Medición de la vibración relativa del rotor mediante sensores de desplazamiento lineal sin contacto.

Con el Balanset-1A puede medir la vibración relativa del rotor utilizando codificadores lineales sin contacto.

1.1 Selección del tipo de sensor y ajuste.
Dependiendo de la tarea, pueden utilizarse sensores de vibración o sensores de desplazamiento para las mediciones.
Para seleccionar el tipo de sensor es necesario en el panel "Tipo de sensor" (en la parte inferior de la ventana principal) poner una marca en el campo "Vibro" o "Lineal".

Fig. 1. La ventana principal de trabajo del programa Balanset.T

Antes de iniciar la medición es necesario asegurarse de que los coeficientes de conversión de los sensores están ajustados correctamente. Para ello pulse el botón "F4-Ajustes" en la ventana principal de trabajo del programa (ver Fig. 1) y vaya a la ventana de ajustes diseñada para introducir los coeficientes de conversión (ver Fig. 2).
En la ventana de trabajo mostrada en la Fig. 2, en los campos correspondientes deben introducirse los coeficientes de conversión de los sensores lineales y de vibración. Estos coeficientes están especificados en el pasaporte del instrumento. Normalmente no es necesario cambiarlos.
Para los sensores de desplazamiento lineal utilizados en el conjunto del instrumento Balanset-1A, los coeficientes de conversión son respectivamente iguales a:
Kprl1= 0,94 mV/μm (coeficiente de conversión del sensor del 1er canal);
Kprl2 = 0,94 mV/μm (coeficiente de conversión del sensor del 2º canal.
Para un funcionamiento correcto, el encóder lineal debe instalarse a cierta distancia de la superficie del objeto de medición. La distancia nominal entre la superficie y el extremo del sensor es de 3,5 mm. En este caso hay una tensión constante de 2,48 voltios en la salida del sensor. Esta tensión se mostrará en los campos "Canal1" y "Canal2" para el primer y segundo canal respectivamente.
Para compensarlo debe pulsar el botón "Eliminar CC". Un pequeño desplazamiento residual no interferirá en la medición.

Fig. 2. Ventana de trabajo para introducir los coeficientes de conversión y seleccionar el tipo de sensores utilizados

¡Atención!
Los valores especificados del juego nominal y los factores de conversión de los codificadores lineales se indican para rotores de acero.
Para rotores fabricados con otros metales (cobre, bronce, aluminio) los coeficientes nominales de holgura y de conversión de los sensores deben ser determinados experimentalmente por el usuario mediante la realización de un calibrado.

Para guardar los parámetros modificados, pulse el botón "OK". Los nuevos parámetros se guardarán en un archivo y se utilizarán para mediciones posteriores.

1.2 Medición de la excentricidad radial del rotor.
La excentricidad radial del rotor puede medirse con sondas sin contacto en dos planos según el esquema de la fig. 3.
Para medir y trazar la función temporal y el espectro de rodadura del rotor, si es necesario, deben realizarse una serie de operaciones preparatorias, entre las que se incluyen:
- seleccionar las secciones diametrales del rotor en las que se realizarán las mediciones;
- instalar los sensores de desplazamiento lineal sin contacto 5 y 6 y el sensor de ángulo de fase 7 en la bancada de la máquina mediante dispositivos especiales (por ejemplo, trípodes magnéticos);
- conecte los sensores de proximidad de movimiento lineal a los conectores X1 y X2, y el sensor de ángulo de fase al conector X3 de la unidad de medida;
- establecer para cada codificador lineal una distancia de medición nominal ∆ entre la superficie del rotor y el elemento sensor (para el rotor de acero ∆ = 3,5 mm);
- coloque en el rotor la marca reflectante necesaria para el disparo del sensor de ángulo de fase 7 y compruebe el disparo del sensor;
- conecte la unidad de medida al ordenador.

Fig. 3. Medición de la excentricidad radial del rotor

Si se pulsa el botón "F8 - Gráficos" en la ventana principal de trabajo (ver Fig. 1), la pantalla del ordenador muestra la ventana de trabajo "Gráficos" (ver Fig. 5), diseñada para construir diferentes tipos de gráficos de excentricidad radial del rotor.

Fig. 5. Ventana de trabajo del modo "Gráficos

Al pulsar el botón "Vibración de banda ancha" en esta ventana, se muestra la función temporal de la excentricidad radial del rotor.
Si se pulsa el botón "Vibración de la frecuencia de rotación", se visualiza la función temporal de la componente recíproca de la excentricidad radial del rotor.
Si pulsa el botón "Armónicos (1/rev)", la pantalla mostrará un gráfico de descomposición de la desviación del rotor en una serie de armónicos. El primer armónico corresponde al valor de la vibración a la frecuencia inversa del rotor (1x), el segundo - a la frecuencia doble (2x), etc.
Pulsando el botón "Espectro (Hz)", la pantalla muestra el espectro de la excentricidad radial del rotor.
Pulsando el botón "Órbita" se visualiza el gráfico de la órbita del rotor (precesión).

1.3 Construcción del gráfico de la órbita del rotor.

La construcción del gráfico de la órbita del rotor puede realizarse según el esquema de la Fig. 6.

Fig. 6. Esquema de la medición de la órbita del rotor 1a - rotor (vista frontal); 1b - rotor (vista lateral); 2, 3 - sensores sin contacto; 4 - marca de reflexión del sensor de ángulo de fase.

Para realizar una medición y construir el gráfico correspondiente, es necesario llevar a cabo una serie de operaciones preparatorias, entre las que se incluyen:
- instalar los codificadores lineales sin contacto 2 y 3 en una de las secciones diametrales del rotor formando un ángulo de 90° entre sí, siempre que el eje de medición del codificador 2 coincida con el eje X y el eje de medición del codificador 3 coincida con el eje Y;
- ajustar la distancia nominal de medición ∆x (∆u) entre la superficie del rotor y el elemento sensor de cada codificador lineal (para acero ∆ = 3,5 mm);
- colocar el sensor de ángulo de fase (no representado en el esquema) en el plano X - Z, coincidiendo con el plano de instalación del sensor sin contacto 2;
- colocar una marca reflectante 4 en el rotor 1 en el plano X - Z, necesaria para el funcionamiento del sensor de ángulo de fase;
- conecte los codificadores lineales sin contacto 2 y 3 a los conectores X1 y X2, y el codificador angular de fase al conector X3 de la unidad de medida;
- conecte la unidad de medida al ordenador.
Para iniciar la medición de la órbita del rotor en la ventana principal de trabajo (ver Fig. 1)
Pulse el botón "F8 - Gráficos" y vaya a la ventana de trabajo "Gráficos" (ver Fig. 5), que está diseñada para construir diferentes tipos de gráficos de excentricidad radial del rotor.
En esta ventana de trabajo hay que pulsar el botón "Órbita", tras lo cual aparece en la pantalla del ordenador la ventana de trabajo en la que se realiza el ciclo de mediciones necesario (véase la Fig. 7).

Fig.7. Gráfico de la órbita del rotor. Software Balanset.

Para continuar el trabajo en la ventana de trabajo especificada (ver Fig. 7) se debe encender la rotación del rotor y pulsando el botón "F9 - RUN" realizar la medición de los valores instantáneos de excentricidad radial del rotor Sxi y Sui durante un periodo igual a una revolución del rotor.
El conjunto de valores instantáneos Sxi y Sui obtenidos durante la medición se utiliza para calcular las coordenadas de la órbita del rotor controlado, que se realiza mediante la fórmula:

S∑i = √ (Sxi² + Syi²) (1)

donde S∑i es el valor instantáneo de la coordenada de la órbita del rotor, calculado para el punto i-ésimo de la gráfica;
Sxi - valor instantáneo de la excentricidad radial del rotor, medida por la coordenada X con el sensor 1 en el punto i-ésimo;
Sxi - valor instantáneo de la excentricidad radial del rotor, medida por la coordenada Y con el sensor 2 en el punto i-ésimo.