Диагностика агрегатов по методу БПФ(1)
.pdf
Интенсивность вибрации согласно нормативам ISO
11
6.Компоненты двигателя, подверженные повреждениям
На иллюстрации представлены компоненты электродвигателя, подверженные поврежде-
ниям в наибольшей степени. Для некоторых видов повреждений характерны соответс-
твующие типовые спектры вибраций. Ниже рассмотрим каждое из подобных явлений более подробно.
12
Компоненты двигателя, подверженные повреждениям
Повреждение |
Повреждение муфты |
подшипника |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Повреждение якоря |
|
|
|
|
|
|
Повреждение |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
статора |
13
7.Разбалансировка ротора / Нарушение центровки валов
Разбалансировка ротора представляет собой
эксцентрическое распределение массы ротора. При вращении разбалансированного рото-
ра результирующая центробежная сила вращения вызывает появление дополнительных усилий на подшипниках и вибрацию ротора
непосредственно на частоте вращения. Это проявляется в спектре разбалансированного
агрегата, т.е. частота вращения выглядит как «пик» с увеличенной амплитудой. Подобная ситуация может в значительной степени
негативно сказаться на общем вибрационном состоянии аграгата. Необходимое перераспределение массы ротора достигается
посредством балансировки ротора двигателя
при помощи балансировочного станка (при
условии демонтажа агрегата) или при помощи вибрационного балансировочного прибора
(в полевых условиях). В ссылке 3 указаны допустимые значения остаточного небаланса
для жестких роторов.
Нарушения в центровке непосредственно
соединенных агрегатов приводят, в первую очередь, к увеличению вибрации на частоте,
вдвое превышающей частоту вращения вала;
внекоторых случаях, также имеет место появление пика на частоте вращения вала. При
преобладании радиальной несоосности (т.е. при смещении вала) такой пик проявляется,
вособенности, при измерениях в радиальном направлении (перпендикулярно валам). При преобладании угловой несоосности (т.е.
зазора в соединении) повышение вибрации особенно заметно в частотном спектре аксиальных измерений. Многие производители и
операторы электрических агрегатов уже ис-
пользуют современные лазерно-оптические
системы центровки валов (например, OPTALIGN®) для устранения избыточной несоосности. Рекомендуемые допуски по центровке приведены в Примечании 4.
14
Разбалансировка ротора / Нарушение центровки валов
Разбалансировка |
Нарушение центровки валов |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм/с |
мм/с |
fn |
f, Гц |
fn |
2fn |
f, Гц |
Недопустимо высокие значения амплитуды fn |
Удвоенная (2x) частота вращения: 2fn |
|
||
• Частота вращения fn |
= (об/мин)/60 |
• Радиальное направление: радиальная несоосность |
||
• Стандарт для проведения оценки: ISO 2372, ISO 10816-3 |
• Аксиальное направление: аксиальная несоосность |
|||
3 ISO 3945
Механические вибрации крупногабаритных вращающихся агрегатов с диапазоном скорости вращения от 10 до 200 об/с; Измерение и оценка интенсивности вибрации на объекте, 12/1985
4 OPTALIGN® smart
Инструкция по эксплуатации и руководство по центровке, PRUFTECHNIK AG, Ismaning, Германия, 03/1997
15
8.Несимметричность поля статора
Несимметричность поля электрических двигателей может быть вызвана дефектами
статора или ротора (якоря). Наиболее часто встречаются следующие неисправности:
•Короткое замыкание на сердечнике в результате трения или выгорания якоря;
•Несимметричность обмотки;
•Несимметричность питания; или
•Эксцентриситет положения якоря.
Дефекты поля статора проявляются в спектре вибраций в виде пиков, возникающих на час-
тоте, вдвое превышающей частоту сети (без боковых полос).
16
Несимметричность поля статора
Несимметричность поля статора:
• Выгорание сердечника, короткое замыкание
• Эксцентриситет положения якоря
• Несимметричность питания
• Несимметричность обмотки
мм/с |
мм/с |
fn |
2fсети |
f, Гц |
99,0 |
2fn 2fсети |
101,0 |
Удвоенная частота сети 2fсети, видимая |
|
Видимые боковые полосы частот в районе |
|||
Частота сети fсети = 50 или 60 Гц |
|
2fсети отсутствуют |
|
||
|
Для двухполюсных агрегатов: |
|
|||
|
|
|
|
||
Исключение: приводы выпрямителей |
|
Удвоенная частота вращения находится |
|||
|
|
|
чуть ниже значения 2fсети |
|
|
f, Гц
17
9.Нарушения поля якоря
Причины несимметричности поля ротора:
•Повреждение стержней (поломка/разрушение, ослабление);
•Короткое замыкание на стержнях;
•Короткое замыкание на кольцах (поломка/ разрушение);
•Короткое замыкание на пакетах якоря
(например, в результате перегрузки при чрезмерно высокой скорости).
Эти нарушения можно определить в спектре вибраций по следующим признакам:
•Частота прохождения стержней с боковы-
ми полосами на частоте, вдвое превышающей частоту сети; и
•Частота сети с боковыми полосами на час-
тоте скольжения.
Единственным возможным средством устранения таких неисправностей является полная
замена якоря.
18
Нарушения поля якоря
мм/с
fn 2fсети |
fстержн |
f, Гц |
Частота прохождения стержней fстержн с боковыми полосами, видимыми с интервалом в 2fсети
Частота прохождения стержней fстержн = fn x nстержней, где fn - частота вращения,
nстержней – количество стержней якоря
Частота сети: fсети = 50 или 60 Гц
Причины нарушения поля якоря:
•Поломка стержней
•Разрушение стержней
•Ослабление стержней
мм/с
99,0 |
2fn |
2fсети |
101,0 |
f, Гц |
|
|
(100 Гц) |
|
|
Видимые боковые полосы в районе 2fсети с интервалом,
равным fскольжения ,
при частоте скольжения fскольжения = 2fсети/p - fn, где p = количество полюсов статора
19
10. Практическая вибродиагностика: Разбалансировка ротора
Спектр вибраций отражает типичную картину разбалансировки. Интенсивность вибраций,
измеренных в нескольких точках агрегата, указывает на то, что источник возбуждения
находится в районе муфты. Простая балансировка ротора тормозного диска позволила снизить вибрацию двигателя до 3,5 мм/с, а
вибрацию редуктора – до 3,1 мм/с.
20