Прибор для измерения вибрации подшипников

Содержание

ДПК-Вибро — прибор диагностики подшипников качения, виброметр

Гарантия

Межповерочный интервал

Госреестр РФ

67333-17
до 02.05.2022

Производитель

Сертификаты

Госреестр РФ

Описание прибора диагностики подшипников качения, виброметра ДПК-Вибро:

ДПК-Вибро – это:

  • регистратор вибрационных сигналов (виброметр);
  • прибор для оценки технического состояния подшипников качения «на месте»;
  • анализатор вибросигналов с небольшой памятью;
  • компактный переносной прибор с ярким экраном.

Виброметр очень простой и его может использовать человек без специальной подготовки.

Назначение прибора диагностики подшипников качения, виброметра ДПК-Вибро:

Прибор ДПК-Вибро измеряет интегральные параметры вибрации оборудования при помощи встроенного вибродатчика. Такие измерения могут производиться в размерности виброускорения A (м/с 2 ), виброскорости V (мм/с) и виброперемещения S (мкм). Тип контролируемого параметра оперативно выбирается пользователем «на месте». Такие измерения вибрации обычно производятся в стандартном диапазоне частот, от 10 и до 1000 Гц.

Режим низкочастотного виброметра. Для некоторых типов тихоходного вращающегося оборудования стоит задача измерения низкочастотных вибраций. Такой диапазон частот не является стандартным. ДПК-Вибро позволяет измерять низкочастотную вибрацию в диапазоне 1 ÷ 200 Гц.

Оценка технического состояния подшипников качения

Оценка технического состояния подшипников качения «на месте» в приборе ДПК-Вибро производится на основании двух методов:

  • расчета и сравнения общего уровня вибрационного сигнала (СКЗ вибросигнала), замеренного на подшипнике, с нормативными значениями;
  • анализа параметров ударных импульсов, которые всегда возникают при «обкатывании» различных дефектов на поверхностях качения подшипников.

На основании математической обработки ударных импульсов в приборе дается оперативное заключение о техническом состоянии рабочих поверхностей контролируемого подшипника.

В режиме диагностики подшипников качения на экране прибора показывается подшипник качения. Дополнительно, слева и справа показываются значения СКЗ измеренного вибросигнала и значение «эксцесса вибросигнала» (интенсивности ударных импульсов в контролируемом подшипнике). Большое значение эксцесса является признаком наличия внутренних дефектов.

В режиме диагностики подшипников качения итоговая информация о техническом состоянии контролируемого подшипника отображается не только в цифровом виде, но скоростью вращения картинки подшипника на экране прибора, а также его цветом – зеленым, желтым, или красным. При этом меняется цвет не только у подшипника, но и у столбиков СКЗ виброскорости и эксцесса сигнала.

Диагностика дефектов вращающегося оборудования

ДПК-Вибро позволяет проводить оперативную диагностику дефектов вращающегося оборудования. Для этой цели пользователь имеет возможность просматривать на экране и анализировать форму вибрационного сигнала и его спектр. Эта информация очень полезна, так как позволяет идентифицировать все основные дефекты вращающегося оборудования.

Сигналы и спектры могут быть сохранены в памяти прибора для передачи на компьютер и дальнейшего углубленного анализа. Прибор позволяет сохранять в памяти 50 сигналов или спектров. Сигналы и спектры анализируйте в экспертной системе «Атлант». В программу Аврора значения вибрации можно ввести вручную. Скачайте эти программы бесплатно с нашего сайта.

Специальный режим: контроль ускорений кабин лифтов

Виброметр ДПК-Вибро имеет специальную модификацию ДПК-Вибро-Лифт Сервис, предназначенную для контроля работы и диагностики состояния лифтового оборудования.

Кроме проведения диагностики состояния приводного электродвигателя и редуктора, с его помощью можно измерять важный эксплуатационный параметр – ускорение и замедление лифтовой кабины.

Прибор просто прижимается к стенке кабины и регистрирует полный цикл работы лифта, основными элементами которого являются разгон и торможение. При этом на экране прибора сразу же показываются значения максимальных ускорений разгона и торможения. График движения лифтовой кабины можно сохранить в памяти прибора и распечатать при помощи имеющегося программного обеспечения.

Для удобства работы пользователь может выбрать в приборе два предела измерения ускорения кабины: ±1g или ±4g. Поскольку для повышения точности измерений в приборе ДПК-Вибро-Лифт Сервис использован датчик с увеличенной чувствительностью, максимальные значения измеряемых в режиме виброметра ускорения уменьшилось до 50 м/с 2 , а виброскорости – до 80 мм/с. Максимальное значение измеряемого виброметром ДПК-Вибро-Лифт Сервис перемещения осталось прежним – до 500 мкм.

Компактный переносной прибор

Прибор ДПК-Вибро очень маленький и лёгкий. При этом он имеет металлический корпус и защищённую клавиатуру. Встроенный датчик имеет щуп с резьбой М5. Вместо щупа можно использовать магнит или шпильку М5. Прибор питается от двух Ni-MH аккумуляторов размера AAA или двух батареек. Аккумуляторы заряжаются через разъём USB от сети или от компьютера. При повороте прибора изображение на экране также переворачивается, подстраиваясь под пользователя.

Прибор для измерения вибрации подшипников

Долговечная безаварийная работа современных динамических машин (турбин, компрессоров, насосов, вентиляторов, редукторов, градирен, эксгаустеров, центрифуг и пр.) во многом определяется работоспособностью опорных подшипников качения. Недостаточная или некачественная смазка, неточности изготовления сборки и посадки, чрезмерные динамические нагрузки из-за расцентровки и дисбаланса ротора – вот главные причины возникновения дефектов подшипников, которые, прежде всего, проявляют себя избыточной высокочастотной (свыше 10 кГц) вибрацией. По мере развития дефектов изменяется среднечастотная вибрация подшипниковых узлов, а затем и низкочастотная вибрация машины в целом.

Компания «БАЛТЕХ» производит недорогие и надежные приборы для измерения вибрации подшипников: виброручки BALTECH VP-3405 и BALTECH VP-3405-2 – для контроля параметров низкочастотной вибрации и виброметрер BALTECH VP-3410 – для определения цифровых значений вибрации подшипниковых узлов в высокочастотном диапазоне (до 10 кГц). Что касается, наиболее важной с точки зрения ранней диагностики дефектов, высокочастотной вибрации подшипников, то компания «БАЛТЕХ», наряду с современными средствами вибродиагностики (виброанализаторы CSI 2140 и др.) предлагает простое и дешевое решение – вибротестер подшипников BALTECH VP-3450.

Вибротестер BALTECH VP-3450 с некоторой долей условности можно назвать прибором для измерения вибрации подшипников, так как принцип его действия основан не на измерении привычных параметров вибрации (виброскорости или виброускорения), а на регистрации высокочастотных ударных импульсов, вызванных дефектами подшипника или смазки.

Рис.1 Вибротестер BALTECH VP-3450

Ударные импульсы – это импульсы малой энергии, генерируемые соударениями деталей подшипника и изменением давления в зоне качения. При работе исправного подшипника наблюдается так называемый «ковровый уровень» ударных импульсов, который увеличивается при недостаточной смазке. А зарождение дефектов подшипника проявляется пиковыми значениями ударных импульсов, которые наблюдаются еще при отсутствии явных механических повреждений (см.рис.2):

Рис.2 Измерение ударных импульсов

Метод ударных импульсов признается самым чувствительным и недорогим методом мониторинга состояния подшипников, а вибротестер BALTECH VP-3450 – простым и надежным его инструментом. Рекомендуется тестировать подшипники прибором BALTECH VP-3450 не менее одного раза в месяц, а высоконагруженные и дефектные подшипники – еще чаще.

Диапазон частот ударных импульсов определяется скоростью вращения подшипника, его типом (всего 8 типов) и диаметром внутреннего кольца, поэтому перед началом измерений необходимо собрать эту информацию. При проведении самих измерений важно правильно выбирать точку измерений и корректно определять исходный уровень импульсов dBi (см.рис.3):

Читайте также:  Прибор для проверки плотности электролита аккумулятора

Рис.3 Оценка состояния подшипника

По результатам измерений принято считать подшипник непригодным к эксплуатации, если пиковые значения ударных импульсов в 100 раз превышают начальный уровень dBi.

Рис.4 Типовые режимы метода ударных импульсов.

Конструктивно тестер подшипников BALTECH VP-3450 состоит из электронного блока с однокристальным микроконтроллером, датчика ударных импульсов и наушников (для уточнения источника ударных импульсов). Датчик подключается к электронному блоку с помощью кабеля и при проведении измерений прижимается щупом к точке контроля.

Необходимо напомнить, что метод ударных импульсов имеет ограничения по применению и не дает точных результатов в случае: нерегулярных загрузок или малой частоты вращения подшипника; при наличии других источников ударных импульсов; быстроразвивающихся разрушениях подшипника.

Для изучения теории ударных импульсов и обучения методике проведения измерений вибротестером BALTECH VP-3450 рекомендуется пройти обучение на курсе Повышения квалификации и переподготовки кадров ТОР-103 «Основы вибродиагностики. Метод ударных импульсов» в лицензированном Учебном центре компании «БАЛТЕХ» в Санкт-Петербурге, в Астане или в Любеке (Германия).

Приборы для измерения вибрации

Приборы для измерения вибрации на вращающемся оборудовании позволяют оценить состояние оборудования и диагностировать дефекты в оборудовании.

Вибрация – очень удобный показатель состояния оборудования. Она стандартизирована (есть стандарт ГОСТ), имеет конкретные значения аварийного и тревожного состояния. Физическая природа вибрации понятна.

Виды приборов можно разделить по нескольким признакам.

Самый главный признак – что умеет измерять прибор

  • Виброметры – измеряют только интегральное значение вибрации (одно число). Самое популярное – СКЗ виброскорости, так как существуют стандарты для определения состояния агрегата по значению СКЗ виброскорости;
  • Виброанализаторы (анализаторы вибрации) – дополнительно измеряют сигналы и спектры вибрации.

Количество каналов измерения

  • Одноканальный – одновременно измеряет данные только по одному каналу. При этом может одновременно измерять виброускорение, виброскорость и виброперемещение;
  • Одноканальный с приставкой расширения на несколько каналов – измеряет данные с нескольких датчиков, но частота опроса каналов значительно уменьшается;
  • Многоканальный с параллельным опросом всех каналов – очень полезный прибор в сложных случаях, так как результат диагностики дефектов намного достовернее. Но такие приборы сложнее переносить и разворачивать на месте измерения. И, конечно, они дороже.

Можно ли его переносить ?

  • Переносные – можно взять прибор в руки и идти в цех измерять вибрацию. Самые маленькие виброметры – размером с фломастер;
  • Стационарные системы мониторинга – датчики установлены на агрегате и наблюдение за агрегатом идёт постоянно.

Другие признаки – цена (виброметры значительно дешевле), дополнительные функции (балансировка, разгон-выбег, запись длительных сигналов и т.д.), наличие памяти для хранения измерений и передачи их в компьютер.

Виброметр

Первые приборы для измерения вибрации были аналоговые. И они могли измерять только интегральное значения вибрации, то есть мощность. Некоторые, как устройство на фотографии слева, до сих пор используются.

Современные приборы используют цифровые методы для вычислений значения вибрации. Они очень просто устроены и поэтому дешёвые.

Виброметр – это очень полезный прибор для оценки состояния оборудования. Максимальное значение вибрации, при котором состояние агрегата считается аварийным называется Норма. Её значение задаётся в паспорте на агрегат или в ГОСТ ИСО 10816-1-97. Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Сравнение текущей вибрации с нормой позволяет наглядно оценить состояние агрегата.

Измерение вибрации в виброметрах производится в диапазоне 10 ÷ 1000 Гц. Этот диапазон указан в ГОСТ и позволяет измерять одинаковое значение вибрации на разных приборах.

Значение вибрации, измеренное виброметром можно использовать и для более подробной диагностики дефектов. Например, по СКЗ виброскорости отлично диагностируется расцентровка и небаланс. Состояние крепления к фундаменту тоже проще оценить виброметром. Виброметром даже можно балансировать агрегат не используя отметчик фазы (способ трех пусков с пробными массами).

Виброметр позволяет быстро обойти всё оборудование на предприятии. Можно измерить 100 агрегатов за смену, с выдачей отчётов о состоянии.

Значения вибрации, измеренные через некоторое время (например, через 1 месяц) позволяют строить прогноз развития вибрации и планировать сроки следующих ремонтов. Это даёт значительную экономию денег, по сравнению с плановыми ремонтами. Такая система используется в нашей программе Аврора-2000.

Самые маленькие виброметры помещаются в карман одежды и похожи на ручку (или маркер). Такие приборы называют виброручка.

Мы выпускаем виброметры:

Одноканальный виброанализатор (анализатор вибрации)

Это – самые популярные приборы для диагностики состояния агрегатов по вибрации. Они измеряют сигнал вибрации с вибродатчика и с помощью вычислений умеют преобразовавать это измерение в другие виды, например, в спектры.

При работе с одноканальным виброанализатором одной рукой держим прибор, а другой – устанавливаем датчик в место измерения.

Современные анализаторы очень компактные, но при этом очень умные. Они позволяют просматривать данные на месте и быстро делать диагностику дефектов агрегата. Для более сложных случаев данные сохраняются в память, затем в офисе передаются на компьютер и анализируются уже на компьютере.

Часто используется маршрутная технология (Маршруты). Для этого порядок и параметры измерения задаются на компьютере и затем передаются в прибор. Прибор сам подсказывает что и где сейчас будем измерять. После всех измерений данные быстро раскладываются на компьютере для анализа. Это позволяет не запутаться при измерении и доверять процесс измерения людям, у которых мало опыта в вибродиагностике. А при наличии в программе на компьютере экспертной системы диагностики, можно вообще не задумываться.

Мы выпускаем одноканальные виброанализаторы:

Многоканальный виброанализатор (анализатор вибрации)

Такие приборы измеряют несколько сигналов вибрации одновременно. Это очень полезно для диагностики сложных дефектов. Многоканальные анализаторы имеют несколько датчиков, за которыми тянутся несколько проводов. Поэтому они не такие удобные, как одноканальные. Одной рукой с ними уже не поработаешь. И цена сразу намного возрастает.

Зато у многоканальных приборов больше экран, больше возможностей для обработки сигналов. И смотрятся они солиднее. И человек с таким прибором внушает уважение окружающим – “он настоящий профессионал”.

Многоканальные приборы могут быть собраны в одном корпусе или на базе переносного компьютера (отдельно блок для подключения датчиков и отдельно компьютер ноутбук).

Два датчика, установленные в вертикальном и поперечном направлении уже позволяют смотреть орбиту перемещения тяжёлой точки. Четыре датчика можно установить на передний и задний подшипник двигателя. А есть у нас прибор Атлант-32, с помощью которого можно обвешать датчиками весь турбогенератор. Но при этом у него куча проводов и он уже не переносной, а ездит в чемодане на колёсиках.

Почти все многоканальные приборы имеют отделный канал для подключения отметчика фазы. Это позволяет проводить балансировку на месте и измерять сигналы, привязанные к фазе вращения агрегата.

У таких приборов много других режимов измерения, но применяются они только в очень сложных случаях. Например, режим Разгон-Выбег позволяет проследить изменение вибрации при разгоне и остановке агрегата. Строится график зависимости амплитуды и фазы вибрации от частоты вращения, что позволяет определить резонансные частоты агрегата.

Многоканальные виброанализаторы нашего производства:

  • Диана-2М – 2-канальный анализатор вибрации с балансировкой
  • ViAna-4 – универсальный 4-канальный регистратор и анализатор вибросигналов, балансировка роторов
  • Атлант-8/-16/-32 – многоканальный синхронный регистратор-анализатор вибросигналов на основе переносного компьютера

Стационарные системы мониторинга

В таких системах датчики установлены прямо на агрегате и наблюдение за агрегатом идёт постоянно. Можно следить за состоянием агрегата в текущий момент времени и оперативно вмешиваться в его работу.

Стационарные системы устанавливаются на критичном и дорогом оборудовании. Они привязаны к агрегату и не могут быть использованы для измерения вибрации другого агрегата. Поэтому установить такие системы – это дорого.

Кроме вибрации, системы мониторинга измеряют и другие параметры – температуру, обороты, ток, напряжение, расход и т.п.

Не хватает информации ?

Напишите мне свой вопрос, я отвечу Вам и дополню статью полезной информацией.

Виброметр – простой прибор для измерения вибрации

Виброметр – это прибор для измерения параметров вибрации: виброускорения, виброскорости, виброперемещения и частоты колебаний. Он простой в использовании и не требует специальной подготовки.

Читайте также:  Прибор проверки датчиков пожарной сигнализации

Выделяют две группы виброметров:

  • для измерения вибрации вращающегося оборудования;
  • для измерения вибрации, воздействующей на человека для целей охраны труда.

Виброметры для измерения вибрации вращающегося оборудования

Виброметр измеряет и оценивает вибрацию агрегатов с вращающимися частями. Это – двигатели, насосы, вентиляторы, генераторы. Вибрация таких агрегатов повторяется с каждым оборотом вала.

Виброметры измеряют интегральное значение вибрации (одно число). Самое популярное значение – СКЗ виброскорости, так как существуют стандарты для определения состояния агрегата по СКЗ виброскорости. Это число пропорционально мощности сил, вызывающих вибрацию агрегата.

Чаще всего вибрация в виброметрах измеряется в диапазоне 10 ÷ 1000 Гц. Этот диапазон указан в ГОСТ и позволяет измерять одинаковое значение вибрации на разных приборах.

Виброметр – это очень полезный прибор для оценки состояния оборудования. Максимальное значение вибрации, при котором состояние агрегата считается аварийным называется Норма. Значение задаётся в паспорте на агрегат или в ГОСТ ИСО 10816-1-97. “Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях”. Сравнение текущей вибрации с нормой позволяет оценить состояние агрегата.

Измерение вибрации виброметром очень быстрое и не требует подготовительных работ. Можно измерить 100 агрегатов за смену с выдачей отчётов о состоянии оборудования на предприятии.

Значения вибрации, измеренные через некоторое время (например, через 1 месяц) позволяют строить прогноз развития вибрации и планировать сроки следующих ремонтов. Это даёт значительную экономию денег, по сравнению с плановыми ремонтами. Такая система планирования ремонтов используется в нашей программе Аврора-2000.

Значение вибрации, измеренное виброметром можно использовать и для диагностики дефектов агрегата. Например, по СКЗ виброскорости отлично диагностируется расцентровка и небаланс. Состояние крепления к фундаменту тоже проще оценить виброметром. Виброметром даже можно балансировать агрегат не используя отметчик фазы (метод трех пусков с пробными массами).

При этом виброметры значительно дешевле виброанализаторов и проще в работе. Однако, для изучения сложных случаев дефектов необходим виброанализатор и опыт вибродиагностики.

Самые маленькие виброметры имеют размер авторучки и управление одной кнопкой. Такие приборы называют виброручки.

Современные виброметры дополнительно имеют режимы измерения спектров и сигналов, память для сохранения замеров и передачи их в компьютер, режим измерения по маршруту, датчики температуры, оборотов и ударных импульсов от подшипников качения.

В виброанализаторах всегда есть режим виброметра. Он делается программно и не удорожает изготовление прибора.

Виброметры имеют внутренний датчик вибрации, встроенный в корпус прибора или внешний датчик, подключённый к прибору проводом. Внутренний датчик – это компактность прибора, а внешний датчик позволяет измерить вибрацию в труднодоступных местах.

Мы выпускаем виброметры:

Виброметры для измерения вибрации, воздействующей на человека

Измерение такой вибрации используется в сфере охраны труда. Приборы отличаются от приборов для измерения вибрации вращающегося оборудования. Они называются виброметры-шумомеры.

Прибор измеряет мощность вибрации за какой-то период времени, например, за рабочую смену, показывает мощность вибрации в полосах частот. Вибрация разных частот оказывает разное влияние на человека, поэтому используются нормирующие коэфициенты для частных полос. В дополнение шумомеры умеют измерять акустический шум на рабочем месте.

Предельные значения вибрации нормируется СанПиНами. Библиотеку этих нормативных документов можно найти на сайте НТМ-Защита:

СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий»
Настоящие Санитарные нормы устанавливают классификацию, нормируемые параметры, предельно допустимые значения производственных вибраций, допустимые значения вибраций в жилых и общественных зданиях

МУ 3911-85 «Методические указания по проведению измерений и гигиенической оценки производственных вибраций»
Указания устанавливают методы и условия проведения измерений и гигиенической оценки производственной вибрации на рабочих местах или в местах контакта с руками оператора для установления их соответствия санитарным нормам

Наиболее известные российские компании-производители:

Не хватает информации ?

Напишите мне свой вопрос, я отвечу Вам и дополню статью полезной информацией.

Вибродиагностика подшипников

Вибродиагностика подшипников качения является важнейшей частью контроля состояния механизмов. Именно подшипники в большей степени подвержены динамическим и статическим нагрузкам, которые возникают в работающем оборудовании.

Вибродиагностика подшипников может основываться на нескольких методах:

  • Анализ прямого спектра;
  • Анализ огибающего спектра;
  • Метод ПИК-фактора;
  • Метод ударных импульсов.

Метод ПИК-фактора

Метод ПИК-фактора заключается в периодическом измерении среднеквадратичного значения (СКЗ) и пиковых амплитуд вибрации. Далее вычисляется отношение СКЗ к пиковым значениям вибрации на всём временном интервале, точка в которой функция достигает максимума и начинает убывать говорит о состояние подшипника. Экспериментально было доказано что, достигнув этого экстремума ПИК-фактора, подшипник прослужит не более 15-20 дней.

Такой метод является наиболее дешёвым ввиду простоты применяемого виброизмерительного оборудования не способного реализовывать сложные алгоритмы обработки и фильтрации сигнала. Наибольшим недостатком такого метода является сильная подверженность помехам от работающего оборудования, что зачастую не позволяет определить состояние конкретного подшипника. Такой метод подойдёт для механизмов с крайне простой кинематикой.

Метод ударных импульсов

Метод ударных импульсов был запатентован ещё в 1968 и году и до определённого момента являлся наиболее совершенным. Суть метода заключается в измерение амплитуды колебаний (импульсов) на частоте 28…32 кГц, которые возникают в результате образования дефектов подшипников. По амплитуде импульсов можно сделать однозначный вывод о характере и глубине дефекта.

Метод позволяет использовать простые и недорогие измерительные приборы, не требует знания конструктивных особенностей подшипника и обладает высокой чувствительностью. Однако метод ударных импульсов имеет и существенные недостатки, среди которых: невозможность определения дефекта подшипников, вращающихся со скоростью менее 100 об/мин, снижение эффективности оценки в результате развития нескольких дефектов и влияния вибрации от других узлов агрегата, ко всему прочему не все критические дефекты вызывают ударные импульсы.

Анализ прямого спектра

Вибродиагностика подшипников методом прямого спектра базируется на определение периодичности появления скачков вибрации. Весь частотный диапазон разбивается на множество узкополосных спектров, которые в последствие анализируются прибором. Каждый дефект подшипника проявляется на определённой частоте, таким образом, зная частоту на которой происходят всплески вибрации, можно определить причину вызвавшую их. Глубину дефекта определяют по амплитуде всплеска.

Достоинства метода заключаются в высокой помехозащищённости и большей информативностью по сравнению с предыдущими методами. Анализ прямого спектра даёт возможность получить информацию о состояние каждого кинематического узла подшипника в отдельности. Но, к сожалению, метод не позволяет выявить ещё зарождающиеся дефекты, поскольку их низкоамплитудные колебания теряются на фоне всего спектра вибрации.

Анализ огибающего спектра

По огибающей спектра – этот метод анализа состояния подшипников является наиболее эффективным на сегодняшний день, позволяющий однозначно определять характер и величину дефекта.

Данный метод отличается от предыдущего тем, что высокочастотный сигнал модулируется низкочастотным на диапазоне 6-10 кГц. В результате анализируется модулированный сигнал (огибающая спектра) на котором можно увидеть зарождающиеся дефекты подшипника, несмотря на значительные вибрации от других узлов механизма. Несомненными плюсами метода являются высокая чувствительность, помехозащищённость и информативность.

Efector Octavis от ifm – это современная стационарная система вибродиагностики подшипников, способная определять вибрации методами прямого спектра и огибающей спектра. Система включает контроллер серии VSE и датчики вибрации серий VSA и VSP. В контроллере по заложенным в него алгоритмам происходит обработка сигналов от датчиков, установленных в работающем механизме.

Система способна диагностировать множество причин износа подшипников, таких как: проблемы монтажа (перекос наружного кольца, неоднородный радиальный натяг, ослабление крепления и др.), недостаток или избыток смазки, дефекты внутреннего и наружного колец, дефекты тела качения и др.

Бесконтактное измерение вибрации для мониторинга состояния оборудования от SKF

Лазерный виброметр SKF MSL-7000 – цифровой прибор, выполненный в едином корпусе и специально разработанный для бесконтактного измерения вибрации. Совместно со специалистами компании Polytec GmbH (Германия) SKF разработала технологию для применения лазерного виброметра в системах контроля уровня шума при производстве подшипников, что одновременно позволило расширить ассортимент приборов для мониторинга состояния оборудования (рис. 1). SKF также предлагает своим клиентам системы выходного контроля качества продукции.

Читайте также:  Прибор для измерения атмосферного давления

Виброметр MSL-7000 имеет прочный компактный корпус и отличается простотой в установке и эксплуатации. Его работа основана на бесконтактном принципе, а его конструкция позволяет осуществить его интеграцию в испытательные стенды и существующие системы управления. Виброметр MSL-7000 предназначен для измерения акустических колебаний в диапазоне от 0,2 Гц (медленное вращение) до 22 кГц. В целях безопасности виброметр оснащён безвредным для глаз маломощным лазером, генерирующим волны в видимой области спектра (лазер класса II).

Центральным элементом лазерного виброметра SKF является лазерный доплеровский датчик — прецизионный оптический прибор, служащий для определения скорости и амплитуды вибрации в заданной точке. Применённая технология основана на эффекте Доплера, который заключается в определении сдвига частоты светового пучка, отражённого от движущейся поверхности.

Доплеровский эффект
При отражении волны движущимся объектом происходит сдвиг частоты волны. В этом случае измеренная величина сдвига волны определяется по формуле:

где v — скорость объекта, λ — длина излучаемой волны. Для определения скорости объекта необходимо измерить (доплеровский) сдвиг частоты волны с известной длиной. В лазерной доплеровской измерительной системе это выполняется при помощи лазерного интерферометра.

Интерферометрия
В работе лазерного доплеровского виброметра используется принцип измерения оптической интерференции. Для измерения необходимо наличие двух накладывающихся друг на друга пучков когерентного излучения с интенсивностью l1 и l2. Результирующая интенсивность не равна сумме значений интенсивности, а определяется с учётом величины так называемого интерференционного члена по формуле:

где: r2 = постоянная, r1 = r(t) — движение изучаемого объекта. Величина интерференционного члена находится в зависимости от разности длин оптического пути обоих пучков. Если данная разность представляет собой число, кратное длине волны лазера, результирующая интенсивность будет равна значению единичной интенсивности, умноженному на 4. Соответственно, результирующая интенсивность будет равна нулю, если разность длин оптического пути двух пучков равна половине длины волны.

Постановка эксперимента
На рис. 2 показан принцип применения описанного закона физики в лазерном доплеровском виброметре. Пучок излучения гелий-неонового лазера расщепляется с помощью расщепителя (BS 1) на эталонный и измерительный пучок. После прохождения через второй расщепитель (BS 2) измерительный пучок фокусируется на изучаемом объекте, который его отражает. Отражённый пучок отклоняется вниз расщепителем BS 2 и накладывается на эталонный пучок третьим расщепителем (BS 3), после чего направляется на датчик.

Поскольку длина оптического пути эталонного пучка – величина постоянная, не зависящая от времени (за исключением пренебрежимо малых тепловых эффектов, воздействующих на интерферометр) (r2 = постоянная), при движении изучаемого объекта (r1 = r(t)) на датчике формируется типичная интерференционная картина, состоящая из чередующихся тёмных и светлых (интерференционных) полос. Один цикл изменения интенсивности (тёмная и светлая полоса) на датчике соответствует смещению объекта ровно на половину длины волны. При использовании гелий-неонового лазера, который применяется почти во всех виброметрах, это значение составляет 316 нм.

Изменение длины оптического пути за единицу времени проявляется в виде доплеровского сдвига частоты волны измерительного пучка. Это означает, что частота модуляции интерференционной картины прямо пропорциональна скорости объекта. При движении объекта в направлении от интерферометра формируется такая же интерференционная картина (и имеет место такой же сдвиг частоты), как при движении объекта в направлении к интерферометру, т. е. определить направление движения объекта невозможно. Для этой цели на пути эталонного пучка помещается акустооптический модулятор (ячейка Брэгга), смещающий частоту волны светового излучения на 40 МГц (для сравнения, частота волны лазера равна 4,74 • 10 14 Гц). При этом для неподвижного объекта формируется модуляционная частота интерференционной картины 40 МГц. При движении объекта в направлении к интерферометру модуляционная частота уменьшается. При движении в направлении от виброметра частота на датчике превышает 40 МГц. Благодаря этому появляется возможность не только рассчитать амплитуду движения, но и точно определить его направление.

Расширенный мониторинг состояния оборудования
Новый прибор был специально разработан для систем мониторинга состояния оборудования от SKF. Он может использоваться, например, в сочетании с системой SKF Microlog (рис. 3). Прибор обладает следующими возможностями:

  • измерения в диапазонах 20 мм/с, 50 мм/с, 100 мм/с;
  • вывод сигнала, пропорционального скорости, на цифровой (S/PDIF) или аналоговый выходной соединитель;
  • акустические измерения в диапазоне от 0,2 Гц (медленное вращение) до 22 кГц;
  • измерения на удалённом расстоянии (до 3 м);
  • измерения на нагретых поверхностях;
  • измерения вибрации вращающихся деталей;
  • формирование постоянного сигнала вне зависимости от силы, воздействующей на пьезоэлемент;
  • измерения во взрывоопасных и труднодоступных зонах;
  • измерения через стекло.

Измерение уровня шума подшипников на предприятиях SKF
Подшипники качения обычно выпускаются очень большими партиями. Допуски на размеры подшипников составляют единицы микрометров. Особое внимание уделяется достижению низкого уровня шума при работе подшипника. Кроме того, на предприятиях SKF реализована политика бездефектного производства в условиях большого объёма выпускаемой продукции (миллионы единиц каждый день). В связи с этим на объектах SKF проводится 100 %-ный контроль уровня шума подшипников в конце производственного цикла. Такой контроль требует наличия современного, крайне сложного испытательного оборудования (рис. 4).

Виброметр MSL-7000 используется для бесконтактного измерения шума, распространяющегося через элементы конструкции. Полученные данные поступают на электронное оборудование контроля шума SKF и представляют собой ценную информацию, позволяющую определить качество продукции и её соответствие нормам акустического шума. Непосредственная интеграция лазерного виброметра SKF в производственную линию даёт возможность создать систему оперативного контроля качества продукции и организовать автоматическое принятие решений о приёмке либо отбраковке контролируемой продукции. Таким образом, помимо обеспечения стабильного качества продукции, применение датчика позволяет существенно повысить экономическую эффективность производственного процесса. Работа лазерного виброметра SKF основана на бесконтактном принципе, прибор является износостойким и не требует сервомеханизмов и акустической изоляции для проведения измерений.

Применение лазерного виброметра SKF даёт возможность упростить конструкцию и компоновку оборудования, а также легко оснастить датчиками и электроникой для контроля уровня шума такие системы как, например, стенды для испытаний на долговечность и стенды для обкатки. Данный прибор используется во всём новом оборудовании контроля уровня шума, эксплуатируемом на производственных объектах SKF (рис. 5).

Бесконтактный принцип работы прибора позволяет значительно продлить ресурс оборудования и избежать внеплановых остановов. Система отличается большой гибкостью и может применяться для решения разнообразных задач. Высокая точность и стабильность формируемого сигнала дают возможность снизить уровень эксплуатационных затрат за счёт быстрого приведения системы в исходное состояние и упрощения калибровки. Дополнительными преимуществами являются простота модернизации существующего оборудования и умеренная стоимость ремонта сенсора в ходе его эксплуатации.

Лазерный виброметр SKF MSL-7000, разработанный совместно со специалистами компании Polytec GmbH (Германия), расширяет ассортимент приборов, применяемых для мониторинга состояния оборудования. Описанная технология уже используется на предприятиях SKF для контроля уровня шума при производстве подшипников. Данный лазерный виброметр также может подключаться к оборудованию SKF для контроля уровня шума с целью создания испытательных систем для контроля другого оборудования, например, электродвигателей, насосов и компрессоров при выходном контроле качества, что открывает возможности применения данной технологии другими компаниями.

Технология контроля качества для клиентов
Новый лазерный виброметр может подключаться к оборудованию SKF для контроля уровня шума с целью создания испытательных систем для контроля электродвигателей, насосов, компрессоров и другого оборудования в конце производственного цикла. Благодаря этому наши клиенты могут воспользоваться новейшими технологическими достижениями SKF в области обеспечения качества для выходного контроля и непрерывного совершенствования производственных процессов согласно принципу SKF «Миру – Знания SKF».

Концерн Polytec
– год основания: 1967;
– расположен в г. Вальдброн (Германия);
– количество сотрудников: 350 человек;
– дочерние компании в Англии, Франции, Японии, Сингапуре и США.

Автор: Вернер Пальметсхофер, Генеральный директор центра мониторинга состояния оборудования (SKF Condition Monitoring Centre), г. Штайр (Австрия)
Источник и фото: Официальный сайт группы SKF, Evolution – деловой и технический журнал фирмы

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector