Определение мест установки датчиков для проведения измерений вибрации узлов диагностируемого оборудования

Пригодность эксплуатируемого оборудования для вибродиагностики должна обеспечиваться при его проектировании, монтаже и эксплуатации конструктивными решениями, определением средств диагностики. При конструировании монтаже и эксплуатации оборудования необходимо как можно точнее определить места установки вибродатчиков, которые требуется устанавливать с учетом местонахождения устраняемой неисправности.

Как правило, размещение вибродатчиков должно быть максимально приближено к диагностируемому узлу и их установка осуществляться на подготовленные поверхности жестких элементов конструкции.

При выборе места установки датчиков должны учитываться также резонансные свойства конструкции. Число стыков деталей на путях прохождения выбросигналов от диагностируемой детали к месту установки датчика должно быть минимальным.

Направление оси вибродатчика, по которой производится измерение, необходимо ориентировать по линии действия силы, вызывающей вибросигнал. Возможность установки вибродатчика обеспечивается созданием ответствующих площадок (на фланцах, бобышках, приливах и т.д.), либо установки специальных крепежных элементов (болтов, гаек с площадками под вибродатчик) и взамен штатных, либо установкой специальных кронштейнов.

В вибродиагностике машин широко используют пьезоэлектрические виброобразователи (пьезодатчики), обычно малогабаритные, что облегчает задачу по выбору мест их установки.

Места установки вибродатчиков, которые будут использоваться только в случаях необходимости для специальных исследований при возникновении неисправностей при эксплуатации, следует указывать в технической документации машины и Регламенте проведения виброизмерений предприятия. Кроме того, должны быть указаны способы крепления вибрадатчиков, технология прокладки электропроводки от вибродатчика к средствам диагностики и возможности использования других сигналов, например, сигналов частоты вращения роторов.

Поскольку реакции механических систем на возбуждение механическими колебаниями определяются сложными физическими процессами, то при измерении даже на одном элементе агрегата в близких друг к другу точках ввода может наблюдаться различный характер исследуемых колебаний.

Это особенно важно для высокочастотной составляющей вибросигнала, часто определяемой различными типами распространения высокочастотных колебаний по поверхности.

Важно производить замеры вибрации в одних и тех же местах, называемых контрольными (штатными) точками измерения вибрации.

Обычно измерения параметров вибрации в контрольных точках производятся на подшипниковых опорах агрегата, корпусе агрегата и на анкерных фундаментных болтах, рисунок 2, 3.

Абсолютную вибрацию (при диагностировании большинства механических дефектов) рекомендуется измерять в трех взаимно перпендикулярных направлениях: вертикальном, горизонтально-поперечном и осевом. Преобразователи для измерения горизонтально–поперечной составляющей вибрации крепят на уровне оси вала против середины длины опорного вкладыша подшипника. Осевую составляющую вибрации следует измерять в точке, максимально приближенной к оси вала на корпусе опоры подшипника вблизи горизонтального разъема между крышкой и корпусом. Вертикальную составляющую вибрации измеряют на верхней части подшипника над серединой его вкладыша.

Допускается измерение вертикальной, горизонтальной и осевой составляющих вибрации путем установки на верхнюю часть крышки подшипника трехкомпонентного вибродатчика для измерений вибрации во взаимно перпендикулярных направлениях совпадающими с главными осями агрегата.

Рис.2. Типичные контрольные точки измерений вибрации на корпусе подшипника

Рис . 3. Схема расположения точек измерения вибрации на агрегате:

Если невозможно проведение измерений по трем главным направлениям в зоне одного подшипника или требуется минимизация количества замеров, то допускается измерение вибрации по двум направлениям: осевом и одном из поперечных направлений. Предпочтение отдается поперечному направлению, как правило соответствующему направлению минимальной жесткости системы. Допускается также осевую вибрацию привода и других узлов агрегата измерять только у подшипника свободного конца вала. Измерение вибрации при диагностировании опорных подшипников качения производится на подшипниковых опорах в поперечном направлении, желательно в нижней части опоры, как показано на рисунке.

Рис .4. Направления и точки измерения вибрации электрической машины

при диагностировании механической (а) и электромагнитной (б) систем.

Точки и направления измерения сигнала вибрации для диагностирования моделей механической и электромагнитной систем электрических машин различны. На рис.4 (б) показаны основные точки измерения сигнала вибрации на корпусе машины при вибродиагностировании ее электрической несимметрии. В ряде случаев эти точки при измерении поперечной составляющей вибрации могут совпадать с точками измерения вибрации на подшипниковых опорах.

Нарушения гидродинамики потока, например, кавитацию, во многих случаях следует контролировать, измеряя сигнал вибрации на корпусе насоса в районе входного патрубка.

Датчик следует закреплять так, чтобы его измерительная ось совпадала с нужным при измерении направлением. Как правило, измерительная ось перпендикулярна плоскости крепления датчика (его рабочей поверхности). Цель измерения и анализа вибрации обычно диктует расположение мест крепления пьезодатчика на исследуемом объекте.