Мониторинг магистрали нефтегазовых трубопроводов на основе беспилотного летательного аппарата со снижением вибраций приводных электродвигателей за счет применения демпфера с ячеистой структурой; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 337, № 7
| Parent link: | Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов=Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering/ Национальный исследовательский Томский политехнический университет.— .— Томск: Изд-во ТПУ, 2015-.— 2413-1830 Т. 337, № 7.— 2026.— С. 198-207 |
|---|---|
| Corporate Authors: | , |
| Other Authors: | , , , , |
| Summary: | Актуальность. Рассматривается актуальная проблема снижения виброактивности на борту устройств мониторинга нефтегазовых трубопроводов на основе беспилотного летательного аппарата. Бортовое оборудование беспилотного летательного аппарата, в частности оптические приборы, используемое для фото- и видеосъемки, подвержено влиянию вибрации от электродвигателей. Эта вибрация вносит погрешность в качество получаемых снимков. Оценка виброактивности электродвигателей показывает, что источники колебаний имеют различную физическую природу: дисбалансы, электромагнитные явления, погрешность шарикоподшипников, технологические погрешности деталей конструкции, качество сборки. Поскольку полностью устранить виброактивность электродвигателей технически невозможно, целесообразно ее снизить с помощью технического решения, введя демпфирующий элемент в кинематическую цепь источника вибрации. В частности, на основе ячеистой структуры предложена конструкция демпфера для минимизации воздействия вибрации от электродвигателей. Исследование эффективности применения разработанного макета демпфера проведено с применением метода лазерной доплеровской виброметрии, активно развивающегося в последнее десятилетие. Оборудование позволило регистрировать вибрации на поверхности колеблющихся изделий бесконтактным способом, что имеет важное значение для средств измерения с возможностью неразрушающего контроля конструкции. В ходе исследования доказано, что различные ячеистые структуры тела демпфера по-разному влияют на эффективность его работы. Демпфер на основе «крестообразной формы» ячеистой структуры позволил на 53 % снизить уровень вибрации, приходящей от электродвигателя, что подтвердило его актуальность применения в данном исследовании. Объектом исследования является демпфер с ячеистой структурой, изготовленный аддитивным методом. Цель: разработать конструкцию макета демпфера с ячеистой структурой и оценить эффективность его применения для снижения уровня виброактивности на борту устройства мониторинга магистрали нефтегазовых трубопроводов. Методы: современные подходы вибродиагностики, методы вычислительной математики и применение современных средств измерения вибрации. Результаты исследования показали возможность создания демпфера на основе конструкции ячеистой структуры аддитивным методом. Разработанный демпфер минимизирует уровень амплитуды вибрации на 53 % в диапазоне рабочих частот вращения вала электродвигателя Relevance. This article examines the pressing issue of reducing vibration activity onboard unmanned aerial vehicle-based oil and gas pipeline monitoring devices. Unmanned aerial vehicle onboard equipment, particularly optical instruments used for photography and videography, is susceptible to vibration from electric motors. This vibration degrades the quality of the resulting images. An assessment of the vibration activity of electric motors reveals that the sources of vibration have various physical origins: imbalances, electromagnetic phenomena, ball bearing errors, manufacturing defects in structural components, and assembly quality. Since completely eliminating the vibration activity of electric motors is technically impossible, it is advisable to reduce it through a technical solution by introducing a damping element into the kinematic chain of the vibration source. Specifically, a damper design based on a cellular structure is proposed to minimize the impact of vibration from electric motors. A study of the effectiveness of the developed damper prototype was conducted using laser Doppler vibrometry, a method that has been rapidly developing over the past decade. The equipment allowed for contactless recording of vibrations on the surface of vibrating components, which is essential for non-destructive testing of structures. The study demonstrated that different cellular structures of the damper body have different effects on its effectiveness. The damper, based on a "cross-shaped" cellular structure, reduced the vibration level emitted by the electric motor by 53%, confirming its suitability for this study. Object. Cellular damper manufactured using additive manufacturing. Aim. To develop a design for a damper prototype with a cellular structure and evaluate the effectiveness of its application for reducing vibration activity on board a device for monitoring oil and gas pipelines. Methods. Modern vibration diagnostics approaches, computational mathematics methods, and modern vibration measurement tools. Results. The developed damper minimizes the vibrationamplitude level by 53% in the range of operating speeds of the electric motor shaft Текстовый файл |
| Language: | Russian |
| Published: |
2026
|
| Subjects: | |
| Online Access: | bulletin_tpu-2026-v337-i7-18.pdf https://doi.org/10.18799/24131830/2026/7/5638 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=688646 |