Лабораторна робота №3

Вібродіагностика електроприводу з використанням аналізатора спектра вібрації

3.1 Мета роботи

Метою роботи є вивчення основних методів та прийомів при проведенні вібродіагностичних досліджень. Ознайомлення з методики визначення вібродосліджень трубопроводів та технологічних апаратів з використанням приладу 795М.

3.2 Тривалість і місце проведення роботи

Робота поводиться в лабораторії кафедри технічної діагностики і моніторингу. Тривалість роботи – 4 години.

3.3 Обладнання і матеріали

Лабораторний вібростенд, аналізатор спектра вібрації 795М, п’єзоакселерометр С11, зарядний пристрій, кабель інтерфейсний RS232C, персональний комп’ютер з спеціалізованим програмним забезпеченням КонСпект.

3.4 Основні теоретичні положення

3.4.1 Загальні питання

Вібрація і шум - природні процеси, що протікають в машинах і устаткуванні, і збуджуються вони тими ж динамічними силами, які є причинами зносу і різних видів дефектів і пошкоджень. Вібрація і шум трансформуються один в одного на межі газового і твердого середовищ, а людина безпосередньо сприймає звук, і лише в обмеженому низькочастотному діапазоні – вібрацію.

Вібраційний контроль і вібраційна діагностика мають різні практичні завдання. У діагностиці дефект визначається коливальною силою, що діє в зоні пошкодження, а сила пов'язана лінійно з коливальним прискоренням, а не з швидкістю. Тому в діагностиці часто користуються вимірюваннями віброприскорення, а для вібраційного контролю машин додатково вимірюють і віброшвидкість, причому лише в обмеженому низькочастотному діапазоні.

Вібраційні процеси поділяються на стаціонарні, детерміновані і нестаціонарні. Стаціонарні процеси можуть бути періодичними, гармонійними або полігармонічними і неперіодичними (майже періодичними, перехідними, а також випадковими). Періодичні коливання – коливання, при яких кожне значення величини, що коливається, повторюється через рівні інтервали часу. Простий періодичний сигнал – гармонійне коливання. Гармонійні коливання – коливання, при яких значення величини, що коливається, змінюються в часі за законом синуса або косинуса S(t)= Аsin(t + ) де А - амплітуда коливань;  - початкова фаза коливань;  - кутова швидкість. При гармонійних коливаннях: А,  = const. При майже гармонійних коливаннях: А,,  - поволі змінювані функції часу, на окремих проміжках часу функції сталі, а на решті проміжків зростають або спадають. Наприклад, амплітуда, кутова швидкість при запуску або при зупинці механізму.

Полігармонічні коливання – це коливання, які можуть бути подані у вигляді суми двох або більше гармонічніших коливань (гармонік), частоти гармонік кратні основній частоті (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 - Полігармонічний коливальний процес

Випадкові процеси непередбачувані по своїх параметрах (частоті, амплітуді), але зберігають свої статистичні характеристики (середнє значення, дисперсію) впродовж всього процесу спостереження.

Нестаціонарні процеси поділяються на неперервні і короткочасні. Це процеси, імовірнісні характеристики яких є функціями часу. Вібрацію також класифікують: по її природі (механічна, аерогідродинамічна, електромагнітна, електродинамічна); по конструктивному вузлу (елементу) що її викликає (роторна, лопаткова, підшипникова, зубчата).

Параметри періодичних коливань

1. Частота вібрацій f = 1/T (Гц), Т – період (час повного циклу коливань), с;  = 2f – кутова швидкість.

2. Віброзсув S (мм, мкм) – складова переміщення, що описує вібрацію.

3. Віброшвидкість V (мм/с) – похідна вібропереміщення за часом.

4. Віброприскорення а (м/с²) – похідна віброшвидкості за часом.

3.4.2 Основні характеристики коливальних, вібраційних процесів

Розмах коливань – різниця між найбільшим і найменшим значеннями величини, що коливається, в даному інтервалі часу (подвійна амплітуда).

Пікове значення – визначається як найбільше відхилення коливальної величини.

Середньоарифметичне миттєве значення вібрації характеризує загальну інтенсивність вібрації.

Середнє квадратичне значення – квадратний корінь з середнього арифметичного або середнього інтегрального значення квадрата величини, що коливається, в даному періоді часу.

Оскільки рівні вібрації можуть змінюватися на декілька порядків, разом з лінійною шкалою використовується логарифмічна шкала. Логарифмічна одиниця вимірювання - бел (Б), або її десята частина - децибел (дБ). Зростання рівня на 1 Б означає, що параметр збільшився в 3,16 разів, а збільшення на 1 дБ - в 1,12 раз.

Інтенсивність вібраційної дії залежить від частоти. Тому, при оцінці рівнів вібрації вісь частот розбивають на відрізки (смуги частот) і визначають рівні вібрації для кожної смуги окремо.

Октава - інтервал або смуга між двома частотами з відношенням рівним 2. Середня частота для октавної смуги, обмеженої частотами f₁ і f₂, буде . Відношення наступних одна за однією середніх частот октавних смуг також дорівнює двом. При вимірюванні вібрацій як стандартні частотні смуги також використовують: декадні смуги з відношенням верхніх і нижніх граничних частот рівним 10; напівоктавні - з відношенням, рівним ; третьоктавні- з відношенням, рівним .