Измерение, контроль, диагноз и устранение колебаний ротационных машин (стр. 2 из 9)
Наибольший размах колебаний
- определяются, как наибольшее значение, зарегистрированных в обоих направлениях измерения 1 и 2 размаха колебаний 
и 
(рисунок 1.7): 
Размахом колебания обозначается здесь значение от пика до пика вибросмешения.
В США и в промышленности предпочитают в качестве определяющей величины именно эту характеристику. Она согласна Стандарту API 670, однако, не соответствует VDI 2059, л. 1 по 5.
Вообще же, нет возможного прямого сравнения между характеристикой «максимального размаха» и «наибольшей амплитуды колебаний». Если нельзя было обойти это сравнение, то его можно произвести при соблюдении следующего отношения:
В зависимости от положения и вида кинетической траектории вала, при пересчете величин, следовательно, чтобы получить приблизительную максимальную амплитуду
следует умножить значение большего размаха колебаний на значение коэффициента между 0,5 и 0,7.Вибродатчик колебаний вала – для измерения относительных колебаний вала употребляются, в настоящее время, без исключения, только бесконтактные датчики вибросмещения, работающие по принципу вихревых токов. Эти датчики охватывают все движения ротора в диапазоне частот от 0 до 10000 Гц.
На конце каждого датчика встроена небольшая измерительная катушка, уложенная в особой эпоксидной смоле. Эта катушка, кабель датчика, удлинительный кабель и осциллятор составляют колебательный контур, питаемый несущей частотой в, приблизительно 1,2 МГц, (Рисунок 1.9).Измерительная схема по методу вихревых токов состоит из датчика, удлинительного кабеля и осциллятора
Под влиянием несущей частоты, вокруг измерительной катушки образуется электромагнитное переменное поле. Если подвести к этому полю электропроводящее тело, то оно вносит затухание катушки, и это позволяет определить, на каком расстоянии от катушки находится тело.
Рисунок 1.9 – Измерительная схема
На выходе осциллятора образуется постоянное напряжение и переменное напряжение с суперпозицией. Постоянное напряжение пропорционально среднему расстоянию между телом и катушкой, а переменное напряжение колебаниям тела. Эти напряжения могут быть замерены на приборах для измерения колебаний, учтены и контролированы.
1.1.2 Абсолютные колебания опор
Колебания вала представляют непосредственную реакцию ротора на воздействующие на него переменные усилия. Через реагирующую, как пружина пленку масла подшипника скольжения или через тело качения подшипника качения, колебания вала передаются частично на опорную конструкцию, на картер машины и на её фундамент. Эти колебания представляют косвенную реакцию на усилия ротора. Они обозначаются, как «колебания опоры».
Соотношение величин между колебаниями вала ротора и возникающими на поверхности машины колебаниями опор зависит от множества факторов влияния. Поэтому его заранее нельзя с уверенностью предопределить. Вообще же, как правило, на основании колебаний вала заключений по поводу колебаний опор, и наоборот, делать нельзя.
При абсолютных колебаниях опор, рассматриваются колебания, возникающие на поверхности машины и, в особенности при колебаниях вблизи опор или на самих опорах.
Эти колебания чаще всего замеряются без особых трудностей.
Для мест измерения указаны кожухи опор, притом замерять следует в трех координатных направлениях (рисунок 1.10 и 1.11).
Для машин с горизонтальной осью, это следующие направления:
a) горизонтальное,
b) вертикальное.
c) осевое направление.
Полученные в этих местах измерения результаты учитываются раздельно и контролируются. Мы здесь сознательно отказываемся от векторного сложения значений колебаний, замеренных в координатных направлениях, (как практикуется при максимальной амплитуде
относительного колебания вала). 
Рисунок 1.10 – Рекомендуемые точки замера на опорах крупных вращательных машин (взято из Стандарта ИСО 39 45)
Рисунок 1.11 – Рекомендуемые точки замера на электрических машинах (взято из Стандарта ИСО 2373)
Из возможных величин измерения, международно-распространенными и всеобще принятыми Нормами и Рекомендациями, за решающую величину для абсолютных колебаний опор принято эффективное значение виброскорости:
Единица измерения этого значения: [мм/сек].Эффективное значение виброскорости определяется следующим образом:
При сложении отдельных частичных частот колебаний, принимаются во внимание лишь те части колебаний, частота которых заключается в пределах от 10 до 1000 Гц.
Наибольшее из замеренных, в предписанных местах измерения, и в заданном направлении измерения, эффективных значений частоты колебания машины, называется интенсивностью колебаний.
Интенсивность колебаний это обширная и просто замеряемая характеристика, хорошо описывающая колебательное состояние машины приводящая к надежной оценке.
Некоторые, ограничиваемые для специальных машин нормы, ряд национальных норм и рекомендаций и некоторые внутризаводские нормали уточняют следующие величины измерений для колебаний опор:
a) пиковое значение ускорения колебания
(Единица измерения: [м/сек2] или 
. Причем 1 = 9.81 м/сек2)b) пиковое значение вибросмещения
(Единица измерения: 
)c) значение от пика до пика вибросмещения
(Единица измерения: ).Эти единицы измерения не соответствуют международно признанным стандартам ИСО, нормам ДИН и рекомендациям VDI.
Абсолютные колебания опор могут замеряться либо пьезоэлектрическими датчиками ускорения, либо электродинамическими датчиками частоты колебаний. В обоих случаях, для замера надо датчики держать у корпуса машины или привинтить их к нему (рисунок 1.12). Они действуют при контакте с машиной.
Все измерительные приборы и контрольные установки главным образом оборудуются электродинамическими датчиками виброскорости.
Схема конструкции датчика представлена на рисунке 1.13. В кольцевидном воздушном зазоре постоянного магнита (4) движется катушка (1), подвешенная на двух мембранных пружинах (2), позволяющих колебание. Катушка, собственной массой, массой опоры катушки (3) и, благодаря жесткости мембранной пружины образует сейсмическую массу. Если датчик приводится в колебательное движение, то магнит перемещается, затрагивая неподвижную катушку. Таким образом, катушка прерывает линии поля магнита, благодаря чему в ней индуцируется напряжение, пропорциональное частоте колебаний. Это напряжение может очень простым образом замеряться виброизмерительными приборами или контрольными установками, ими учитываться и контролироваться.
Рисунок 1.12 – Метод установки вибродатчика
Рисунок 1.13 – Конструкция электродинамического датчика виброскорости
1.2 Контроль колебаний машин
В большинстве случаев определение состояния колебаний важных для производства и капиталоемких машин, машин с дистанционным управлением и машин с «тенденцией к колебаниям» с помощью переносных измерительных приборов недостаточно. В данном случае, для определения и сообщения каждой неполадки – а прежде всего, внезапно изменяющихся колебаний – требуются виброконтрольные установки, работающие в режиме непрерывного измерения.
Задача виброконтрольных установок состоит в надежной защите машин от повреждений вследствие колебаний. Для выполнения своей задачи, виброконтрольные установки с высокой надежностью должны обеспечивать данные операции:
a) Непрерывное измерение колебаний машин
b) Автоматическое сравнение измеряемых значений с заранее устанавливаемыми предельными значениями
c) Корректировка системой управления (В диапазоне предельных значений)
d) Срабатывание реле при превышении предельных значений для отключения машины
Виброконтрольные установки (рисунок 1.14) должны сигнализировать каждое нарушение предельных значений, которое приводит к превышению заранее установленной задержки срабатывания. Такую же важную роль играет исключение ложных сигнализаций, вызываемых помехами в системе контрольной электроники или в блоке питания. Современные контрольные установки оснащены многочисленными схемами – от схем шунтирования при отказе сети до «схем ОК» измерительных цепей датчиков, которые защищают от ложных сигнализаций. Благодаря этому, до значительной степени исключаются ложные сигнализаций, которые могут приводить к ненужным отключениям машин и потерям в производстве.