ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сущность вибродиагностики и ее основные понятия из "Основы технической диагностики нефтегазового оборудования " Вибрационная диагностика основана на измерении и анализе параметров вибрации диагностируемого оборудования и занимает особое место среди прочих видов диагностики. Наиболее успешно она используется для диагностики вращающегося оборудования, решая более 90% задач определения и прогноза его состояния [15]. [c.27] По способу получения диагностической информации вибрационная диагностика может относиться как к вйду функциональной, так и тестовой диагностики (см. рис. 1.3). Второе направление применяется в основном для оценки колебательных свойств механических систем и конструкций и потери колебательной энергии на резонансных частотах. В качестве тестового воздействия при этом может быть использован ударный импульс или специальные режимы работы, например режимы разгона-выбега вращающихся машин. Учитывая, что методы тестовой вибрационной диагностики используются в основном в процессе ремонта и виброналадки оборудования, в данном учебном пособии они не рассматриваются. [c.27] Посредством вибродиагностики наиболее просто реализуются системы мониторинга состояния оборудования (в первую очередь роторного), позволяющие на раннем этапе обнаруживать и идентифицировать зарождающиеся дефекты, прогнозировать их развитие, перейти на обслуживание и ремонт оборудования по фактическому техническому состоянию. [c.28] Вибрация это механические колебания, характеризующиеся многократно повторяющимся отклонением физических тел от положения равновесия. Эти колебания являются следствием взаимодействия четырех факторов упругой реакции системы, степени ее демпфирования, силы инерции, характера и величины внешней нагрузки. [c.28] Вибрация может характеризоваться следующими основными параметрами виброперемещением S, виброскоростью v, виброускорением а, угловой скоростью или частотой колебаний w или /. [c.28] Наиболее простым видом вибрации (колебаний) являются гармонические колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется по косинусоидальному или синусоидальному законам, например колебания вращающегося физического тела с неуравновешенным центром масс (ц. м.) в вертикальном направлении (рис. 2.1). [c.28] Из приведенных выражений следует, что виброскорость относительно виброперемешения имеет опережение фазы на 90°, виброускорение — на 180°. [c.29] Широкополосный установившийся вибрационный сигнэл реальных машин имеет сложный характер и состоит из ряда гармонических составляющих (гармоник). Каждая из этих составляющих определяется ее частотой, амплитудой и фазой относительно некоторого известного начала отсчета. [c.29] Применяют два основных способа графического изображения вибрационного сигнала в зависимости от времени или от частоты (угловой скорости) колебаний. Изображение сигнала в зависимости от времени называется временной разверткой. Совокупность частот составляющих гармонических колебаний, расположенных в порядке возрастания амплитуд, называется частотным спектром. Совокупность амплитуд, характеризующих полигармонические колебания и расположенных в порядке возрастания частот, называется амплитудным спектром. [c.29] На рис. 2.2, а, б приведены временные развертки сигналов прог стейших гармонических колебаний с частотой/, = W2/271 ш fi = w 2n и их амплитудные спектры, а на рис. 2.2, в — временной сигнал и его спектр, представляющий сумму этих простейших колебаний при W2 = 2w, [15].. [c.29] Пример временной развертки реального вибрационного сигнала, содержащего гармонические и случайные составляющие, приведен на рис. 2.3 [15]. [c.31] Сложные полигармонические и гармонические колебания удобно представлять в виде среднеквадратических значений (СКЗ) виброперемещения 5 е, виброскорости Уе и виброускорения а . [c.31] Ньютона произведение массы на ускорение равно силе. То есть сила, действующая на массу, вызывает ее ускорение в направлении своего действия, при этом скорость, а тем более величина перемещения зависят от времени действия силы в данном направлении. С увеличением частоты / период действия силы уменьшается, соответственно уменьшается виброскорость и, тем более, виброперемещение. Поэтому виброускорение целесообразно измерять на высоких частотах, так как его амплитуда пропорциональна квадрату угловой частоты м = (2т1/у. [c.32] Вибрация машин может иметь широкий спектр частот от нескольких герц до сотен килогерц. На основе результатов только широкополосных измерений нельзя выявить появление и развитие соответствующего дефекта до того, как увеличивающаяся амплитуда определенной гармоники достигнет величины, способной заметно изменить общий уровень вибрации. Поэтому для удобства измерения и анализа весь частотный диапазон вибрации делят на полосы. Для реализации возможности узкополосного анализа применяют аппаратурный или алгоритмический (на основе быстрого преобразования Фурье) методы. [c.33] Графическое представление среднеквадратического значения параметра вибрации в октавных или третьоктавных полосах частот называется соответственно октавным или третьоктавным спектром вибрации, изображенным й виде столбчатой гистограммы. [c.33] Для выполнения спектрального анализа на основе алгоритмического метода применяют цифровые виброанализаторы, использующие быстрое преобразование Фурье (БПФ). БПФ работает с выборками сигнала, равными по длине 2 , где п — целое число, принимаемое равным 9...И, т. е. длина выборок равна 512...2048 отсчетам. Все составляющие вибросигнала, попадающие в выборку, приводятся к некоторому среднему значению, отражаемому на спектре. [c.33] Преимуществом анализа в полосах частот с относительно постоянной шириной является возможность представления на одном графике широкого частотного диапазона с достаточно узким разрешением на низких частотах. Разрешение в области высоких частот ухудшается при этом с повышением частоты. При использовании БПФ-анализаторов весь частотный диапазон разбивается на полосы с постоянной абсолютной шириной. При этом частотное разрешение постоянно во всем диапазоне. [c.33] Линейными единицами измерения виброперемещения, виброскорости и виброускорения в системе СИ соответственно являются м, м/с и м/с . [c.34] Перечисленные пороговые величины приняты по ИСО-1683 таким образом, что числовые значения уровней виброперемещения, виброскорости и виброускорения механических колебаний с синусоидальной формой волны и угловой скоростью 0 = 1000 с равны друг другу. [c.34] При выражении вибропараметров в линейных единицах измерений их размерность определяется масштабами соответствующих параметров. Для большинства машинных агрегатов амплитуда виброперемещений составляет величины порядка десятков микрон, а виброскорости — порядка десятков миллиметров в секунду (см., например, табл. 2.1). Поэтому при выражении вибропараметров в линейных единицах виброперемещение принято измерять в микронах (мкм), виброскорость — в мм/с, а виброускорение — в м/с . [c.34] Вернуться к основной статье