POLITECHNIKA POZNAC
SKA
LABORATORIUM DIAGNOSTYKI SYSTEMÓW
Instrukcja do ćwiczenia Opracowanie:
Temat:
NIEWYWAśENIE WIRNIKÓW
06
Roman Barczewski
identyfikacja na podstawie przebiegu drgań oraz
widma amplitudowego i fazowego
1. Cel i zakres ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest doskonalenie umiejętności w zakresie detekcji i identyfikacji niewywa\
enia
wirników na podstawie pomiarów, obserwacji i analiz widmowych drgań węzłów ło\
yskowych
wirników.
2. Obiekt badań
Obiektem badań jest agregat maszynowy składający się z silnika elektrycznego i napędzanego nim
wirnika. Na wale wirnika zamontowane są dwie tarcze z nagwintowanymi otworami. Do tarcz mo\
na
przykręcać w dowolnych miejscach dodatkowe masy (śruby) i zadawać w ten sposób ró\
ne rodzaje
niewywa\
enia.
Wirnik podparty jest na dwóch podatnych podporach. Na podporach zamontowano przetworniki drgań
rejestrujące poziome przemieszczanie się podpór wirnika wywołane zadanym niewywa\
eniem.
Sygnały z przetworników drgań względnych przetwarzane są wstępnie w układzie kondycjonowania
(filtracja dolnoprzepustowa oraz wzmacniane). W przetworniku analogowo-cyfrowym PCL 818L lub
VibDAQ2 sygnały zamieniane są synchronicznie na postać cyfrową. Dalsze przetwarzanie realizowane
jest w oprogramowaniu wykonanym w systemie DasyLab.
3. Aparatura i wyposa\
enie niezbędne do wykonania ćwiczenia:
" Stanowisko badawcze z sondą
" Miernik prędkości drgań (CMD-3 opcjonalnie)
" System pomiarowo - analizujący,
" kalkulator (we własnym zakresie).
4. Przebieg ćwiczenia
a) Zapoznać się z budową stanowiska laboratoryjnego, częścią mechaniczną. Narysować szkic
stanowiska wraz nanieść na nim rozmieszczenie i zorientowanie punktów pomiarowych. Odnotować
w sprawozdaniu typ stosowanej aparatury pomiarowo analizującej.
b) Przeprowadzić próbę określenia niewywa\
enia na podstawie pomiarów prędkości drgań (pkt. 2
sprawozdania)
- Wykonać pomiary wartości skutecznych prędkości drgań (drgania bezwzględne) na podporach
ło\
yskowych wirnika w kierunku pionowym i poziomym (punkt 2 sprawozdania). Do
wykonania pomiarów wykorzystać oprogramowanie (opcjonalnie miernik CMD-3). Pomiary
prędkości wykonujemy odrębnie w paśmie normowym (10 1000 Hz) oraz dla składowej
obrotowej, która jest związana z niewywa\
eniem.
- Na podstawie wyników pomiarów prędkości drgań bezwzględnych sformułować wnioski, co do
mo\
liwości identyfikacji niewywa\
enia wirnika i oszacowania rodzaju niewywa\
enia.
c) Określenie rodzaju niewywa\
enia na podstawie synchronicznie rejestrowanych drgań podpór
ło\
yskowych (pkt.3 sprawozdania)
- Korzystając z oprogramowania zarejestrować synchronicznie przebiegi przemieszczeń drgań w
kierunku poziomym.
pdt_i06_ver_03 1/3 1
- Przy pomocy kursorów odczytać amplitud przemieszczeń drgań dla podpory A i B i umieścić w
tabeli pomiarowej i wpisać wartości w tabelkę.
- Na podstawie okresu drgań podpór wywołanych niewywa\
eniem oraz przesunięcia czasowego
przebiegów drgań podpory prawej i lewej, oszacować (obliczyć) przesunięcie fazowe (wyra\
one
w stopniach) przebiegów czasowych drgań zarejestrowanych na podporach A i B.
a) b)
T
"t
ampl. A
ampl. B
ampl. A
"t
ampl. B
Rys. 1. Przykładowa postać przebiegów czasowych przemieszczeń drgań a) oddzielnie b) po nało\
eniu
- Przerysować przebiegi do raportu z badań; na rysunkach zaznaczyć amplitudy przemieszczeń
podpory drgań oraz przesunięcie fazowe. Wszystkie elementy wykresu dokładnie opisać (patrz
rys. 1b)
- Na podstawie porównania amplitud drgań rejestrowanych na podporach i przesunięcia fazowego
określić rodzaj niewywa\
enia. Bierzemy pod uwagę jedynie składowe o częstotliwości
obrotowej.
d) Oszacowanie typu niewywa\
enia na podstawie widm amplitudowych i fazowych przemieszczeń
drgań rejestrowanych na podporach A i B. (punkt 4 sprawozdania).
- Wykonać synchronicznie widma amplitudowe i fazowe drgań.
- Widma amplitudowe odwzorować na rysunkach w raporcie
- Z widm drgań podpór A i B odczytać amplitudy oraz fazy dla składowej o częstotliwości
obrotowej.
- Wyniki pomiarów amplitud i faz nanieść (w postaci wektorów) na wykresie biegunowym;
początek wektora zaczepić w środku wykresu; długość wektora odpowiada wartości amplitudy
natomiast kierunek (poło\
enie kątowe) zale\
y od fazy.
- Obliczyć przesunięcie fazowe przemieszczeń drgań pomiędzy podporami A i B
- Na podstawie porównania amplitud i faz przemieszczeń na podporach określić rodzaj
niewywa\
enia.
e) Na podstawie przeprowadzonego eksperymentu porównać wyniki uzyskane dwoma metodami.
f) Sformułować wnioski oraz opisać spostrze\
enia.
5. Wymogi bezpieczeństwa:
" Przed uruchomieniem nale\
y bezwzględnie zamknąć pokrywę agregatu. oraz sprawdzić
dokręcenie .
6. Zagadnienia kontrolne.
- Scharakteryzuj niewywa\
enie statyczne i sposób jego identyfikacji na podstawie przebiegu
czasowego oraz widma amplitudowego i fazowego (wykonaj odpowiednie rysunki)
- Scharakteryzuj niewywa\
enie momentowe i sposób jego identyfikacji na podstawie przebiegu
czasowego oraz widma amplitudowego i fazowego (wykonaj odpowiednie rysunki)
- Scharakteryzuj niewywa\
enie quasi-statyczne i sposób jego identyfikacji na podstawie przebiegu
czasowego oraz widma amplitudowego i fazowego (wykonaj odpowiednie rysunki)
pdt_i06_ver_03 2/3 2
- Scharakteryzuj niewywa\
enie dynamiczne i sposób jego identyfikacji na podstawie przebiegu
czasowego oraz widma amplitudowego i fazowego (wykonaj odpowiednie rysunki)
- W jaki sposób na podstawie pomiarów drgań odró\
nisz niewywa\
enie od zgięcia wału (wykonaj
stosowny rysunek z opisem)
7. Literatura uzupełniająca
[1] Cempel.C Diagnostyka Wibroakustyczna Maszyn, Niewyrównowa\
enie rozdział 2.2.1
[2] Cempel.C Diagnostyka Wibroakustyczna Maszyn, Klasy niewywa\
enia dodatek D2
pdt_i06_ver_03 3/3 3