1.2 Основні діагностичні ознаки та особливості

діагностування ЦНС-180-1900

Вібраційний процес (окремий випадок коливального процесу механічної системи) характеризується наступними параметрами:

амплітуда вібропереміщення (А або S);

швидкість вібрації ();

прискорення вібрації ( a );

частота вібрації ( f або );

фаза вібрації ( ).

Вибір тих або інших параметрів вібрації в якості діагностичних зв'язаний з необхідною глибиною діагностичного обстеження, методом виміру, частотою обертання робочих вузлів машини, діапазоном випромінюваних ними частот. При цьому обрані параметри повинні володіти найбільшою інформативністю, тобто нести максимум інформації про технічний стан об'єкта, і чутливістю (найбільша зміна зі зміною технічного стану вузла машини).

Практика експлуатації машин з обертовими масами нагромадила великий статистичний матеріал, що показує, що ймовірність появи дефектів у механізмах залежить від амплітуди вібропереміщення і частоти. Отже, критерій небезпеки вібрації для машини повинен враховувати амплітуду і частоту вібропереміщення. Параметром вібрації, що несе узагальнену інформацію про одне і друге одночасно, є віброшвидкість. Відповідно до РТМ 26-O6-22-75/17/ вібраційними характеристиками ЦHA є:

загальний рівень вібраційної швидкості;

рівень вібраційної швидкості в октавних смугах частот.

При оцінці технічного стану на першому рівні вібродіагностичних обстежень як діагностичний параметр звичайно приймається середньоквадратичне значення віброшвидкості. На другому рівні діагностики для виявлення причин підвищеної вібрації, виявлення несправного вузла або елемента цього параметра недостатньо. Необхідне проведення гармонійного аналізу вібросигналів, що дозволяє виявити внесок різних джерел у загальну вібрацію машини, якісно оцінити фізичні процеси утворення і поширення сигналів вібрації.

Найбільш інформативним параметром при виявленні дефекту є частота гармонійних складових вібросигналу. Це обумовлено тим, що динамічні зусилля, що викликають вібрацію і виникають під дією тих або інших дефектів і несправностей, змінюють свою величину і напрямок в основному з частотами, кратними частоті обертання елементів машин, у яких є несправність. Порівнюючи частоту вібрації з частотою обертання, можна обмежити ряд дефектів, що викликають вібрацію на розглянутих частотах.

Амплітуда вібрації (амплітуда переміщення, швидкості або прискорення) у меншій степені вказує на джерело збурювання, однак вона характеризує технічний стан вузла, дозволяє якісно оцінити його несправність. Чим більший дефект, тим істотніше змінюється амплітуда вібрації на характерній частоті.

Багато коливальних процесів у роторній машині, викликані різними причинами, протікають з однаковою частотою, що ускладнює визначення конкретної причини вібрації (виявлення дефектного вузла) при діагностиці. У той же час більшість вібрацій мають відносне фазове зрушення, тобто один вібраційний процес зміщений щодо іншого по фазі. Отже, фаза вібрації також є діагностичним параметром.

Таким чином, основними діагностичними параметрами вібрації ЦНА є:

середньоквадратичне або амплітудне значення віброшвидкості;

частота вібраційного процесу;

фаза вібрації.

Допустимий рівень вібрації ЦНА. Нормування вібрації ґрунтується на великому статистичному матеріалі і досвіді експлуатації машин даного класу. Як відзначалося вище, рівень вібрації механізму відображає структурний стан його елементів, а при визначеному значенні - наявність дефектів (несправностей). У той же час зі збільшенням рівня вібрації ростуть динамічні навантаження і напруги в деталях, що сприяє прискоренню зносу і появі несправних елементів. Допустимий рівень вібрації відображає дві сторони вібраційних процесів, що протікають при роботі даної машини. Він свідчить про те, що:

по-перше, при роботі машини з рівнем вібрації нижче гранично допустимого значення додаткові навантаження в її вузлах від вібрації не перевищують небезпечних значень і не можуть привести до їх несправності (поломки, появі дефекту, прискореному зносу і т.п.);

по-друге, при роботі машини з рівнем вібрації нижче припустимого значення в ній відсутні несправні вузли й елементи (мова йде тільки про ті вузли, несправність яких може викликати зміна рівня вібрації).

Розрізняють припустимі рівні вібрації для приймальноздавальних випробувань і експлуатаційні. Перші, як правило, регламентуються різними нормативними документами (ДСТУ галузеві нормалі, заводська документація і т.п.). Експлуатаційні норми припустимих рівнів вібрації звичайно носять рекомендаційний характер, є орієнтованими, тому що отримані на підставі статистичних даних. Багато норм застаріли, тому що були розраховані на застосування вібровимірювальних приладів з низьким частотним діапазоном. Так, наприклад Правилами технічної експлуатації МЕС СРСР для електромашин при роторній частоті обертання 3000 хв-1 встановлена експлуатаційна гранична норма вібрації по вібропереміщенню — 0,05 мм. В той же час багаточисельними дослідженнями встановлено, що амплітуда вібровимірювання є визначальним чинником тільки в області низьких частот (до 600хв -1). В області середніх частот (600... 180000хв -1) основною характеристикою енергетичного рівня вібраційних процесів у машині є віброшвидкість, а при частотах більш 180000 хв -1 віброприскорення [12]. Сучасна віброапаратура дозволяє робити вимірювання і аналіз параметрів вібрації в широкому діапазоні частот (від 0 до 30000 Гц і більше).

Проблема класифікації рівнів вібрації машин з обертовими масами розробляється вже більш 40 років. Однією з великих розробок у цій області є робота Союзу німецьких інженерів (ФРН) VDI 2056. Ці рекомендації одержали широке визнання. На їхній основі Міжнародною організацією по стандартизації (ISO) розроблений ряд рекомендацій, з яких для нас становить інтерес стандарт ISO 3945. Цей стандарт встановлює норми припустимого рівня вібрації в експлуатаційних умовах для машин потужністю більше 300 кВт, що працюють у діапазоні частот 10...200 Гц. Ці ж норми встановлені стандартом СТ СЕВ 1368-78 введеним для застосувань у народному господарстві СРСР з січня 1982р.

Нормованою величиною інтенсивності вібрації є середньоквадратичне значення віброшвидкості е, виміряної в обраних місцях контролю в