SU1753301A1 - Способ вибродиагностики вращающихс механизмов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике и может быть использовано дл  вибродиагностики вращающихс  механизмов по количественной оценке величины биений . Цель изобретени  - определение биений механизмов, создающих значительные тепловые и электромагнитные помехи В качестве информативного параметра вы-1 брана величина звукового давлени , излучаемого вращающимс  механизмом. При реализации способа измер ют звуковое давление вблизи вращающегос  механизма и угловую скорость вращени . С учетом этих параметров по приведенной формуле оценивают амплитуду колебательного смещени  вращающегос  механизма. 1ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к технической диагностике, предназначено дл  обнаружени  и измерени  биений вращающихс  валов.

Известны способы определени  биений вращающихс  валов, в которых измер ют 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 вли ние вибраци  агрегатов, установленных в непосредственной близости от диагностируемого объекта и в соседних помещени х. Необходимость использовать специальный помехозащи- щенный фундамент лишает способ универсальности .

Известны способы измерени  биений вращающихс  валов, в которых в качестве информативного параметра используют значение зар да емкости, одной из обкладок которого  вл етс  поверхность вращающегос 

вала. Амплитуда биени  вала пропорциональна средней величине зар да. .

Недостатком способа  вл етс  необходимость создани  специальной оснастки, включа  конструктивную доработку валов и зависимость от электромагнитных помех.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  спосрб вибрационного контрол  турбомашин, заключающийс  в том, что о техническом состо нии турбомашин суд т по осредненному уровню вибрации в диапазоне частот.

Недостатком способа  вл етс  низка  достоверность из-за отсутстви  помехоза- щищенности. Кроме того, следует отметить трудоемкость и сложность реализации способа .

Цель изобретени  -упрощение способа и возможность определени  биений механизмов , создающих значительные тепловые и электромагнитные помехи.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что измер ют угловую скорость вращени  мехаVI

СП

со со о

низма, в качестве информативного параметра измер ют величину звукового давлени , излучаемого вращающимс  механизмом, а в качестве параметра используют колебательное смещение при биении вращающегос  механизма, которое определ ют по формуле

Го

. )

0,7  р о H(0(|ir)

где г0 - колебательное смещение;

Рд - действующее значение звукового давлени ;

о) - углова  скорость вращени  механизма;

R - радиус вращающегос  механизма;

г - рассто ние от оси вращени  механизма до приемника звукового давлени ;

н н 1 1 - функци  Ханкел  и ее производна  по аргументу;

К о) /с - волновое число;

р , с - плотность и скорость звука в окружающей среде.

На чертеже изображена схема установки дл  реализации способа.

Схема содержит последовательно соединенные приемник 1 звукового давлени , например конденсаторный микрофон, усилитель 2, перестраиваемый полосовой фильтр 3, измерительный прибор4 и вращающийс  механизм 5. В качестве измерительного прибора может быть использован соответственно отградуированный вольтметр .

Установку располагают в машинном зале . Приемник 1 звукового давлени  располагают в непосредственной близости от диагностируемого вращающегос  механизма в доступном месте. Узкополосный фильтр 3 настраивают на частоту вращени  вала 5. Звуковое давление, восприн тое приемником 1, преобразуетс  в электрический сигнал и усиленное усилителем 2 подаетс  на вход фильтра 3. К выходу фильтра подключен измерительный прибор 4, например вольтметр, отградуированный в единицах звукового давлени . Наличие показаний на шкале прибора 4 свидетельствует о наличии биений вращающегос  механизма 5.

Значение звукового давлени  определ етс  следующим соотношением:

Р(гд)

PJ{ft -0}.

где го - колебательное смещение;

P(r,t) - мгновенное значение звукового давлени ;

ft) - углова  скорость вращени  механизма; R - радиус вращающегос  механизма;

г - рассто ние от оси вращени  механизма до приемника звукового давлени ;

н 1 1 - функци  Ханкел  и ее производна  по аргументу; К о) /с - волновое число.

При P(r,t) Рмакс(г) величина expj{an -/ }

-1, сучетом того, что на приборе 4 отсчитывают

действующее значение PQ(r) 0,707РМакс(г),

получим величину гмещени  г0 из следующего выражени :

Го

Рд .H(1)(kR) 0,7 -юрс )

При испытании способа примен ем вращающийс  вал 5, выполненный с возможностью регулировани  рассто ни  между осью вала и осью его вращени  от 1 до 5

мм. Приемник звукового давлени  установлен на рассто нии 1 мм от вала 5. Параллельно вели замеры величины биени  вала известным контактным способом с помощью роликового индукционного датчика

фирмы Perthen (ФРГ), точность измерений которого составл ет 1,0%.

В таблице даны результаты измерений.

Испытани  показали, что предлагаемый

бесконтактный способ вибродиагностики

не уступает по точности контактному (разница составл ет всего 5-10%), но при этом он прост в осуществлении и позвол ет с достаточной точностью и достоверностью получить сведени  о наличии и величине

биени  вращающихс  механизмов при высокой степени защищенности от тепловых и электромагнитных помех.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ вибродиагностики вращающихс  механизмов, заключающийс  в том, что измер ют бесконтактным путем информативный параметр и по нему определ ют наличие биений, по величине параметра которых суд т о дефекте механизма, о т л ичающийс  тем, что, с целью определени  биений механизмов, создающих значительные тепловые и электромагнитные помехи, измер ют угловую скорость вращени  механизма , в качестве информативного параметpa измер ют величину звукового давлени , излучаемого вращающимс  механизмом, а в качестве параметра биени  используют колебательное смещение г0 при биении вращающегос  механизма, которое определ ют по формуле:

   r0

   РH(1)(kR)

   0,7прсо) HW(kr)

   где Р - звуковое давление;

   о) - углова  скорость вращени  механизма;

   р , с - плотность и скорость звуки в окружающей среде;

   R - радиус вращающегос  механизма;

   г - рассто ние от оси вращени  механизма до приемника звукового давлени ;

   , 1 - функции Ханкел  и ее производна  по аргументу; К ш/с.