в чем измеряется вибрация подшипника

Виброускорение, виброскорость и виброперемещение

В чём измеряют вибрацию?

Для количественного описания вибрации вращающегося оборудования и в диагностических целях используют виброускорение, виброскорость и виброперемещение.

Виброускорение

Виброускорение измеряется в:

AdB = 20 * lg10(A) + 120

AdB – виброускорение в децибелах

lg10 – десятичный логарифм (логарифм по основанию 10)

A – виброускорение в м/с 2

120 дБ – уровень 1 м/с 2

A = 10^((AdB-120)/20)

Например, 140 дБ = уровень 10 м/с 2 = 1 G

Виброскорость

Виброскорость – это скорость перемещения контролируемой точки оборудования во время её прецессии вдоль оси измерения.

В практике измеряется обычно не максимальное значение виброскорости, а ее среднеквадратичное значение, СКЗ (RMS). Физическая суть параметра СКЗ виброскорости состоит в равенстве энергетического воздействия на опоры машины реального вибросигнала и фиктивного постоянного, численно равного по величине СКЗ. Использование значения СКЗ обусловлено ещё и тем, что раньше измерения вибрации велись стрелочными приборами, а они все по принципу действия являются интегрирующими, и показывают именно среднеквадратичное значение переменного сигнала.

Из двух широко применяемых на практике представлений вибросигналов (виброскорость и виброперемещение) предпочтительнее использование виброскорости, так как это параметр, сразу учитывающий и перемещение контролируемой точки и энергетическое воздействие на опоры от сил, вызвавших вибрацию. Информативность виброперемещения может сравниться с информативностью виброскорости только при условии, когда дополнительно, кроме размаха колебаний, будут учтены частоты, как всего колебания, так и его отдельных составляющих. На практике сделать это весьма проблематично.

Для измерения СКЗ виброскорости используются самые простые приборы – виброметры. В более сложных приборах (виброанализаторах) также всегда присутствует режим виброметра.

Виброскорость измеряется в:

VdB = 20 * lg10(V) + 86

VdB – виброскорость в децибелах

lg10 – десятичный логарифм (логарифм по основанию 10)

V – виброскорость в мм/с

86 дБ – уровень 1 мм/с

Ниже приведены значечения виброскорости в дБ для стандартного ряда норм вибрации. Видно, что разница между соседними значениями – 4 дБ. Это соответствует разнице в 1,58 раза.

Виброперемещение

Виброперемещение (вибросмещение, смещение) показывает максимальные границы перемещения контролируемой точки в процессе вибрации. Обычно отображается размахом (двойной амплитудой, Пик-Пик, Peak to peak). Виброперемещение – это растояние между крайними точками перемещения элемента вращающегося оборудования вдоль оси измерения.

Виброперемещение измеряется в линейных единицах:

Видео от Сергея Бойкина

Автор: Андрей Щекалев

Напишите мне свой вопрос, я отвечу Вам и дополню статью полезной информацией.

Источник

В чём измеряется вибрация подшипников

Термином «вибрация» принято обозначать поведение элементов конструкции под воздействием приложенных или внутренних нагрузок.

С целью удобства и повышения точности количественного описания процесса вибрации подшипника (иного вращающегося изделия) введено три специальных характеристики.

Виброускорение

Так именуется показатель вибрации, непосредственно связанный с той нагрузкой, которая его вызвала. Он описывает силовое взаимодействие деталей конструкции (в динамике), приводящее к появлению вибрации. Графически отображается амплитудой, наибольшая величина (пик) которой указывает на max значение ускорения принимаемого сигнала (берётся по модулю). Использование данного параметра идеально для теоретических расчётов (используемые для замера величины акселерометры (пьезодатчики) определяют именно ускорение. Поэтому полученные значения не требуют преобразования для последующих расчётов.

Минусом применения данного параметра является отсутствие разработанных пороговых уровней, а также норм. Отсутствуют спектральные толкования специфики проявления виброускорения, являющиеся общепринятыми. Физические тоже отсутствуют.

Показатель широко используется для диагностирования дефектов подшипников, обусловленных нагрузками ударного характера.

Величина данного параметра может измеряться одним из следующих значений:

Для перевода величины ускорения в дБ используется следующее утверждение:

Виброскорость

Этим определением обозначается скорость, с которой контролируемая точка подшипника перемещается по оси измерения при прецессии.

В прошлом величину вибрации измеряли стрелочными интегрирующими приборами. Поэтому все они выдавали среднеквадратичное значение по переменным сигналам.

Величина данного параметра измеряется в следующих величинах:

Величина виброскорости в децибелах равна сумме двух слагаемых. Первое, это произведение десятичного логарифма виброскорости (величина которой указана в децибелах) на 20. Второе, 86 дБ (эквивалент 1 мм/сек).

Из двух рассмотренных значений, чаще используется виброскорость. Так как тут одновременно учитываются перемещение точки, находящейся на контроле, и энерговоздействие сил, обусловивших возникновение вибрации.

Виброперемещение

Альтернативными наименованиями являются смещение и вибросмещение. Параметр информирует о max границах, в которых перемещается контролируемая точка при вибрации. Их принято обозначать двойной амплитудой. Имеет несколько альтернативных обозначений. Например, размах или Пик-Пик.

Это расстояние между максимально удалёнными друг от друга точками перемещения конкретного элемента подшипника по оси вращения.

Измеряется в следующих единицах:

Источник

В чем измеряется вибрация подшипника

ГОСТ Р 52545.1-2006
(ИСО 15242-1:2004)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИИ

Rolling bearings. Measuring methods for vibration. Part 1. Fundamentals

Дата введения 2007-01-01

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «ВНИПП» (ОАО «ВНИПП») на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 307 «Подшипники качения»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 мая 2006 г. N 98-ст

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 12, 2006 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

Введение

Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 15242-1. При этом дополнительные положения, учитывающие потребности национальной экономики и особенности национальной стандартизации, приведены в 6.1.2, 8.3.2 и терминологической статье 3.16, которые выделены одиночной вертикальной линией, расположенной справа от текста. Требования 6.1.2 добавлены в связи с тем, что в Российской Федерации широко распространено измерение вибрации машин и механизмов, в частности подшипников качения по виброускорению. Пункт 8.3.2 добавлен в соответствии с положениями ГОСТ 8.563, ГОСТ ИСО 5725-1* и ГОСТ ИСО 5725-6**, в которых требуется отображать характеристики точности методов измерений. Терминологическая статья 3.16 добавлена, поскольку определяемый термин применяется как в используемом, так и в модифицированном стандарте.

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать ГОСТ Р ИСО 5725-1.

Учитывая требования национальной экономики по достижению большей достоверности и точности измерений, расширены частотный и динамический диапазоны измерения вибрации и сужены поля допусков амплитудно-частотных характеристик вибропреобразователя и фильтров, введены требования по измерению октавных и третьоктавных спектров. В связи с этим изменены рисунки 3 и 4, которые выделены вертикальной линией, расположенной слева от этих рисунков. В 6.2.1 в связи с этим изменен нижний предел частотного диапазона с 50 на 20 Гц, который выделен в тексте курсивом. 6.2.2, который выделен вертикальной линией, расположенной слева от текста, дополнен требованиями по измерению октавных и третьоктавных спектров. В пункте 6.4.2 изменен верхний предел динамического диапазона с 3000 на 10000 мкм/с, который выделен в тексте курсивом. Все эти изменения влекут автоматическое выполнение требований используемого стандарта при выполнении требований модифицированного стандарта.

Изменен пункт 7.2, содержащий требования к окружающей среде. В целях упрощения пользования стандартом вместо ссылки на три международных стандарта ИСО приведены конкретные допуски для параметров атмосферы. При этом выполнение требований модифицированного стандарта автоматически влекут выполнение требований используемого стандарта.

В модифицированном стандарте добавлено приложение Б, дающее соотношение между частотно-динамическими диапазонами для датчиков виброперемещения, виброскорости и виброускорения. В связи с этим 5.5.3 дополнен выделенной курсивом ссылкой на это приложение.

Структура и нумерация структурных элементов не изменена, добавлена нумерация абзацев внутри структурных элементов используемого стандарта.

Настоящий стандарт является первой частью стандарта под общим заголовком «Подшипники качения. Методы измерения вибрации», состоящего из следующих частей:

— Часть 1. Основные положения;

— Часть 2. Радиальные и радиально-упорные шариковые подшипники;

— Часть 3. Радиальные роликовые сферические и конические подшипники;

— Часть 4. Радиальные роликовые подшипники с короткими цилиндрическими роликами.

Все указанные части являются модифицированными по отношению к соответствующим частям международного стандарта ИСО 15242.

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет методы измерения вибрации подшипников качения в установленных условиях измерений, методы калибровки и проверки точности применяемых для этого измерительных систем.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р ИСО 5725-1, ГОСТ 520, ГОСТ 16819, ГОСТ 24346, ГОСТ 24347, ГОСТ 24955, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 погрешность вращения (error motion): Радиальное, осевое или угловое отклонение оси вращения, исключая перемещения, связанные с изменением температуры или нагрузки, прилагаемой извне.

3.2 жесткость (stiffness): Отношение изменения усилия (или крутящего момента) к соответствующему изменению поступательного (или вращательного) смещения упругого элемента.

3.3 вибрация (vibration): Изменение во времени значения величины, описывающей движение или положение механической системы, если это значение попеременно меняется в большую и меньшую стороны от некоторого среднего или исходного значения.

3.4 преобразователь (transducer): Устройство, предназначенное для восприятия энергии от одной системы и передачи энергии к другой системе того же либо другого типа таким образом, что требуемые энергетические характеристики на входе проявляются на выходе.

3.5 электромеханический датчик (electromechanical pickup): Преобразователь, возбуждаемый энергией механической системы (сжатием, усилием, перемещением и т.д.) и передающий энергию к электрической системе или наоборот.

3.6 виброперемещение (перемещение) (displacement): Векторная величина, определяющая изменение положения тела или частицы по отношению к системе отсчета.

3.7 виброскорость (скорость) (velocity): Векторная величина, определяющая производную виброперемещения по времени.

3.8 виброускорение (ускорение) (acceleration): Векторная величина, определяющая производную виброскорости по времени.

3.9 волновой фильтр (фильтр) (wave filter): Устройство, предназначенное для разделения колебаний на основе их частоты и имеющее относительно малое затухание колебаний в одной или более полосах частот и относительно большое затухание колебаний на других частотах.

3.10 полосовой фильтр (band-pass filter): Фильтр, имеющий единственную полосу пропускания, простирающуюся от нижней граничной частоты, большей 0, до верхней граничной частоты.

3.11 полоса пропускания полосового фильтра (полоса пропускания) (pass-band): Полоса частот между верхней и нижней граничными частотами.

3.12 номинальные верхняя и нижняя граничные частоты полосового фильтра (верхняя и нижняя граничные частоты) (nominal lower and upper cut-off frequencies) и : Частоты выше и ниже частоты максимальной чувствительности фильтра, при которых чувствительность к синусоидальному сигналу на 3 дБ ниже максимальной чувствительности.

3.13 среднеквадратическое значение виброскорости (root-mean-square velocity; r.m.s. ) , мкм/с, : Корень квадратный из среднего значения квадратов значений виброскорости, взятых во временном интервале.

3.14 экспоненциальное среднеквадратическое значение виброскорости (exponential mean effective e.m.e velocity ) , мкм/с: Параметр для получения усредненной по времени виброскорости, подобный среднеквадратическому значению виброскорости, но учитывающий экспоненциальное затухание по времени значений величины.

3.15 период (period): Наименьшее приращение независимой переменной периодической величины, через которое функция повторяет саму себя.

3.16 импульс вибрации (peak) Р, мкм/с: Кратковременная высокочастотная затухающая составляющая сигнала виброскорости.

4 Основные принципы

4.1 Измерение вибрации подшипника

На рисунке 1 представлены основные этапы измерения вибрации подшипника и факторы, влияющие на измерение.

4.2 Характеристики оси вращения

4.2.1 Подшипник качения предназначен для обеспечения оси вращения одной детали машины относительно другой, при этом подшипник должен выдерживать радиальную и/или осевую нагрузки. Кроме того, сама ось вращения может производить перемещение еще в пяти основных степенях свободы. Все шесть степеней свободы показаны на рисунке 2 и приведены ниже:

— общий случай положения оси вращения, обозначение осей, см. рисунок 2а;

— чистое вращение, см. рисунок 2б;

— радиальное смещение, т.е. смещение в одном или обоих ортогональных направлениях, проходящих через ось вращения, см. рисунки 2в, г;

— осевое смещение, т.е. смещение в направлении, параллельном оси вращения, см. рисунок 2д;

— угловое смещение, т.е. угловое смещение в одной или в двух ортогональных плоскостях, проходящих через ось вращения, см. рисунки 2е, ж.

Источник

В чем измеряется вибрация подшипника

ГОСТ Р 52545.2-2012
(ИСО 15242-2:2004)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Методы измерения вибрации

Радиальные и радиально-упорные шариковые подшипники

Rolling bearings. Measuring methods for vibration. Part 2. Radial and angular ball bearings

Дата введения 2013-07-01

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью «Инжиниринговый центр ЕПК» (ООО «ИЦ ЕПК») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 307 «Подшипники качения»

Изменения и/или технические поправки к указанному международному стандарту, принятые после его официальной публикации, внесены в текст настоящего стандарта и выделены двойной вертикальной линией, расположенной на полях напротив соответствующего текста, а обозначение и год принятия изменения (технической поправки) приведены в скобках после соответствующего текста.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования примененного международного стандарта для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ Р 1.5-2004 (подпункт 3.5)

Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 15242-2.

Дополнительные положения, учитывающие потребности национальной экономики и особенности национальной стандартизации, приведены в 5.1.2, 5.1.3 и 6.5 и заключены в рамку из тонких линий. Информация с объяснением причин включения этих положений приведена в примечаниях к указанным структурным единицам.

С учетом требований национальной экономики по достижению большей достоверности и точности измерений был принят частотный диапазон измерения вибрации, более распространенный в национальной и международной практике, а также были введены требования по измерению октавных и третьоктавных спектров. В сноске таблицы 2 в связи с этим изменен нижний предел частотного диапазона с 50 на 20 Гц, что выделено в тексте полужирным курсивом. 5.2.2 дополнен положениями по измерению октавных и третьоктавных спектров, которые выделены полужирным курсивом.

В 6.1.3.1 изменены требования к тонкости фильтрации масла. Абсолютная тонкость фильтрации 0,8 мкм изменена на номинальную тонкость фильтрации 6 мкм, что выделено полужирным курсивом. Значение абсолютной тонкости фильтрации 0,8 мкм, приведенное в примененном международном стандарте, является ошибочным.

Изменен 6.2, содержащий требования к окружающей среде, который выделен вертикальной полужирной линией, расположенной на полях текста. Вместо ссылки на три международных стандарта ИСО приведены конкретные допуски для параметров атмосферы.

Добавлено дополнительное приложение ДА, в котором подробно изложен метод определения радиальных биений узла осевого нагружения по отношению к оси вращения шпинделя и приведения параметров соосности к позиции измеряемого подшипника, поскольку в примененном международном стандарте это изложено недостаточно полно.

Структура и нумерация структурных элементов не изменена, добавлена нумерация абзацев внутри структурных элементов.

Настоящий стандарт является второй частью стандарта под общим заголовком «Подшипники качения. Методы измерения вибрации», состоящего из следующих частей:

— Часть 2. Радиальные и радиально-упорные шариковые подшипники;

— Часть 4. Радиальные роликовые цилиндрические подшипники.

Все указанные части являются модифицированными по отношению к соответствующим частям международного стандарта ИСО 15242.

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет методы измерения вибрации радиальных и радиально-упорных шариковых однорядных и двухрядных подшипников с углом контакта до 45° в установленных условиях измерения.

Настоящий стандарт распространяется на радиальные и радиально-упорные шариковые подшипники с цилиндрическим отверстием и цилиндрической наружной поверхностью, за исключением подшипников с канавками для ввода шариков и шариковых трехконтактных и четырехконтактных подшипников.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52545.1-2006 (ИСО 15242-1:2004) Подшипники качения. Методы измерения вибрации. Часть 1. Основные положения

ГОСТ 12090-80 Частоты для акустических измерений. Предпочтительные ряды

ГОСТ 17479.4-87 Масла индустриальные. Классификация и обозначение

ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения

ГОСТ 24347-80 Вибрация. Обозначения и единицы величин

ГОСТ 24955-81 Подшипники качения. Термины и определения

ГОСТ 25347-82 Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки

3 Термины и определения

4 Режим измерения

4.1 Частота вращения

4.1.1 Частота вращения, если не указано иного, должна быть 30 с (1800 об/мин) при допустимых отклонениях от минус 2% до плюс 1%.

4.1.2 Допускается применение других частот вращения и допусков по согласованию между изготовителем и потребителем. Например, для подшипников малого размерного диапазона, чтобы получить адекватный сигнал, допускается использовать более высокие частоты вращения [от 40 до 60 с (от 2400 до 3600 об/мин)]. Для подшипников большого размерного диапазона во избежание возможного разрушения шарика или дорожки качения допускается использовать более низкие частоты вращения [от 10 до 20 с (от 600 до 1200 об/мин)].

4.2 Осевая нагрузка

4.2.1 Нагрузка подшипника должна иметь осевое направление. Значения нагрузок указаны в таблице 1.

Наружный диаметр подшипника, мм

Радиальный шариковый и радиальный шариковый сферический однорядный и двухрядный подшипники

Радиально-упорный шариковый однорядный и двухрядный подшипники с углом контакта

Источник

Измерение вибрации электродвигателей

Источники вибраций электродвигателя по происхождению классифицируют на:

Измерение вибраций двигателя проводится с целью получения данных о параметрах вибрации и дальнейшего их сравнения с допустимыми значениями, регламентируемыми ГОСТ Р МЭК 60034-14-2008 (см. табл.1).

Таблица 1 — Максимально допустимые значения вибросмещения, виброскорости и виброускорения для электродвигателей мощностью до 50 МВт, вращающихся с частотой (120÷15000) об/мин.

Измерение вибрации подшипников электродвигателей проводится в контрольных точках, расположенных в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, расположенных как можно ближе к оси вращения ротора (см.рис.2)

Рис. 2 Измерение составляющих вибрации.

Рис.3 Рекомендуемое расположение датчиков на одном или обоих краях электродвигателя

Рис.4 Рекомендуемое расположение датчиков, когда расположение датчиков по рис.3 невозможно без разборки электродвигателя.

Рис.5 Расположение датчиков для подшипников скольжения

Рис.6 Расположение датчиков для вертикальных электродвигателей

При возможности выбора способа установки вибропреобразователя к исследуемой поверхности (щуп, магнит, штифт), наиболее предпочтительным является резьбовое соединение, при котором штифт устанавливается в направлении измерения вибрации. Также следует помнить, что масса вибропреобразователя не должна превышать 5% от массы электродвигателя.

Измерение вибрации электродвигателей включает определение значений СКЗ вибросмещения (мкм), СКЗ виброскорости (мм/с) или СКЗ виброускорения (мм/с 2 ) в диапазоне частот от 10 Гц до 1000 Гц. Для низко-оборотистых электродвигателей со скоростью вращения менее 600 об/мин, нижний порог частотного диапазона не должен превышать 2 Гц. В случае асинхронных двигателей, для которых характерно появление биений с двойной частотой скольжения, действительное значение измеряемого параметра вычисляется по формуле:

где Xmax и Xmin – соответственно максимальное и минимальное значение СКЗ измеряемого параметра

Измерение вибрации электродвигателей, как правило, проводится в режиме холостого хода (если дополнительно не оговорено в технических условиях электродвигателя) при частоте:

Измерение вибрации электродвигателей быстро и легко проводится с помощью виброанализатора CSI 2140 и программного обеспечения MotorView Gold (Silver). Более бюджетным вариантом являются переносные виброметры «БАЛТЕХ» – виброручки BALTECH VP-3405-2 или вибротестер BALTECH VP-3410, а с помощью виброметра-балансировщика «ПРОТОН-Баланс-II» или взрывозащищенного BALTECH VP-3470-Ex можно еще провести и балансировку вала электродвигателя в собственных опорах. Все виброметры «БАЛТЕХ» соответствуют требованиям ГОСТ ISO 10816-1-97 и рекомендуются к использованию специалистам, прошедшим обучение на курсе повышения квалификации ТОР-103 «Основы вибродиагностики. Диагностика электродвигателей» в Учебном центре «БАЛТЕХ».

Источник