KATEDRA PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN

WYDZIAŁ MECHANICZNY TECHNOLOGICZNY

POLITECHNIKA ŚLĄSKA

W GLIWICACH

LABORATORIUM METODY DIAGNOSTYKI TECHNICZNEJ

TEMAT:

Pomiar drgań.

Grupa: A6

Sekcja: 1

Kierunek: Automatyka i Robotyka

Specjalność: Projektowanie i eksploatacja maszyn

Osoby w sekcji:

1.Układ pomiarowy.

Układ pomiarowy jaki został wykorzystany do pomiaru drgań podczas laboratorium składał się z następujących elementów:

• akcelerometr - zamocowany za pomocą magnesu,

• przedwzmacniacz - z wbudowanym układem całkującym

• miernik wibracji

• urządzeni wywołujące drgania, w naszym przypadku była to szlifierka stołowa o następujących parametrach: 220 V, 50 Hz, 2800 obr/min, 180 W.

• oscyloskop.

Schemat układu pomiarowego:

Miernik wibracji za pomocą którego dokonywaliśmy pomiarów był wyposażony w zestaw filtrów A, B, C, D. Mieliśmy do czynienia z filtrem przestrajalnym oktawowym. Na mierniku tego rodzaju można dokonywać pomiaru w decybelach.

Podczas ćwiczenia dokonywaliśmy pomiaru przyspieszenia. Otrzymanie pozostałych wielkości opisujących drgania takich jak prędkość czy przesunięcie można otrzymać poprzez scałkowanie mierzonego przyspieszenia. J tak celem uzyskania prędkości należy dokonać jednokrotnego scałkowania przyspieszenia, a aby uzyskać przesunięcie proces ten wykonuje się dwukrotnie.

Podczas pomiarów czujnik był zamocowany w dwóch różnych miejscach.

W pierwszym etapie na wystającym ramieniu - poziomo, w drugim przypadku na podstawie urządzenia pionowo.

2 Kalibracja.

Proces kalibracji akcelerometru został przeprowadzony za pomocą specjalnego przyrządu zwanego kalibratorem.

Proces kalibracji polega na tym że do kalibratora podłącza się akcelerometr a następnie włącza się go. Kalibrator drga z przyspieszeniem równym przyspieszeniu ziemskiemu 9,81 [m/s^2].

W kolejnym etapie na podstawie znajomości masy akcelerometru (w naszym przypadku było to 50g ) odczytuje się z wykresów umieszczonych na kalibratorze wielkości jakie powinien wskazywać miernik wibracji. Jeżeli wartości wskazywane przez miernik się nie pokrywają dokonuje się procesu regulacji poprzez pokręcenie odpowiedniej śrubki na mierniku.

3 Filtry.

Filtry można interpretować jako układ o pewnej określonej charakterystyce.

Można wyróżnić następujące rodzaje filtrów:

• filtr dolnoprzepustowy, którego ważną cechą jest górna częstotliwość graniczna fg,

• filtr górno przepustowy, określony poprzez podanie dolnej częstotliwości granicznej fd,

• filtr pasmowo-przepustowy lub pasmowy, określony poprzez podanie dolnej i górnej częstotliwości granicznej,

• filtr pasmowo-zaporowy, określony np. poprzez podanie częstotliwości środkowej.

Szerokość pasma filtru jest bardzo ważną cechą, wprowadzono dwa określenia:

• efektywna szerokość szumowa,

• szerokość „połówkowa” lub 3-decybelowa.

Szerokość filtru pasmowego może być określona jako bezwzględna lub względna.

Dla filtru pasmowo-przepustowego o szerokości pasma zadanej w sposób bezwzględny określa się:

• szerokość pasma

B = fg - fd

• częstotliwość środkową pasma

fc = (fg - fd)/2

Dla filtru pasmowo-przepustowego o szerokości pasma zadanej w sposób względny określa się:

• częstotliwość środkową

fc = (fg*fd)^(1/2)

• względna szerokość pasma

b = (fg - fd)/fc

4 Wyniki przeprowadzonych pomiarów.

W poniższej tabeli są zgromadzone wyniki pomiarów dokonanych w pozycji poziomej czujnika na wystającym ramieniu urządzenia emitującego drgania.

Częstotliwość przy której dokonywano pomiaru. [Hz]	Wartość pomierzonej amplitudy składowej mierzona w [μV]	Amplituda podniesiona do kwadratu
31,5	1,5	2,25
63	1,5	2,25
125	4	16
250	6	36
500	6	36
1000	40	1600
2000	45	2025
4000	7	49
8000	10	100
16000	18	324
31500	5	25
63000	1	1

Największa wartość amplitudy 45[μV] wystąpiła przy częstotliwości 2[kHz]

W poniższej tabeli są zgromadzone wyniki pomiarów dokonanych w pozycji pionowej czujnika na podstawie.

Częstotliwość przy której dokonywano pomiaru. [Hz]	Wartość pomierzonej amplitudy składowej mierzona w [μV]	Amplituda podniesiona do kwadratu
31,5	0,3	0,09
63	0,5	0,25
125	0,7	0,49
250	3	9
500	4,5	20,25
1000	12	144
2000	12	144
4000	5	25
8000	5	25
16000	14	196
31500	2	4
63000	0,1	0,01

Największa wartość amplitudy 12[μV] wystąpiła przy częstotliwości 2[kHz]

5 Wnioski.

• W przypadku pomiaru dokonanego w poziomej pozycji czujnika wartość jaką pomierzyliśmy wyniosła 45[μV] przy częstotliwości 2[kHz],

• W przypadku pomiaru dokonanego w pionowej pozycji czujnika wartość jaką pomierzyliśmy wyniosła 12[μV] przy częstotliwości 2[kHz],

Z tak uzyskanych wyników, przy znajomości prawidłowych wartości, tzn. takich które występują w prawidłowo funkcjonującej maszynie, moglibyśmy wnioskować o stopniu zużycia naszej maszyny, o jej stanie technicznych występujących usterkach.

Wyniki które uzyskaliśmy podczas badań nie są w pełni poprawne ze względu na to że nie dokonano prawidłowej kalibracji czujnika. Związane to było z brakiem raz informacji o dokładnej masie czujnika, a z drugiej odpowiednich narzędzi do przeprowadzenia tego procesu. Nie możliwe jest również dokonanie analizy stanu maszyny ze względu na brak informacji o prawidłowych wartościach mierzonych drgań. Jednym co można powiedzieć że w przypadku wystąpienia bardzo dużych odchyleń, wartości można mówić o uszkodzenie urządzenia.

1- Urządzenie wywołujące drgania

3 - Przedwzmacniacz

1 - Akcelerometr

4 - Miernik wibracji

---