Деркачёв Сергей Владимирович – канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник – руководитель молодежной научной лаборатории «Приборостроение и станкостроение»
г. Донецк
Donetsk
Сидоров Владимир Анатольевич – д-р техн. наук, доцент, профессор кафедры «Механическое оборудование заводов чёрной металлургии»
г. Донецк
Donetsk
Развитие промышленного оборудования во многом обеспечивается использованием электромеханических систем, включающих приводной элемент – асинхронный двигатель. Техническое состояние электромеханической системы обеспечивает непрерывность и эффективность технологического процесса, что определяет актуальность применения различных методов диагностирования в практике эксплуатации. Проведенный краткий литературный обзор исследований в данном направлении указывает на общую тенденцию использования визуализации акустико-вибрационных сигналов, наряду с методами термографии для широкого применения. Известным фактом является то, что для диагностирования фактического состояния электромеханической системы высокой информативностью обладают переходные процессы. В проведенном исследовании оценка состояния проводилась на основе фиксации временных реализаций виброускорения в период запуска электромеханической системы (вентиляторного типа) в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, что было реализовано с помощью прикладных программ к смартфону. В результате сформулированы основные признаки проявления неисправностей электрической и механической частей электромеханической системы при измерении виброускорения на корпусе электродвигателя – приводного элемента в режиме пуска, возникающие при этом сложности в формализации временных реализаций компенсируются пониманием физических процессов, сопровождающих процесс пуска, а также формированием справочника проявления признаков неисправностей. Полученные результаты использовались для принятия решений о целесообразности проведения ремонтных работ и показали достаточную точность безразборного диагностирования указанным методом при использовании относительной и взаимной оценки.
Object: This research aims to develop and validate a practical, low-cost methodology for the prompt technical condition assessment of electromechanical systems (EMS) during the startup transient. The primary goal is to enable binary classification ("satisfactory" or "unsatisfactory") of an EMS's state using vibration signals acquired solely via a smartphone's built-in accelerometer, facilitating widespread on-site screening without specialized equipment.
Methods: The diagnostic approach is based on recording triaxial vibration acceleration time histories during the startup of industrial asynchronous motors driving screw compressors and exhaust fans. Using a dedicated mobile application (AccelerometerMeter), measurements were taken in three orthogonal directions (axial, horizontal, vertical) relative to the motor housing. The methodology relies on relative and mutual comparison of the recorded signals, focusing on transient characteristics rather than absolute metric values. Results were benchmarked against conventional vibration analysis conducted with professional equipment according to ISO standards and post-maintenance teardown inspections.
Results: The analysis of startup vibration patterns successfully identified distinctive fault signatures. Key diagnostic indicators included anomalous peak amplitudes, sustained instability, and the presence of characteristic beats and shock impulses, particularly during star-delta switching. Empirical correlations were established between the spatial dominance of vibration (e.g., predominant axial vibration indicating misalignment, high vertical components suggesting foundation issues) and specific mechanical or electromagnetic faults. The smartphone-based method effectively differentiated between properly functioning systems and those with confirmed defects, such as bearing degradation or rotor imbalance, with conclusions corroborated by standard vibration severity assessments.
Conclusions: Utilizing a smartphone for vibration analysis during the startup transient proves to be a highly effective and accessible tool for preliminary condition monitoring and screening of electromechanical assets. It provides a viable means for early fault detection in field conditions, allowing maintenance personnel to prioritize equipment for further detailed investigation using advanced diagnostic techniques. The study confirms the high informational content of transient processes for diagnostics and establishes a foundation for a structured, two-level monitoring strategy: initial rapid screening with mobile devices followed by targeted expert analysis, thereby optimizing maintenance resources and enhancing operational reliability.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.