ГОСТ ИСО 7919-1-2002. Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на вращающихся валах. стр. 2

Оценку вибрационного состояния машины получают по результатам измерений как относительного виброперемещения (виброперемещение вала относительно некоего конструктивного элемента машины, например корпуса подшипника), так и абсолютного виброперемещения (виброперемещение вала относительно некоторой инерциальной системы отсчета). При установлении вибрационных критериев необходимо четко указывать, какое виброперемещение имеется в виду: относительное или абсолютное.
При измерении как абсолютного, так и относительного виброперемещений определяют:
- размах виброперемещения в направлении измерений;
- максимальное виброперемещение вала относительно среднего положения в плоскости измерений.
Соотношение между данными параметрами показано на рисунках В.1 и В.2.
Примечание - В настоящее время при применении критериев оценки состояния используют максимальное из двух размахов виброперемещения по измерениям в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Впоследствии, по мере накопления экспериментальных данных, более предпочтительным может оказаться использование параметра , определенного на рисунке В.2.
3.1.2 Диапазон частот измерений
Измерения относительной и абсолютной вибраций вала следует проводить в широкой полосе частот, полностью охватывающей значимую часть частотного спектра вибрации машины.

3.2 Виды измерений

3.2.1 Измерения относительной вибрации
Измерения относительной вибрации проводят, как правило, с помощью датчиков бесконтактного типа, воспринимающих виброперемещение между валом и элементом конструкции машины, например корпусом подшипника. Требования к датчикам - по ГОСТ ИСО 10817-1.
3.2.2 Измерения абсолютной вибрации
Измерения абсолютной вибрации проводят одним из следующих методов:
а) при помощи контактного датчика-зонда, на который устанавливают датчик инерционного типа (датчик скорости или акселерометр), непосредственно измеряющий абсолютную вибрацию вала;
б) при помощи бесконтактного датчика, который измеряет относительную вибрацию вала, в сочетании с датчиком инерционного типа (датчиком скорости или акселерометром), который измеряет вибрацию опоры. Оба датчика должны быть установлены в непосредственной близости друг от друга, чтобы на них воздействовали одни и те же абсолютные колебания в направлении измерений. Сумма сигналов этих датчиков в векторном виде является абсолютной вибрацией вала.

3.3 Проведение измерений

3.3.1 Общие положения
Датчики устанавливают в точках, позволяющих измерять поперечные колебания вала на наиболее важных участках. Рекомендуется при измерениях как относительной, так и абсолютной вибрации устанавливать по два датчика на каждом подшипнике или в непосредственной близости от него. Эти датчики располагают в радиальном направлении, желательно в одной поперечной плоскости, перпендикулярной к оси вала, так, чтобы их оси чувствительности отстояли от радиального направления не более чем на ±5°. Датчики устанавливают под углом 90°±5° относительно друг друга на одной половине подшипниковой опоры.
Вместо двух перпендикулярно расположенных датчиков допускается в каждой плоскости измерений использовать один датчик при условии, что это позволит получать достаточно полную информацию о вибрации вала.
Рекомендуется проведение специальных измерений для определения биений вала невибрационной природы, обусловленных неоднородностью материала поверхности вала, локальным остаточным намагничиванием или механическими биениями. Следует иметь в виду, что в случае асимметричного ротора влияние силы тяжести может вызвать появление ложного сигнала биения.
Описания средств измерений и рекомендации по их использованию приведены в приложении С.
3.3.2 Измерения относительной вибрации
Датчики относительной вибрации бесконтактного типа обычно устанавливают в резьбовых отверстиях в корпусах подшипников или рядом с подшипниками при помощи жестких кронштейнов. Собственные частоты кронштейна не должны оказывать влияние на результаты измерений вибрации вала. Если датчик установлен в самом подшипнике, его расположение не должно вызывать изменений в масляном клине подшипника.
Поверхность вала в месте установки датчика с учетом температурных расширений должна быть гладкой и свободной от любых отклонений в геометрической форме (вызванных, например, шпоночными канавками, резьбами, каналами для смазки), неоднородностей материала и остаточного намагничивания, способных привести к искажениям сигнала. Если поверхность вала была гальванизирована или металлизирована, то измерительную систему следует откалибровать специально для данной поверхности. Рекомендуется, чтобы биения электрической и механической природы, измеренные с помощью данного датчика, не превышали большего из следующих значений: 25% значения виброперемещения, принятого за допустимое, или 6 мкм. Для высокооборотных машин характерна повышенная чистота обработки поверхности вала, поэтому для машин с рабочей скоростью более 10000 мин вместо 6 мкм следует брать значение мкм, где - скорость вращения ротора, мин .
Если измерения проводят на машине, находящейся в эксплуатации, для которой измерения вибрации вала запланированы не были, вопрос допустимости тех или иных биений должен быть рассмотрен особо.
3.3.3 Измерения абсолютной вибрации с использованием датчиков инерционного и бесконтактного типов
При использовании сочетания датчиков инерционного и бесконтактного типов абсолютную вибрацию получают векторным сложением сигналов этих датчиков. Требования к бесконтактным датчикам и к их креплению аналогичны указанным в 3.3.2. Датчик инерционного типа жестко закрепляют на конструкции машины (например на корпусе подшипника) как можно ближе к датчику бесконтактного типа для того, чтобы оба датчика воспринимали одну и ту же абсолютную вибрацию в направлении измерений со стороны опоры. Оси чувствительности бесконтактного и инерционного датчиков должны быть параллельны, чтобы в процессе векторного сложения сигналов этих датчиков не было дополнительных погрешностей при измерении абсолютной вибрации.
3.3.4 Измерения абсолютной вибрации с использованием датчиков инерционного типа и контактных датчиков-зондов
Датчики инерционного типа (датчики скорости или акселерометры) должны быть установлены на датчиках-зондах в радиальном направлении. Следует исключить возможное дребезжание или заедание зонда, что может повлиять на снимаемый сигнал датчика. Установку зондов проводят согласно требованиям 3.3.1.
Поверхность вала в месте контакта с зондом с учетом тепловых расширений должна быть гладкой и свободной от любых отклонений в геометрической форме, таких как шпоночные канавки или резьбы. Рекомендуется, чтобы механические биения вала не превышали большего из следующих значений: 25% значения виброперемещения, принятого за допустимое, или 6 мкм. Для рабочих скоростей более 10000 мин вместо 6 мкм следует брать значение мкм, где - скорость вращения ротора, мин .
Метод измерения вибрации с помощью зонда может иметь ограничения, связанные со скоростью движения поверхности вала или другими обстоятельствами, например формированием под зондом гидродинамической масляной пленки, которая может внести искажения в снимаемый сигнал. Данные ограничения должны быть указаны в сопроводительной документации на датчики.

3.4 Режимы работы машины

Измерения вибрации вала следует проводить в заданном режиме работы машины после того, как температурные и другие эксплуатационные характеристики достигнут указанных значений. В случае проведения дополнительных измерений для других условий работы машины, например при медленном проворачивании ротора, прогреве или на критических скоростях вращения, оценка результатов таких измерений может потребовать использования методов, не указанных в настоящем стандарте.

3.5 Фундамент и конструкция машины

Тип фундамента и конструктивные особенности машины (например наличие подсоединенных труб) могут оказать существенное влияние на ее вибрацию. Сравнение вибрации машин одного вида будет корректным только в случае, если динамические характеристики фундамента и конструкции этих машин одинаковы.

3.6 Наведенная вибрация и проверка измерительной системы

Перед началом измерений вибрации в рабочем режиме машины следует с помощью тех же средств измерений и в том же месте провести измерения вибрации для неработающей машины. Если значение параметра вибрации для неработающей машины будет превышать треть значения, полученного для машины, работающей в заданном режиме, необходимо принять меры по исключению влияния наведенной вибрации.

4 Средства измерений

Выбор средств измерений следует осуществлять с учетом:
- возможности их работы в условиях повышенных температуры и влажности;
- наличия коррозионной среды;
- скорости движения поверхности вала;
- материала, из которого изготовлен вал, и качества его поверхности;
- рабочей среды (вода, масло, воздух или пар), контактирующей с датчиком;
- возможных воздействий вибрации и удара (по трем основным осям), акустического шума, магнитных полей;
- наличия металлических масс вблизи наконечника датчика;
- флуктуации напряжения питания.
Желательно, чтобы измерительная система имела встроенное устройство калибровки считывающего устройства и изолированные выходы, позволяющие при необходимости проводить дальнейший анализ полученных данных.

5 Критерии оценки

5.1 Оценку вибрационного состояния машины получают по результатам измерений абсолютной или относительной вибрации вала.