ГОСТ Р ИСО 10816-8-2016. Национальный стандарт Российской Федерации. Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 8. Установки компрессорные поршневые

Приложение D

(справочное)

 

СВЯЗЬ МЕЖДУ РАЗНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ ВИБРАЦИИ

 

D.1 Введение

Среднеквадратическое значение одной из величин, характеризующих вибрацию, является удобным параметром для установления критериев вибрационного состояния в случае, если почти вся энергия сигнала вибрации приходится на гармонические составляющие.

Недостатки этого параметра при его применении в целях оценки угрозы прочности конструкции компрессорной установки от создаваемой вибрации проявляются в тех случаях, когда сигнал вибрации (особенно ускорения) содержит участки высоких всплесков короткой длительности. Такие всплески характеризуют ударные процессы и могут восприниматься на слух, но их энергия невелика, и, следовательно, они могут не вносить существенного вклада в среднеквадратичное значение. Следует учесть также, что высоким кратковременным всплескам ускорения будут соответствовать низкие уровни скорости и перемещения. Это легко объяснить, если принять во внимание, что скорость и перемещение получают интегрированием сигнала ускорения.

Всплески вибрации могут свидетельствовать о возможных больших местных напряжениях в элементах компрессорной установки или об ослаблениях в соединениях, как элементов внутри компрессора, так и присоединяемых к нему снаружи. Поэтому для обнаружения подобных явлений более подходящим параметром будет пиковое значение сигнала вибрации.

В общем случае не существует простых математических соотношений, связывающих среднеквадратичное и пиковое значения сигнала. Полезным инструментом для преобразования среднеквадратичного значения в пиковое может служить пик-фактор, если его значение известно.

В настоящем приложении рассматривается связь между среднеквадратичным и пиковым значениями сигнала через его пик-фактор.

D.2 Среднеквадратичное значение, пиковое значение и пик-фактор

D.2.1 Среднеквадратичное значение

Среднеквадратичное значение U_r.m.s. сигнала u(t) рассчитывают по формуле

 

, (D.1)

 

где t - время;

T - интервал измерения.

Примечание - Величину, определяемую формулой (D.1), также называют истинным среднеквадратичным значением.

 

D.2.2 Пиковое значение

Пиковым значением сигнала u(t) называют максимальное значение этого сигнала на интервале измерения.

Примечание 1 - Под пиковым значением вибрации обычно понимают максимальное отклонение сигнала вибрации от его среднего уровня. При этом максимальное отклонение в положительную сторону называют положительным пиковым значением, а в отрицательную сторону - отрицательным пиковым значением.

Примечание 2 - Следует иметь в виду, под пиковым значением иногда понимают другие величины, которые не согласуются с настоящим стандартом и ИСО 2041. Так, могут быть использованы следующие термины:

- истинное пиковое значение, под которым понимают половину разности между максимальным и минимальным значением сигнала на интервале измерений;

- псевдопиковое значение, получаемое умножением U_r.m.s. на коэффициент . Это определение основывается на соотношении между пиковым и среднеквадратичным значением для гармонического сигнала. В случае сигнала сложной формы понятие псевдопикового значения не имеет ясного смысла, но его, тем не менее, используют для приближенного описания сигнала. Псевдопиковое значение может быть меньше истинного пикового значения (например, в случае треугольного или пилообразного сигнала), равно ему (в случае гармонического сигнала) или превышать его (например, в случае сигнала в форме меандра).

 

D.2.3 Пик-фактор

Пик-фактор C_F сигнала u(t) представляет собой отношение пикового значения сигнала к его среднеквадратичному значению U_r.m.s:

 

. (D.2)

 

Примечание 1 - Следует иметь в виду, что разные определения пикового значения сигнала приводят к разным определениям пик-фактора.

Примечание 2 - Для поршневых компрессорных установок характерны значения пик-фактора от 2 до 4 в случае слабых ударных процессов внутри установки и в несколько раз большие значения, если ударные силы велики. Для других схожих машин, таких как объемные компрессоры или насосы, могут наблюдаться более высокие значения пик-фактора.

Примечание 3 - Если элемент установки (например, присоединенная труба малого диаметра) находится в условиях резонанса, то для него значение пик-фактора будет близко к .