Вибрация ротора в любом его поперечном сечении определяется траекторией центра этого сечения (рисунок А. 1). Форма траектории зависит от динамических характеристик ротора и опорной системы, места измерения вибрации (координаты вдоль оси ротора) и характера возбуждения. При гармонической вынуждающей силе траектория близка к эллиптической, но в определенных условиях она может трансформироваться в окружность или прямую линию. Время обхода центром сечения ротора траектории определяется периодом вынуждающей силы. Основная составляющая вынуждающей силы обусловлена, как правило, неуравновешенностью ротора, а ее частота равна частоте вращения ротора. Существуют и другие причины возбуждения, например неравножесткость ротора, — в этом случае частота возбуждения кратна частоте вращения. В тех случаях, когда вибрация возникает в результате самовозбуждения, траектория имеет сложную форму, в общем случае изменяющуюся во времени. Вибрация ротора представляет собой результат действия совокупности различных причин, поэтому траектория центра любого его сечеішя определяется векторной суммой виброперемещений, вызываемых отдельными составляющими вынуждающей силы.
X OY — система координат, связанная с подшипником;
X , — координаты среднего положения центра сечения ротора;
К — мгновенное положение центра 0р сечения ротора;
Оср — среднее положение центра О„ сечения ротора;
5К — мгновенное вибро и ер смешение центра сечения ротора от среднего положения
— максимальное виброперемещение центра сечения ротора от среднего положения <?ср;
—текущие вибро перемещен и я центра сечения ротора в направлений осей датчиков А и 5;
8 А, б /, — размах виброперсмсшений центра сечения ротора в направлении осей датчиков А и Б
Рисунок А. 1 — Динамическая траектория ротора.
Определение виброперемещений
Траекторию центра сечения ротора определяют измерением его виброперемещений двумя датчиками, установленными в плоскости рассматриваемого сечения под углом 90° ± 5° относительно друг друга (отклонения от 90° в ту или иную сторону на угол до 5° не вызывают значительных ошибок). Этот способ измерения позволяет достаточно точно определить различные параметры прецессионного движения ротора относительно вкладышей его подшипников.
Наибольший интерес представляют переменные величины, определяющие форму траектории центра ротора. В некоторый момент времени центр сечения ротора находится в точке К своей траектории, а перемещение от среднего положения 0^ равно 5К. Мгновенные значения виброперемещения от среднего положения центра (?т, измеренные с помощью датчиков Ли Б, равны соответственно б* и S&. Тогда
+ (АЛ)
Величины бк, 5-,?, зависят от времени Г, т. е. изменяются по мере того, как центр сечения
перемещается по траектории. Как видно из рисунка АЛ, на траектории есть точка Л/, где виброперемещение от среднего положения Оср максимально. Вектор виброперемещения, соответствующий точке М., обозначают а его модуль определяют по формуле
K
(А.2)
J = l-V')]max - maxfl S-X)l2 + 16£(/)pf^или с учетом совмещения осей координат Xи Кс осями датчиков А и Б
= max {[Ss (і)]2 + [5y (Z)]2p. (A3)
Точка Mтраектории, соответствующая <9т1х, не обязательно совпадает с точками, где 5^ или 5* имеют свои максимумы.
Измерения ■<’'тал требуют знания значений среднего вибро перемещения центра сечения ротора и Кр. Эти значения определяют по формулам:
‘ <А4)
г, = /т Г’ НО <"■ (АЗ)
*2 ')
где X (/) и у (f) — переменные во времени текущие значения;
(?2 — /j) — интервал времени, много больший периода составляющей вибрации наинизщей частоты.
Величины и Кр определяют среднее положение центра сечения ротора относительно статорных частей в плоскости измерения. Изменения среднего положения могут быть результатом влияния факторов, которые мало зависят от периодичности переменных величин, например вибропсремещения подшипниковых опор, изменения характеристик масляного клина и т. д. Координаты среднего положения центра сечения ротора, полученные по формулам (А. 4) и (А.5), не равны полусумме максимального и минимального значений вибро перемещения (см. рисунок А.1), кроме случая гармонической вибрации ротора, когда траектория представляет собой эллипс.
Измерение 5^ может' быть произведено системами, определяющими как средние, так и мгновенные значения. Расчет 5 по сигналам двух датчиков является процедурой, требующей специального обеспечения.
|
Определетще относительной вибрации упрощается при измерении размахов вибро перемещений вала в направлении измерения, так как они не зависят от координат среднего положения центра сечения ротора О что делает излишним измерение как этих координат, так и отклонений от них. Размах виброперемепісний, измеренный в двух взаимно перпендикулярных направлениях (-S’)’ , Sj ), использтлот для контроля вибрации валов наиболее часто.[1] ИСО 7919-2-96 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное) БИБЛИОГРАФИЯ Вибрация машин без возвратно-поступательного движения. Контроль вибрационного состояния машин по измерениям вибрации на вращающихся частях. Часть 2: Крупные стационарные паротурбинные агрегаты |
УДК 621.165 : 534.1 ; 006.354
МКС 17.160 Е23 ОКП311111
Ключевые слова: агрегаты паротурбинные, состояние, валопроводы, вибрация, измерения, контроль, оценкаРедактор Л.В. Афанасенко
Технический редактор НС. Гришанова
Корректор В.И. Варенцова
Компьютерная верстка С.В. Рябовой
Изд. лиц. № 021007 от 10.08.95. Сдано в набор 29.09.98. Подписано в печать 10.11.98. Усл.печ.л. 1,40. Уч.-издл. 0,73.
Тираж 246 экз. С 1387. Зак. 2035.
ИПК Издательство стандартов, 107076, Москва, Колодезный пер., 14.
Набрано в Издательстве на ПЭВМ
Калужская типография стандартов, ул. Московская, 256.
ПЛР № 040138
