Способ вибродиагностики вращающихся механизмов

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для вибродиагностики вращающихся механизмов по количественной оценке величины биений . Цель изобретения - определение биений механизмов, создающих значительные тепловые и электромагнитные помехи В качестве информативного параметра вы-1 брана величина звукового давления, излучаемого вращающимся механизмом. При реализации способа измеряют звуковое давление вблизи вращающегося механизма и угловую скорость вращения. С учетом этих параметров по приведенной формуле оценивают амплитуду колебательного смещения вращающегося механизма. 1ил., 1 табл.

((9) (! !) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 Н 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4755761/28 (22) 01,11.89 (46) 07.08.92. Бюл. № 29 (71) Ленинградский филиал Института машиноведения им. А,А, Благонравова (72) П.П. Кузьмин,.Э.В, Мацевич и С,В. Яровой (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 754213, кл. 6 01 Н 11/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1000776, кл. G 01 Н 13/00, 1983. (54) СПОСОБ ВИБРОДИАГНОСТИКИ ВРАЩАК) ЩИХСЯ МЕХАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к испытательной.теМнике и может быть использовано для

Изобретение относится к технической диагностике, предназначено для обнаружения и измерения биений вращающихся валов.

Известны способы определения биений вращающихся валов, в которых измеряют уровень вибрации с помощью соответствующих датчиков, устанавливаемых на фундаменте агрегата.

Однако указанные способы не дают достоверных сведений из-за громоздкой и плохой помехозащищенности. На результаты измерений оказывает влияние вибрация агрегатов, установленных в непосредствен ной близости от диагностируемого объекта и в соседних помещениях. Необходимость использовать специальный помехозащищенный фундамент лишает способ универсальности, Известны способы измерения биений вращающихся валов, в которых в качестве информативного параметра используют значение заряда емкости, одной из обкладок которого является поверхность вращающегося вибродиагностики вращающихся механизмов по количественной оценке величины биений. Цель изобретейия — определение биений механизмов, создающих значительные тепловые и электромагнитнйе помехи, В качестве информативного параметра вы- брана величина звукового давления, излуча- . емого" вращающимся" механизмом. При реализации способа измеряют звуковое давление вблизи вращающегося механизма и угловую скорость вращения. С учетом этих параметров по приведенной формуле оценивают амплитуду" колебательного смещения вращающегося механизма. 1ил., 1 табл. вала. Амплитуда биения вала пропорциональна средней величине заряда.

Недостатком способа является необходимость создания специальной оснастки, включая конструктиЪную доработку валов и зависимость от электромагнитных помех.

Наиболее близким по технической сущности является спосрб вибрационного конт- Q1 роля турбомашин, заключающийся в том, что (ь) о техническом состояйии турбомашин судят ((() по осредненному уровню вибрации в диапазоне частот.

Недостатком способа является низкая достоверность из-за- отсутствия памехозащищенности. Кроме того, следует отметить трудоемкость и сложность реализации спосо6а.

Цель изобретения -упрощение способа и возможность определения биений механизмов, создающих зйачительнйе тепловые и электромагнитные помехи.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют угловую скорость вращения механизма, в качестве информативного параметра измеряют величину звукового давления, излучаемого вращающимся механизмом, а в качестве параметра используют колебательное смещение при биении вращающе- 5 гося механизма, которое определяют по формуле

Р Н(}1сй

Г7Я/)мО (. („)

10 где r — колебательное смещение; где ro — колебательное смещение;

Ря — действующее значение звукового давления; 15 ю — угловая скорость вращения механизма;

R — радиус вращающегося механизма;

r — расстояние от оси вращения механизма,до приемника звукового давления;

Н "1, Н > — функция Ханкеля и ее производная по аргументу;

К - в /с — волновое число; р, с — плотность и скорость звука в окружающей среде. 25

На чертеже изображена схема установки для реализации способа.

Схема содержит последовательно соединенные приемник 1 звукового давления, например конденсаторный микрофон, уси- 30 литель 2, перестраиваемый полосовой фильтр 3, измерительный прибор 4 и вращающийся механизм 5; В качестве измерительного прибора может быть использован соответственно отградуированный вольт- 35 метр.

Установку располагают в машинном зале, Приемник 1 звукового давления располагают в непосредственной близости от диагностируемого вращающегося механиэ- 40 ма в доступном месте. Узкополосный фильтр 3 настраивают на частоту вращения вала 5. Звуковое давление, воспринятое приемником 1, преобразуется в электрический сигнал и усиленное усилителем 2 пода- 45 ется на вход фильтра 3. К выходу фильтра подключен измерительный прибор 4, например вольтметр, отградуированный в единицах звукового давления. Наличие показаний на шкале прибора 4 свидетель- 50 ствует о наличии биений вращающегося ме- . ханизма 5..

Значение звукового давления onðåäåляется следующим соотношением:

P(r,ñ) — мгновенное значение звукового давления; й) — угловая скорость вращения механизма;

R — радиус вращающегося механизма;

r — расстояние от оси вращения механизм уо пщемника звукового давления;

Н > Н > — функция Ханкеля и ее про1 иэводная по аргументу;

К - м /с — волновое число.

При Р(гя) = Pmxc(r) величина ехрЯа E -P )=

-1, с учетом того, что на приборе 4 отсчитывают действующее значение Pg{r) = 0,707Рмакс(г), получим величину гмещения r< из следующего выражения:

P H (} kRx

6,7ХО))М Д1)() )

При испытании способа применяем вращающийся вал 5, выполненный с возможностью регулирования расстояния между осью вала и осью его вращения от 1 до 5 мм. Приемник звукового давления установлен на расстоянии 1 мм от вала 5. Параллельно вели замеры величины биения вала известным контактным способом с помощью роликового индукционного датчика фирмы "Perthen" (ФРГ), точность измерений которого составляет 1,0;4, В таблице даны результаты измерений, Испытания показали, что предлагаемый бесконтактный способ вибродиагностики не уступает по точности контактному (разница составляет всего 5-10Я но при этом он прост в осуществлении и позволяет с достаточной точностью и достоверностью получить сведения о наличии и величине биения вращающихся механизмов при высокой степени защищенности от тепловых и электромагнитных помех, Формула изобретения

Способ вибродиагностики вращающихся механизмов, заключающийся в том, что измеряют бесконтактным путем информативный параметр и по нему определяют на- личие биений, по величине параметра которых судят о дефекте механизма, о т л ич а ющи и с я тем, что, с целью определения биений механизмов, создающих значительные тепловые и электромагнитные помехи, измеряют угловую скорость вращения механизма, в качестве информативного параметра измеряют величину звукового давления, излучаемого вращающимся механизмом, а в качестве параметра биения используют колебательное смещение ro при биении вращающегося механизма, которое onределяют по формуле:

1753301

ro =

ro u где P — звуковое давление; со — угловая скорость вращения механизма;,о, с — плотность и скорость звука в окружающей среде;

R — радиус вращающегося механизма, r — расстояние от оси вращения меха5 низма до приемника звукового давления;

Н <, Н > — функции Ханкеля и ее про1 изводная по аргументу;

К -ж/с.