Измерение и оценка вибрации

Для измерения вибрации применяют различной конструкции виброметры и вибрографы, шкалы которых часто проградуированы в относительных единицах – децибелах , а иногда для сравнения с нормативами в децибелы пререводят измерен ные уровни уровень колебательной скорости определяют относительно нулевого уровня 5. 10^-8 м/с – величины, условно принятой за стандартную^1.. За нулевой уровень колебательного ускорения принимают 3.10^-4 м/с².

К отечественным вибромерам относятся БИП-4 для регистрации амплитуд от 0,005 до 1,5 мм в диапазоне частот от 15 до 200 Гц, вибромер Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения Академии наук СССР, замеряющий амплитуды от 0,001 до 10 мм и ускорения от 0,001 до 10g в диапазоне частот от 1 до 200 Гц и др. В этих приборах механическая энергия колебаний преобразуется датчиком в электрическую ,которая после усиления подается на регистрирующий прибор.

Для измерения вибрации используют прибор ИШВ-1 , а также низкочастотную виброизмерительную аппаратуру НВА-1.

Н и з к о ч а с т о т н а я в и б р о и з м е р и т е л ь н а я а п п а р а т у р а НВА-1 (рис 24) предназначена для измерения среднеквадратичных значений уровней виброскорости в октавных полосах частот. Эта аппаратура переносная с сетевым и автономным аккумуляторным питанием. Она используется при измерениях вибрации на машинах, механизмах, средствах транспорта и других вибрирующих объектах, в лабораториях, цеховых и полевых условиях.

Измерения производят в относительных единицах виброскорости-децибелах. Пределы измерения общих и октавных уровней виброскорости 70-130 дБ, частотный диапазон аппаратуры от 1,4 до 335 Гц. Входящий в аппаратуру блок октавных фильтров позволяет измерять уровни вибрации в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 2,4,8,16,31,5,63,125,250 Гц, которым соответствуют граничные частоты 1,4-2,8; 2,8-5,6; 5,6-11,2; 11,2-22,4; 22,4-45; 45-90; 90-180; 180-335 Гц.

Принцип действия прибора: преобразование механических колебаний исследуемого объекта в пропорциональные им электрические сигналы с последующим усилением и измерением с помощью стрелочного прибора. Преобразователем механической энергии в электрическую служит пьезоэлектрический¹ датчик (виброприемник). Электрический сигнал, снимаемый с датчика, пропорционален виброускорению колеблющегося объекта.

Прибор НВА-1 выполнен в виде отдельных переносных блоков: измерительного уси лителя (1), октавных фильтров )П.), предварительного усилителя (Ш) и виброприемника-датчика (1У).

На лицевой панели измерительного усилителя размещены кнопки (1,2,3) для подключения сети или аккумуляторов и их зарядки, стрелочный индикатор (4) с диапазоном 20 дБ (от –10 до +10), тумблер (5) для переключения постоянной времени индикации («быстро-медленно»), тумблер рода работы (6), положение которого олпределяет измерение общего уровня вибрации или уровня ее в октавных полосах, переключатели пределов измерений (7), один из них обозначен «децибелы 1» (дБ 1), второй – «децибелы П.» (дБ П.), тумблер (8), положение которого определяет измеряется ли среднеквадратичная или приведенная скорость (последняя необходима при специальных измерениях), вход (9) для подвлючения предварительного усилителя, разъем (10) для подключения октавных фильтров, разъем (11) для подключения осциллографа, гнездо (12) выхода прибора, кнопка (13) проверки напряжения аккумулятора, шлиц (14) для калибровки прибора.

На лицевой панели блока октавных фильтров расположены клемма заземления (15), разъем «вход» (16) для подключения блока фильтров к измерительному усилителю, переключатель октавных полос (17), тумблер включения питания (18) и индикатор включения питания (19).

На рис.24 показаны также предварительный усилитель Ш, который кабелем подсоединяют к входу (9) измерительного усилителя, а также виброприемник 1У, присоединяемый с помощью антивибрационного кабеля к предварительному усилителю.

Порядок работы с прибором следующий. В соответствии с инструкцией подключаются все шланги, соединяющие измерительный усилитель с октавными фильтрами, вход измерительного усилителя с предварительным усилителем, датчик устанавливают на поверхности измерения вибрации. В случае питания прибора от сети вилку включают в сеть; если питания осуществляется от аккумуляторов, проверяют напряжение их: при нажатии кнопок (2) и (13) стрелка индикатора (4) должна установиться в пределах сектора «аккумулатор». После этого тумблером (18) включают питание блока октавных фильтров, при этом загорается индикатор питания (19) Прибор прогревают в течение 15 мин и проверяют калибровку. Для этого тумблер (6) ставят в положение «общий», переключатель (7) «дБ1» – в положение «калибровка», переключатель (7) «дБП»- на 20. При этом стрелка прибора должна установиться на шкале на риске калибровочного уровня. В случае ее отклонения установку нуля производят шлицем (14). После этого приступают к измерениям.

При измерении переключатели (7) ставят в крайние правые положения, что соответствует диапазону измерений от 120 до 130 дБ, поскольку показания определяются как сумма «дБ1», «дБП» и шкалы прибора. Если стрелка индикатора (4) не смещается по шкале, то диапазон измерений уменьшают, переведя переключатель (7) «дБП» в положение 10., если и в этом положении стрелка индикатора не изменяет своего положения, то переключатель (7) «дБП» переводят в положение, соответствующее 0. Дальнейшее уменьшение диапазона измерений производят переключателем (7) «дБ1», найдя такое положение, когда стрелка индикатора (4) установится в правом секторе шкалы (более 0 дБ).

Снятие показаний прибора производят следующим образом. Например, при положении переключателя (7) «дБ1» 100, переключателя «дБП» 10 и стрелки индикатора (4) против цифры 6 дБ на шкале интенсивность вибрации равна 100+10+6= 116 дБ.

Измерение общего уровня виброскорости производят, установив переключатель (6) в положение «общий». При измерении виброскорости в пределах октав переключатель (6) переводят в положение «октавный» и далее, изменяя положение переключателя октавных полос (17), определяют показания в октавах со среднегеометрическими частотами 2,4,8… 250 Гц.

Положение тумблера (5) для индикации постоянной времени зависит от особенностей измеряемой вибрации и октавных полос : при измерениях в октавах ниже 8 Гц постоянных вибраций его ставят в положение «медленно», а при измерениях в октавах выше 8 Гц и ударных вибраций и толчков – в положение «быстро».