Назначение и возможности систем вибрационного мониторинга и диагностики роторного оборудования
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?екатывания тел качения по наружному кольцу:
fo = fr Zrol (1- cos ?); (обычно fo ? 0,4Zrolfr);
fi - частота перекатывания тел качения по внутреннему кольцу:
fi = fr Zrol (1+ cos ?); (обычно fi ? 0,6Zrolfr);
frol - частота вращения тел качения:
frol = fr
ffrol - частота возбуждения при дефекте формы тел качения:
ffrol = 2 fr
ffi - частота возбуждения при изменении формы внутренней дорожки:
ffi =
ffo - частота возбуждения при изменении формы внешней дорожки:
ffo =
frrol - резонансная частота тел качения:
frrol =
где:
fr - частота вращения внутреннего кольца (ротора) подшипника;
zrol - число тел качения в подшипнике;
drol - диаметр тел качения в подшипнике;
dcq - диаметр сепаратора (делительной окружности, окружности проходящей через центры тел качения) подшипника качения;
? - угол контакта тел и дорожек качения в подшипнике;
k, k1, k2 - натуральные числа 1, 2, ...;
Е - модуль упругости;
? - удельная плотность шариков.
2.20.1 Влияние дефектов изготовления и сборки на вибрацию
Дефектами изготовления подшипников качения являются отклонения геометрических размеров и формы деталей подшипника от конструктивных (несоблюдения допусков изготовления колец, сепаратора и тел качения, овальность и гранность дорожек и тел качения, разномерность тел качения) и нарушение шероховатости поверхности качения.
Дефектами сборки подшипникового узла являются появление радиального натяга в подшипнике, перекос внутреннего и наружного колец подшипника, принудительное центрирование валов при стыковке узлов агрегата и перекос соединительных муфт.
Характерные частоты дефектов изготовления и сборки приведены в табл. 2.9.
Если отсутствует радиальный зазор в подшипнике, вследствие нарушения посадки или дефектов ротора, появляется вибрация, содержащая комбинации частот составляющих, вызываемых всеми дефектами, имеющимися в подшипнике, причем увеличивается уровень вибрации, создаваемый дефектами наружного кольца. Для радиальных подшипников, имеющих осевую нагрузку характерно отсутствие радиального зазора и высокая чувствительность к качеству сборки подшипникового узла. Небольшие перекосы колец, всегда появляющиеся при сборке подшипника, перераспределяют нагрузку на тела качения преимущественно в две противоположные точки кольца. Радиальный натяг, вызываемый осевой нагрузкой, может приводить к появлению комбинационных частот дефектов.[3]
.20.2 Влияние дефектов износа поверхностей качения на вибрацию
Дефекты износа поверхностей качения влияют на характер вибрации во всем частотном диапазоне, поскольку в процессе износа увеличивается коэффициент трения и при взаимодействии дефектных поверхностей возникают периодические удары, что приводит к росту интенсивности высших гармоник и увеличению случайных составляющих в сигнале вибрации. Для проявления дефектов износа характерно наличие инкубационного периода, т.е. их развитие, сопровождающееся высокой скоростью износа, хорошо заметно на последних этапах эксплуатации подшипника.
Наличие ударных импульсов и случайной вибрации приводит к сложному составу спектра сил возбуждения. Сопровождающие такое возбуждение резонансные колебания отдельных узлов и деталей агрегата могут определять его уровень вибрации. При развитии дефектов на нескольких поверхностях качения колебания имеют сложную структуру, приводя к модуляции и появлению вибрации с комбинационными (суммарные и разностные частоты frol, fi ,fcq , fo, fr и их гармоники) и субгармоническими частотами.
Основным свойством дефектов износа, в отличие от дефектов изготовления поверхностей, является более сильное проявление в сигнале вибрации кратных гармоник в области низких и средних частот, высокий уровень случайной вибрации и наличие ударных импульсов.[3]
2.20.3 Влияние нарушения смазки при эксплуатации
В принципе, отклонение количества смазки от номинальной величины можно отнеси к дефектам сборки подшипникового узла, а ухудшение качества (коксование, появление твердых частиц и др.) к дефектам износа. Нарушения смазки - наиболее распространенная причина выхода из строя изначально бездефектного подшипника. Уровень высокочастотной вибрации и температуры подшипника существенно зависит от состояния смазки. Кроме того, иногда нарушения смазки могут приводить к появлению в спектре вибрации 3...4 пиков с интервалом в 80... 130 Гц в области 900... 1600 Гц.
Наибольшее распространение для определения оценки состояния подшипников качения и дефектов нашли две группы методов. Первая группа основана на выделении и анализе дискретных составляющих на основных частотах возбуждения колебаний в подшипнике (см. таблицу 2.9.).
Диагностическими признаками дефектов служат частотные составляющие спектра и характеристики импульсов, следующих с частотой перекатывания тел качения по локальным дефектам (например, местам выкрашивания): амплитуда импульса, соотношение энергии импульса в уровню шума, амплитуды спектральных составляющих на частоте повторения импульсов и ее гармониках. Для выделения этих параметров из сложного сигнала используют спектральные и корреляционные методы, выделение огибающей и др. Вторую группу составляют методы диагностирования технического состояния подшипника в целом. При потере работоспособности агрегата не имеют значения дефекты, вызвавшие выход из строя подшипника. Важно, что его необходимо заменить. В силу