ГОСТ Р ИСО 13373-5-2022. Национальный стандарт Российской Федерации. Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состояния. Часть 5. Методы диагностирования вентиляторов и воздуходувок
Приложение A
(обязательное)
СТРУКТУРНЫЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ ВИБРАЦИИ ВЕНТИЛЯТОРОВ
И ВОЗДУХОДУВОК
A.1 Таблица неисправностей
Структурный подход к анализу вибрации вентиляторов и воздуходувок представлен таблицами (таблицы A.1 и A.2), включающими в себя основные неисправности и соответствующие диагностические признаки (их перечень не исчерпывающий). Неисправности вентиляторов и воздуходувок, связанные с дефектами подшипников, рассмотрены в ИСО 13373-5:2015, приложения C и D. Некоторые неисправности имеют схожие признаки, и для их различения требуются дополнительные исследования.
Таблица A.1
Таблица неисправностей для вентиляторов и воздуходувок
Неисправность | Основной признак | Другие признаки | Примечания |
Несоосность (расцентровка) вала | 1-я или 1-я и 2-я, иногда 3-я гармоники частоты вращения | Направленная сила, имеющая сдвиг фазы на 180° при прохождении через соединение. При параллельной несоосности характерен сдвиг для силы в радиальном направлении, при угловой несоосности появляется сдвиг для силы в осевом направлении | Различают два вида несоосности: параллельную и угловую. На практике в большинстве случаев присутствуют оба этих вида |
Ослабления механических соединений | Пики, следующие с частотой вращения, в сигнале вибрации. Гармоники частоты вращения, амплитуда которых спадает с ростом номера гармоники | Ослабления могут быть в посадке подшипника, рамной опоре, болтовых соединениях. Место ослабления определяют по изменению соотношения амплитуд и фаз разных частей соединения | Ослабления в подшипниковой опоре могут быть связаны с неправильной посадкой подшипника |
Увеличенный зазор в подшипнике | 1-я гармоника частоты вращения. Небольшие высшие гармоники для подшипников качения | Направленная сила | Может быть связан с износом элементов подшипника или истончением жидкостной пленки |
Напряжение в трубопроводе | 1-я гармоника частоты вращения | Направленная сила, клиппирование временного сигнала | Устранить натяжение во фланцевых соединениях |
"Мягкая" опора | 1-я гармоника частоты вращения и 2-я гармоника сетевой частоты в электродвигателе | Проверка мягкой опоры | "Мягкая опора" - состояние машины, когда не все ее опоры (лапы) установлены одинаково |
Задевания вала | Клиппирование временного сигнала, 1-я и высшие гармоники частоты вращения. Легкое задевание может вызвать вращающиеся векторы гармоник |
| Нехарактерная неисправность для вентилятора |
Дисбаланс | 1-я гармоника частоты вращения | Сдвиг фаз в разных частях соединения зависит от моды вибрации (для цилиндрической моды сдвиг отсутствует, для конической равен 180°). Обычно сдвиг фаз между горизонтальной и вертикальной вибрацией в одном сечении составляет 90° | Часто вызван эрозией лопаток или осаждениями на лопатки. Для консольных вентиляторов может потребоваться уравновешивание в двух плоскостях, для межопорных обычно достаточно одной плоскости коррекции |
Изгиб вала | 1-я гармоника частоты вращения, как при дисбалансе. Проявляет себя при медленном прокручивании вала | На определенных частотах вращения может компенсироваться дисбалансом | Нехарактерная неисправность для вентилятора |
Деформация корпуса | 1-я, иногда 2-я гармоника частоты вращения | Сдвиг фазы на 180° на разных концах вала | Важна только для конструкции с подшипниками, встроенными в корпус |
Резонанс | Высокая вибрация на определенной частоте | Собственная частота, полученная в ходе испытаний на резонанс | Избегать работы на резонансе, при необходимости изменяя частоту вращения или частоту резонанса (увеличением жесткости, добавлением массы). Иногда требуется увеличение демпфирования |
Наклон фундамента | Высокая 1-я гармоника частоты вращения, не обусловленная дисбалансом, несоосностью, изгибом вала или эксцентриситетом | "Качающаяся" форма ODS для 1-й гармоники частоты вращения | Для лучшего понимания проблемы требуется ODS-анализ |
Аэродинамические силы | Лопастная частота | Могут вызывать сильный шум | Обычно имеют место при работе вентилятора в режиме, далеком от рабочей точки |
Дефект ремня | Основная ременная частота | Ниже 1-й гармоники частоты вращения | Обычно из-за износа ремня, несоосности или неправильного натяжения |
Резонанс ременной передачи | Частота резонанса ременной передачи | Обычно ниже 1-й гармоники частоты вращения | Обычно при недостаточном натяжении ремня |
Чрезмерное натяжение ремня | 1-я гармоника частоты вращения | Направленная сила | Признаки схожи с признаками несоосности |
Эксцентриситет ременного шкива | Обычно направленная вибрация на 1-й гармонике частоты вращения, иногда на 1-й и 2-й гармониках | Иногда можно наблюдать визуально по вращению шкива |
|
Примечание - ODS - изгибные колебания работающей машины. | |||
Таблица A.2
Диагностические признаки для типичных неисправностей
Неисправности | Повышение уровня вибрации | Фазовые и временные признаки | Другие факторы | Типичные корректирующие действия | ||||||||
Субгармоника частоты вращения | 1-я гармоника частоты вращения | 2-я гармоника частоты вращения | 1-я гармоника сетевой частоты | высшие гармоники | Сдвиг 90° (вертикаль/горизонталь) | Сдвиг 180° через соединение | Данные ODS-анализа | Клиппирование сигнала | Проверка мягкой опоры | Другие наблюдения/испытания | ||
Несоосность (расцентровка) вала |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Сдвиг фазы через соединение в осевом или радиальном направлении | Выровнять вал(ы) |
Ослабления механических соединений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Определить место ослабления (A.2.2) | Устранить источник (например, затянуть анкерный болт) |
Увеличенный зазор в подшипнике |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Отремонтировать/заменить подшипник |
Напряжение в трубопроводе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Проверить зазор при отсоединении трубы. Вибрация может быть направленной | Обеспечить соединение без натяжения |
Мягкая опора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 2-я гармоника сетевой частоты может указывать на смещение статора или рамы | Измерить зазоры и выполнить регулировки |
Задевания вала |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Определить место и устранить причину |
Дисбаланс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Типичен сдвиг 90° для вибрации в вертикальном и горизонтальном направлениях | Устранить причину (например, очистить лопатки), выполнить балансировку ротора |
Изгиб вала |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Осевая вибрация; сдвиг фаз между подшипниками | Не устраняется балансировкой для консольного ротора |
Деформация корпуса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Устранить причину деформации |
Резонанс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Сильная вибрация на частоте, некратной частоте вращения | Изменить частоту вращения или резонанса |
Наклон фундамента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Обычно неровные уровни изоляции или грунта, плохое распределение масс | Консультация инженера-строителя |
Невыровненная опорная рама |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Выровнять раму |
Аэродинамические силы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Вибрация случайная или на лопастной частоте | Исправить поток (например, изменив угол заслонки) |
Дефект ремня |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Основная ременная частота | Выровнять или заменить ремень, отрегулировать натяжение |
Резонанс ременной передачи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Частота резонанса ременной передачи | Обычно устраняется регулировкой натяжения |
Чрезмерное натяжение ремня |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Направленная вибрация на частоте вращения | Исправить натяжение |
Эксцентриситет ременного шкива |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Направленная вибрация на частоте вращения | Устранить эксцентриситет и выровнять шкив |
Несоосность ременной передачи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Вибрация в осевом направлении | Выровнять шкивы в одной плоскости |
| ||||||||||||
A.2 Некоторые испытания в соответствии с таблицей A.2
A.2.1 Проверка мягкой опоры
По очереди ослабляют анкерные болты, крепящие машину к основанию. После ослабления соединения оценивают образовавшийся зазор между опорой и основанием машины, применяя при необходимости набор измерительных щупов. Затягивают ослабленное соединение, после чего переходят к другой опоре и процедуру проверки выполняют заново. Если после ослабления одной или нескольких опор между ними и основанием образовались зазоры, то это свидетельствует о деформировании корпуса машины при затягивании соединений. В обнаруженные во время проверки зазоры вставляют прокладки нужной толщины с последующим затягиванием болта, что позволяет решить проблему мягкой опоры.
A.2.2 Определение места ослабления соединений
Проводят измерения амплитуды и фазы вибрации в местах болтовых соединений подшипников, корпуса машины и опорной рамы в поисках того соединения, при переходе через которое амплитуда и/или фаза вибрации претерпевают значительное изменение. Такие изменения свидетельствуют об ослаблении данного соединения.
A.2.3 ODS-анализ
Проводят измерения амплитуды и фазы на частоте вращения в заданных узлах сетки на обследуемой поверхности в поисках форм изгибных колебаний. Исследуют возможные причины обнаруженных высоких значений механической подвижности или податливости.
A.3 Комментарии к неисправности в таблице A.2
В таблице A.2 рассматривается увеличенный зазор в подшипнике, который имеет разный смысл и разную причину для разных конструкций подшипников:
- для подшипников скольжения это увеличенный зазор между валом и внутренней поверхностью подшипника;
- в подшипнике скольжения под данной неисправностью может пониматься ослабление посадки кольца в корпусе подшипника;
- в подшипнике качения также может иметь место ситуация, когда слишком велик зазор между дорожками и элементами качения. Причиной этому может быть неправильный выбор размера подшипника или сильный износ дорожек и элементов качения.
Подписаться на обновления