Назначение и возможности систем вибрационного мониторинга и диагностики роторного оборудования
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ать высокие потери при распространении вибрации, что требует максимального приближения датчика к подшипнику качения. В качестве диагностического признака весьма удобно использовать амплитудную модуляцию высокочастотной случайной вибрации подшипникового узла, а диагностического параметра - парциальные глубины модуляции случайного сигнала. Опыт показывает, что глубина модуляции случайной вибрации слабо зависит от частоты вращения подшипника и его габаритов, что позволяет устанавливать обобщенные уровни тревог, не зависящие от вида подшипника и агрегата. Установлено также, что чем шире полоса фильтра демодулятора, тем выше чувствительность измерительного тракта при обнаружении модуляции гармоническим сигналом случайного сигнала, спектральная плотность которого постоянна в пределах полосы пропускания фильтра. Из - за резонансов в подшипниковых узлах спектральная плотность сигнала не бывает постоянной в широкой полосе частот, что приводит к появлению ошибок измерения глубин модуляции. Поэтому наиболее целесообразно использовать фильтры с относительно небольшой полосой пропускания, например, треть октавные. Ошибки измерения появляются также когда в полосу пропускания фильтра демодулятора попадают гармонические составляющие сигнала вибрации, во избежание чего желательно, по мере возможностей, анализировать составляющие вибрации в полосе 10... 15 кГц.
Дефекты сборки и эксплуатации подшипников качения приводят к появлению в спектре огибающей гармонических составляющих с частотами приведенными в таблице 2.9.
Рис. 2.43. Примеры спектров огибающей высокочастотной вибрации подшипника качения асинхронного ЭД при дефектах сборки подшипника (сверху вниз): перекосе внутреннего и внешнего колец, "наклепе" и расцентровке агрегата.
На рис. 2.43. приведены несколько примеров спектров огибающей, возникающие при основных дефектах сборки подшипникового узла. В частности, при перекосе наружного кольца обычно возникает преобладающая составляющая с частотой 2fo (рис. 2.43., позиция 2). При перекосе внутреннего кольца подшипника и большой радиальной нагрузке, в силу того, что появляются две точки контакта колец с телами качения, часто возникает преобладающая составляющая с частотой 2fr (рис. 2.44., позиция 1).
Рис. 2.44. Спектры огибающей высокочастотной вибрации подшипника качения асинхронного ЭД по пере выработки ресурса.
Вследствие нарушений условий транспортировки агрегата или его узлов в сборе может образовываться "наклеп" подшипника, который в начале эксплуатации агрегата сопровождается появлением ударных импульсов с частотой fo (рис. 2.44., позиция 3), причем наличие ударных импульсов вызывает появление в спектре огибающей интенсивных высших гармоник kfo (рис. 2.44., позиция 3).
Расцентровка узлов агрегата, выражающаяся в сдвиге или изломе осей агрегата, а также расцентровка подшипниковых узлов приводит к появлению в спектре огибающей группы кратных частоте вращения ротора составляющих, причем в большинстве случаев частотная составляющая fr является преобладающей (рис. 2.44., позиция 4).
На рис. 2.45. приведены спектры огибающей высокочастотной вибрации подшипника качения асинхронного ЭД по мере выработки ресурса в течение примерно 30000 часов непрерывной эксплуатации.
Нижний спектр записан практически после ремонта через несколько дней работы агрегата. В этот период дефекты сборки и износа подшипника отсутствуют, а спектр огибающей высокочастотного сигнала содержит только одну, достаточно часто встречающуюся даже в бездефектных подшипниках, гармоническую составляющую малой интенсивности с частотой перекатывания тел качения по наружному кольцу fo = fcqZrol- Модуляция высокочастотной вибрации этой частотой определяется тем, что число тел качения, контактирующих с обоими кольцами подшипника, изменяется на единицу с частотой fo.
Спектры, записанные в течение последующих 14 месяцев (примерно 9000 часов работы агрегата) содержат небольшие составляющие fr, 2fr, 3fr и frol говорящие о развитии небольших дефектов: перекоса внутреннего кольца или расцентровки, а также нарушении или износе тел качения.
После двух лет эксплуатации (16.01.92) в спектре огибающей появляются признаки дефектов (износа) колец (частотные составляющие fi, fo) в начальной стадии развития. Скорость развития дефектов невелика, но неуклонно увеличивается. Примерно через 25000 часов с начала эксплуатации обнаруживается быстроразвивающийся дефект сепаратора (частотные составляющие fc и 2fc ), причем частотная составляющая fc становится преобладающей в спектре. К моменту времени последнего замера она достигает максимально допустимого значения. Для завершающего периода развития дефектов характерно появление весьма интенсивных боковых частотных составляющих kfcq и kfr вокруг частот frol, fi, и fo и их гармоник.
Разрушение подшипника чаще всего происходит при предельном износе сепаратора, быстро развивающемся при износе и выкрашивании тел качения. Поэтому глубина модуляции случайной вибрации частотой fcq в значительной степени определяет ресурс подшипника качения и может успешно использоваться для решения задачи оценки и прогноза технического состояния подшипника качения.[3]
2.21 Дефекты зубчатых передач
Нормально функционирующая зубчатая передача даже при отсутствии дефектов может обладать весьма заметной виброактивностью. Колебания при этом возникают в широком диапазоне частот и могут иметь весьма сложный состав и характер.
Возбужде