Messung der relativen Rotorschwingung mittels berührungsloser linearer Wegsensoren

Mit der Balanset-1A Sie können den relativen Vibration der Rotor unter Verwendung berührungsloser Linearencoder.

1.1 Auswahl des Sensortyps und Einstellung

Je nach Aufgabe können für die Messungen entweder Schwingungssensoren oder Wegsensoren verwendet werden. Um den Sensortyp auszuwählen, muss im Bereich „Sensortyp“ (am unteren Rand des Hauptfensters) das Feld „Vibro“ oder „Linear“ angekreuzt werden.

Bevor Sie mit der Messung beginnen, müssen Sie sicherstellen, dass die Umrechnungskoeffizienten der Sensoren korrekt eingestellt sind. Zu diesem Zweck drücken Sie die Taste “F4-Einstellungen” im Hauptarbeitsfenster des Programms (siehe Abb. 1) und gehen zum Einstellungsfenster für die Eingabe der Umrechnungskoeffizienten (siehe Abb. 2).

In dem in Abb. 2 dargestellten Arbeitsfenster sind in den entsprechenden Feldern die Umrechnungskoeffizienten von Linear- und Vibrationssensoren einzugeben. Diese Koeffizienten sind im Gerätepass angegeben. Normalerweise brauchen Sie sie nicht zu ändern.

Für die lineare Verschiebung Für die im Messgerät Balanset-1A verwendeten Sensoren betragen die Umrechnungsfaktoren jeweils:

• Kprl1= 0,94 mV/μm (Umwandlungskoeffizient des Sensors des ersten Kanals);
• Kprl2 = 0,94 mV/μm (Umwandlungskoeffizient des Sensors des zweiten Kanals.

Für einen ordnungsgemäßen Betrieb muss das Längenmessgerät in einem bestimmten Abstand von der Oberfläche des Messobjekts installiert werden. Der Nennabstand zwischen der Oberfläche und dem Ende des Sensors beträgt 3,5 mm. In diesem Fall liegt am Sensorausgang eine konstante Spannung von 2,48 Volt an. Diese Spannung wird in den Feldern “Kanal1” und “Kanal2” für den ersten bzw. zweiten Kanal angezeigt.

Um ihn zu kompensieren, müssen Sie die Taste “Gleichstromoffset entfernen” drücken. Ein kleiner Rest-Offset wird die Messung nicht beeinträchtigen.

 

 

 

Achtung! Die angegebenen Werte für das Nennspiel und die Umrechnungsfaktoren der linearen Wegsensoren gelten für Rotoren aus Stahl. Bei Rotoren aus anderen Metallen (Kupfer, Bronze, Aluminium) sollten das Nennspiel und die Umrechnungsfaktoren der Sensoren vom Anwender durch eine Kalibrierung experimentell ermittelt werden.

Zum Speichern der geänderten Parameter drücken Sie die Taste “OK”. Die neuen Parameter werden in einer Datei gespeichert und für weitere Messungen verwendet.

1.2 Messung des Rundlaufs des Rotors

Der Rundlauf des Rotors kann berührungslos gemessen werden Näherungssonden in zwei Ebenen gemäß dem in Abb. 3 dargestellten Schema. Um die Zeitfunktion und gegebenenfalls das Rotor-Rundlaufspektrum zu messen und grafisch darzustellen, müssen einige vorbereitende Schritte durchgeführt werden, darunter:

• - wählen Sie diametrale Abschnitte des Rotors aus, in denen die Messungen durchgeführt werden sollen;
• zur Installation der berührungslosen linearen Wegsensoren 5 und 6 und Phase Winkelsensor 7 auf dem Maschinenbett mit Hilfe spezieller Vorrichtungen (z. B. magnetische Stative);
• - Schließen Sie die Näherungssensoren der linearen Bewegung an die Anschlüsse X1 und X2 und den Phasenwinkelsensor an den Anschluss X3 der Messeinheit an;
• - stellen Sie für jedes Längenmessgerät einen Nennmessspalt ∆ zwischen der Rotoroberfläche und dem Messwertaufnehmer ein (für den Rotor aus Stahl ∆ = 3,5 mm);
• - die für die Auslösung des Phasenwinkelsensors 7 erforderliche Reflexionsmarke auf dem Rotor anbringen und die Auslösung des Sensors überprüfen;
• Schließen Sie das Messgerät an den Computer an.

 

 

Wenn Sie im Hauptarbeitsfenster (siehe Abb. 1) die Taste "F8 - Diagramme" drücken, erscheint auf dem Computerbildschirm das Arbeitsfenster "Diagramme" (siehe Abb. 5), mit dem Sie verschiedene Arten von Diagrammen zum Rundlauf des Rotors erstellen können.

 

 

Mit den Schaltflächen in diesem Fenster lassen sich die folgenden Diagramme erstellen:

• Wenn Sie in diesem Fenster auf die Schaltfläche "Breitbandschwingung" klicken, wird die Zeitfunktion des Rotorrundlaufs angezeigt.
• Wird die Schaltfläche "Drehfrequenzschwingung" gedrückt, wird die Zeitfunktion der 1x-Komponente des Rotorrundlaufs angezeigt.
• Wenn Sie die Schaltfläche "Oberschwingungen (1/Umdrehung)" drücken, wird auf dem Display eine Zerlegungsgrafik des Rotorrundlaufs in eine Oberschwingungsreihe angezeigt. Die erste Oberschwingung entspricht dem Schwingungswert bei der Rotordrehfrequenz (1x), die zweite - bei der doppelten Frequenz (2x), usw.
• Durch Drücken der Taste "Spektrum (Hz)" zeigt das Display das Spektrum des Rundlaufs des Rotors an.
• Durch Drücken der Taste "Orbit" wird die Kurve der Rotorumlaufbahn (Präzession) angezeigt.

 

1.3 Erstellung des Rotorbahn-Diagramms

Die Konstruktion der Rotorbahnkurve kann nach dem in Abb. 6 gezeigten Schema erfolgen.

 

 

Um eine Messung durchzuführen und ein entsprechendes Diagramm zu erstellen, sind eine Reihe von vorbereitenden Maßnahmen erforderlich, unter anderem:

• - die berührungslosen linearen Encoder 2 und 3 in einem der diametralen Abschnitte des Rotors in einem Winkel von 90° zueinander anbringen, wobei die Messachse des Encoders 2 mit der X-Achse und die Messachse des Encoders 3 mit der Y-Achse übereinstimmen muss;
• den nominalen Messspalt ∆x (∆y) zwischen der Rotoroberfläche und dem Sensorelement jedes linearen Encoders einstellen (für Stahl ∆ = 3.5 mm);
• - den Phasenwinkelsensor (in der Abbildung nicht dargestellt) in der X-Z-Ebene in Übereinstimmung mit der Installationsebene des berührungslosen Sensors 2 anbringen;
• Bringen Sie eine reflektierende Markierung 4 auf dem Rotor 1 in der X–Z-Ebene an, die für den Betrieb des Phasenwinkelsensors erforderlich ist;
• - Schließen Sie die berührungslosen Längenmessgeräte 2 und 3 an die Anschlüsse X1 und X2 und das Phasenwinkelmessgerät an den Anschluss X3 der Messeinheit an;
• Schließen Sie das Messgerät an den Computer an.

Um mit der Messung der Rotorbahn im Hauptarbeitsfenster (siehe Abb. 1) zu beginnen, drücken Sie die Taste „F8 – Diagramme“ und wechseln Sie zum Arbeitsfenster „Diagramme“ (siehe Abb. 5), das zur Erstellung verschiedener Arten von Diagrammen zum Radialschlag des Rotors dient. In diesem Arbeitsfenster müssen Sie die Schaltfläche „Orbit“ drücken, woraufhin auf dem Computerbildschirm das Arbeitsfenster erscheint, in dem der erforderliche Messzyklus durchgeführt wird (siehe Abb. 7).

 

Um die Arbeit im angegebenen Arbeitsfenster fortzusetzen (siehe Abb. 7), müssen Sie die Rotorrotation einschalten und durch Drücken der Taste "F9 – RUN" die Messung der Momentanwerte des radialen Rundlaufs des Rotors Sxi und Syi für einen Zeitraum durchführen, der einer Rotorumdrehung entspricht.

Das während der Messung erhaltene Feld von Momentanwerten Sxi und Syi wird verwendet, um die Bahn des überwachten Rotors darzustellen (jeder i-te Punkt der Bahn hat die Koordinaten Sxi, Syi). Der Betrag der momentanen Radialverschiebung wird nach folgender Formel berechnet:

S∑i = √ (Sxi² + Syi²) (1)

wobei S∑i der Momentanwert des Betrags der Radialverschiebung ist (die Länge des Radiusvektors der Rotorbahn), berechnet für den i-ten Punkt des Diagramms;

• Sxi – Momentanwert des radialen Rundlaufs des Rotors, gemessen entlang der X-Achse mit Sensor 2 (siehe Abb. 6) am i-ten Punkt;
• Syi – Momentanwert des radialen Rundlaufs des Rotors, gemessen entlang der Y-Achse mit Sensor 3 (siehe Abb. 6) am i-ten Punkt.