Измерване на относителните вибрации на ротора с помощта на безконтактни линейни датчици за изместване

С Балансет-1а можете да измерите относителната вибрация на ротор с помощта на безконтактни линейни енкодери.

1.1 Избор на типа на датчика и настройка

В зависимост от задачата за измерванията могат да се използват или вибрационни сензори, или сензори за изместване. За да изберете типа на сензора, е необходимо в панела „Тип сензор“ (в долната част на главния прозорец) да поставите отметка в полето „Вибрационен“ или „Линеен“.

Преди да започнете измерването, е необходимо да се уверите, че коефициентите на преобразуване на сензорите са правилно зададени. За тази цел натиснете бутона "F4-Settings" (Настройки) в основния работен прозорец на програмата (вж. фиг. 1) и отидете в прозореца за настройки, предназначен за въвеждане на коефициенти на преобразуване (вж. фиг. 2).

В работния прозорец, показан на фиг. 2, в съответните полета трябва да се въведат коефициентите на преобразуване на линейните и вибрационните сензори. Тези коефициенти са посочени в паспорта на уреда. Обикновено не е необходимо да ги променяте.

За линейните изместване за сензорите, използвани в комплекта на уреда „Балансет-1А“, коефициентите на преобразуване са съответно равни на:

• Kprl1= 0,94 mV/μm (коефициент на преобразуване на сензора на първия канал);
• Kprl2 = 0,94 mV/μm (коефициент на преобразуване на сензора на втория канал.

За да работи правилно, линейният енкодер трябва да се монтира на определено разстояние от повърхността на измервания обект. Номиналното разстояние между повърхността и края на сензора е 3,5 mm. В този случай на изхода на сензора има постоянно напрежение от 2,48 волта. Това напрежение ще бъде показано в полетата "Channel1" и "Channel2" съответно за първия и втория канал.

За да го компенсирате, трябва да натиснете бутона "Remove DC". Малкият остатъчен офсет няма да попречи на измерването.

 

 

 

Внимание! Посочените стойности на номиналния зазор и коефициентите на преобразуване на линейните енкодери са валидни за ротори, изработени от стомана. За ротори, изработени от други метали (мед, бронз, алуминий), номиналният зазор и коефициентите на преобразуване на сензорите трябва да бъдат определени експериментално от потребителя чрез провеждане на калибриране.

За да запазите променените параметри, натиснете бутона "OK". Новите параметри ще бъдат записани във файл и ще се използват за по-нататъшни измервания.

1.2 Измерване на радиалното отклонение на ротора

Радиалното отклонение на ротора може да се измери безконтактно сонди за близост в две равнини съгласно схемата, показана на фиг. 3. За да се измерят и начертаят времевата функция и спектърът на ексцентричността на ротора, ако е необходимо, трябва да се извършат редица подготвителни операции, включително:

• - Изберете диаметрални участъци от ротора, в които ще се извършват измерванията;
• за монтаж на безконтактни линейни датчици за измерение на преместването 5 и 6 и фаза да се фиксира ъгловият сензор 7 върху лежанката на машината с помощта на специални приспособления (например магнитни триноги);
• свържете сензорите за близост на линейното движение към конектори X1 и X2, а сензора за фазов ъгъл – към конектор X3 на измервателния модул;
• - задайте номиналната измервателна междина ∆ между повърхността на ротора и сензорния елемент за всеки линеен енкодер (за ротор, изработен от стомана ∆ = 3,5 mm);
• поставете върху ротора отразяващата маркировка, необходима за задействане на датчика за фазов ъгъл 7, и проверете задействането на датчика;
• свържете измервателния уред с компютъра.

 

 

Ако натиснете бутона "F8 - Графики" в главния работен прозорец (вж. фиг. 1), на дисплея на компютъра се показва работният прозорец "Графики" (вж. фиг. 5), предназначен за построяване на различни видове графики на радиалното биене на ротора.

 

 

Бутоните в този прозорец изготвят следните графики:

• Когато натиснете бутона "Широколентови вибрации" в този прозорец, се показва времевата функция на радиалното биене на ротора.
• Ако е натиснат бутонът "Вибрация на честотата на въртене", се показва времевата функция на реципрочната компонента на радиалното биене на ротора.
• Ако натиснете бутона "Harmonics (1/rev)", на дисплея ще се покаже графика на разлагане на биенето на ротора в хармонична редица. Първата хармоника съответства на стойността на вибрациите при обратна честота на ротора (1х), втората - при двойна честота (2х) и т.н.
• С натискане на бутона "Spectrum (Hz)" на дисплея се показва спектърът на радиалното биене на ротора.
• С натискане на бутона "Orbit" се показва графиката на орбитата на ротора (прецесия).

 

1.3 Изграждане на графиката на орбитата на ротора

Построяването на графиката на роторната орбита може да се извърши по схемата, показана на фиг. 6.

 

 

За да се направи измерване и да се построи съответната графика, е необходимо да се извършат редица подготвителни операции, включително:

• - инсталиране на безконтактните линейни енкодери 2 и 3 в една от диаметралните секции на ротора под ъгъл 90° един спрямо друг, при условие че измервателната ос на енкодер 2 трябва да съвпада с оста X, а измервателната ос на енкодер 3 трябва да съвпада с оста Y;
• настройте номиналния измервателен интервал ∆x (∆u) между повърхността на ротора и чувствителния елемент на всеки линеен енкодер (за стомана ∆ = 3,5 mm);
• - поставете сензора за фазов ъгъл (не е показан на схемата) в равнината X - Z, съвпадаща с равнината на инсталиране на безконтактния сензор 2;
• поставете отразяваща марка 4 върху ротора 1 в равнината X – Z, което е необходимо за работата на датчика за фазов ъгъл;
• - Свържете безконтактните линейни енкодери 2 и 3 към конекторите X1 и X2, а фазовия ъглов енкодер - към конектора X3 на измервателния модул;
• свържете измервателния уред с компютъра.

За да започнете измерването на орбитата на ротора в основния работен прозорец (вж. фиг. 1), натиснете бутона „F8 – Диаграми“ и преминайте към работен прозорец „Графики“ (вж. фиг. 5), който е предназначен за изготвяне на различни видове графики на радиалното отклонение на ротора. В този работен прозорец трябва да натиснете бутона „Orbit“, след което на екрана на компютъра се появява работен прозорец, в който се извършва необходимият цикъл от измервания (виж фиг. 7).

 

За да продължите работата в посочения работен прозорец (вж. фиг. 7), трябва да включите въртенето на ротора и чрез натискане на бутона "F9 - RUN" да извършите измерване на моментните стойности на радиалното биене на ротора Sxi и Sui за период, равен на един оборот на ротора.

Масивът от моментни стойности Sxi и Sui, получен по време на измерването, се използва за изчисляване на координатите на орбитата на управлявания ротор, което се извършва по формулата:

S∑i = √ (Sxi² + Syi²) (1)

където S∑i е моментната стойност на орбиталната координата на ротора, изчислена за i-тата точка от графиката;

• Sxi - моментна стойност на радиалното биене на ротора, измерена по координатата X със сензор 1 в i-та точка;
• Sxi - моментна стойност на радиалното биене на ротора, измерена с координата Y с помощта на сензор 2 в i-та точка.