Приложение С (рекомендуемое). Средства измерений, используемые при измерениях относительной и абсолютной вибраций вала

Приложение С
(рекомендуемое)

Средства измерений, используемые при измерениях относительной и абсолютной вибраций вала

С.1 Общие положения

При измерениях поперечной вибрации вала обычно используют три вида измерительных систем, каждый из которых обеспечивает измерения в одном или в двух направлениях. В измерительную систему одного вида входят бесконтактные датчики, измеряющие относительные перемещения между валом и подшипником; в измерительную систему другого вида - сочетание зондов с датчиками инерционного типа для измерения абсолютного перемещения вала; измерительные системы третьего вида обеспечивают измерение абсолютного перемещения вала сложением выходных сигналов с датчиков бесконтактного и инерционного типа, установленных на конструкции машины (например на корпусе подшипника).

Примечание - В примерах, приведенных в С.2 - С.4, рассмотрено применение двух датчиков, расположенных в одной плоскости, перпендикулярной к оси вала, под углом 90° друг к другу. Однако в ряде случаев бывает достаточным проводить измерения в одном направлении (см. 3.3).

С.2 Система измерений относительного движения (датчики бесконтактного типа)

Измерительная система, используемая при измерениях движения вала относительно элементов конструкции машины (например корпуса подшипника) приведена на рисунке С.1. Система состоит из бесконтактного датчика, устройства согласования и считывающего устройства.

"Рисунок С.1 - Схематическое изображение системы измерений относительного движения с использованием датчиков бесконтактного типа"

Во время первой установки датчика желательно провести на месте калибровку его выходного сигнала в зависимости от разных значений зазора. Следует отметить, что для разных режимов работы машины среднее значение зазора может изменяться. Поэтому необходимо убедиться, что в любом режиме датчик работает в пределах линейного диапазона измерений.

При измерениях с помощью бесконтактного датчика следует убедиться, что его выходной сигнал зависит только от вибрации вала и что на точность измерений не влияет наличие находящихся поблизости проводящих материалов или магнитных полей.

Рекомендуется, чтобы измерительная система обеспечивала возможность измерений как переменных значений перемещений во всем заданном диапазоне частот, так и среднего положения вала относительно опорной конструкции. Это позволяет выбрать нужное среднее значение зазора и оценить биения вала на низких скоростях, когда поведение слоя смазки стабильно, а центробежные эффекты незначительны.

Измерение относительных перемещений допускается проводить и с помощью других систем, например с помощью датчиков-зондов.

Примечание - При интерпретации результатов измерений биений следует иметь в виду, что на них могли оказать влияние, например, временный прогиб ротора, неустойчивое движение шейки вала в зазоре подшипника, осевые перемещения вала и др.

С.3 Система измерений абсолютного движения (датчики-зонды в сочетании с датчиками инерционного типа)

Измерительная система, используемая для измерений абсолютного движения вала, приведена на рисунке С.2. Система состоит из инерционного датчика (датчик скорости или акселерометр), установленного на датчик-зонд, опорной системы датчика-зонда, обеспечивающей возможность наконечнику зонда точно следовать за движением вала, и считывающего устройства.

"Рисунок С.2 - Схема системы измерений абсолютного движения с использованием датчиков-зондов и датчиков инерционного типа"

Примечание - При помощи данной системы нельзя проводить измерения среднего положения вала относительно конструкции машины.

Механизм зонда должен точно передавать колебания вала на инерционный датчик, не допускать дребезжания зонда, а его собственные частоты не должны искажать результаты измерений вибрации вала в заданном диапазоне частот.

Выходной сигнал датчика инерционного типа должен проходить через устройство согласования, которое обеспечивает точное измерение переменного значения перемещения вала.

С.4 Система для измерения абсолютного движения (сочетание датчиков бесконтактного и инерционного типов)

Измерительная система, используемая для измерений абсолютного движения вала (которую можно, кроме того, применять для измерения абсолютного движения корпуса подшипника и относительного движения вала), приведена на рисунке С.3. Система состоит из бесконтактного датчика относительного перемещения, инерционного датчика (датчика скорости или акселерометра), устройства согласования и считывающего устройства.

"Рисунок С.3 - Схема системы измерений абсолютного движения с использованием датчиков бесконтактного и инерционного типов"

Оба датчика должны быть установлены на общей жесткой опоре рядом друг с другом, чтобы обеспечить воздействие на них одной и той же вибрации элементов опорной конструкции машины, и таким образом, чтобы их оси чувствительности были параллельны между собой.

Часть системы, включающая датчики бесконтактного типа, аналогична указанной в С.2 и обеспечивает выходной сигнал, пропорциональный относительному перемещению вала, а также возможность установления необходимого зазора. Выходной сигнал является результатом сложения двух движений: движения вала и движения элемента конструкции, на который установлен бесконтактный датчик.

Выходной сигнал инерционного датчика, пропорциональный движению элемента конструкции, на который он установлен вместе с бесконтактным датчиком, подвергают соответствующей обработке для получения сигнала перемещения. После этого сигнал суммируют в векторной форме с сигналом бесконтактного датчика, обеспечивая точное измерение абсолютного движения вала. Следует отметить, что каждый элемент измерительной системы может искажать амплитудные и фазовые соотношения исходных сигналов, поэтому перед векторным сложением сигналов они должны быть соответствующим образом скорректированы. При помощи датчика инерционного типа можно также измерять абсолютную вибрацию невращающегося элемента конструкции (например корпуса подшипника).

Данная измерительная система должна обеспечивать считывание среднего значения положения вала относительно опорной конструкции и переменных значений абсолютного перемещения вала, которое является суммой абсолютного движения опорной конструкции и относительного движения вала.