ГОСТ ИСО 7919-1-2002. Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на вращающихся валах. стр. 5

Поскольку измеряемые параметры не зависят от абсолютного значения среднего положения вала, в измерениях среднего положения нет необходимости.

Значительно труднее определить максимальное значение размаха перемещения и соответствующее ему угловое положение вала на орбите (см. рисунок В.2). На практике этот параметр аппроксимируют с помощью других параметров, как указано в В.3.2.1-В.3.2.3. Для получения более точной оценки необходимо подробное исследование формы траектории, например с помощью осциллографа.

В.3.2.1 Метод А. Среднеквадратичное размахов перемещений, измеренных в двух взаимно перпендикулярных направлениях

Значение  можно аппроксимировать следующим выражением

219 × 32 пикс.     Открыть в новом окне

.                            (В.4)

Выражение (В.4) в случае преобладания в спектре вибрации оборотной частоты будет, как правило, давать завышенную оценку с максимальной погрешностью приблизительно 40%.

Максимальная погрешность имеет место в случае круговой траектории и последовательно уменьшается по мере сплющивания траектории, обращаясь в нуль, когда траектория превращается в отрезок прямой линии.

В.3.2.2 Метод В. Максимальное из размахов перемещений, измеренных в двух взаимно перпендикулярных направлениях

Значение  можно аппроксимировать одним из следующих выражений

или .                            (В.5)

в зависимости оттого, какое из полученных значений больше.

Выражение (В.5) в случае преобладания в спектре вибрации оборотной частоты будет, как правило, давать заниженную оценку с максимальной погрешностью приблизительно 30%.

Максимальная погрешность имеет место для траектории в виде отрезка прямой линии и последовательно уменьшается при стремлении формы орбиты к окружности, превращаясь в нуль для чистой окружности.

В.3.2.3 Метод С. Измерение

Мгновенное значение перемещения вала вычисляют по результатам измерений и согласно формуле (В.3). Значение будет максимальным, когда центр вала находится в точке (см. рисунок В.2). Это значение обозначают и вычисляют по формуле

291 × 32 пикс.     Открыть в новом окне

.                     (В.6)

Точка траектории, соответствующая , не обязательно должна совпадать с точкой, в которой и принимают максимальные значения. Для каждой конкретной траектории существует одно значение , которое не зависит от положений датчиков вибрации при условии, что положение центра координат остается неизменным.

Значение  можно аппроксимировать следующим выражением

.                                        (В.7)

Выражение (В.7) дает точное значение, когда вибрация содержит только одну частотную составляющую. В большинстве других случаев выражение будет давать завышенную оценку , которая будет зависеть от гармонического состава вибрации.

Следует отметить, что для определения необходимо знать среднее по времени значение перемещения вала. Таким образом, измерение возможно только при помощи измерительных систем, которые помимо изменяющихся со временем параметров могут измерять и их среднее значение. Кроме того, вычисление на основе сигналов, снятых с двух датчиков, представляет собой относительно сложную вычислительную процедуру, требующую применения специальной аппаратуры.

Приложение С

(рекомендуемое)

Средства измерений, используемые при измерениях относительной и абсолютной вибраций вала

C.1 Общие положения

При измерениях поперечной вибрации вала обычно используют три вида измерительных систем, каждый из которых обеспечивает измерения в одном или в двух направлениях. В измерительную систему одного вида входят бесконтактные датчики, измеряющие относительные перемещения между валом и подшипником; в измерительную систему другого вида - сочетание зондов с датчиками инерционного типа для измерения абсолютного перемещения вала; измерительные системы третьего вида обеспечивают измерение абсолютного перемещения вала сложением выходных сигналов с датчиков бесконтактного и инерционного типа, установленных на конструкции машины (например на корпусе подшипника).

Примечание - В примерах, приведенных в С.2-С.4, рассмотрено применение двух датчиков, расположенных в одной плоскости, перпендикулярной к оси вала, под углом 90° друг к другу. Однако в ряде случаев бывает достаточным проводить измерения в одном направлении (см. 3.3).

С.2 Система измерений относительного движения (датчики бесконтактного типа)

Измерительная система, используемая при измерениях движения вала относительно элементов конструкции машины (например корпуса подшипника), приведена на рисунке С.1. Система состоит из бесконтактного датчика, устройства согласования и считывающего устройства.

511 × 196 пикс.     Открыть в новом окне

1 - датчик бесконтактного типа; 2 - устройство согласования; 3 - считывающее устройство;

4 - дополнительные выходы для систем анализа и контроля; 5 - вал

Рисунок C.1 - Схематическое изображение системы измерений относительного движения с использованием датчиков бесконтактного типа

Во время первой установки датчика желательно провести на месте калибровку его выходного сигнала в зависимости от разных значений зазора. Следует отметить, что для разных режимов работы машины среднее значение зазора может изменяться. Поэтому необходимо убедиться, что в любом режиме датчик работает в пределах линейного диапазона измерений.

При измерениях с помощью бесконтактного датчика следует убедиться, что его выходной сигнал зависит только от вибрации вала и что на точность измерений не влияет наличие находящихся поблизости проводящих материалов или магнитных полей.

Рекомендуется, чтобы измерительная система обеспечивала возможность измерений как переменных значений перемещений во всем заданном диапазоне частот, так и среднего положения вала относительно опорной конструкции. Это позволяет выбрать нужное среднее значение зазора и оценить биения вала на низких скоростях, когда поведение слоя смазки стабильно, а центробежные эффекты незначительны.

Измерение относительных перемещений допускается проводить и с помощью других систем, например с помощью датчиков-зондов.

Примечание - При интерпретации результатов измерений биений следует иметь в виду, что на них могли оказать влияние, например, временный прогиб ротора, неустойчивое движение шейки вала в зазоре подшипника, осевые перемещения вала и др.

С.3 Система измерений абсолютного движения (датчики-зонды в сочетании с датчиками инерционного типа)

Измерительная система, используемая для измерений абсолютного движения вала, приведена на рисунке С.2. Система состоит из инерционного датчика (датчик скорости или акселерометр), установленного на датчик-зонд, опорной системы датчика-зонда, обеспечивающей возможность наконечнику зонда точно следовать за движением вала, и считывающего устройства.

579 × 242 пикс.     Открыть в новом окне

1 - датчик-зонд; 2 - датчик инерционного типа; 3 - устройство согласовывания; 4 - считывающее устройство;

5 - дополнительные выходы для систем анализа и контроля; 6 - элементы конструкции машины; 7- вал

Рисунок С.2 - Схема системы измерений абсолютного движения с использованием датчиков-зондов и датчиков инерционного типа

Примечание - При помощи данной системы нельзя проводить измерения среднего положения вала относительно конструкции машины.

Механизм зонда должен точно передавать колебания вала на инерционный датчик, не допускать дребезжания зонда, а его собственные частоты не должны искажать результаты измерений вибрации вала в заданном диапазоне частот.

Выходной сигнал датчика инерционного типа должен проходить через устройство согласования, которое обеспечивает точное измерение переменного значения перемещения вала.

С.4 Система для измерения абсолютного движения (сочетание датчиков бесконтактного и инерционного типов)

Измерительная система, используемая для измерений абсолютного движения вала (которую можно, кроме того, применять для измерения абсолютного движения корпуса подшипника и относительного движения вала), приведена на рисунке С.3. Система состоит из бесконтактного датчика относительного перемещения, инерционного датчика (датчика скорости или акселерометра), устройства согласования и считывающего устройства.

582 × 376 пикс.     Открыть в новом окне