVM был первоначально введен Vapnik и является наиболее широко используемым алгоритмом классификации. Этот метод преобразует набор данных или выборочное пространство в многомерное пространство признаков, индуцированное ядром, путем нелинейного преобразования, а затем определяет наилучшую гиперплоскость [1]. Лучшая гиперплоскость означает ту, у которой самый большой разрыв между двумя классами A и B, как показано на рисунке 6.Точки данных обоих классов, которые находятся ближе к гиперплоскости и влияют на положение и ориентацию гиперплоскости, называются опорными векторами. Данные обучения и тестирования для SVM получены в процессе извлечения признаков, и после обучения алгоритма SVM была получена матрица SVM [128]. Методы оптимизации, такие как GA и оптимизация роя частиц (PSO), обычно включаются в SVM для достижения лучших результатов. Одна из причин, по которой SVM широко применяется в анализе вибрации для диагностики машин, связана с его совместимостью с большими и сложными наборами данных, такими как данные, собранные в обрабатывающей промышленности [129].SVM очень полезен, поскольку количество признаков классифицированных объектов не влияет на производительность SVM [130]. Это означает, что для основы диагностической системы нет ограниченного количества атрибутов, которые можно выбрать. В SVM нет требований к знаниям экспертов, как в случае с нечеткой логикой, и в структуре SVM не задействованы слои, по сравнению с NN. Poyhonen et al. [130] применили метод SVM для диагностики неисправностей в электрической машине, и результаты показали, что точность классификации была высокой, за исключением обнаружения эксцентриковых роторов.Табризи и др. [131] объединили SVM с методами WPT (для предварительной обработки сигнала) и EEMD (для выделения признаков) для обнаружения небольших дефектов роликовых подшипников в различных условиях эксплуатации. SVM на основе дерева классификации также использовался вместе с CWT для выявления неисправностей подшипников, и эта комбинация оказалась многообещающим методом и превосходит другие методы SVM с общими ядрами при диагностике неисправности подшипников качения [132]. Пинейро и др. [128] использовали метод SVM для диагностики неисправностей роторной машины и успешно обнаружили несколько неисправностей дисбаланса.Однако его производительность все еще сомнительна, поскольку используется небольшое количество образцов. Дальнейшее применение SVM в анализе вибрации для диагностики машин можно найти в таблице 6 [90, 133–135]. 10.2. NN NN состоит из большого количества тесно связанных между собой искусственных нейронов обработки, называемых узлами, соединенных друг с другом слоями, образующими сеть [136]. NN имеет возможность моделировать процессы и системы на основе необработанных данных о вибрации, извлеченных из частотных и частотно-временных методов, упомянутых ранее [137].На этапе обучения НС более высокие входные переменные могут подавлять влияние слабых переменных. Таким образом, данные должны быть правильно обработаны и масштабированы перед подачей в NN. Нормализация необработанных данных вибрации к значениям от 0 до 1 может помочь уменьшить влияние входной переменной [137]. Время обучения увеличивается в зависимости от сложности сети, а это напрямую влияет на точность результатов. Благодаря надежности и эффективности обработки зашумленных данных нейронная сеть обратного распространения (BPNN) широко используется в диагностике машин [138].BPNN, разработанная Румелхартом и Макклелландом в 1986 году, состоит из трех слоев: входного, скрытого и выходного [93]. Наличие скрытых слоев дает НС возможность объяснять нелинейные системы, и чем больше скрытых слоев, тем глубже НС [139]. Подобно методу SVM, NN не нуждается в базе знаний для определения местоположения неисправностей, в отличие от метода нечеткой логики. Эртунк и др. [140] сравнили производительность NN и комбинации NN и нечеткой логики, которая известна как адаптивные нейронечеткие системы вывода (ANFIS).Анализ огибающей применялся на этапе обработки сигнала. Они пришли к выводу, что метод ANFIS превосходит NN, особенно в диагностике серьезности неисправности. Кастелино и др. В работе [137] использовалось применение НС для контроля вибрации промышленных роторных машин, работающих в реальных условиях эксплуатации. Результаты показали, что NN работает лучше для нестационарных сигналов в частотно-временной области по сравнению с частотной областью. В последнее время глубокое обучение или глубокая нейронная сеть (DNN) широко применяется для мониторинга и диагностики машин.Это тип NN, который содержит более одного скрытого слоя. По сравнению с методами NN и SVM подход DNN может адаптивно изучать иерархическое представление из необработанных данных с помощью нескольких нелинейных преобразований и аппроксимировать сложные нелинейные функции вместо того, чтобы вручную извлекать признак неисправности [141]. Однако из-за его глубокой архитектуры задействовано большое количество параметров, что приводит к риску переобучения. Широко применяемые архитектуры DNN включают автокодировщики (AE), сверточные нейронные сети (CNN), ограниченные машины Больцмана и сети глубокого доверия.В таблице 9 показано сравнение NN и глубокого обучения/DNN в области машинного мониторинга и диагностики. 9014 9015 Требуется NN Не требуется Вычислительное бремя ниже выше Management Manual Automated Уплотнение ниже 1 Канг [142] применил метод CNN, который является классом DNN, наиболее часто применяемым для анализа изображений, для диагностики подшипников качения во вращающихся машинах.Необработанные сигналы вибрации во временной области преобразуются в двумерную форму для CNN для выполнения классификации изображения вибрации. Этот метод достиг 100-процентной точности с использованием наборов данных о подшипниках из Университета Кейс Вестерн Реверс, но гиперпараметры для модели CNN все еще могут быть улучшены. Qian et al. использовали комбинацию трансферного обучения и DNN. [143] при диагностировании вращающихся машин в различных условиях работы. Трансферное обучение фокусируется на том, как сохранить знания или решения, полученные при решении проблемы, и применить их к разным, но связанным проблемам, чтобы можно было сократить объем сбора данных и затраты на обучение [144].Предлагаемый метод является надежным, и нет необходимости в дальнейшем обучении при получении новых наборов данных из разных условий работы. Подобные приложения также можно найти в таблице 6 [78, 145–152]. 10.3. Нечеткая логика По сравнению с обычной логикой, нечеткая логика направлена ​​на моделирование неточных способов рассуждения для принятия рациональных решений в условиях неопределенности и неточности [153, 154]. Существует четыре основных этапа системы нечеткой логики: фаззификация, механизм вывода, база правил и компонент дефаззификации.На этапе фаззификации входные данные преобразуются в нечеткие множества до того, как этап нечеткого вывода сделает надежный вывод на основе правил, созданных на этапе формирования базы правил. Наконец, этап дефаззификации дает количественные результаты. Нечеткая логика связана с функциями принадлежности, роль которых заключается в отображении нечетких входных значений в нечеткие лингвистические термины и наоборот. Чтобы получить диагностическую систему с превосходной чувствительностью, можно настроить правила и функции принадлежности [155]. Однако правильное определение нечетких правил и оптимизация функций принадлежности являются самой большой проблемой в нечеткой логике.Нечеткую логику проще реализовать по сравнению с SVM и NN. Кроме того, в отличие от других методов ИИ, таких как SVM и NN, он не полагается на наборы данных, поскольку в нечеткой логике нет этапа обучения или тестирования. В отдельных случаях этот метод может обеспечить только общую диагностику, так как невозможно регулярно определять конкретные признаки неисправности машины. Однако это единственная доступная альтернатива, когда сбор данных о неисправности невозможен [156]. Ласурт и др. [157] сравнили эффективность нечеткой логики с NN при диагностике неисправностей электрических машин и заявили, что нечеткая логика лучше работает при обнаружении различных неисправностей в широком диапазоне условий эксплуатации по сравнению с NN.Ву и Хсу [158] объединили метод DWT и нечеткой логики для обнаружения неисправности шестерни, и полученные результаты показали, что уровень распознавания предложенного метода составляет более 96% при различных экспериментальных условиях. Мукане и др. [159] применил метод БПФ для обработки сигналов и нечеткую логику для распознавания неисправностей при выявлении неисправностей оборудования. Таким образом можно идентифицировать множественные неисправности, включая серьезность неисправностей. Другие применения нечеткой логики в анализе вибрации для диагностики машин можно найти в таблице 6 [160–163]. 10.4. GA GA, полученный в результате изучения биологической системы, может решать задачи оптимизации как с ограничениями, так и без ограничений, основанные на процессе естественного отбора [164, 165]. На каждом этапе GA случайным образом выбирает лучших людей из текущей популяции на основе их качества, чтобы они стали родителями для детей следующего поколения, чтобы достичь оптимального решения. Этот шаг будет продолжаться до тех пор, пока не будет достигнуто условие завершения. В каждой ГА происходят три основных процесса, а именно отбор, кроссинговер и мутация.GA обычно используется для оптимизации параметров системы мониторинга и повышения скорости и точности диагностики неисправностей. Саманта и др. [145] представили комбинацию ANN и SVM с GA для обнаружения неисправностей подшипников. Судя по результату, SVM работает лучше, чем NN, а GA помогает сократить время обучения обоих методов. Хан и др. [166] использовали ГА в процессе диагностики асинхронного двигателя и обнаружили, что ГА помогает системе диагностики работать лучше, выбирая критические функции и оптимизируя структуру сети.Хайнаиб и др. [167] утверждали, что удаление некоторых признаков из входных признаков приведет к более быстрой и точной системе диагностики. GA обычно сочетается с другими методами ИИ, такими как SVM, нечеткая логика и NN. В НС ГА можно использовать как альтернативу изучению значений весов и для оптимизации топологии НС. Для нечеткого управления GA можно использовать для настройки связанных параметров функции принадлежности, а также для создания нечетких правил. Применение ГА также можно увидеть в таблице 6 [168–170].Преимущества и недостатки каждого метода распознавания неисправностей можно увидеть в таблице 10. Метод Преимущества Недостатки SVM Совместимость с большими и сложными наборами данных, высокая точность Трудно определить подходящее ядро ​​для применения, плохая работа, когда данные содержат шум данные процесса Сложный процесс проектирования, требует много времени для обработки большой сети, решение «черный ящик» Нечеткая логика Высокая надежность, простая конструкция и простота понимания Трудно получить правила знания, трудно определить правильная функция принадлежности GA Can обрабатывать чрезвычайно большой диапазон данных, может применяться для целей оптимизации Высокая стоимость вычислений, трудоемкая процедура 11.Обсуждение В этом исследовании обсуждалось более 100 статей, посвященных теме, связанной с анализом вибрации при мониторинге и диагностике машин с точки зрения инструментов, используемых на этапе сбора данных, методов извлечения признаков и распознавания неисправностей с помощью методов ИИ. В связи с тем, что в этой области имеется большое количество литературы, обзор всей литературы невозможен, а некоторые статьи могут быть опущены. Для процесса сбора данных и ответа на вопросник 1 в большинстве исследований применялась более простая и дешевая альтернатива компьютерному анализатору, а с помощью DSP и FPGA этот анализатор почти не уступает обычному анализатору.Акселерометр по-прежнему остается лучшим датчиком для анализа вибрации, и это подтверждается большинством рассмотренных статей. Однако из-за высокой стоимости пьезоэлектрического акселерометра исследователи постоянно работают над применением акселерометра MEMS, который может обеспечить такие же или лучшие характеристики. Преобразователь скорости предпочтительнее применять при диагностике тихоходных машин по сравнению с акселерометрами, так как измеряемые абсолютные ускорения гораздо меньше по величине при аналогичных виброперемещениях.Бесконтактные датчики также обладают огромным потенциалом в области мониторинга машин, поскольку установка датчика на машине больше не вызывает беспокойства, что, в свою очередь, обеспечивает более точные измерения. Однако из-за дороговизны он не получил широкого распространения. Ожидается, что LDV с многоканальными измерениями будет широко применяться в будущем, когда стоимость реализации LDV будет снижена. Что касается методов обработки сигналов (RQ 2), то работы по совершенствованию обнаружения и диагностики неисправностей в частотно-временной области привлекли большое внимание исследователей.Это связано с тем, что его можно реализовать для исследования нестационарных сигналов, поскольку сигналы отказа не повторяются на самой ранней стадии. Обычно эти нестационарные сигналы содержат обильную информацию о неисправностях машины. Методы мониторинга машин во временной и частотной областях основаны на предположении о стационарных сигналах, и это не подходит для обнаружения кратковременных динамических явлений, особенно во вращающихся машинах. Однако не следует пренебрегать традиционными методами, поскольку в некоторых случаях они предпочтительнее.Для низкоскоростных машин широко применяется анализ огибающей, поскольку он может обнаруживать сигналы с низкой энергией, а спектр огибающей дополнительно анализируется с использованием методов частотно-временной области, таких как WT и HHT, где уровень шума в сигналах вибрации снижается. Чтобы использовать преимущества определенного метода и компенсировать ограничения, некоторые исследователи применяли слияние определенных методов. На основании рис. 7(a)–7(c) наиболее применяемыми методами во временной, частотной и частотно-временной областях для мониторинга и диагностики машин являются методы RMS, FFT и WT соответственно. Чтобы ответить на вопрос 3, исследователи также переходят к внедрению интеллектуальной системы в анализ вибрации для автоматизированного принятия решений, и из обзора и со ссылкой на рисунок 7 (d) SVM является наиболее широко используемым методом, главным образом из-за его высокой точность классификации и малое время вычислений. Кроме того, было обнаружено, что применение параметров временной области прямо пропорционально применению методов ИИ. Это связано с тем, что функции во временной области могут повысить производительность методов ИИ и иметь низкие вычислительные затраты, что не ложится большой вычислительной нагрузкой на методы ИИ.Работы по доработке алгоритмов для снижения вычислительных затрат и упрощения реализации анализа вибрации все еще продолжаются для методов на основе ИИ. Основываясь на предыдущих исследованиях, посвященных анализу вибрации для мониторинга и диагностики машин, в большинстве опубликованных исследований метод анализа вибрации применялся на одном испытательном стенде или машине, где были получены отличные результаты, но такие же характеристики не могут быть гарантированы при применении к другим машинам. Это также относится к окружающей среде, где большинство работ, о которых сообщается, выполняются в контролируемой среде, и производительность может отличаться, если они используются в промышленных условиях.Аналогичные случаи относятся к распознаванию неисправностей с использованием ИИ, особенно в методах SVM и NN. Эти методы, основанные на данных, основаны на обучении наборов данных, полученных в прошлом, которые подаются в алгоритм, и когда используются совершенно новые наборы данных, могут возникнуть проблемы с обобщением. Таким образом, важно обучать алгоритмы ИИ с помощью соответствующих, разнообразных и оптимизированных наборов данных. Также рекомендуется протестировать методы ИИ в условиях, отличных от условий эксплуатации или окружающей среды, чем обучающие наборы данных, чтобы решить проблему обобщения.Было обнаружено, что почти 80% предыдущих исследований применяли методы извлечения признаков или обработки сигналов, такие как анализ огибающей, STFT, WT и HHT, независимо от того, сочетались они с методом ИИ или нет. Несмотря на то, что эти методы показали хорошие результаты при мониторинге и диагностике состояния машины, по-прежнему требуются экспертные знания в области обработки сигналов. Кроме того, экстрактор признаков должен быть реконструирован для каждой конкретной задачи диагностики неисправностей. Это одна из причин, по которой исследователи переходят к методу глубокого обучения, при котором признаки неисправности автоматически извлекаются из необработанных сигналов вибрации. Что касается шума, то большинство известных существующих методов позволяют эффективно отличать шум от сигналов вибрации. Однако это основано на предположении о гауссовском распределении вибрационных сигналов. В промышленной среде сигналы вибрации обычно искажаются негауссовским шумом из-за ненормальной работы зубчатых колес или подшипников и случайных помех, возникающих в машине, что широко не учитывается в описанных методах. Это связано с тем, что промышленные машины представляют собой сложные системы, состоящие из различных компонентов, таких как валы, подшипники и редукторы, которые работают одновременно.Таким образом, некоторые сигнатуры неисправности часто перекрываются собственными частотами машины и заглушаются высоким негауссовым шумом, в результате чего частоты неисправности становятся недоминирующими в спектре, что затрудняет диагностику и мониторинг машины [171, 172]. ]. Для RQ 4 недавнее применение интеллектуальных машин представляет новую и огромную проблему в области мониторинга и диагностики их состояния. Наличие различных датчиков и коммуникационных устройств в умной машине будет давать очень зашумленные данные.Таким образом, желательны научные исследования метода вибрации, который является точным и надежным и может эффективно обрабатывать огромное количество зашумленных данных. Иногда собранных с датчиков данных о вибрации недостаточно для диагностики и мониторинга машины. Вот почему возникает потребность в подходе к моделированию цифрового двойника. Согласно [173, 174], модель цифрового двойника может отображать различные характеристики физической машины в виртуальный мир для создания цифровой копии машины, которую можно передавать, отсоединять, модифицировать, воспроизводить, повторять и стирать.Таким образом, возможна экстраполяция данных вибрации, полученных от датчиков, на основе математического представления машины. Комбинируя подход, основанный на данных, основанный на искусственном интеллекте, и имитационную модель, основанную на физике, Digital Twin может получать дополнительную информацию о прогнозировании отказов оборудования. Эту модель также можно применять для запуска нескольких симуляций в различных условиях эксплуатации и окружающей среды, что повышает надежность метода диагностики. Однако создание эффективной и правильной модели цифрового двойника остается проблемой из-за нелинейной динамики и неопределенности, возникающих в работающих интеллектуальных машинах [175].Таким образом, работы по построению модели цифрового двойника, которая может правильно отображать фактические условия работы машины, еще могут быть изучены. Кроме того, стоит изучить метод мониторинга и диагностики состояния машины из удаленного места без необходимости посещения машины. Для методов на основе ИИ производительность можно дополнительно оценить, изучив влияние одновременного возникновения неисправности на машине. С точки зрения алгоритмов ИИ, включение подхода трансферного обучения в алгоритм может быть дополнительно изучено, поскольку метод глубокого трансферного обучения все еще находится на ранних стадиях.Таблица 11 показывает самые цитируемые статьи, рассмотренные в этой рукописи для каждого метода ответить на RQ 5. Методы Статьи Имя Количество цитирования Временная область Диагностика неисправности подшипника качения с использованием метода NN и характеристик среднеквадратичного значения и эксцесса во временной области, проведенная [63]. Судя по результатам, предлагаемый метод может эффективно диагностировать машину даже при уменьшенном количестве входных данных. 762 Частотный диапазон Исследование, проведенное [86] для изучения взаимосвязи между классическим анализом огибающей и спектрально-корреляционным анализом в диагностике отказов подшипников. Показано, что анализ огибающей дает те же результаты, что и комплексная спектральная корреляционная функция. 613 Частотно-временная область Исследование по применению метода CWT для выделения признаков сигналов механической вибрации, проведенное [101].Результаты показали, что предложенный метод более эффективен, чем метод «мягкого порогового шумоподавления» Донохо. 1050 AI Аналогично [63]. 762 12. Заключение Анализ вибрации для мониторинга и диагностики машин стал дешевле и дешевле благодаря развитию технологий и применен инструмент.В настоящее время даже неопытные пользователи могут проводить эффективный мониторинг вибрации без присутствия специалиста. В этом исследовании мы провели систематический обзор анализа вибрации для мониторинга и диагностики машин, который можно разделить на этапы сбора данных, выделения признаков и выявления неисправностей. В этом исследовании были даны ответы на несколько запросов, которые могут предоставить полезную информацию в этой области. В результате исследования было определено несколько ключевых факторов: (i) С развитием мощного программного обеспечения и Интернета в будущем компьютерный анализатор предпочтительнее из-за его низкой стоимости и производительности, которая не уступает автономному анализатору.(ii) Бесконтактный датчик — это будущее анализа вибрации для мониторинга и диагностики машин благодаря его гибкости и независимости от каких-либо эффектов массовой нагрузки без ущерба для качества сигнала. (iii) Методы во временной и частотной областях подходят для стационарных сигналов и времени. Методы частотной области предпочтительнее для нестационарных сигналов и раннего обнаружения неисправностей. (iv) Глубокое обучение, особенно метод глубокого обучения с переносом, начинают применять в анализе вибрации для мониторинга и диагностики машин, поскольку это помогает свести к минимуму требования к экспертным знаниям. на этапе извлечения сложных признаков.Традиционные методы ИИ, такие как SVM, NN и нечеткая логика, по-прежнему требуют экспертных знаний на этапе извлечения признаков из новых наборов данных. (v) Традиционные свойства во временной области, такие как RMS и коэффициент амплитуды, по-прежнему актуальны в будущем, и их применение с ИИ будет продолжать увеличиваться. Доступность данных Данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу. Конфликт интересов Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Благодарности Авторы хотели бы поблагодарить Synvue Sdn Bhd (1236749-D) за идеи и отзывы о разработке проекта. Эта работа была поддержана Совместными исследованиями в области инженерии, науки и технологий (CREST) ​​в рамках гранта 304/PELECT/6050424/C121. Разговор по струнному телефону Ключевые понятия Звук Волны Слух Из Национальных стандартов научного образования : Передача энергии Введение Вы когда-нибудь пытались поговорить с кем-то так далеко, что вы не могли слышать друг друга? Без крика трудно вести разговор на большом расстоянии.Так что в наши дни приятно иметь возможность использовать телефон, чтобы поговорить с кем-то, независимо от того, находится ли он или она на расстоянии 100 ярдов или 100 миль. Еще до того, как появились сотовые или даже беспроводные телефоны, все телефоны были подключены к проводам, которые помогали передавать звук человеческого голоса (через электрический сигнал). И вы можете использовать ту же концепцию, чтобы построить свой собственный телефон, используя только чашки и веревку. Какое сообщение вы собираетесь передать через строку? Фон Когда мы говорим, наши голосовые связки заставляют молекулы воздуха вибрировать.(Вы можете почувствовать вибрации, прижав руку к горлу во время разговора.) Эти вибрирующие молекулы воздуха заставляют вибрировать другие молекулы воздуха вокруг них и так далее, и именно так звук распространяется по воздуху. (Разные высоты звука движутся волнами, которые имеют разное расстояние между ними — или «частоту».) Другие источники звука, такие как струны гитары, скрипки или фортепиано, являются хорошими примерами того, как вибрации могут генерировать звук. Внутри наших ушей находятся крошечные чувствительные волоски. Они улавливают вибрации и передают эту информацию в наш мозг, который интерпретирует ее как звук.Мозг интерпретирует звуки как имеющие разную высоту или тон, в зависимости от частоты или расстояния между волнами. Но частицы в воздухе расходятся друг от друга больше, чем частицы в жидкости или твердом теле. Таким образом, звуковые вибрации, как правило, затухают, не успев распространиться очень далеко. Наличие мягкого соединительного материала, такого как хлопковая нить, которая имеет более высокую плотность или количество молекул в заданном пространстве, чем воздух, может помочь звуковым волнам перемещаться на большее расстояние. Материалы •   Два больших бумажных стакана (одноразовые пластиковые стаканчики также подойдут) •   Две скрепки или зубочистки •   Хлопчатобумажная нить или леска длиной примерно от 10 до 30 футов •   Тихая зона Подготовка •   Проделайте небольшое отверстие в центре дна каждой чашки (для пластиковых чашек вам может понадобиться гвоздь или другой острый инструмент, поэтому будьте осторожны при выполнении этого шага). •   Проденьте один конец веревки через дно каждой чашки. •   Поместите скрепку или зубочистку на дно каждой чашки и обвяжите свободный конец веревки вокруг нее (зажим или отмычка предназначены только для того, чтобы веревка не проскальзывала через дно чашки). Процедура •   Дайте одну чашку своему собеседнику и держите одну себе. •   Медленно отойдите друг от друга, пока нить, соединяющая чашки, не станет прямой и тугой. •   Приложите чашку к уху и попросите партнера говорить в свою чашку (говорите относительно тихо, если вы стоите близко друг к другу, но обязательно говорите громче, чем шепотом). •    Вы слышите, как говорит ваш партнер? •   Теперь вы попробуете говорить в свою чашку, а ваш партнер будет слушать в свою чашку. Слышит ли он или она вас? •   Попробуйте ослабить нить. Телефон из чашки с ниткой все еще эффективен? •   Теперь, сохраняя голос на одном уровне и оставаясь на одинаковом расстоянии друг от друга, попробуйте поговорить друг с другом, не используя чашки.Ты тоже слышишь? •    Дополнительно: Если у вас много места, посмотрите, на каком расстоянии друг от друга вы можете установить телефон с чашкой и ниткой, чтобы работать. •    Дополнительно: Если рядом с вами есть третий человек, попросите его держаться рукой за центр веревки. Будет ли звук по-прежнему проходить? Почему или почему нет? •    Дополнительно: Если у вас есть другие материалы (например, пряжа, леска, нейлоновая нить и т. д.), попробуйте их. Как разные материалы влияют на качество звука или как далеко распространяется звук? Читайте наблюдения, результаты и другие ресурсы. Наблюдения и результаты Могли бы вы лучше слышать своего партнера, используя чашки и тугую нить, чем если бы вы разговаривали друг с другом на том же уровне громкости в эфире? В этом упражнении ваш голос вызывал вибрацию воздуха внутри чашки, что, в свою очередь, заставляло вибрировать дно чашки. Эти вибрации передавались на струну, а затем на дно чашки вашего партнера, что заставляло воздух внутри его или ее чашки вибрировать и превращаться в различимый звук.Когда струна провисает, колебания легче рассеиваются и теряются по пути. (Стационарные телефоны основаны на той же идее, но они преобразуют звуковые волны в электрический сигнал, который может распространяться по проводам еще дальше, а стационарные телефоны не нужно держать в натянутом состоянии.) Звук, такой как человеческая речь, распространяется невероятно маленькими волнами — невероятно быстро (около 1126 футов в секунду), поэтому вы не могли увидеть его или обнаружить задержку, пока он двигался по чашкам и струне. Вы когда-нибудь замечали, как разные звуки звучат под водой? Поскольку молекулы воды упакованы вместе более плотно, чем молекулы воздуха, звуковые волны распространяются легче — быстрее и дальше — под водой. Этим фактом пользуются киты и другие морские животные, которые используют звук для общения под водой. Ученые считают, что киты могут слышать друг друга на расстоянии сотен (а может быть, и тысяч) миль — даже без струнного телефона! Поделитесь своими наблюдениями и результатами по струнному телефону! Оставьте комментарий ниже или поделитесь своими фотографиями и отзывами на странице Facebook Scientific American . Очистка Развяжите или отрежьте веревку от скрепки или зубочистки. Перерабатывайте или повторно используйте те материалы, которые вы можете. Еще для изучения «Ушные клетки активно усиливают звук» из Scientific American «(Не) накачивать громкость: звуковые волны заглушают песню китов» из Scientific American «Звук» Действия из The NASA Sci Files Обзор «Частота, длина волны и высота тона» от Connexions Sounds All Around Венди Пфеффер, возраст 4–8 лет Физика Дженис ВанКлив для каждого ребенка: 101 простой эксперимент с движением, теплом, светом, машинами и звук Дженис ВанКлив, 9-12 лет Далее… дрожжи живые! Смотреть дрожжи в прямом эфире и дышать Что вам понадобится •   Свежий пакет пекарских дрожжей (проверьте срок годности) •   Столовая ложка сахара •   Прозрачная пластиковая бутылка с небольшим горлышком (например, бутылка с водой) . •    Воронка •   Маленький воздушный шар •   Теплая вода Питание и глотание у детей Американская психиатрическая ассоциация.(2016). Кормление и расстройства приема пищи: Подборки DSM-5. Американская ассоциация речи, языка и слуха. (2016а). Этический кодекс [Этика]. https://www.asha.org/policy/ Американская ассоциация речи, языка и слуха. (2016б). Сфера деятельности по патологии речи и языка [Сфера деятельности]. https://www.asha.org/policy/ Арведсон, Дж. К. (2008). Оценка детской дисфагии и нарушений питания: клинический и инструментальный подходы. Обзоры исследований нарушений развития, 14 (2), 118–127. https://doi.org/10.1002/ddrr.17 Арведсон, Дж. К., и Бродский, Л. (2002). Глотание и кормление у детей: оценка и лечение . Единственное число. Арведсон, Дж. К., и Лефтон-Грейф, Массачусетс (1998). Видеофлюороскопические исследования глотания у детей: профессиональное руководство с рекомендациями для лиц, осуществляющих уход. Создатели коммуникативных навыков. Бил, Дж., Сильверман, Б., Беллант, Дж., Янг, Т.Е., и Клонц, К. (2012). Некротизирующий энтероколит с поздним началом у младенцев после применения загустителя, содержащего ксантановую камедь. Журнал педиатрии, 161 (2), 354–356. https://doi.org/10.1016/j.jpeds.2012.03.054 Беккет, К., Бреденкамп, Д., Касл, Дж., Грутхьюз, К., О’Коннор, Т. Г., Раттер, М., и Исследовательская группа английских и румынских приемных детей (ERA). (2002). Модели поведения, связанные с институциональной депривацией: исследование детей, усыновленных из Румынии. Journal of Developmental & Behavioral Pediatrics, 23 (5), 297–303. Бенфер, К.А., Вейр, К.А., Белл, К.Л., Уэр, Р.С., Дэвис, П.С.В., и Бойд, Р.Н. (2014). Ротоглоточная дисфагия у детей дошкольного возраста с детским церебральным параличом: нарушения оральной фазы. Исследования нарушений развития, 35 (12), 3469–3481. https://doi.org/10.1016/j.ridd.2014.08.029 Бенфер, К. А., Вейр, К. А., Белл, К. Л., Уэр, Р. С., Дэвис, П. С. В., и Бойд, Р.Н. (2017). Орофарингеальная дисфагия и детский церебральный паралич. Педиатрия , 140 (6), e20170731. https://doi.org/10.1542/peds.2017-0731 Бхаттачарья, Н. (2015). Распространенность проблем с голосом и глотанием у детей в США. Ларингоскоп, 125 (3), 746–750. https://doi.org/10.1002/lary.24931 Блэк, Л. И., Вахратян, А., и Хоффман, Х. Дж. (2015). Коммуникационные расстройства и использование интервенционных услуг среди детей в возрасте 3–17 лет: США, 2012 г. [Краткий обзор данных NCHS No.205]. Национальный центр статистики здравоохранения. https://www.cdc.gov/nchs/products/databriefs/db205.htm Брэкетт, К., Арведсон, Дж. К., и Манно, К. Дж. (2006). Детские расстройства кормления и глотания: общая оценка и вмешательство. SIG 13 Перспективы глотания и расстройств глотания (дисфагия), 15 (3), 10–15. https://doi.org/10.1044/sasd15.3.10 Калис, Е.А.С., Вейглерс, Р., Шеппард, Дж.Дж., Тиббоэль, Д., Эвенхуис, Х.М., и Пеннинг, К.(2008). Дисфагия у детей с тяжелым генерализованным церебральным параличом и умственной отсталостью. Развивающая медицина и детская неврология, 50 (8), 625–630. https://doi.org/10.1111/j.1469-8749.2008.03047.x Карон, К.Дж.Дж.М., Плаймерс, Б.И., Йостен, К.Ф.М., Матийссен, И.М.Дж., ван дер Шрёфф, М.П., ​​Данауэй, Д.Дж., Вольвиус, Э.Б., и Кудстал, М.Дж. (2015). Проблемы с кормлением при черепно-лицевой микросомии: систематический обзор. Международный журнал челюстно-лицевой хирургии, 44 (6), 732–737.https://doi.org/10.1016/j.ijom.2015.02.014 Центры по контролю и профилактике заболеваний. (2012). Национальное интервью по вопросам здоровья . Национальный центр статистики здравоохранения. https://www.cdc.gov/nchs/nhis/index.htm Дэвис-МакФарланд, Э. (2008). Семейные и культурные вопросы в школьной программе глотания и кормления. Услуги по языку, речи и слуху в школах, 39, 199–213. https://doi.org/10.1044/0161-1461(2008/020) де Врис, И. А.C., Breugem, CC, van der Heul, AMB, Eijkemans, MJC, Kon, M., & Mink van der Molen, AB (2014). Распространенность расстройств питания только у детей с расщелиной неба: ретроспективное исследование. Clinical Oral Investigations, 18 (5), 1507–1515. https://doi.org/10.1007/s00784-013-1117-x Эдди, К.Т., Томас, Дж.Дж., Гастингс, Э., Эдкинс, К., Ламонт, Э., Невинс, К.М., Паттерсон, Р.М., Мюррей, Х.Б., Брайант-Во, Р., и Беккер, А.Е. (2015) . Распространенность избегающего/ограничительного расстройства приема пищи согласно DSM-5 в сети педиатрических гастроэнтерологических учреждений. Международный журнал расстройств пищевого поведения, 48 (5), 464–470. https://doi.org/10.1002/eat.22350 Эркин, Г., Кулха, К., Озел, С., и Кирбийик, Э. Г. (2010). Проблемы с питанием и желудочно-кишечным трактом у детей с детским церебральным параличом. Международный журнал реабилитационных исследований, 33 (3), 218–224. https://doi.org/10.1097/MRR.0b013e3283375e10 Фишер, М. М., Розен, Д. С., Орнштейн, Р. М., Маммель, К. А., Кацман, Д. К., Рим, Э. С., Каллахан, С. Т., Малицио, Дж., Кирни С. и Уолш Б. Т. (2014). Характеристики избегающего/ограничительного расстройства приема пищи у детей и подростков: «новое расстройство» в DSM-5. Журнал здоровья подростков, 55 (1), 49–52. https://doi.org/10.1016/j.jadohealth.2013.11.013 Фрэнсис, Д. О., Кришнасвами, С., и Макфитерс, М. (2015). Лечение анкилоглоссии и исходы грудного вскармливания: систематический обзор. Педиатрия, 135 (6), e1458–e1466. https://doi.org/10.1542/peds.2015-0658 Гейер, Л.А., Макгоуэн, Дж. С. (1995). Положение младенцев и детей для видеофлюроскопических исследований функции глотания. Младенцы и дети младшего возраста, 8 (2), 58–64. Гизель, Э. Г. (1988). Жевательные циклы у нормальных детей в возрасте от 2 до 8 лет: профиль развития. Американский журнал профессиональной терапии, 42 (1), 40–46. https://doi.org/10.5014/ajot.42.1.40 Гомер, Э. (2008). Создание программы по борьбе с дисфагией в государственных школах: модель управления и предоставления услуг. Языковые, речевые и слуховые услуги в школах, 39 (2), 177–191 . https://doi.org/10.1044/0161-1461(2008/018) Хакаби, М.Л., и Пеллетье, Калифорния (1999). Лечение нейрогенной дисфагии у взрослых . Единственное число. Закон об улучшении образования лиц с ограниченными возможностями от 2004 г., 20 U.S.C. § 1400 и далее. https://sites.ed.gov/idea/ Джаффал, Х., Исаак, А., Йоханнсен, В., Кэмпбелл, С., и Эль-Хаким, Х.Г. (2020). Распространенность дисфункции глотания у детей с ларингомаляцией: систематический обзор. Международный журнал детской оториноларингологии, 139, 110464. https://doi.org/10.1016/j.ijporl.2020.110464 Джонсон, Д. Э., и Доул, К. (1999). Международное усыновление: последствия для раннего вмешательства. Младенцы и дети младшего возраста, 11 (4), 34–45. Ле Реверенд, Б.Дж.Д., Эдельсон, Л.Р., и Лорет, К. (2014). Анатомические, функциональные, физиологические и поведенческие аспекты развития жевания в раннем детстве. British Journal of Nutrition, 111 (3), 403–414. https://doi.org/10.1017/S0007114513002699 Лефтон-Грейф, Массачусетс (2008). Детская дисфагия. Клиники физической медицины и реабилитации Северной Америки, 19 (4), 837–851. https://doi.org/10.1016/j.pmr.2008.05.007 Лефтон-Грейф, Массачусетс, Кэрролл, Дж. Л., и Лафлин, Г. М. (2006). Длительное наблюдение за орофарингеальной дисфагией у детей без явных факторов риска. Детская пульмонология, 41 (11), 1040–1048.https://doi.org/10.1002/ppul.20488 Лефтон-Грейф, Массачусетс, МакГраттан, К.Е., Карсон, К.А., Пинто, Дж.М., Райт, Дж.М., и Мартин-Харрис, Б. (2017). Первые шаги к разработке инструмента для воспроизводимой количественной оценки физиологии ротоглотки при глотании у детей, находящихся на искусственном вскармливании. Дисфагия, 33 (1), 76–82. https://doi.org/10.1007/s00455-017-9834-y Логеманн, Дж. А. (1998). Оценка и лечение нарушений глотания. Pro-Ed. Логеманн, Дж.А. (2000). Терапия детей с нарушениями глотания в образовательной среде. Языковые, речевые и слуховые услуги в школах, 31 (1), 50–55. https://doi.org/10.1044/0161-1461.3101.50 Мандич, М.Б., Ричи, С.К., и Маллетт, М. (1996). Время перехода на пероральное кормление у недоношенных детей с апноэ и без него. Журнал акушерства, гинекологии и ухода за новорожденными, 25 (9), 771–776. https://doi.org/10.1111/j.1552-6909.1996.tb01493.x Маникам, Р.и Перман, Дж. А. (2000). Нарушения питания у детей. Журнал клинической гастроэнтерологии, 30 (1), 34–46. Маккейн, GC (1997). Активность поведенческого состояния при кормлении из соски у недоношенных детей. Неонатальная сеть, 16 (5), 43–47. МакКомиш, К., Брэкетт, К., Келли, М., Холл, К., Уоллес, С., и Пауэлл, В. (2016). Междисциплинарная команда по кормлению: Медицинский, моторный, поведенческий подход к сложным педиатрическим проблемам кормления. MCN: Американский журнал ухода за матерями и детьми, 41 (4), 230–236.https://doi.org/10.1097/NMC.0000000000000252 Требования к еде для обедов и требования к перекусам после школы, 7 C.F.R. § 210.10(м)(1) (2021). https://www.ecfr.gov/current/title-7/subtitle-B/chapter-II/subchapter-A/part-210/subpart-C/section-210.10 Морено-Вильярес, Дж. М. (2014). La Transicion a cuidado Adulto Para niños con desórdenes neurológicos crónicos: ¿Cual es la mejor manera de hacerlo? [Переход на взрослую помощь детям с хроническими неврологическими расстройствами: как лучше это сделать?]. Nutricion Hospitalaria, 29 (Приложение 2) , 32–37. Национальный центр статистики здравоохранения. (2010). Количество всех перечисленных диагнозов у ​​больных новорожденных в разбивке по полу и отдельным диагностическим категориям [Файл данных]. https://www.cdc.gov/nchs/data/nhds/8newsborns/2010new8_numbersick.pdf [PDF] Национальная ассоциация расстройств пищевого поведения. (н.д.). Предупреждающие знаки и симптомы. https://www.nationaleatingdisorders.org/warning-signs-and-symptoms Ньюман, Л.А., Кекли, К., Петерсен, М.С., и Хамнер, А. (2001). Функция глотания и медицинские диагнозы у младенцев с подозрением на дисфагию. Педиатрия, 108 (6), e106. https://doi.org/10.1542/peds.108.6.e106 Норрис, М.Л., Спеттиг, В.Дж., и Кацман, Д.К. (2016). Обновленная информация о расстройствах пищевого поведения: современные взгляды на избегающее/ограничительное расстройство приема пищи у детей и молодежи. Нейропсихиатрические заболевания и лечение, 12, 213–218. https://doi.org/10.2147/НДТ.S82538 Падос, Б. Ф., и Фуллер, К. (2020). Создание основы для оптимальных результатов кормления в отделении интенсивной терапии. Уход за здоровьем женщин, 24 (3), 202–209. https://doi.org/10.1016/j.nwh.2020.03.007 Закон о реабилитации от 1973 г., раздел 504, 29 U.S.C. § 701 и далее . https://www.ada.gov/regs2016/504_nprm.html Рид, Дж., Килпатрик, Н., и Рейли, С. (2006). Проспективное лонгитюдное исследование навыков кормления в когорте детей с расщелиной. The Cleft Palate-Craniofacial Journal, 43 (6), 702–709. https://doi.org/10.1597/05-172 Родригес, Н. А., и Каплан, М. С. (2015). Орофарингеальное введение материнского молока для профилактики некротизирующего энтероколита у новорожденных с экстремально низкой массой тела при рождении. Журнал перинатального и неонатального ухода, 29 (1), 81–90. https://doi.org/10.1097/JPN.0000000000000082 Сейверлинг, Л., Таул, П., Хенди, Х.М., и Пантелидес, Дж. (2018). Распространенность проблем с питанием у маленьких детей с расстройствами аутистического спектра и без них: обзорное исследование. Journal of Early Intervention, 40 (4), 335–346. https://doi.org/10.1177/1053815118789396 Шейкер, CS (2013a). Кормление по сигналу в отделении интенсивной терапии новорожденных: использование общения младенца в качестве ориентира. Неонатальная сеть, 32 (6), 404–408. https://doi.org/10.1891/0730-0832.32.6.404 Shaker, CS (2013b, 1 февраля). Чтение кормления. Лидер ASHA, 18 (2), 42–47. https://doi.org/10.1044/leader.FTRI.18022013.42 Шарп В.Г., Берри Р.К., Маккракен, К., Нуху, Н.Н., Марвел, Э., Солнье, К.А., Клин, А., Джонс, В., и Жакесс, Д.Л. (2013). Проблемы с питанием и потребление питательных веществ у детей с расстройствами аутизма: метаанализ и всесторонний обзор литературы. Журнал аутизма и нарушений развития, 43 (9), 2159–2173. https://doi.org/10.1007/s10803-013-1771-5 Симпсон, К., Шанлер, Р. Дж., и Лау, К. (2002). Раннее введение орального питания у недоношенных детей. Педиатрия, 110 (3), 517–522.https://doi.org/10.1542/peds.110.3.517 Снайдер, Р., Хердт, А., Мехиас-Сепеда, Н., Ладино, Дж., Кроули, К., и Леви, П. (2017). Раннее введение молозива через ротоглотку приводит к устойчивому кормлению грудью недоношенных детей. Педиатрия и неонатология, 58 (6), 534–540. https://doi.org/10.1016/j.pedneo.2017.04.003 Шпейер, Р., Кордье, Р., Ким, Дж.-Х., Кокс, Н., Мишу, Э., и Уилкс-Гиллан, С. (2019). Распространенность проблем со слюнотечением, глотанием и кормлением при церебральном параличе на протяжении всей жизни: систематический обзор и метаанализы. Развивающая медицина и детская неврология, 61 (11), 1249–1258. https://doi.org/10.1111/dmcn.14316 Такер, А., Абдельнур, А., Андерсон, К., Уайт, С., и Холлинз, С. (2008). Показатели риска удушья у взрослых с трудностями в обучении: анкетный опрос и интервью. Инвалидность и реабилитация, 30 (15), 1131–1138. https://doi.org/10.1080/09638280701461625 Министерство сельского хозяйства США. (2017). Включение детей-инвалидов в программы школьного питания: руководство для специалистов школьного питания .https://www.fns.usda.gov/cn/2017-edition-accommodating-children-disabilities-school-meal-programs Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. (2017). Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов расширяет меры предосторожности в отношении Simply Thick . https://wayback.archive-it.org/7993/20170722060115/https://www.fda.gov/ForConsumers/ConsumerUpdates/ucm256250.htm Велаютам, П., Айрас, А.Л., Каваи, К., Додрилл, П., Перес, Дж., Лондахл, М., Манди, Л., Домбровски, Н.Д., и Рахбар, Р. (2018). Тихая аспирация: кто в группе риска? Ларингоскоп, 128 (8), 1952–1957 гг.https://doi.org/10.1002/lary.27070 Уэбб, А. Н., Хао, В., и Хонг, П. (2013). Влияние разделения косноязычия на грудное вскармливание и артикуляцию речи: систематический обзор. Международный журнал детской оториноларингологии, 77 (5), 635–646. https://doi.org/10.1016/j.ijporl.2013.03.008 Уилсон, Э. М., и Грин, Дж. Р. (2009). Развитие движения челюсти для жевания. Раннее развитие человека, 85 (5), 303–311. https://дои.org/10.1016/j.earlhumdev.2008.12.003 Всемирная организация здравоохранения. (2001). Международная классификация функционирования, инвалидности и здоровья. Усталость материала | Инспекция | Инспекция Усталость представляет собой механизм разрушения, который включает растрескивание материалов и структурных компонентов из-за циклического (или флуктуационного) напряжения.В то время как приложенные напряжения могут быть растягивающими, сжимающими или скручивающими, зарождение и распространение трещины связаны с компонентом растяжения. Одним из интригующих факторов, связанных с развитием усталости, является то, что усталостные трещины могут зарождаться и распространяться при напряжениях значительно ниже предела текучести конструкционного материала (обычно считается, что эти напряжения связаны с упругой деформацией, а не с пластической деформацией). 3 стадии усталостного разрушения Стадия 1: Зарождение трещины — Усталостные трещины почти всегда зарождаются на свободной поверхности и вблизи концентратора напряжений (например,г. кончик сварного шва). Начальное развитие усталостной трещины происходит на локальных нарушениях кристаллической структуры металла. Образование и перемещение разрывов фактически упрочняет металл за счет пластической деформации. Это явление называется наклепом. По мере упрочнения металла он теряет способность к пластической деформации в той локализованной области, где проявляются циклические напряжения. Как только металл достигает предела пластической деформации, разрыв превращается в небольшую трещину. Стадия 2: Распространение трещины — После образования трещины продолжающиеся циклические напряжения повторяют процесс, медленно увеличивая микротрещину, что становится угрозой целостности конструкции. Стадия 3: Разрушение — Окончательное разрушение (т. е. катастрофическое разрушение) может быть пластичным или хрупким, в зависимости от материала, толщины, температуры и приложенного напряжения. Усталостные разрушения обычно возникают внезапно. Поверхности сломанного компонента, вызванные усталостью, обычно гладкие и не имеют признаков пластической деформации. В работе Некоторые инженеры посвящают свою карьеру изучению механики усталости, чтобы лучше предсказывать ожидаемый срок службы компонента. Эти инженеры озабочены ответами на следующие вопросы: Где может образоваться трещина? Каков оставшийся срок службы компонента в случае образования трещины? Какова прочность компонента с усталостной трещиной? 1 Для увеличения усталостной долговечности металлического компонента можно использовать несколько процессов.Эти процессы направлены на улучшение свойств поверхности компонента. Это включает поверхностное упрочнение с использованием процессов науглероживания или азотирования или дробеструйной обработки поверхности для создания остаточных сжимающих напряжений. Сглаживание и/или полировка также используются для минимизации концентраторов напряжения. Существует несколько факторов, влияющих на усталостную прочность, в том числе: Диапазон напряжений Геометрия компонента Свойства материалов Факторы окружающей среды (например,г. термические и коррозионные условия) Усталостные свойства также можно улучшить за счет увеличения толщины компонента. Однако увеличение толщины может привести к тому, что окончательное разрушение будет хрупким, а не пластичным. Кривая S-N Усталостная прочность и усталостная долговечность — два параметра, используемые для описания усталостного поведения. Испытания, которые показывают взаимосвязь между нагрузкой (S) и количеством циклов до отказа (N), могут быть выполнены на компоненте.Данные представлены на так называемой кривой S-N. Кривая S-N демонстрирует два разных поведения для материалов: кривая, показывающая предел усталости, как показано на рис. 1 и кривая, которая не показывает предела выносливости, как показано на рис. 2 . Рис. 1. Кривая S-N, отображающая предел усталости Железные и титановые сплавы обычно демонстрируют первые условия, а сплавы цветных металлов — вторые.Предел выносливости наблюдается на графике в виде горизонтальной линии, как показано на рис. Рисунок 2. Кривая S-N, показывающая отсутствие предела усталости Соотношение для последней кривой ( рис. 2 ) показывает количество циклов, которое металл может выдержать до разрушения для диапазона приложенных уровней напряжения. Как правило, металлы могут выдерживать высокие нагрузки в течение небольшого количества циклов (т.е. малоцикловая усталость), или они могут выдерживать низкие нагрузки в течение большого количества циклов (т. е. многоцикловая усталость) до разрушения. Формы усталости Усталостные разрушения бывают разных форм; однако их обычно можно отнести к одной из двух категорий: механическая усталость или термическая усталость. Механическая усталость Усталостное повреждение развивается в результате воздействия циклических нагрузок в течение длительного времени. Стоит отметить, что многочисленные классы компонентов (например,г. вращающееся оборудование и редукционные клапаны), предназначенные для переменных механических нагрузок, обычно не подвержены усталостному разрушению, если только они не повреждены каким-либо другим механизмом (например, повреждением от удара посторонним предметом или коррозией). К механической усталости можно отнести следующие виды усталости. Усталость от вибрации Вибрационная усталость — вид механической усталости, вызванный вибрацией оборудования или трубопроводов во время работы. Например, вибрационная усталость может возникнуть в результате эксплуатации оборудования за пределами установленных операционных окон целостности.Усталостное повреждение, вызванное вибрацией, обычно вызвано плохой конструкцией, отсутствием опоры (или демпферов), чрезмерной опорой или жесткостью. Амплитуда и частота вибрации являются критическими факторами вибрационно-усталостного повреждения, которое приводит к зарождению и распространению трещины. Коррозионная усталость Коррозионная усталость возникает от одновременного действия химического воздействия и механической усталости. Известно, что агрессивные среды разрушают металл.По мере развития коррозии область повреждения служит точкой концентрации напряжений и приводит к зарождению трещины. Тонкие пленки и покрытия наносятся для защиты оборудования от коррозии; однако механическая усталость часто повреждает эти пленки и подвергает оборудование воздействию окружающих условий. Термическая усталость Термическая усталость — это просто отказ, вызванный циклическими изменениями температуры. Этот механизм чаще всего встречается в трубных узлах пламенных нагревателей.Механическая усталость может быть, а может и не быть. В большинстве случаев термическая усталость возникает при пусках и остановах. Внезапные изменения температуры называются тепловым ударом и приводят к немедленному отказу. Запуски и остановы повышают восприимчивость к термической усталости. Быстрые скорости нагрева и охлаждения также повышают восприимчивость. Одно эмпирическое правило указывает на то, что термическая усталость может развиться, если температурный перепад между рабочей температурой превышает 200 ° F и отключением. Меры по снижению термической усталости Традиционная практика заключается в том, чтобы свести к минимуму риск термической усталости за счет надлежащей конструкции и эксплуатации, чтобы свести к минимуму термические напряжения и термоциклирование. К таким мерам относятся: Конструкции, которые сводят к минимуму места концентрации напряжений, плавное шлифование профилей сварных швов и требуют, чтобы переходы по толщине были постепенными и плавными. Использование регулируемых скоростей нагрева и охлаждения при пуске и останове. Сведение к минимуму частоты пусков и остановов, особенно «отключений». Сведение к минимуму дифференциального теплового расширения в соединениях из разнородных металлов. Там, где это возможно, предусмотрите гибкость, позволяющую компенсировать дифференциальное расширение. Каталожные номера Каллистер-младший, Уильям Д. и Ретвиш, Дэвид Г. Материаловедение и инженерия . 9-е изд., John Wiley & Sons, 2014. Связанные темы Тематические инструменты Поделись этой темой Вклад в определение Мы приветствуем обновления этого определения Integripedia от Inspectioneering. сообщество.Нажмите на ссылку ниже, чтобы отправить любые рекомендуемые изменения для Inspectioneering. команда редакторов для проверки. Вклад в определение Вибрация — Введение: Ответы по охране труда Мы можем чувствовать вибрации и знать, что люди могут подвергаться их воздействию. Но мы не можем определить, будет ли то, что мы чувствуем, вредным.Для этого мы должны измерить воздействие вибрации. Вибрация – это механические колебания объекта относительно точки равновесия. Колебания могут быть регулярными, как движение маятника, или случайными, как движение шины по гравийной дороге. Изучение воздействия вибрации на здоровье требует измерения общих «волн давления» (энергии вибрации), создаваемых вибрирующим оборудованием или конструкцией. Вибрация проникает в организм от части тела или органа, контактирующего с вибрирующим оборудованием.Когда рабочий работает с ручным оборудованием, таким как цепная пила или отбойный молоток, вибрация влияет на руки и руки. Такое воздействие называется воздействием вибрации рук. Когда рабочий сидит или стоит на вибрирующем полу или сиденье, вибрационное воздействие затрагивает почти все тело и называется вибрационным воздействием на все тело. Риск травм, вызванных вибрацией, зависит от среднего ежедневного воздействия. При оценке риска учитываются интенсивность и частота вибрации, продолжительность (годы) воздействия и часть тела, которая воспринимает энергию вибрации. Вибрация рук вызывает повреждение кистей и пальцев. Проявляется поражением кровеносных сосудов, нервов и суставов пальцев. Возникающее в результате состояние известно как болезнь белых пальцев, феномен Рейно или синдром вибрации кисти (HAVS). Одним из симптомов является то, что пораженные пальцы могут побелеть, особенно при воздействии холода. No related posts. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт