ГОСТ Р 56646-2015/ISO/TR 19201:2013. Национальный стандарт Российской Федерации. Вибрация. Руководство по выбору критериев оценки вибрационного состояния машин

8. Расчетный метод выбора стандарта для машины данного вида

 

8.1 Общие положения

В настоящем разделе рассматривается расчетный метод, используемый при выборе способа измерений вибрации, который основан на динамике машины данного вида, характеризуемой коэффициентом динамической жесткости . Этот коэффициент представляет собой отношение динамической жесткости подшипниковой опоры к динамической жесткости подшипника. Дополнительная информация приведена в приложениях A и B. Пример расчета приведен в приложении C. Алгоритм выбора способа измерений на основе коэффициента показан на рисунке 1.

 

 

- динамическая жесткость подшипника;

- динамическая жесткость подшипниковой опоры;

- коэффициент динамической жесткости; A - диапазон

измерений относительной вибрации вала; B - диапазон

измерений абсолютной вибрации вала; C - диапазон

измерений вибрации подшипниковой опоры

 

Примечание - Полужирными стрелками отмечены диапазоны типичных значений для измерений данного вида, а тонкими стрелками - диапазоны , когда данный вид измерений используют только в исключительных случаях.

 

Рисунок 1 - Определение метода измерения вибрации

на основе коэффициента динамической жесткости 

 

Пример - Из рисунка 1 следует, что если , то измерению подлежит либо относительная (A), либо абсолютная (B) вибрация вала, в то время как вибрацию подшипниковой опоры (C) измеряют лишь в исключительных случаях.

Расчетный метод выбора соответствующего стандарта применим, в частности, при необходимости сделать выбор между стандартами серии ИСО 7919 и серии ИСО 10816. Руководство по применению расчетного метода показано на рисунке 2. Поскольку лицам, занимающимся обслуживанием машин в условиях их применения, значения жесткостей могут быть неизвестны, блок-схема, показанная на рисунке 2, предназначена, в первую очередь, специалистам, занимающимся проектированием и изготовлением машин.

Примечание - Возможны ситуации, когда измерения вибрации вала должны дополнять измерения на невращающихся частях (см. ИСО 13373-1).

 

 

Рисунок 2 - Блок-схема выбора

стандарта для измерений вибрации

 

8.2 Основные соотношения для вибрации вращающихся валов и опор

8.2.1 Основные конструктивные элементы

Основные элементы конструкции, рассматриваемые в модели "ротор-подшипник-опора" при моделировании вибрации, и упрощенная динамическая модель, в которые входят эти элементы, показаны на рисунке 3.

Примечание - Модель, изображенная на рисунке 3, описывается формулами (A.3) и (A.4) приложения A.

 

 

1 - дисбаланс; 2 - ротор; 3 - подшипник; 4 - подшипниковая

опора; C₁ - демпфирование подшипника; C₂ - демпфирование

подшипниковой опоры; k₁ - жесткость подшипника;

k₂ - жесткость подшипниковой опоры; k_R - жесткость

ротора; m_P - масса опоры; m_R - масса ротора

 

Рисунок 3 - Динамическая модель системы

"ротор-подшипник-опора"

 

8.2.2 Расчет отклика по характеристикам конструктивных элементов

Отклик системы "ротор-подшипник-опора" определяют следующие характеристики:

a) гибкость ротора;

b) динамическая жесткость подшипника;

c) динамическая жесткость подшипниковой опоры.

При оценке вибрации системы необходимо учитывать следующие два основных момента:

- динамическую силу, передаваемую на подшипник;

- относительное перемещение, позволяющее рассчитать зазор между ротором и невращающейся частью машины.

Действующую на подшипник динамическую силу F, определяющую условия его эксплуатации и срок службы, можно измерить двумя косвенными методами.

Первый метод - по измерениям перемещения x_P опоры подшипника с использованием формулы

 

(1)

 

где - динамическая жесткость подшипниковой опоры.

Соответствующие измерения проводят в соответствии со стандартами серии ИСО 10816.

Второй метод - по измерениям относительного перемещения вала x_B с использованием формулы

 

(2)

 

где - динамическая жесткость подшипника.

Абсолютное перемещение вала x_SA представляет собой сумму перемещения подшипниковой опоры x_P и относительного перемещения вала x_B:

 

(3)

 

где - общая динамическая жесткость.

Примечание - Общая динамическая жесткость более подробно рассмотрена в приложении D.

 

Перемещения, определяемые формулами (2) и (3), могут содержать погрешность, обусловленную смещением вала в плоскости измерений. Последнее включает в себя смещение вала относительно центра подшипника, связанное с изгибом вала, а также смещение центральной плоскости подшипника относительно плоскости измерений. В случае достаточно жестких роторов этой погрешностью можно пренебречь. Однако если ротор при своем вращении проявляет гибкие свойства, то в формулы (2) и (3) необходимо добавить слагаемое x_f, описывающее влияние деформации вала (см. таблицу 1).

 

Таблица 1

 

Вибрации в подшипниковой системе

 

Вид вибрации	Учитываемое перемещение
	Жесткий ротор	Гибкий ротор
Вибрация подшипниковой опоры	xP	xP
Относительная вибрация вала	xB	xB + xf
Абсолютная вибрация вала	xP + xB	xP + xB + xf