Měření relativních vibrací rotoru pomocí bezkontaktních lineárních snímačů posunutí.

S přístrojem Balanset-1A můžete měřit relativní vibrace rotoru pomocí bezkontaktních lineárních snímačů.

1.1 Výběr typu a nastavení senzoru.
V závislosti na úloze lze k měření použít buď snímače vibrací, nebo snímače posunutí.
Pro výběr typu snímače je třeba na panelu "Typ snímače" (v dolní části hlavního okna) označit pole "Vibro" nebo "Lineární".

Obr. 1. Hlavní pracovní okno programu Balanset.T

Před zahájením měření je nutné se ujistit, že jsou správně nastaveny převodní koeficienty snímačů. Za tímto účelem stiskněte v hlavním pracovním okně programu tlačítko "F4-Nastavení" (viz obr. 1) a přejděte do okna nastavení určeného pro zadávání převodních koeficientů (viz obr. 2).
V pracovním okně na obr. 2 je třeba do příslušných polí zadat převodní koeficienty lineárních a vibračních snímačů. Tyto koeficienty jsou uvedeny v pasportu přístroje. Obvykle je není třeba měnit.
Pro lineární snímače posunutí použité v sadě přístroje Balanset-1A jsou převodní koeficienty rovny:
Kprl1= 0,94 mV/μm (konverzní koeficient senzoru 1. kanálu);
Kprl2 = 0,94 mV/μm (konverzní koeficient senzoru 2. kanálu.
Pro správnou funkci musí být lineární snímač instalován v určité vzdálenosti od povrchu měřeného objektu. Jmenovitá vzdálenost mezi povrchem a koncem snímače je 3,5 mm. V tomto případě je na výstupu snímače konstantní napětí 2,48 V. Toto napětí se zobrazí v polích "Channel1" a "Channel2" pro první, resp. druhý kanál.
Chcete-li ji kompenzovat, musíte stisknout tlačítko "Remove DC". Malý zbytkový offset nebude měření rušit.

Obr. 2. Pracovní okno pro zadávání převodních koeficientů a výběr typu použitých snímačů

Pozor!
Uvedené hodnoty jmenovité vůle a přepočítací koeficienty lineárních snímačů jsou uvedeny pro rotory z oceli.
U rotorů vyrobených z jiných kovů (měď, bronz, hliník) by měl uživatel experimentálně určit jmenovitou vůli a převodní koeficienty snímačů provedením kalibrace.

Změněné parametry uložíte stisknutím tlačítka "OK". Nové parametry se uloží do souboru a použijí se pro další měření.

1.2 Měření radiálního házení rotoru.
Radiální házení rotoru lze měřit bezkontaktními sondami ve dvou rovinách podle schématu na obr. 3.
Aby bylo možné změřit a vykreslit časovou funkci a spektrum doběhu rotoru, musí být v případě potřeby provedena řada přípravných operací, včetně:
- vyberte průměrné úseky rotoru, ve kterých se budou provádět měření;
- instalovat bezkontaktní lineární snímače posunutí 5 a 6 a snímač fázového úhlu 7 na lože stroje pomocí speciálních zařízení (např. magnetických stativů);
- připojte snímače přiblížení lineárního pohybu ke konektorům X1 a X2 a snímač fázového úhlu ke konektoru X3 měřicí jednotky;
- nastavte jmenovitou měřicí mezeru ∆ mezi povrchem rotoru a snímacím prvkem pro každý lineární snímač (pro rotor z oceli ∆ = 3,5 mm);
- umístěte na rotor reflexní značku potřebnou pro spuštění snímače fázového úhlu 7 a zkontrolujte spuštění snímače;
- připojte měřicí jednotku k počítači.

Obr. 3. Měření radiálního házení rotoru

Pokud v hlavním pracovním okně (viz obr. 1) stisknete tlačítko "F8 - Grafy", zobrazí se na displeji počítače pracovní okno "Grafy" (viz obr. 5), určené k sestavení různých druhů grafů radiálního vybíhání rotoru.

Obr. 5. Pracovní okno režimu "Grafy"

Po stisknutí tlačítka "Broadband vibration" v tomto okně se zobrazí časová funkce radiálního běhu rotoru.
Po stisknutí tlačítka "Vibrace frekvence otáčení" se zobrazí časová funkce reciproké složky radiálního běhu rotoru.
Stisknete-li tlačítko "Harmonics (1/rev)", zobrazí se na displeji graf rozkladu chodu rotoru do harmonické řady. První harmonická odpovídá hodnotě kmitání při zpětné frekvenci rotoru (1x), druhá při dvojnásobné frekvenci (2x) atd.
Stisknutím tlačítka "Spektrum (Hz)" se na displeji zobrazí spektrum radiálního vybíhání rotoru.
Stisknutím tlačítka "Orbit" se zobrazí graf oběhu rotoru (precese).

1.3 Konstrukce grafu oběžných drah rotoru.

Konstrukci grafu oběžných drah rotoru lze provést podle schématu na obr. 6.

Obr. 6. Schéma měření oběžné dráhy rotoru 1a - rotor (čelní pohled); 1b - rotor (boční pohled); 2, 3 - bezkontaktní snímače; 4 - odrazová značka snímače fázového úhlu.

Aby bylo možné provést měření a sestavit odpovídající graf, je nutné provést řadu přípravných operací, včetně:
- bezkontaktní lineární snímače 2 a 3 nainstalujte do jedné z průměrných částí rotoru pod vzájemným úhlem 90°, přičemž měřicí osa snímače 2 se musí shodovat s osou X a měřicí osa snímače 3 se musí shodovat s osou Y;
- nastavte jmenovitou měřicí mezeru ∆x (∆u) mezi povrchem rotoru a snímacím prvkem každého lineárního snímače (pro ocel ∆ = 3,5 mm);
- nastavte snímač fázového úhlu (na schématu není zobrazen) do roviny X - Z, která se shoduje s rovinou instalace bezkontaktního snímače 2;
- nastavte na rotoru 1 v rovině X - Z reflexní značku 4, která je nezbytná pro činnost snímače fázového úhlu;
- připojte bezkontaktní lineární snímače 2 a 3 ke konektorům X1 a X2 a snímač fázového úhlu ke konektoru X3 měřicí jednotky;
- připojte měřicí jednotku k počítači.
Spuštění měření oběžné dráhy rotoru v hlavním pracovním okně (viz obr. 1).
Stiskněte tlačítko "F8 - Grafy" a přejděte do pracovního okna "Grafy" (viz obr. 5), které je určeno k sestavení různých druhů grafů radiálního házení rotoru.
V tomto pracovním okně je třeba stisknout tlačítko "Orbit", načež se na displeji počítače objeví pracovní okno, ve kterém se provede potřebný cyklus měření (viz obr. 7).

Obr.7. Graf dráhy rotoru. Software Balanset.

Chcete-li pokračovat v práci v zadaném pracovním okně (viz obr. 7), musíte zapnout otáčení rotoru a stisknutím tlačítka "F9 - RUN" provést měření okamžitých hodnot radiálního vybíhání rotoru Sxi a Sui po dobu rovnající se jedné otáčce rotoru.
Soustava okamžitých hodnot Sxi a Sui získaná během měření se použije k výpočtu souřadnic dráhy řízeného rotoru, který se provede podle vzorce:

S∑i = √ (Sxi² + Syi²) (1)

kde S∑i je okamžitá hodnota souřadnice oběžné dráhy rotoru vypočtená pro i-tý bod grafu;
Sxi - okamžitá hodnota radiálního házení rotoru, měřená souřadnicí X se snímačem 1 v i-tém bodě;
Sxi - okamžitá hodnota radiálního vybíhání rotoru měřená souřadnicí Y se snímačem 2 v i-tém bodě.