ГОСТ Р ИСО 20816-1-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Вибрация. Измерения вибрации и оценка вибрационного состояния машин. Часть 1. Общее руководство

4.4 Точки измерений

4.4.1 Точки измерений на невращающихся частях

Измерения вибрации проводят на подшипниках, корпусах подшипников или других элементах конструкции, которые проявляют отклик на динамические силы, передаваемые от вращающихся частей на их опоры, и характеризуют общую вибрацию машины. Типичные расположения точек измерений показаны на рисунках 1 - 5.

 

 

Рисунок 1 - Точки измерений для опорного подшипника

скольжения

 

 

 

 

Рисунок 2 - Точки измерений для корпусного подшипника

 

 

 

 

Рисунок 3 - Точки измерений на малой электрической машине

 

 

 

 

Рисунок 4 - Точки измерений на поршневом двигателе

вблизи подшипниковых опор

 

 

 

 

Рисунок 5 - Точки измерений на вертикальном агрегате

 

Чтобы оценить динамику колебаний в выбранной точке конструкции, измерения необходимо проводить в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Однако такая полнота измерений обычно необходима только при приемочных испытаниях.

При контроле состояния машины в процессе ее эксплуатации обычно выполняют измерения в одном или двух радиальных направлениях (обычно в горизонтальном и вертикальном). Такие измерения могут быть дополнены измерениями осевой вибрации, но их обычно выполняют только в месте расположения упорного подшипника. Если в машине действуют значительные динамические силы в осевом направлении, то такая вибрация может быть существенной.

Расположение точек измерения для машин конкретных типов приведено в соответствующих стандартах серии ИСО 20816.

4.4.2 Точки измерений на вращающихся валах

4.4.2.1 Общие положения

При измерениях вибрации вращающихся валов преобразователи желательно устанавливать в точках, позволяющих измерять движения вала в радиальном направлении на наиболее важных его участках. Рекомендуется при измерениях как относительной, так и абсолютной вибрации устанавливать по два преобразователя на каждом подшипнике или в непосредственной близости от него (см. рисунок 6). Преобразователи, насколько это возможно, располагают в радиальном направлении в одной поперечной плоскости, перпендикулярной к оси вала. Отклонение оси преобразователя от радиального направления не должно превышать +/- 5°. Преобразователи устанавливают на каждой подшипниковой опоре одинаковым образом на одной ее половине под углом 90° +/- 5° друг к другу (см. рисунок 7).

 

 

1 - к устройству преобразования сигнала; 2 - устройства

формирования сигнала; 3 - преобразователь бесконтактного

типа; 4 - вал; 5 - корпус подшипника; 6 - подшипник

 

Рисунок 6 - Точки измерений при измерениях на вращающихся

валах

 

 

 

 

1 - к устройству преобразования сигнала; 2 - устройства

формирования сигнала; 3 - вал; 4 - преобразователи

бесконтактного типа

 

Рисунок 7 - Установка датчиков бесконтактного типа

при измерениях относительной вибрации вала

 

Наличие предварительной информации о характере вибрации вала позволяет в ряде случаев использовать в каждой плоскости измерений вместо указанной пары преобразователей только один из них.

Рекомендуется проведение специальных исследований для определения вклада в результат измерений явлений невибрационной природы, связанных с неоднородностью структуры металла, локальной остаточной намагниченностью или механическими биениями поверхности вала. Следует иметь в виду, что в случае асимметричного ротора, такого как ротор двухполюсного генератора, возможно появление ложного сигнала биения вследствие влияния силы тяжести.

4.4.2.2 Места установки преобразователей при измерениях относительной вибрации вала

Преобразователи бесконтактного типа для измерений относительной вибрации обычно устанавливают в резьбовых отверстиях в корпусах подшипников или рядом с ними при помощи жестких кронштейнов. Следует убедиться, что при установке внутри подшипника преобразователь не вносит изменений в форму масляного клина. Возможна установка преобразователей с помощью специальных приспособлений для контроля перемещений других участков ротора, однако это потребует применения иных критериев оценки вибрации. Если преобразователь установлен с помощью кронштейна, то собственные частоты кронштейна не должны оказывать влияние на результаты измерений вибрации вала.

Поверхность вала в месте установки преобразователя (с учетом возможного осевого сдвига вала под воздействием высоких температур) должна быть гладкой и не иметь отклонений геометрической формы (шпоночных канавок, участков резьбы, каналов для смазки и др.), неоднородностей материала и остаточной намагниченности, способных привести к искажениям сигнала. Если поверхность вала была гальванизирована или металлизирована, то измерительную систему следует откалибровать специально для данной поверхности. Рекомендуется, чтобы биения электрической и механической природы, измеренные с помощью преобразователя, не превышали максимального из следующих двух значений: 25% допустимого перемещения согласно 6.3.2.2 или 6 мкм. Если измерения проводят на машине, находящейся в эксплуатации, для которой измерения вибрации вала изначально запланированы не были, то вопрос допустимости тех или иных биений может потребовать специального рассмотрения.

4.4.2.3 Места измерений абсолютной вибрации вала с помощью бесконтактного преобразователя и преобразователя инерционного типа

При совместном использовании преобразователей инерционного и бесконтактного типов абсолютную вибрацию вала получают посредством:

a) интегрирования выходного сигнала преобразователя инерционного типа для получения из сигнала ускорения (или скорости) сигнала перемещения;

b) последующего сложения проинтегрированного сигнала с выходным сигналом преобразователя бесконтактного типа.

Примечание 1 - Для получения корректного результата сложения важно, чтобы сигналы с обоих преобразователей были одинаково синхронизированы по времени.

 

Требования к бесконтактным преобразователям и их креплению приведены в 4.4.2.2. Преобразователь инерционного типа жестко закрепляют на конструкции машины (например, на корпусе подшипника) как можно ближе к преобразователю бесконтактного типа, чтобы оба преобразователя воспринимали одну и ту же абсолютную вибрацию в направлении измерений со стороны опоры. Оси чувствительности бесконтактного и инерционного преобразователей должны быть параллельны, чтобы не вносить дополнительных погрешностей в результат векторного суммирования сигналов (см. рисунок 8).

Примечание 2 - Рекомендации по креплению акселерометров, измеряющих абсолютную вибрацию опоры, приведены в ИСО 5348.

Примечание 3 - В прошлом для измерений абсолютной вибрации вала могли применяться преобразователи инерционного типа в сочетании с механизмами, подвижная часть которых (например, в форме "ласточкина хвоста") непосредственно контактировала с вращающейся поверхностью вала.

 

 

1 - к устройству преобразования сигнала; 2 - устройства

формирования сигнала; 3 - вал; 4 - преобразователь

бесконтактного типа; 5 - преобразователь инерционного типа

 

Рисунок 8 - Установка преобразователей инерционного

и бесконтактного типов для измерений абсолютной

вибрации вала