plik


POLITECHNIKA POZNACSKA LABORATORIUM DIAGNOSTYKI SYSTEMW Instrukcja do wiczenia Opracowanie: Temat: Diagnozowanie waBw i zjawisk w Bo\yskach [lizgowych na 07 Roman Barczewski podstawie analizy drgaD wzgldnych 1. Cel i zakres wiczenia Doskonalenie umiejtno[ci w zakresie identyfikacji zjawisk i defektw wystpujcych w waBach na podstawie analizy drgaD wzgldnych. Zapoznanie si z metodami analizy drgaD wzgldnych : widmem kaskadowym i wykresem kinetycznej orbity waBu. 2. Obiekt badaD Model maszyny wirnikowej Rotorkit jest przeznaczony do demonstracji promieniowych drgaD waBu w warunkach laboratoryjnych. Konstrukcja modelu pozwala na obserwacj zjawisk wystpujcych w du\ych maszynach obrotowych. Symulacja defektw i zjawisk dokonywana jest przez zmian prdko[ci obrotowej , dokBadanie niewywa\enia lub przez zmian kta jego poBo\enia, rozstawienia mas na wale, wygicie waBu, zmian warunkw tarcia oraz zmian rozstawienia Bo\ysk. Obserwacja zmiany zachowania waBu mo\e by dokonywana zasadniczo przez czujniki drgaD wzgldnych lub czujniki prdko[ci przyspieszeD drgaD. Wyposa\enie dodatkowe stanowi: kompresor, moduB do symulacji wiru olejowego, moduB do symulacji wpBywu zaburzeD przepBywu gazw, moduBy proximitorw, a tak\e zasobnik z dodatkowymi [rubkami do symulowania niewywa\enia. Stanowisko badawcze skBadaBa si z czterech zasadniczych elementw: " modelu szybkoobrotowej maszyny wirnikowej Rotorkit " cz[ci elektronicznej: czujniki, proximitory, sterowanie i stabilizacja obrotw, " komputera z zainstalowanym procesorem sygnaBowym DAP 800 i oprogramowania systemowego DasyLab  wirtualnego [rodowiska pomiarowo-analizujcego umo\liwiajcego postprocesing, wizualizacje i raportowanie wynikw, Rys 1. Cz[ mechaniczna stanowiska Rotorkit pdt_i07_ver_01 1/9 1 4. Przebieg wiczenia a) Zapoznaj si z budow stanowiska badawczego oraz sposobem sterowania prdko[ci obrotow. Przed uruchomieniem nale\y uruchomi pomp olejowa zasilajc Bo\ysko [lizgowe. b) Zapoznaj si z torem pomiaru drgaD wzgldnych poBczeD aparatury. c) Uruchom komputer i oprogramowanie DASY LAB, przeanalizuj konfiguracj wirtualnego toru pomiarowego, zapoznaj si z jego elementami i ustawieniami. Jest to przykBad toru mo\esz go zmodyfikowa. d) Naszkicuj w raporcie tor pomiarowy zarwno ten rzeczywisty jak i wirtualny Fot.2. Panel sterowania prdko[ci obrotowa stanowiska Rotorkit a) Uruchom stanowisko ON (przeBcznik w pozycji SLOW ROLL  wolne obroty ), ustaw prdko[ obrotow (MAX RMP SET) oraz szybko[ zmian obrotw (RAMP RATE). b) w [rodowisku DasyLAb (w opcji widma kaskadowego  ustaw liczb zapamitywanych widm na 100). c) W panelu sterowania prdko[ci ustaw przeBcznik w poBa\enie (RAMP UP). Dokonaj rozruchu (RAMP) i jednocze[nie uruchom eksperyment w [rodowisku DasyLab obserwuj widmo kaskadowe i ksztaBt kinetycznej orbity waBu. d) Dokonaj seri eksperymentw podczas rozruchu i wybiegu. Obserwuj zjawiska wystpujce w Bo\ysku o jaki obraz temu odpowiada w widmie kaskadowym i ksztaBcie orbity. e) Je[li twoim zdaniem widmo kaskadowe dobrze odwzorowuje zjawiska zatrzymaj eksperyment w DasyLab. WsuD kartk raportu w drukark u uruchom wydruk. f) Opisz wydruk zaznacz regiony wystpowania poszczeglnych zjawisk (np. prdko[ci krytycznej- rezonansowej waBu, wystpowanie wiru olejowego) narysuj ksztaBty orbit jakie odpowiadaj poszczeglnym zjawiskom (regionom w widmie kaskadowym). g) Sprecyzuj wnioski i spostrze\enia. Zamie[ je w raporcie. 4. Wymogi bezpieczeDstwa: " Podczas do[wiadczenia zachowa szczegln ostro\no[. " Ze wzgldu na wysokie prdko[ci obrotowe, przed ka\dym uruchomieniem sprawdzi dokBadnie wszelkie poBczenia [rubowe. " Przed uruchomieniem stanowiska wBczy pomp olejow zasilajca Bo\ysko [lizgowe. pdt_i07_ver_01 2/9 2 6. Zagadnienia kontrolne. " Drgania wzgldne a drgania bezwzgldne. " Przetworniki do pomiaru drgaD wzgldnych. " Zjawisko runoutu. " Kinetyczna orbita waBu opis i charakterystyki " Identyfikacja zjawisk na podstawie analizy drgaD wzgdnych. 7. Literatura uzupeBniajca [1] Cempel C., Tomaszewski F., Diagnostyka Maszyn Zasady oglne przykBady zastosowaD rozdz. 11.4. pdt_i07_ver_01 3/9 3 ZJAWISKA I DEFEKTY WYSTEPUJCE W WAAACH OBSERWOWANE W ANALIZACH DRGAC WZGLEDNYCH1 1 NIEWYRWNOWA[ENIE Jest ono uznawane za jedna z najcz[ciej wystpujcych niesprawno[ci maszyn wirnikowych. Niewyrwnowa\enie mas znajdujca si pomidzy podporami wywoBuje precesj zgodn z ruchem obrotowym waBu ( precesja postpowa ). Za pomoc czujnikw drgaD bezwzgldnych obserwowane s drgania o charakterze harmonicznym i czstotliwo[ci rwnej czstotliwo[ci obrotowej wirnika maszyny. Wraz ze wzrostem prdko[ci obrotowej wirnika obserwowalny jest wzrost amplitudy drgaD. Zmienno[ amplitudy drgaD nie jest bezpo[rednio powizana ze zmianami obci\enia. Szczeglnie dobrze niewyrwnowa\enie jest obserwowalne podczas rozruchu lub wybiegu maszyny. W tej sytuacji skBadowa 1X drgaD spowoduje rezonansowe drgania wirnika dla czstotliwo[ci krytycznej. Jednocze[nie nastpi zmiana fazy skBadowej 1X. 115.2 108 100.8 93.6 86.4 79.2 72 64.8 57.6 50.4 43.2 36 28.8 21.6 14.4 7.2 0 czstotliwo[ [Hz] Rys.1 PrzykBad rozruchu niewyrwnowa\onego wirnika 1 W. MOCZULSKI: Typowe relacje diagnostyczne; Instytut Mechaniki i PKM Politechnika Slska-Gliwice; pdt_i07_ver_01 4/9 4 czas [s] amplituda [mm] 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Je[li drgania Bo\yska s pomijalnie maBe wwczas trajektoria ruchu [rodka waBu przybiera ksztaBt eliptyczny lub koBowy. x [r. 1.4 0.9 0.4 y [r -0.1 -0.6 -1.1 -1.6 -1.6 -0.6 0.4 1.4 prze m ie szcze nie x [m m ] x [r. 0.3 0.2 0.1 0 y [r -0.1 -0.2 -0.3 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 pr ze m ie s zcze nie x [m m ] Rys.2 PrzykBadowe trajektorie niewyrwnowa\onego wirnika 2 NADMIERNE PRZECI[ENIA Przeci\enie mo\e by wywoBane oddziaBywaniem skBadowych obci\enia o promieniowym lub/i osiowym kierunku dziaBania. yrdBem przeci\enia mog by przyczyny zewntrzne ( nadmierna niewspBosiowo[, rozszerzalno[ termiczna maszyny ) jak i wewntrzne ( ugicie poziomo uBo\yskowanego wirnika, przeci\enie Bo\ysk hydrodynamicznych, niewspBosiowo[ gniazd Bo\ysk w korpusie ). Symptomami niesprawno[ci w tym przypadku s: nieprawidBowa trajektoria [rodka czopa waBu wzgldem panewki Bo\yska, niewBa[ciwe poBo\enie statyczne waBu lub niewBa[ciwy kt wzniesienia waBu w panwi. Znaczne przeci\enia powoduj wydBu\anie si trajektorii [rodka waBu a tak\e wzrostem skBadowej 2X w widmie drgaD. pdt_i07_ver_01 5/9 5 prze m ie s zcze nie y [m m ] prze m ie s zcze nie y [m m ] Rys.4.5.3 Eliptyczne trajektorie czopa waBu w nadmiernie przeci\onym wirniku oraz zmiana statycznego poBo\enia waBu Rys.4 Zmiany trajektorii [rodka waBu wraz ze wzrostem przeci\enia. Aby odr\ni niewspBosiowo[ od innych symptomw zaleca si przeprowadzi pomiaru wzgldnych faz midzy przeciwlegBymi koDcami waBu lub midzy obiema poBwkami sprzgBa. Dotyczy to wyBcznie maszyn posiadajcych waB sztywny, ktrych najni\sza czstotliwo[ rezonansowa jest wy\sza od najwy\szej u\ytecznej prdko[ci obrotowej. Je[li w takim ukBadzie wystpuje niewspBosiowo[ to r\nica midzy fazami obu koDcw waBw zbli\ona jest do 1800. pdt_i07_ver_01 6/9 6 3 NIESTABILNOZ AO[YSK ZLIZGOWYCH Niestabilno[ Bo\ysk [lizgowych objawia si drganiami warstwy olejowej o charakterze samo wzbudnym. Drgania te nazywane s wir (oil whirl) oraz bicz (oil whip) olejowy. Pojawieniu si tych drgaD towarzyszy precesja postpowa. Trajektoria linii centralnej waBu ma ksztaBt koBowy lub eliptyczny. Ten rodzaj precesji mo\e objawia si przez wewntrzne ptle w trajektoriach. Niestabilno[ warstwy olejowej posiada wyrazn skBadow okresow w widmie drgaD wirnika. Czstotliwo[ tej skBadowej zawiera si w przedziale ( 0.380.49)* fn . Rzd ten uzale\niony jest od konstrukcji Bo\yska. Niekiedy obok drgaD warstwy olejowej w widmach widoczne s skBadowe harmoniczne wy\szych rzdw, jednak ich amplitudy nie s znaczce i [wiadczy jedynie mog o niekoBowo[ci trajektorii czopa waBu. Amplituda drgaD zmienia si w zale\no[ci od obci\enia i prdko[ci obrotowej waBu. Utrata stabilno[ci nastpuje przy prdko[ci granicznej uzale\nionej od warunkw dziaBania maszyny, a przede wszystkim obci\enia i warunkw dziaBania Bo\ysk. Przej[cie ze stanu stabilnego do drgaD olejowych nastpuje w cigu kilku obrotw waBu. Podczas rozruchu maszyny obserwowane s maBe drgania warstwy olejowej, ktrych skBadowa w widmie narasta proporcjonalnie do prdko[ci obrotowej waBu. Jest to tzw wir olejowy. W momencie prdko[ci obrotowej dwukrotnie wy\szej od prdko[ci krytycznej, w widmie zaczyna dominowa skBadowa nie bdca proporcjonaln do chwilowej prdko[ci obrotowej waBu maszyny. Jest to tzw. bicz olejowy. Zjawisko niestabilno[ci Bo\ysk [lizgowych mo\e by skutecznie obserwowane na wykresach kaskadowych podczas rozruchu maszyny. Rys.4.4.5 Wykres kaskadowy drgaD wirnika z zaznaczonymi wirem i biczem olejowym pdt_i07_ver_01 7/9 7 x [r. 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 y [r -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 prze m ie s z cze nie x [m m ] Rys.6 PrzykBad trajektorii czopa waBu podczas drgaD warstwy olejowej 4.5.4 OCIERANIE CZZCI WIRNIKA O KORPUS Przyczyn niesprawno[ci tego typu mog by wygicie waBu, nadmierne drgania, niewBa[ciwe poBo\enie wewntrz Bo\yska. Kontakt elementw ruchomych z obudow prowadzi do zmiany (wzrostu) sztywno[ci elementw konstrukcyjnych co powoduje wzrost prdko[ci krytycznych maszyny. Istnieje zagro\enie, \e zwikszona prdko[ krytyczna znajdzie si w zakresie prdko[ci u\ytkowych co mo\e stanowi powa\ny problem eksploatacyjny. CigBy kontakt z elementami nieruchomymi (np. uszczelnienie) mo\e doprowadzi do powstania samowzbudnych drgaD wirnika poBczonych z rezonansow precesj przeciwbie\n. x [r. 0.8 0.6 0.4 0.2 0 y [r -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 prze m ie s zcze nie x [m m ] Tys. 7. PrzykBad trajektorii czopa waBu podczas przycierania wirnika o obudow pdt_i07_ver_01 8/9 8 prze m ie s zcze nie y [m m ] prze m ie s zcze nie y [m m ] 117.6 109.2 100.8 92.4 84 75.6 67.2 58.8 50.4 42 33.6 25.2 16.8 8.4 0 cz s totliw o[  [Hz] Rys.8 PrzykBad wykresu kaskadowego drgaD wirnika maszyny przycieranego w poziomie podczas rozruchu 5 PKNICIE WAAU Najwa\niejszymi symptomami rozpoczynajcego si pkania waBu s oceny amplitud 1X oraz 2X. Szczeglnie przydatna jest ocena skBadowej 1X, obserwowanej dla prdko[ci obrotowych du\o ni\szych od prdko[ci roboczych. Za podstawowe symptomy wystpienia pknicia uznaje si: - wzrost poziomu drgaD sygnaBu wibroakustycznego, rozpatrywanego jako przebieg szerokopasmowy, - trudne do wyja[nienia zmiany amplitud i fazy skBadowej 1X w warunkach nominalnej pracy urzdzenia, - zmiany wBa[ciwo[ci dynamicznych w zakresie niskich prdko[ci obrotowych, - pojawienie si podczas rozruchu maszyny skBadowej 2X bdcej wynikiem asymetrycznego rozkBadu sztywno[ci Innym symptomem pknicia waBu s problemy z dokBadnym wyrwnowa\eniem waBu. pdt_i07_ver_01 9/9 9 czas [s ] amplituda [mm] 0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 180 192

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Projekt VI Łożysko Ślizgowe Oceloot
łożyska i łożyska ślizgowe
Łożyska ślizgowe 2
Mathcad 3 łożysko ślizgowe
Projekt łożysko ślizgowe
Łożysko ślizgowe poprzeczne projekt
PKM projekt łożysko slizgowe(1)
Łożyska ślizgowe
Rola laboratoriów w świetle wymagań systemów zarządzania jakoscią

więcej podobnych podstron