Контроль вибрации Стандарты и нормы. Измерение вибрации. Требования к средствам измерений: ГОСТ Аппаратура общего назначения для определения. БАЛТЕХ - Романов Роман Александрович (к.т.н.) - презентация

1 Контроль вибрации Стандарты и нормы

2 Измерение вибрации. Требования к средствам измерений: ГОСТ Аппаратура общего назначения для определения основных параметров вибрационных процессов. Общие технические требования. ГОСТ ИСО Вибрация машин с возвратно-поступательным и вращательным движением, Требования к средствам измерений. ГОСТ Аппаратура переносная балансировочная. Технические требования.

3 Амплитудно-частотная характеристика виброметра ГОСТ ИСО

4 Требования, предъявляемые к приборам, измеряющим и анализирующим вибрацию по ГОСТам. 1) Определять уровень(общий) вибрации в полосе частот, требуемой стандартами вибрационного контроля и в требуемых стандартами единицах измерения. 2) Производить спектральный анализ вибрации 3) Производить анализ колебаний мощности отдельных компонент вибрации, предварительно выделенных из сигнала вибрации, - спектральный анализ огибающей случайного высокочастотного сигнала вибрации. 4) Производить анализ формы сигнала, т.е. анализировать временной сигнал вибрации (работать в режиме осциллографа). 5) Высокая линейность – 0,01%. (на практике достаточно 0,03%, т.е. искажения появляются на уровне – 70 дБ). 6) Частотный диапазон – от 2 Гц до 20 к Гц (реже от 0,3 Гц до 40 к Гц) 7) Разрешающая способность – от 100 до 800 частотных полос ( в некоторых приборах – до и выше) – 1600 полос.

5 ГОСТ ИСО Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Общие требования. ГОСТ ИСО Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Крупные стационарные паротурбинные агрегаты мощностью выше 50 МВт ГОСТ ИСО Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Промышленные машины номинальной мощностью свыше 15 к Вт и номинальной скоростью от 120 до об/мин ГОСТ ИСО Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Газотурбинные установки ГОСТ ИСО Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Гидравлические энергетические установки и насосные станции ГОСТ ИСО Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Машины возвратно-поступательного действия мощностью свыше 100 к Вт. ГОСТ Агрегаты паротурбинные стационарные. Нормы вибрации опор валопроводов и общие требования к проведению измерений ГОСТ НАСОСЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ПИТАТЕЛЬНЫЕ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ. Нормы вибрации и общие требования к проведению измерений И другие ГОСТы, ОСТы и РД ГОСТы по ВИБРАЦИИ

6 ГОСТ МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ. Механическая вибрация некоторых видов машин с высотой оси вращения 56 мм и более. Измерение, оценка и допустимые значения ГОСТ ВЕНТИЛЯТОРЫ ПРОМЫШЛЕННЫЕ Требования к производимой вибрации и качеству балансировки ГОСТ ЭЛЕКТРОАГРЕГАТЫ генераторные переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Измерение вибрации и оценка вибрационного состояния. ГОСТы по ВИБРАЦИИ

7 ГОСТ ИСО Настоящий стандарт является базовым нормативным документом, в котором изложены общие руководящие принципы измерения и оценки механической вибрации статорных элементов машин, например, опор подшипников. Требования к вибрационным измерениям и критерии оценки состояния машин конкретных типов устанавливают в стандартах на эти машины, разрабатываемых на базе данного стандарта. В стандарте использованы три основных параметра вибрации: виброперемещение, виброскорость и виброускорение, - и дан порядок установления их предельных значений. Выполнение предлагаемых руководящих принципов в большинстве случаев должно гарантировать удовлетворительную работу оборудования.

8 ГОСТ ИСО Настоящий стандарт устанавливает общие условия и порядок определения и оценки вибрационного состояния на основе измерений, выполняемых на статорных элементах машин. Общие критерии оценки, основанные на измерении как собственно значений параметров вибрации, так и значений их изменений, относящиеся как к эксплуатационному контролю, так и к приемочным испытаниям, должны быть установлены с учетом необходимости обеспечить следующие факторы: - безопасную продолжительную работу машины; - отсутствие влияния вибрации машины на работу соседних машин и механизмов. Настоящий стандарт распространяется на вибрацию, создаваемую самой машиной, и не распространяется на вибрацию, передаваемую извне. Угловая вибрация в данном стандарте не рассматривается.

9 Измеряемые характеристики Диапазон частот - 10 – 1000 Гц Измеряемая величина - А,V, S Значения параметров вибрации Уровень вибрации Точки измерения

10 Точки измерения на опорах подшипников

11 Точки измерения на малых электрических машинах

12 Точки измерения на двигателях и вертикальных машинах

13 Требования эксплуатации Условия эксплуатации машины – установившийся режим. Оценка вибрации, наводимой внешними источниками - Если измеренное значение параметра вибрации превышает 1/3 рекомендуемого предельного значения, следует принять меры по уменьшению этого влияния. Требования к состоянию машины при эксплуатационном контроле - Эксплуатационный контроль выполняют только при полностью собранной на штатных опорах машине на месте ее эксплуатации. Требования к опорам машины при приемочных испытаниях.

14 Контрольно – измерительная аппаратура Конструкция контрольно-измерительной аппаратуры (далее - аппаратура) должна обеспечивать ее нормальное функционирование в условиях проводимых измерений (температура окружающей среды, влажность воздуха и т. д.). Следует особое внимание уделить креплению вибропреобразователя и убедиться в том, что это крепление не изменяет вибрационные характеристики машины. Требования к аппаратуре, предназначенной для измерения среднего квадратического значения вибрации в диапазоне Гц, - по ГОСТ ИСО Измерительная система должна предусматривать возможность калибровки всего измерительного тракта (желательно встроенное устройство калибровки) и иметь независимые выходы или подсоединения дополнительных анализаторов и т.д.

15 Критерии оценки вибрационного состояния машин Критерий 1 – величина измеряемого параметра Критерий 1 связан с определением границ для абсолютного значения параметра вибрации, соответствующих допустимым динамическим нагрузкам на подшипники и допустимой вибрации передаваемой вовне через опоры и фундамент. Максимальное значение, полученное в результате измерения на каждом подшипнике или опоре (т.е. значение уровня вибрации как определено в 4.1.4), сравнивают с границами четырех зон, установленных исходя из международного опыта проведения исследовании и эксплуатации. Данные зоны предназначены для качественной оценки вибрационного состояния машин и принятия решения о необходимых мерах. Иное (сравнительно с приведенным ниже) число зон и их расположение может быть использовано для машин специальных типов, которые рассматриваются в соответствующих стандартах.

16 Зоны состояния механизмов Зона А - В эту зону попадают, как правило, новые машины, только что введенные в эксплуатацию. Зона В - Машины, попадающие в эту зону, обычно считают пригодными для дальнейшей эксплуатации без ограничения сроков. Зона С - Машины, попадающие в эту зону, обычно рассматриваются как непригодные для длительной непрерывной эксплуатации. Обычно данные машины могут функционировать ограниченный период времени, пока не появится подходящая возможность для проведения ремонтных работ. Зона D - Уровни вибрации в данной зоне обычно рассматривают, как достаточно серьезные, для того чтобы вызвать повреждение машины.

17 Границы зон состояния механизмов

18 Критерий 2 – изменение измеряемого параметра Данный критерий основан на оценке изменения значения параметра вибрации по сравнению с предварительно установленным эталонным значением в установившемся режиме работы машины. Значительные изменения (увеличение или уменьшение) значения параметра широкополосной вибрации могут потребовать принятия определенных мер даже в том случае, когда граница зоны С в соответствии с критерием 1 еще не достигнута. Такие изменения могут иметь внезапный характер или постепенно нарастать во времени и указывают на возможное возникновение повреждения машины в начальной стадии или другие неполадки.

19 Предельные уровни вибрации «ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ» - для привлечения внимания к тому, что вибрация или изменения вибрации достигли определенного уровня, когда может потребоваться проведение восстановительных мероприятий. Как правило, при появлении сигнала «ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ» машину можно эксплуатировать в течение некоторого периода времени, пока исследуют причины изменения вибрации и определяют комплекс необходимых мероприятий. «ОСТАНОВ» - для индикации уровня вибрации, при превышении которого дальнейшая эксплуатация может привести к повреждениям. При достижении уровня «ОСТАНОВ» следует принять немедленные меры к снижению вибрации или же остановить машину.

20 Примерные критерии оценки вибрационного состояния машин различных типов Класс 1 - Отдельные части двигателей и машин, соединенные с агрегатом и работающие в обычном для них режиме (серийные электрические моторы мощностью до 15 к Вт являются типичными машинами этой категории). Класс 2 - Машины средней величины (типовые электромоторы мощностью от 15 до 875 к Вт) без специальных фундаментов, жестко установленные двигатели или машины (до 300 к Вт) на специальных фундаментах. Класс 3 - Мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися массами, установленные на массивных фундаментах, относительно жестких в направлении измерения вибрации. Класс 4 - Мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися массами, установленные на фундаменты, относительно податливые в направлении измерения вибрации (например, турбогенераторы и газовые турбины с выходной мощностью более 10 МВт).

21 Примерные границы зон для машин различных классов

22 Приложения ОБЩЕЕ РУКОВОДСТВО ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГРАНИЦ ЗОН СОСТОЯНИЯ ВЕКТОРНЫЙ АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЙ ВИБРАЦИИ СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ И АНАЛИЗА ВИБРАЦИИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ РАЗЛИЧНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ КОЛЕБАНИЙ ПРИМЕРНЫЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ВИБРАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ МАШИН РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ НОМОГРАММА СООТНОШЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ

23 ГОСТ ИСО Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Промышленные машины номинальной мощностью свыше 15 к Вт и номинальной скоростью от 120 до об/мин. Компрессоры с вращательным движением Промышленные газовые турбины мощностью до 3 МВт Насосы, за исключением поршневых Генераторы, за исключением гидроэлектрических и насосных станций Электрические моторы всех типов Вентиляторы или воздуходувки (свыше 300 к Вт или на жестких опорах)

24 Группы машин Группа 1. Крупногабаритные машины с номинальной мощностью свыше 300 к Вт, электрические машины с высотой вала больше 315 мм. Группа 2. Среднегабаритные машины с номинальной мощностью от 15 до 300 к Вт, электрические машины с высотой вала от 160 до 315 мм Группа 3. Насосы – центробежного типа, со смешанными и осевыми потоками - с раздельным приводом и номинальной мощностью свыше 15 к Вт Группа 4. Насосы – центробежного типа, со смешанными и осевыми потоками - с встроенным приводом и номинальной мощностью свыше 15 к Вт

25 Нормы вибрации Группа 1 Класс опоры Границы зон СКЗ Перемещения мкм СКЗ Виброскорости мм/с жесткие A/B B/C C/D податливые A/B B/C C/D

26 Нормы вибрации Группа 2 Класс опоры Границы зон СКЗ Перемещения мкм СКЗ Виброскорости мм/с жесткие A/B B/C C/D податливые A/B B/C C/D

27 Нормы вибрации Группа 3 Класс опоры Границы зон СКЗ Перемещения мкм СКЗ Виброскорости мм/с жесткие A/B B/C C/D податливые A/B B/C C/D

28 Нормы вибрации Группа 4 Класс опоры Границы зон СКЗ Перемещения мкм СКЗ Виброскорости мм/с жесткие A/B B/C C/D податливые A/B B/C C/D

29 ГОСТ Настоящий стандарт устанавливает предельные значения вибрации и допустимые значения дисбалансов для промышленных вентиляторов всех видов (далее - вентиляторы), кроме бытовых вентиляторов, предназначенных исключительно для создания воздушных потоков в помещении (например, потолочных или настольных). Установленные предельные значения распространяются на вентиляторы мощностью двигателя менее 300 к Вт. Рекомендации для вентиляторов большей мощности даны в ГОСТ ИСО

30 Категории вентиляторов Условия применения Примеры Мощность к Вт BV категория Бытовые и офисные помещения Потолочные и чердачные вентиляторы, оконные кондиционеры 0,15 > 0,15 BV-1 BV-2 Здания и сельскохозяйст- венные помеще-ния Вентиляторы для проветривания помещений и в системах кондиционирования воздуха: вентиляторы в серийном оборудовании 3,7 > 3,7 BV-2 BV-3 Технологические процессы и производство энергии Вентиляторы в закрытых помещениях, шахтах, конвейерах, котлах, аэродинамических трубах, в системе газоочистки 300 > 300 BV-3 См. ГОСТ Транспорт, в том числе морские суда Вентиляторы на локомотивах, грузовых и легковых автомобилях 15 > 15 BV-3 BV-4

31 Категории вентиляторов Условия применения Примеры Мощность к Вт BV категория Туннели Вентиляторы для проветривания метро, туннелей, гаражей. 75 > 75 BV-3 BV-4 Нефтехимическое производство Вентиляторы для удаления опасных газов, а также используемые в других технологических процессах 37 > 37 BV-3 BV-4 Полупроводниковое производство Вентиляторы для организации чистых помещений любаяBV-5

32 Категория вентилятора Класс точности балансировки роторов (колес) BV-1G16 BV-2G16 BV-3G6,3 BV-4G2,5 BV-5G1,0 Примечание. В категорию вентиляторов BV-1 могут попасть вентиляторы малых размеров массой менее 224 г, для которых трудно выдержать заданную точность балансировки. В этом случае равномерность распределения масс относительно оси вращения вентилятора должна быть обеспечена технологией его изготовления. Общие положенияя Изготовитель вентиляторов несет ответственность за проведение балансировки вентиляторов согласно соответствующему нормативному документу. Настоящий стандарт основан на требованиях ГОСТ ИСО Балансировку проводят обычно на высокочувствительных, специально сконструированных балансировочных станках, позволяющих получить точную оценку остаточного дисбаланса. Классы точности балансировки вентиляторов Для колес вентиляторов применяют классы точности балансировки в соответствии с таблицей 2. Изготовитель вентиляторов может проводить балансировку сразу для нескольких элементов в сборе, куда кроме колеса могут входить вал, соединительная муфта, шкив и т.д. Помимо этого балансировки могут потребовать отдельные элементы сборки. Таблица 2 - Классы точности балансировки Общие положения

33 Стандарт определяет: Требования к проведению измерений вибрации инерционными и бесконтактными датчиками Допустимые уровни вибрации вала относительно подшипниковой опоры Пределы допустимой вибрации при испытаниях в заводских условиях Пределы допустимой вибрации на месте эксплуатации для жестких и податливых опор Требования к средствам измерения вибрации Требования к проведению балансировки

34 ГОСТ Приложения Способы балансировки на балансировочном станке Возможные источники вибрации и их диагностические признаки Зависимость вибрации от типа опоры вентилятора Примеры расчета дисбалансов Руководство по контролю вибрационного состояния и диагностике

35 АППАРАТУРА (приборы, системы и программное обеспечение для измерения вибрации)

36 Приборы и системы для виброконтроля оборудования в соответствии с установленными нормами Виброметры и виброанализаторы Стационарные системы «ПРОТОН-1000»

37 Виброметр BALTECH VP-3405(-2) (виброперемещение, виброскорость, виброускорение) Амплитуда виброускорения - (A) СКЗ виброскорости - (V) Размах виброперемещения - (S) Частотный диапазон Гц Встроенный датчик вибрации

38 Виброметр BALTECH VP-3410 (виброперемещение, виброскорость, виброускорение) Виброускорение пик - (A) Виброускорение ВЧ Виброскорость СКЗ - (V) Виброперемещение размах - (S) Выносной датчик вибрации

39 BALTECH VP-3450 Индикатор состояния подшипников Метод регистрации ударных импульсов Диагностика повреждений и состояния смазки Аудиоконтроль (для контроля шума - наушники)

40 «ПРОТОН Баланс-II» Функциональные возможности: измерения СКЗ виброскорости в диапазоне Гц; измерения СКЗ виброскорости и двойного размаха перемещения на оборотной или произвольно заданной частоте; контроль температуры промышленного оборудования и подшипниковых узлов в нормированном диапазоне (-45 о С о С), возможен расширенный диапазон. измерения числа оборотов от 60 до об/мин (расширение до об/мин) оптическим или вихретоковым датчиком (возможно подключение стробоскопа. Стробоскоп с импульсной лампой имеет высокую яркость свечения, но большой ток потребления. Стробоскоп со светодиодом имеет умеренную яркость при незначительном потреблении); индикации фазового сдвига между виброколебаниями на оборотной частоте и тахометрическим сигналом; запоминания в энергонезависимой памяти до 200 измеренных значений с последующим просмотром или вводом в компьютер; проведения измерений на гармониках частоты вращения (0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)Fвр; анализ вибрации в 1/4 октавных полосах частот в диапазоне Гц; осуществление расчета величины пробного груза и разводку уравновешивающих грузов по штатным местам крепления; выполнение необходимых измерений и расчетов для проведения динамической балансировки роторов механизмов на месте их установки, в эксплуатационных режимах (3 пл-8 точек); расчет ДКВ (динамического коэффициента вращения); контроль качества центровки составных валов на базе анализа их вибрационных параметров в режимах эксплуатации; программное обеспечение для персонального компьютера - позволяет вести базу данных по контролируемому оборудованию и осуществлять прогнозирование ресурса его работы до появления необходимости ремонта. Виброметр-тахометр-балансировщик-термометр

41 BALTECH VP-3470 Измерение вибрации и анализ (2 вибрационных канала, 1 тахометрический канал) Виброконтроль: измерения общего уровня вибрации (виброперемещение, виброскорость, виброускорение, СКЗ, амплитуда, эксцесс) Тахометр Фазометр Стробоскоп Балансировка (до 4-х плоскостей, до 16 точек измерения вибрации, пробный пуск) Предварительный расчет пробного груза Расчет угла и массы балансировочного груза Осциллограф (режим измерения временных сигналов) Спектральный анализ сигналов БПФ спектральный анализ огибающей Передача измеренных данных в программное обеспечение BALTECH Expert для ведения баз данных по состоянию оборудования, анализа данных, прогнозирования, диагностики и формирования отчетов 2-х канальный анализатор с функцией балансировки до 4-х плоскостей

42 Программное обеспечение BALTECH-Expert 1) Многоуровневое конфигурирование базы данных 2) Создание маршрутов 3) Ввод данных вручную 4) Вибромониторинг в соответствии с ГОСТ ISO 10816, 25364, ) Установка порогов уровней вибрации 6) Анализ и тренды уровней вибрации, спектров, временных сигналов вибрации, любых скалярных величин 7) Анализ и диагностика по всем уровням иерархии 8) Анализ термограмм и построение трендов по любым параметрам (например, по параметру масла) 9) Формирование отчетов по всем типам измерения (вибрация, центровка, балансировка, термография)

43 Программное обеспечение BALTECH-Expert

44 «ПРОТОН-СПП», «ПРОТОН-СПП-КВК», «ПРОТОН-СПП-УВХ» Стенды и участки входного контроля качества подшипников Автоматическая диагностика технического состояния подшипников качения различной модификации. Отбраковка и возвращение неликвидных подшипников. Регистрация и анализ вибросигналов с датчиков, установленных на подшипникох, с целью выявления особенностей технического состояния подшипников качения. Хранение базы данных подшипников качения, подбор аналогичных, по геометрическим размерам, подшипников с целью замены. Назначение :

45 «ПРОТОН-1000» Стационарная система on-line мониторинга технологических параметров.

46 Простая стационарная система «ПРОТОН-1000» на основе датчиков KSI8xVB

47 Стационарная система мониторинга «ПРОТОН-1000» сертифицирована в России ksi82 ksi82 ksi82 ПРОТОН 1000I питание согласование реле Промышленный ПК Исполнительные механизмы ksi82

48 Россия, Санкт-Петербург, , ул. Чугунная, 40 Тел/Факс: (812) Internet: ООО «Балтех»