Виброналадка оборудования: постановка задачи виброконтроля и вибродиагностики динамических машин и агрегатов. - презентация

1 Виброналадка оборудования: постановка задачи виброконтроля и вибродиагностики

2 При разработке, производстве и эксплуатации машин, станков и др. объектов инженерам и техникам приходится решать вопросы по уменьшению уровней вибрации. Для решения этих вопросов и проблем необходимо проводить измерение, анализ и контроль параметров вибрации. На практике избежать вибрации не удается никогда. Наличие вибрации обусловлено присутствием зазоров и поверхностных контактов отдельных деталей и механизмов, неуравновешенных элементов и деталей. Очень часто вибрация многократно увеличивается из-за присутствия резонансных явлений.

3 Зачем нужен мониторинг вибраций машин? ?! ? ? Сформулируйте Ваше мнение!

4 Задачи и назначение систем мониторинга и диагностики No Задачи мониторинга и диагностики Назначение систем 1. Аварийная защита Минимизация потерь при отказе 2. Краткосрочный (до 1 месяца) прогноз работоспособности Минимизация числа отказов 3. Долгосрочный (до 3-6 месяцев) прогноз состояния Минимизация затрат на обслуживание и на подготовку к ремонту 4. Дефектация перед ремонтом Минимизация затрат на ремонт 5. Входной (выходной) контроль качества изготовления (ремонта) Повышение качества изготовления и ремонта

5 Системы мониторинга и диагностики Мониторинг Диагностика защитный общий общая превентивная (профилактическая) системы аварийной защиты системы контроля и экспертной диагностики системы раннего обнаружения и мониторинг дефектов Четыре основных составляющих методы мониторинга и диагностики методы и средства измерения и анализа сигналов база данных и её обслуживание интеллект (эксперт или искусственный интеллект) Исполнение переносные системы стендовые системы стационарные системы

6 1 ПЕРЕНОСНЫЕ (виброметры, сборщики-данных, виброанализаторы) средства измерения доставляются к точке контроля 2 СТЕНДОВЫЕ (системы на базе ПК) датчики устанавливаются на объект временно измерениями управляет оператор 3 СТАЦИОНАРНЫЕ (виброзащиты, мониторинга, диагностики и анализа) датчики устанавливаются на объект постоянно измерениями управляет автомат ВИБРАЦИОННЫЙ МОНИТОРИНГ - распознавание текущего технического состояния механизма; сравнение параметров вибрации с пороговыми значениями прогноз изменений вибрационных параметров ВИБРАЦИОННАЯ ДИАГНОСТИКА - выявление причин и условий, вызывающих неисправности, и принятие обоснованных решений по их устранению. определение вида и величины каждого дефекта сравнение величины дефекта с пороговыми значениями прогноз развития

7 Этапы организации отдела вибродиагностики Определение численности персонала исходя из объемов тех.задач (не более ед. оборудования на 1-2 диагностов); Утверждение норм вибрации и стандартов; Паспортизация оборудования (точки измерения, узлы, основные технические характеристики механизмов); Выбор диагностической аппаратуры и методик; Утверждение маршрутов обследования; Утверждение периодичности проведения диагностики (2-4 нед); Утверждение видов диагностических измерений: контрольное (текущее, полное) и специальное; Утверждение формы отчета (протокола) с рекомендациями; При необходимости утверждается форма заявки на диагностику от цехов; Определение видов дефектов.

8 Вибрация в технике

9 Колебательные силы в механизмах. СИЛАИСТОЧНИК 1. МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ Центробежная Неуравновешенность ротора Кинематическая Неровность поверхности Параметрические Флуктуации жесткости вала, подшипников и т.д. Силы трения Узлы трения качения и скольжения Удары Дефектные поверхности трения 2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ПРИРОДЫ Магнитные Флуктуации объёма воздушного зазора в магнитопроводе Электродинамические Переменные составляющие тока или потока Магнитострикционные Эффект магнитострикции в железе 3. ГИДРО (АЭРО) ДИНАМИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ Подъёмные (обтекания) Движение лопасти в неоднородном потоке или группы неодинаковых лопастей в однородном потоке Силы трения Граница потока и неподвижных частей Пульсации давления Турбулентность потока, срыв вихрей, кавитация

10 Вибрация машин - это возвратно-поступательное движение машин или узлов машин. Любой компонент, который совершает возвратно-поступательное движение или колебания, испытывает вибрацию.

11 Вибрации и колебания в машинах и механизмах. В ибрации и колебания в машинах и механизмах. Вибрацией - (от лат. vibratio - колебание) называют механические колебания в машинах или механизмах. Колебание - движение или изменение состояния, обладающие той или иной степенью повторяемости или периодичностью. Вибрация - эффективный диагностический сигнал колебательные силы возникают непосредственно в месте появления дефекта, а машина «прозрачна» для вибрации вибрация содержит максимальный объём диагностической информации диагностировать можно на месте, без разборки и остановки оборудования

12 Откуда возникают периодические силы, вызывающие вибрацию машин?

13

14

15

16 Ослабление конструкции является одной из причин вибрации машин. Ослабленные компоненты машин могут приводить к тому, что нормальные уровни вибрации увеличиваются и превышают допустимые пределы. Откуда возникают периодические силы, вызывающие вибрацию машин?

17 Резонанс. Машины также совершают колебания с определенной частотой. Скорость, с которой машина совершает колебания без воздействия на неё внешних сил, называется собственной частотой колебаний. Собственная частота колебаний машины - это наиболее характерная скорость колебаний машин или та частота, с которой эта машина «предпочитает» вибрировать. Если на машину будет действовать внешняя периодическая сила с частотой близкой к её собственной частоте колебаний, амплитуда колебаний будет постепенно увеличиваться. В этом случае машина, испытывает резонанс. Откуда возникают периодические силы, вызывающие вибрацию машин?

18 Поставим диагноз! Для осуществления качественного мониторинга вибрации машин нужно понимать, для чего вообще необходим мониторинг вибрации. Мониторинг вибрационных характеристик машин даёт нам представление о техническом состоянии машины. Вы можете использовать эту информацию для выявления развивающихся проблем, планирования работ по ТОиР.

19 Точки измерения на опорах подшипников

20 Точки измерения на малых электрических машинах

21 Точки измерения на двигателях и вертикальных машинах

22 Для оценки общего технического состояния механизма на соответствие нормативным требованиям, точки контроля вибрации выбираются исходя из способа крепления механизма.

23 Акселерометр следует монтировать так, чтобы нужное направление измерения совпало с основной осью чувствительности! Акселерометр A обнаруживает вибросигнал с подшипника, преобладающий над вибрациями остальных деталей машины, а акселерометр B получает вибрацию подшипника, модифицированную переносом через соединение и смешанную с сигналами от других деталей машины. Аналогично, акселерометр C установлен на более прямом пути, чем акселерометр D.

24 АКСЕЛЕРОМЕТР (датчик вибрации) Акселерометр содержит один (или более) пьезоэлектрический кристалл и груз. Когда пьезоэлектрический элемент находится под действием нагрузки, он создает электрический сигнал, пропорциональный ускорению. Нагрузка передаётся за счёт вышеупомянутого груза, который колеблется совместно с поверхностью, к которой он жёстко прикреплён.

25 Основным параметром акселерометра считается чувствительность. Идеальным являлся бы акселерометр, отдающий электрический сигнал с возможно большой амплитудой. Однако, уже на данном этапе необходимо идти на компромисс, так как с большой чувствительностью связана необходимость в относительно размерном пьезоэлементе, что ведет к увеличению размера и собственной массы акселерометра.

26 Монтаж акселерометров

27 ВВЕДЕНИЕ В ВИБРАЦИЮ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ

28 Самый простой вид вибрации - это колебание или повторяющееся движение объекта около положения равновесия. Этот тип вибрации называется общей вибрацией, потому что тело перемещается как единое целое и все его части имеют одинаковую по величине и направлению скорость. Простейшее гармоническое колебание Вибрация - это механические колебания тела. Положением равновесия называют такое положение, в котором тело находится в состоянии покоя или положение которое оно займет, если сумма действующих на него сил равна нулю.

29 Простейшие виды колебаний Гармонические Характеризуются частотой, амплитудой, начальной фазой Стационарные случайные Характеризуются энергией и статистическими характеристиками Свободные (затухающие) Характеризуются собственной частотой, скоростью затухания (декрементом)

30 Колебания по источникам энергии Вынужденные Под действием переменной вынуждающей силы Свободные Возбуждаются под действием внешнего воздействия и свободно затухают Автоколебания Получают энергию от внешнего поля или постоянной силы

31 # Что такое амплитуда? Амплитуда колебаний – это величина вибрации. Высокая амплитуда колебаний машины указывает на то, что машина совершает сильные, быстрые или мощные колебательные движения. Чем выше амплитуда колебаний, тем большее перемещение или нагрузку испытывает машина и тем выше вероятность поломки машины. Таким образом, амплитуда указывает на степень серьезности вибрации машины. Амплитуда колебаний связана с тремя параметрами: 1. Виброперемещение 2. Виброскорость 3.Виброускорение

32 Виброперемещение показывает максимальные границы перемещения контролируемой точки в процессе вибрации, и характеризуется обычно двойной амплитудой. Оно показывает перемещение элемента вращающегося оборудования от одного крайнего положения до другого, противоположного. Измеряется виброперемещение, в линейных единицах, стандартно в микронах [мкм]. Виброперемещение

33 Виброскорость показывает максимальную скорость перемещения контролируемой точки оборудования в процессе ее прецессии. Измеряется виброскорость в [мм/сек]. Виброскорость - производная по времени от вибросмещения. Характеризует колебательную мощность: P=m*v, где P - мощность, m - масса объекта, v - скорость механического колебания На практике предпочтительно использование виброскорости, так как этот параметр, сразу учитывает и перемещение контролируемой точки, и энергетическое воздействие на опоры от сил, вызвавших вибрацию. Виброскорость

34 Виброускорение характеризует то силовое динамическое взаимодействие элементов внутри агрегата, которое вызвало данную вибрацию. Характеризует инерционную силу, которая воздействует на объект при вибрации: F=m*a, где F, a - инерционная сила и виброускорение, соответственно. Применение виброускорения теоретически идеально, т. к. его не нужно специально преобразовывать. Недостатком является то, что для него нет практических разработок по нормам и пороговым уровням, нет общепринятого физического и спектрального толкования основных особенностей проявления виброускорения. Поэтому анализ состояния оборудования по качественным и количественным параметрам виброускорения – только разрабатывается. Измеряется в [м/сек 2 ]. Виброускорение

35 Параметры вибрации Виброперемещение – контроль низкооборотных механизмов Виброскорость – мониторинг, нормы вибрации широкого класса механизмов. Конструкционные дефекты Виброускорение – контроль и диагностика подшипников, высокооборотные машины

36 Параметры вибрации - фаза Задержка 1/4 периода = сдвигу по фазе на 90 градусов Фаза - мера относительного сдвига во времени двух синусоидальных колебаний Перемещение, скорость и ускорение колеблющейся точки отличаются по фазе на 90

37 Величины смещения, скорости и ускорения в стандартных международных единицах связаны следующими уравнениями : 1 м/c 2 =120 д Бвиброускорения 1 мм/c =120 д Бвиброскорости 1 мкм=120 д Бвибросмещения 20 Па=120 д Бзвукового давления

38 Логарифмические единицы дБ – деци Бел = 0.1 Бел специальные единицы представления различных физических величин, пришедшие из акустики. Децибелы – аддитивная величина и по определению разница в 20 дБ означает то, что одна величина превышает другую в 10 раз. Разность в д Бкоэффициент

39 Шкала виброскорости в мм/сек и дБ

40 Определение уровней в дБ

41 Уровень виброскорости в дБ обозначают как VдБ, и определяют его следующим образом: Lv= 20 lg (V/Vo), или Lv= 20 lg {V/(5 х м/с)} Опорный уровень в м/с достаточен для того, чтобы все измерения вибраций машины в децибелах были бы положительными. Указанный стандартизованный опорный уровень соответствует международной системе СИ. Однако он признается в качестве стандарта не во всех станах. Например, в США в качестве опорного берется значение м/с. Это приводит к тому, что американские показания для той же виброскорости будут на 20 дБ ниже, чем в СИ. В российских стандартах используется опорный уровень виброскорости 5 х м/с, поэтому российские показания Lv еще на 14 дБ ниже американских. Таким образом, децибел - это логарифмическая относительная единица амплитуды колебаний, которая позволяет легко проводить сравнительные измерения. Любое увеличение уровня на 6 дБ соответствует удвоению амплитуды, независимо от исходного значения. Аналогично, любое изменение уровня на 20 дБ означает рост амплитуды в десять раз.

42 Международные единицы измерения ИЗМЕРЕНИЕ ЕДИНИЦЫ ПРИМЕЧАНИЕ ЕВРОПАСША ПЕРЕМЕЩЕНИЕ S мкм – СКЗ мил – пик-пик, mils – peak to peak Перемещение машины, конструкции или ротора связано с напряжением СКОРОСТЬ V мм/c – СКЗ (пик) дюйм/с – пик или СКЗ in./sec – peak or RMS Скорость движения во времени связана с усталостью узлов машины УСКОРЕНИЕ A м/c 2 – СКЗ м/c 2 (g) – СКЗ g – пик или СКЗ Ускорение связано с силами, действующими в узлах машины

43 Частотой вибрации или частотой колебаний называют интенсивность, с которой машина совершает колебания. Чем выше частота вибрации, тем интенсивнее колебания. Чтобы определить частоту вибрации машины, необходимо подсчитать количество циклов колебаний, совершаемых за одну секунду. Например, если машина совершает пять циклов колебаний в секунду, то её частота вибрации составляет 5 циклов в секунду. Как показано на рисунке: один цикл - это одно полное колебание, характеризующее сигнал. Частота колебаний выражается: в циклах в секунду (ц/сек), циклах в минуту (ц/мин) и герцах (Гц). 1 Гц =1 ц/сек или 60 ц/мин. # Что такое частота колебаний?

44 Т - период колебаний. F - частота колебаний, = 1/Т. Период - это интервал времени, который необходим для завершения одного цикла колебания, то есть это время между двумя последовательными моментами пересечения нулевой точки в одном направлении. В зависимости от быстроты колебаний, период измеряют в секундах или миллисекундах. Частота колебаний - величина обратная периоду, определяет количество циклов колебания за период, она измеряется в герцах (1Гц= 1/секунду). Когда рассматриваются вращающиеся машины, то частота основного колебания соответствует частоте вращения, которая измеряется в об/мин (1/мин) и определяется как: ω = F х 60, где F- частота в Гц, т.к. в минуте 60 секунд.

45 Максимальная Амплитуда (Пик) - это максимальное отклонение от нулевой точки, или от положения равновесия. (Х пик ) Среднеквадратическое значение амплитуды (СКЗ) равно квадратному корню из среднего квадрата амплитуды колебания. Для синусоидальной волны СКЗ в 1,41 раза меньше пикового значение, однако такое соотношение справедливо только для данного случая. Размах (Пик-Пик) - это разница между положительным и отрицательным пиками (Хразмах). Для синусоидального колебания размах в точности равен удвоенной пиковой амплитуде, так как временная реализация в этом случае симметрична. Для описания и измерения механических вибраций используются следующие понятия:

46 Параметры вибрации = = С реднеквадратическое значение амплитуды (СКЗ) равно квадратному корню из среднего квадрата амплитуды колебания Для синусоидальной волны СКЗ в 1,41 раза меньше пикового значение, однако такое соотношение справедливо только для данного случая.

47 - Среднее значение, связанное с временным развитием механических колебаний - Пикфактор (амплитудный коэффициент), числовое значение которого тем больше, чем больше выражен импульсный или случайный характер колебаний Для описания и измерения механических вибраций используются следующие понятия: Для синусоидальной волны

48 Пик-фактор - один из параметров вибрации, который нельзя получить путем анализа спектра, однако он служит хорошим индикатором степени износа подшипников. Величина пик-фактора определяется как отношение пикового значения вибрации к ее среднему квадратическому значению (СКЗ). Ее легко можно измерить с помощью виброметров, имеющих данный режим. Использование пик- фактора для оценки состояния подшипников заключается в периодическом измерении его величины и в отслеживании ее изменений во времени

49 Изменение величины пикфактора высокочастотной вибрации подшипник качения в процессе развития дефектов

50 Параметры вибрации сложная вибрация Полигармоническая вибрация Случайная вибрация Ударные импульсы

51 Параметры вибрации собственные частоты и резонанс Fn - Собственная частота; k - коэффициент упругости (жесткость) пружины; m - масса. Резонанс – совпадение частоты возбуждающей силы с какой-либо из собственных частот

52 При совпадении частоты внешней силы и частоты собственных колебаний тела амплитуда вынужденных колебаний резко возрастает. Такое явление называют механическим резонансом. Явление резонанса может быть причиной разрушения машин, зданий, мостов, если собственные их чистоты совпадают с частотой периодически действующей силы.

53 Объем информации, которую содержит временной сигнал, зависит от продолжительности и разрешения временного сигнала. Продолжительность временного сигнала – это общее время, в течение которого собирают информацию из временного сигнала. Разрешение временного сигнала – это степень детализации временного сигнала, которая определяется количеством точек данных или отсчётов, описывающих сигнал. Чем больше отсчётов, тем более детальным представляется временной сигнал. # Что такое временной сигнал? Временной сигнал – это графическое представление уровня вибрации, изменяющегося во времени. Временной сигнал скорости – это диаграмма, которая показывает, каким образом амплитуда виброскорости изменяется в течение определенного периода времени.

54 Чтобы обойти ограничения анализа во временной области, обычно на практике применяют частотный, или спектральный анализ вибрационного сигнала. Если временная реализация есть график во временной области, то спектр - это график в частотной области. Спектральный анализ эквивалентен преобразованию сигнала из временной области в частотную. Частота и время связаны друг с другом следующей зависимостью: Время= 1/Частота и Частота= 1/Время

55 # Что такое спектр вибрации ? Спектр – это графическое представление частот, на которых компоненты машины совершают колебания с определенной амплитудой.

56 # Двухуровневый контроль состояния агрегата

57 Пример двухуровневого контроля состояния агрегата

58 Примечания: 1. Слагаемые гармонические колебания называют гармоническими составляющими. 2. Периодические колебания представляют в виде ряда Фурье, почти периодические - в виде суммы гармонических колебаний с несоизмеримыми частотами, а непериодические колебания - в виде интеграла Фурье, определяющего спектральную плотность Гармонический анализ колебаний (вибрации) - представление анализируемых колебаний (вибрации) в виде суммы гармонических колебаний Спектр колебаний (вибрации) - совокупность соответствующих гармоническим составляющим значений величины, характеризующей колебания (вибрацию), в которой указанные значения располагаются в порядке возрастания частот гармонических составляющих. ГОСТ Вибрация. Термины и определения

59 Спектр Для выявления дефектов не приводящих к кратковременному изменению сигнала, используют спектральное представление сигнала, т.е. разложение его на простые составляющие (тональные).

60

61 Диагностика оборудования Механическая вибрация определяется процессами, которые приводят к появлению сил, действующих на определенных частотах. В результате вибрация проявляется на тех же частотах, что и действующие силы, но во многих случаях в спектре присутствуют и колебания на других частотах. Появление этих других частот, которые обычно являются гармониками частоты действия вынуждающей силы или ее боковыми полосами, связано с нелинейностью конструкции машины. Появление гармоник и боковых полос - первый признак ухудшения состояния машины

62

63

64

65 Дисбаланс

66 Пример обнаружения дисбаланса

67 Несоосность

68 Пример обнаружения расцентровки

69 Ослабление механических соединений Многочисленные высшие гармоники, кратные частоте вращения, являются признаками ослаблений в соединениях, а при сильном развитии этого дефекта в спектре наблюдаются и субгармоники.

70

71 Ослабление соединений

72 Пример обнаружения ослаблений крепления шкива

73 Лопаточные частоты

74 Лопастные частоты В центробежных насосах всегда отчетливо видна лопаточная составляющая, и она возрастает в случае появления дефектов лопастей, таких как деформации, трещины или поломки. На рисунке показан такой спектр, где PV- обозначает лопаточную частоту, т.е. частоту вращения, умноженную на число лопаток колеса насоса. Кавитация представляет собой сугубо случайный процесс, который в спектре вибрации проявляется не в виде дискретных частотных составляющих, а в виде непрерывного шума. Колебания шестеренчатых насосов часто содержат значительные составляющие зубцовой частоты, уровень которых сильно зависит от нагрузки.

75 Кавитация и рециркуляция

76 Биения

77 Зубчатая передача нормальное состояние

78 Зубчатая передача равномерный износ

79 Зубчатая передача дефект зубьев

80 Зубчатая передача несоосность

81 Диагностика электрических машин

82

83 Пример обнаружения дефекта электрической машины

84

85 Методы диагностики подшипников качения 1. По низкочастотной вибрации машины в целом. ( обнаружение плавных неровностей поверхностей качения, разрушения сепаратора) 2. По среднечастотной вибрации подшипниковых узлов. (обнаружение перегрузок при монтаже, развитых раковин поверхностей качения при эксплуатации) 3. По высокочастотной вибрации подшипниковых узлов. (обнаружение зарождающихся дефектов поверхностей трения качения и скольжения по силам трения). 4. По ультразвуковой вибрации неподвижных элементов подшипника. (обнаружение дефектов смазки и зарождающихся дефектов поверхности качения неподвижного кольца) 5. По сверх ультразвуковой вибрации неподвижных элементов подшипника ( обнаружение дефектов смазки и старения металла неподвижного кольца)

86

87 Методы вибродиагностики. СКЗ виброскорости. Данный метод позволяет выявлять дефекты подшипников на самых последних стадиях их развития, начиная, примерно, с середины третьего этапа развития дефекта, когда общий уровень вибрации значительно вырастет. Требует минимальных технических затрат и не требует специального обучения персонала. Спектр вибросигнала. вырастет настолько, что будет заметна в общей картине частотного распределения всей мощности вибросигнала. Для реализации данного метода необходим хороший спектроанализатор и подготовленный персонал. Соотношение пик / фон вибросигнала. HFD ( High Freguency Detection - метод обнаружения высокочастотного сигнала ), SPM ( Shock Pulse Measurement - метод измерения ударных импульсов ), SE ( Spike Energy - метод измерения энергии импульса ), Лучшие разновидности данного метода позволяют выявлять дефекты подшипников качения на достаточно ранних стадиях, начиная примерно с конца первого этапа развития. Приборы, реализующие данный метод диагностики достаточно просты и дешевы. Спектр огибающей сигнала. Данный метод позволяет выявлять дефекты подшипников на самых ранних стадиях, начиная примерно с первой трети первого этапа. Технология PeakVue. По сравнению с техникой демодуляции и другими налоговыми технологиями, которые не могут определить такие дефекты на столь ранней стадии их возникновения – а иногда не могут и вовсе их определить, технология PeakVue не только даёт наиболее раннее предупреждение о возникшей проблеме, она также количественно определяет степень развития дефекта. Прочие методы. Анализ акустического шума.

88 Примерные критерии оценки вибрационного состояния машин различных типов Класс 1 - Отдельные части двигателей и машин, соединенные с агрегатом и работающие в обычном для них режиме (серийные электрические моторы мощностью до 15 к Вт являются типичными машинами этой категории). Класс 2 - Машины средней величины (типовые электромоторы мощностью от 15 до 875 к Вт) без специальных фундаментов, жестко установленные двигатели или машины (до 300 к Вт) на специальных фундаментах. Класс 3 - Мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися массами, уста­новленные на массивных фундаментах, относительно жестких в направлении измерения вибрации. Класс 4 - Мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися массами, уста­новленные на фундаменты, относительно податливые в направлении измерения вибрации (например, турбогенераторы и газовые турбины с выходной мощностью более 10 МВт). ГОСТ Р ИСО – Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях

89 v rms, мм/с Класс 1Класс 2Класс 3Класс АAAA B 1.8B 2.8СB 4.5CB 7.1DC 11.2DC 18D 28D 45 Границы зон для машин различных классов

90 Тренды

91 Развитие дефектов в процессе эксплуатации роторного оборудования

92 Определение трендов состояния агрегатов

93 Мы определяем более 100 видов дефектов В подшипниках качения (технология PeakVue) обкатывание ротором наружного кольца неравномерный радиальный натяг перекос наружного кольца износ наружного кольца раковины (трещины) на наружном кольце износ тел качения и сепаратора сколы на телах качения проскальзывание кольца дефекты смазки В электрических машинах неуравновешенность ротора плохая стыковка с исполнительным механизмом эксцентриситет воздушного зазора замыкания и обрывы в обмотках статора обрывы стержней и короткозамыкающих колец в беличьей клетке дефекты щеточно-коллекторного узла и обмотки якоря в машинах постоянного тока В насосах бой рабочего колеса дефекты лопастей рабочего колеса неоднородность потока на входе колеса кавитация В подшипниках скольжения обкатывание ротором вкладышей подшипника перекос подшипника автоколебания вала в подшипниках износ подшипника удары в подшипнике дефекты смазки В механических передачах бой ведущего вала бой ведомого вала дефекты смазки В зубчатых передачах бой зубчатых колёс износ зубчатых колёс дефекты зубчатых зацеплений В планетарных передачах бой ведущего колеса бой сателлита износ зубцов ведущего колеса износ зубцов сателлита износ зубцов короны дефекты зацепления ведущего колеса дефекты зацепления короны

94 Пример диагностики подшипника качения

95 FTF: Fundamental Train Freq. - Сепараторная частота CPS: Cycles Per Second – Циклов в секунду, Частота в Гц BSF: Ball Spin Freq. – Частота тел качения BPFI: Ball Pass Frequency Inner (Inner ring) – Частота внутреннего кольца BPFO: Ball Pass Frequency Outer (Outer ring) – Частота наружного кольца

96 Расчет характерных частот подшипника качения

97 Сравнительный анализ методов диагностики подшипников качения по высокочастотной вибрации Метод PeakVue и огибающей высокочастотной вибрации Метод ударных импульсов Достоинства 1. Чувствительность к дефектам смазки 2. Высокая чувствительность к дефектам износа 3. Высокая чувствительность к ряду дефектов сборки 4. Возможность определения вида дефекта 5. Возможность определения степени развития дефекта 6. Возможность долгосрочного прогноза состояния 1. Высокая чувствительность к дефектам смазки 2. Высокая чувствительность к дефектам износа 3. Высокая чувствительность к ряду дефектов сборки 4. Возможность краткосрочного прогноза состояния Недостатки 1. Ограниченная достоверность обнаружения слабых дефектов смазки. 2. Снижение чувствительности при появлении группы сильных дефектов. 1. Невозможность определения вида дефекта. 2. Невозможность обнаружения ряда дефектов поверхностей трения. 3. Невозможность обнаружения группы одновременно развивающихся дефектов.

98 Требования, предъявляемые к приборам, анализирующим вибрацию по ГОСТам. Определять уровень(общий) вибрации в полосе частот, требуемой стандартами вибрационного контроля и в требуемых стандартами единицах измерения. Производить спектральный анализ вибрации Производить анализ колебаний мощности отдельных компонент вибрации, предварительно выделенных из сигнала вибрации, - спектральный анализ огибающей случайного высокочастотного сигнала вибрации. Производить анализ формы сигнала, т.е. анализировать временной сигнал вибрации (работать в режиме осциллографа). Высокая линейность – 0,01%. (на практике достаточно 0,03%, т.е. искажения появляются на уровне – 70 дБ). Частотный диапазон – от 2 Гц до 20 к Гц (реже от 0,3 Гц до 40 к Гц) Разрешающая способность – от 100 до 800 частотных полос ( в некоторых приборах – до и выше) – 1600 полос.

99 Уровни вибрации K - Отдельные приводные механизмы, постоянно связанные с машиной в процессе эксплуатации, в частности, серийно изготавливаемые электродвигатели мощностью приблизительно 15 к Вт. M - Средние машины, в частности электродвигатели мощностью от 15 до 875 к Вт, без отдельного фундамента, кроме того, постоянно установленные части приводных машин и механизмов (приблизительно до 300 к Вт) на отдельных фундаментах и с только вращающимися деталями. G - Крупные машины, мощные двигатели и рабочие машины с только вращающимися массами, жестко закреплённые на неподвижных или тяжелых фундаментах. T - Мощные двигатели и машины с только вращающимися массами, например, турбоагрегаты, упруго установленные на фундаментах и особенно на фундаментах облегчённого типа. D - Жестко закреплённые машины и приводные механизмы с неуравновешенными массами. S - Упруго закреплённые машины и приводные механизмы с неуравновешенными массами, также машины с вращающимися, подвижно закреплёнными массами, как, например валы мельниц с билами, и машины с неуравновешенным, переменным дисбалансом, которые могут работать без закрепления на фундаменте

100 Системы виброконтроля, вибродиагностики и балансировки в собственных опорах (серия «VibroPoint» и «Протон») BALTECH VP-3405 (-2) Протон-СПП Протон-1000 Протон-Баланс BALTECH VP-3410BALTECH VP-3450 CSI-2140 BALTECH VP-3470

101 ООО «Балтех» Россия, Санкт-Петербург, , ул. Чугунная, 40 Тел/Факс (812) Internet: