Вибрации двигателя на схеме

Вибрации двигателя на схеме

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ДВИГАТЕЛИ ГАЗОТУРБИННЫЕ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

Допустимые уровни вибрации и общие требования к контролю вибрации

Gas — turbine engines in civil aviation. Acceptable vibration levels and vibration control general requirements

Дата введения 1986-01-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20 декабря 1984 г. N 4790 срок введения установлен с 01.01.86

Настоящий стандарт распространяется на все виды главных и вспомогательных газотурбинных двигателей гражданской авиации, а также на авиационные газотурбинные двигатели, применяемые на газо- и нефтеперекачивающих станциях и передвижных электростанциях (далее — двигатели).

Стандарт устанавливает допустимые уровни вибрации двигателей, исходя из обеспечения достаточной прочности его конструкции и виброустойчивости и вибропрочности агрегатов и оборудования, закрепленных на двигателе (далее — агрегаты), при длительной его работе во всем диапазоне частот вращения роторов и для всех режимов двигателя при стендовых испытаниях и в условиях эксплуатации, предусмотренных нормативно-технической документацией.

Стандарт устанавливает общие требования к контролю вибрации двигателя.

Термины и их пояснения приведены в справочном приложении 1.

1. ДОПУСТИМЫЕ УРОВНИ ВИБРАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ

1. ДОПУСТИМЫЕ УРОВНИ ВИБРАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ

1.1. Общие требования

1.1.1. Нормирование вибрации двигателя проводят по составляющим амплитудно-частотного спектра, возникающего в результате взаимодействия сложной механической системы двигателя, имеющей большое число собственных частот и форм колебаний, со случайно связанными между собой различными источниками возбуждения механического и газодинамического происхождения переменной интенсивности.

Частота и амплитуда каждой составляющей спектра характеризуют интенсивность источника возбуждения и вибрационную нагруженность двигателя и его элементов.

1.1.2. В зависимости от источников возбуждения нормируют отдельно вибрацию двигателя с частотой первой роторной гармоники и вибрацию с частотой, отличающейся от частоты первой роторной гармоники.

1.1.3. К числу основных источников возбуждения вибрации двигателя с частотой первой роторной гармоники относят:

массовую неуравновешенность роторов двигателя;

несоосность роторов, соединенных последовательно между собой;

торцевые биения подшипников на цапфах роторов;

аэродинамическую неуравновешенность рабочих ступеней роторов, преимущественно рабочих ступеней вентилятора;

тепловой дисбаланс роторов, вызванный неравномерностью охлаждения остановленного двигателя.

1.1.4. К числу основных источников возбуждения вибрации двигателя с частотой, отличающейся от частоты первой роторной гармоники, относят:

массовую и аэродинамическую неуравновешенность воздушного винта турбовинтового двигателя (ТВД);

окружную неравномерность потока воздуха на входе в двигатель;

несоосность роторов и связывающих их шлицевых соединений;

овальность беговых дорожек подшипников качения опор роторов;

колебательные процессы в проточной части двигателя (пульсация воздуха в воздухозаборнике, пульсация давления газа в камерах сгорания, вызванная несовершенством процесса горения, помпажные явления);

Читайте также:  Почему газель не заводится двигатель 406 инжектор

аэродинамическую неуравновешенность от лопастей воздушных винтов ТВД;

массовую неуравновешенность вращающихся элементов в агрегатах;

пульсацию давления рабочих тел гидравлических и пневматических агрегатов;

пульсацию потока воздуха от рабочих лопаток роторов с частотой их следования;

разноразмерность тел качения подшипников опор роторов двигателя;

неравномерность зацепления зубчатых передач редуктора ТВД и коробки приводов агрегатов двигателя и др.

1.1.5. К числу основных внешних источников возбуждения низкочастотной вибрации двигателя относят:

вибрацию самолета (вертолета) при его разбеге, посадке и пробеге, а также в полете при неблагоприятных метеорологических условиях и др.;

массовую и аэродинамическую неуравновешенность несущего и хвостового винтов вертолета;

аэродинамическую неуравновешенность лопастей несущего и хвостового винтов вертолета и др.

1.1.6. Допустимые уровни вибрации двигателя установлены:

в диапазоне частот вибрации от 10 до 2000 Гц;

в каждом из трех ортогональных направлений — осевом (параллельно оси двигателя), поперечно-горизонтальном и вертикальном;

на корпусах двигателя в плоскостях крепления узлов подвесок двигателя на силовой установке самолета (вертолета) и в плоскостях расположения опор роторов, имеющих непосредственную силовую связь с корпусами двигателя.

1.1.7. Допустимый уровень вибрации двигателя в местах, отличных от указанных в п.1.1.6, устанавливает разработчик двигателя на основании статистического анализа данных эксплуатации и производства двигателей.

1.1.8. Допустимый уровень вибрации двигателя в местах крепления агрегатов установлен:

в диапазоне частот вибрации от 5 до 2000 Гц;

в каждом из трех ортогональных направлений — осевом, поперечно-горизонтальном и вертикальном;

на корпусе агрегата, вблизи места его крепления на двигателе.

1.1.9. Допустимые уровни вибрации двигателя установлены в табл.1-4, а также на номограмме, построенной в логарифмическом масштабе, в амплитудах виброперемещения, виброскорости, виброускорения (далее — величины вибрации).

Источник

Измерение вибрации электродвигателей

Величина вибрации измеряется на всех подшипниках электродвигателей в горизонтально- поперечном (перпендикулярно оси вала), горизонтально-осевом и вертикальном направлениях.

Измерение в двух первых направлениях производится на уровне оси вала, а в вертикальном – в наивысшей точке подшипника.

Вибрация электродвигателей измеряется виброметрами.

Повышенная вибрация может быть вызвана электромагнитными или механическими или иными причинами.

Электромагнитные причины возникновения вибрации электродвигателей:

неправильное выполнение соединений отдельных частей или фаз обмоток;

недостаточная жесткость корпуса статора, в следствии чего активная часть якоря притягивается к полюсам индуктора и вибрирует; замыкания различного вида в обмотках электродвигателей;

обрывы одной или нескольких параллельных ветвей обмоток;

неравномерный воздушный зазор между статором и ротором.

Механические причины вибрации электродвигателей:

неправильная центровка электродвигателя с рабочей машиной;

неисправности в соединительной муфте;

неуравновешенность вращающихся частей электродвигателя или рабочей машины;

ослабление крепления или посадки вращающихся частей.

Читайте также:  Двигатель ауди аад схема

Технические характеристики виброметров

Малогабаритный виброметр марки «К1» предназначен для проведения измерения вибрации в размерности виброскорости (мм/с) в стандартном диапазоне частот от 10 до 1000 Гц. Благодаря наличию всего одной кнопки управления, прибор может быть использован даже неквалифицированным персоналом.

Преимуществами применения прибора «Виброметра -К1» являются:

яркий экран, допускающий работу в широком диапазоне температур, до -20 градусов;

малые габариты и вес;

возможность длительной работы от встроенных аккумуляторов.

Vibro Vision — переносный виброметр

Малогабаритный виброметр марки «Vibro Vision» предназначен для контроля уровня вибрации и экспресс-диагностики дефектов вращающегося оборудования. Позволяет измерять общий уровень вибрации (СКЗ, пик, размах), оперативно диагностировать состояние подшипников качения.

Виброметр регистрирует сигналы в размерности виброускорения, виброскорости, виброперемещения при помощи встроенного или внешнего датчика. На фотографии показано измерение вибрации прибором при помощи встроенного вибродатчика. В таком режиме виброметр наиболее удобен для простых и оперативных измерений.

При использовании внешнего датчика, устанавливаемого на контролируемом оборудовании при помощи магнита или с использованием щупа, можно проводить более сложные измерения. На второй фотографии в место контроля вибрации на магните установлен внешний датчик вибрации, который подключен к прибору.

Дополнительными функциями виброметра «Vibro Vision» являются определение состояния подшипников качения на основе расчета эксцесса виброускорения и простейший анализатор вибросигналов. Прибор позволяет оценивать форму вибросигнала (256 отсчетов) и анализировать спектр вибросигнала (100 линий). Это позволяет «на месте» диагностировать некоторые дефекты, например, небаланс, расцентровка. Эти функции позволяет диагностировать этим простым и дешевым прибором наиболее часто встречающиеся дефекты вращающегося оборудования.

Вся информация в виброметре показывается на графическом экране расширенного температурного диапазона, предусмотрена его подсветка. Пример изображения на экране в режиме регистрации виброускорения показан на рисунке.

Виброметр может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от минус 20 до плюс 50 градусов и относительной влажности воздуха до 98%, без конденсации влаги.

«Vibro Vision» питается от двух встроенных аккумуляторов размера АА, допускается работа от двух батарей аналогичного размера.

Источник

Измерение вибрации электродвигателей

Повышенные вибрации электродвигателя являются одной из главных причин его преждевременного выхода из строя, в первую очередь – подшипников. Помимо подшипников, повышенная вибрация быстро изнашивает изоляцию обмоток, может привести к излому/изгибу вала , появлению трещин и повреждений в корпусе, опорной раме или фундаменте и др.

Источники вибраций электродвигателя по происхождению классифицируют на:

  • Магнитные источники, обусловленные: наличием зубцов на статоре и роторе; неравномерностью питающего напряжения; эксцентриситетом воздушного зазора; несинусоидальностью МДС (магнитной движущей силой) обмотки.
  • Механические источники, обусловленные: погрешностями изготовления деталей и сборки (дефекты подшипников, дисбаланс ротора, перекос посадочных мест подшипника, прогиб вала, несоосность валов), а также тепловыми деформациями ротора;
  • Аэродинамические источники, обусловленные расположенными на роторе деталями (вентиляторами).
Читайте также:  Компрессор своими руками из двухтактного двигателя

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:

  • номинальной частоте вращения – для однорежимных электродвигателей;
  • частоте вращения с наибольшей вибрацией – для многоскоростных электродвигателей;
  • номинальной и максимальной частоте вращения – для электродвигателей с регулируемой частотой вращения.

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

Adblock
detector