ГОСТ Р 52545.1-2006 (ИСО 15242-1:2004) Подшипники качения. Методы измерения вибрации. Часть 1. Основные положения стр. 2

3.13 среднеквадратическое значение виброскорости (root-mean-square velocity; r.m.s.  )  , мкм/с, <за временной интервал  >: Корень квадратный из среднего значения квадратов значений виброскорости, взятых во временном интервале.

Примечание - Среднеквадратическое значение применимо также к виброперемещению и виброускорению.

3.14 экспоненциальное среднеквадратическое значение виброскорости (exponential mean effective e.m.e velocity  )  , мкм/с: Параметр для получения усредненной по времени виброскорости, подобный среднеквадратическому значению виброскорости, но учитывающий экспоненциальное затухание по времени значений величины.

Примечание - Экспоненциальное среднеквадратическое значение применимо также к виброперемещению и виброускорению.

3.15 период (period): Наименьшее приращение независимой переменной периодической величины, через которое функция повторяет саму себя.

3.16 импульс вибрации (peak) Р, мкм/с: Кратковременная высокочастотная затухающая составляющая сигнала виброскорости. Примечание - Следует отличать это понятие от понятия пикового значения виброскорости.

4 Основные принципы

4.1Измерение вибрации подшипника

На рисунке 1 представлены основные этапы измерения вибрации подшипника и факторы, влияющие на измерение.

500 × 488 пикс.     Открыть в новом окне

Рисунок 1 - Основные элементы измерения вибрации подшипника и факторы, влияющие на это измерение

4.2Характеристики оси вращения

4.2.1Подшипник качения предназначен для обеспечения оси вращения одной детали машины относительно другой, при этом подшипник должен выдерживать радиальную и/или осевую нагрузки. Кроме того, сама ось вращения может производить перемещение еще в пяти основных степенях свободы. Все шесть степеней свободы показаны на рисунке 2 и приведены ниже:

-общий случай положения оси вращения, обозначение осей, см. рисунок 2а;

-чистое вращение, см. рисунок 2б;

-радиальное смещение, т.е. смещение в одном или обоих ортогональных направлениях, проходящих через ось вращения, см. рисунки 2в, г;

-осевое смещение, т.е. смещение в направлении, параллельном оси вращения, см. рисунок 2д;

-угловое смещение, т.е. угловое смещение в одной или в двух ортогональных плоскостях, проходящих через ось вращения, см. рисунки 2е, ж.

147 × 120 пикс.     Открыть в новом окне

а - общий случай положения оси вращения, обозначение осей

112 × 110 пикс.     Открыть в новом окне

б - чистое вращение

102 × 112 пикс.     Открыть в новом окне

в - радиальное смещение в направлении оси Х

112 × 117 пикс.     Открыть в новом окне

г - радиальное смещение в направлении оси Y

175 × 122 пикс.     Открыть в новом окне

д - осевое смещение в направлении оси Z

АВ=Z - базовая ось;

CD - ось вращения;

 - угол поворота.

е - угловое смещение в направлении оси Х

137 × 100 пикс.     Открыть в новом окне

ж - угловое смещение в направлении оси Y

Рисунок 2 - Схематическое изображение степеней свободы при вращении

4.2.2Вращающийся подшипник качения в лучшем случае не должен сопротивляться внешним усилиям, прилагаемым в направлении вращения, т.е. иметь нулевой момент трения. В зависимости от типа нагружения извне, которое по расчетам должен выдерживать подшипник, этот подшипник будет проявлять жесткость в нескольких или во всех пяти оставшихся степенях свободы. Например, самоустанавливающийся подшипник может выдерживать радиальную и осевую нагрузки, но не будет проявлять жесткость в двух угловых направлениях.

Другие подшипники могут быть предназначены для свободного осевого перемещения, обеспечивая при этом жесткость в радиальном и угловых направлениях.

4.3Погрешность вращения подшипника

Смещение оси вращения вращающегося подшипника в любой из возможных пяти невращательных степенях свободы, в которых подшипник предназначен выдерживать нагрузку, называется погрешностью вращения. Это понятие включает в себя любые смещения, связанные с вращением подшипника, за исключением перемещений, вызванных тепловыми деформациями или изменениями нагрузки, прилагаемой извне. Погрешность вращения представлена в терминах смещения и характеризуется отклонением от идеальной оси вращения. Во вращающемся подшипнике качения погрешность вращения является следствием наличия дискретной структуры комплекта тел качения и геометрических дефектов различных внутренних поверхностей подшипника, которые испытывают относительное перемещение при его вращении. Эти геометрические дефекты могут быть характеристиками (например, погрешностью формы обработанной поверхности), присущими деталям подшипника, или могут быть результатом деформации деталей подшипника во время сборки или установки.

4.4Вибрация подшипника

Факторы, вызывающие погрешность вращения подшипника, будут также проявляться в динамике и вызывать вибрацию элементов подшипника.

Вибрация подшипника вызывается внутренними переменными силами, генерируемыми при вращении в контактах тел качения с дорожками качения с учетом инерции и демпфирования. Внутренние силы будут также создаваться переменными во времени деформациями деталей подшипника и несколькими типами случайных перемещений тел качения и сепараторов и периодическими смещениями сепараторов относительно тел качения или колец. Вибрация будет обусловлена не только формами колебаний элементов подшипника как твердых тел, но и изгибными формами колебаний. Вибрация генерируется погрешностями при определенных условиях, таких как частота вращения и прилагаемая нагрузка. Вибрация подшипника может влиять на работу механической системы и вызывать образование акустического шума системы, в которую вмонтирован этот подшипник.

5 Процесс измерения

5.1Основные принципы измерения

Совокупность вибрационных процессов всей конструкции подшипника качения применительно к назначениям настоящего стандарта оценивают при размещении преобразователя (например, преобразователя виброперемещения, виброскорости или виброускорения) в определенной точке на одном из колец подшипника или на механической части измерительного стенда, который механически соединен с одним из колец подшипника. Линию действия преобразователя определяют по отношению к осям подшипника (например, в осевом или радиальном направлении). Подшипник вращают с фиксированной скоростью при указанных условиях нагружения и в течение заданного периода времени снимают сигнал преобразователя.

Накопленные таким образом данные анализируют для нахождения одного или более параметров, которые используют для характеристики вибрации.

По этим данным можно судить о качестве изготовления подшипника и его состоянии. Эти наблюдения выдают данные вибрации подшипника при выбранных условиях измерений, поэтому по этим результатам можно лишь частично делать выводы, касающиеся вибрации и шума при других условиях эксплуатации. Процесс измерения может быть представлен схематически, как показано на рисунке 1.

5.2Частота вращения

5.2.1Измерение вибрации подшипников должно происходить в динамике при неподвижном наружном кольце или при его принудительном проворачивании и при вращении внутреннего кольца с постоянной частотой, зависящей от размера и конструкции подшипника (см. стандарты на подшипники конкретных типов).