Misura della vibrazione relativa del rotore mediante sensori di spostamento lineare senza contatto.

Con il Balanset-1A è possibile misurare la vibrazione relativa del rotore utilizzando encoder lineari senza contatto.

1.1 Selezione del tipo di sensore e impostazione.
A seconda del compito, per le misure si possono utilizzare sensori di vibrazione o sensori di spostamento.
Per selezionare il tipo di sensore, nel pannello "Tipo di sensore" (in fondo alla finestra principale) è necessario contrassegnare il campo "Vibro" o "Lineare".

Figura 1. La finestra di lavoro principale del programma Balanset.T

Prima di iniziare la misura, è necessario assicurarsi che i coefficienti di conversione dei sensori siano impostati correttamente. A questo scopo, premere il pulsante "F4-Impostazioni" nella finestra di lavoro principale del programma (vedere la Fig. 1) e accedere alla finestra delle impostazioni per l'immissione dei coefficienti di conversione (vedere la Fig. 2).
Nella finestra di lavoro mostrata nella Fig. 2, nei campi corrispondenti si devono inserire i coefficienti di conversione dei sensori lineari e di vibrazione. Questi coefficienti sono specificati nel passaporto dello strumento. Di solito non è necessario modificarli.
Per i sensori di spostamento lineare utilizzati nel set dello strumento Balanset-1A, i coefficienti di conversione sono rispettivamente pari a:
Kprl1= 0,94 mV/μm (coefficiente di conversione del sensore del 1° canale);
Kprl2 = 0,94 mV/μm (coefficiente di conversione del sensore del 2° canale).
Per un corretto funzionamento, l'encoder lineare deve essere installato a una certa distanza dalla superficie dell'oggetto di misura. La distanza nominale tra la superficie e l'estremità del sensore è di 3,5 mm. In questo caso, all'uscita del sensore è presente una tensione costante di 2,48 volt. Questa tensione sarà indicata nei campi "Canale1" e "Canale2", rispettivamente per il primo e il secondo canale.
Per compensarlo è necessario premere il pulsante "Rimuovi DC". Un piccolo offset residuo non interferisce con la misura.

Figura 2. Finestra di lavoro per l'inserimento dei coefficienti di conversione e la selezione del tipo di sensori utilizzati

Attenzione!
I valori specificati del gioco nominale e i fattori di conversione dei sistemi di misura lineari sono indicati per i rotori in acciaio.
Per i rotori in altri metalli (rame, bronzo, alluminio) il gioco nominale e i coefficienti di conversione dei sensori devono essere determinati sperimentalmente dall'utente mediante una taratura.

Per salvare i parametri modificati, premere il pulsante "OK". I nuovi parametri saranno salvati in un file e utilizzati per ulteriori misurazioni.

1.2 Misurazione del run-out radiale del rotore.
Il run-out radiale del rotore può essere misurato con sonde senza contatto in due piani, secondo lo schema illustrato in fig. 3.
Per misurare e tracciare la funzione tempo e lo spettro di rotazione del rotore, se necessario, è necessario eseguire una serie di operazioni preparatorie, tra cui:
- selezionare le sezioni diametrali del rotore in cui effettuare le misurazioni;
- installare i sensori di spostamento lineare senza contatto 5 e 6 e il sensore di angolo di fase 7 sul basamento della macchina utilizzando dispositivi speciali (ad esempio, treppiedi magnetici);
- collegare i sensori di prossimità del movimento lineare ai connettori X1 e X2 e il sensore dell'angolo di fase al connettore X3 dell'unità di misura;
- impostare per ciascun sistema di misura lineare una distanza nominale di misura ∆ tra la superficie del rotore e l'elemento sensibile (per il rotore in acciaio ∆ = 3,5 mm);
- posizionare sul rotore la tacca riflettente necessaria per l'attivazione del sensore dell'angolo di fase 7 e verificare l'attivazione del sensore;
- collegare l'unità di misura al computer.

Figura 3. Misura del run-out radiale del rotore

Premendo il pulsante "F8 - Grafici" nella finestra di lavoro principale (vedi Fig. 1), il display del computer visualizza la finestra di lavoro "Grafici" (vedi Fig. 5), progettata per costruire diversi tipi di grafici del run-out radiale del rotore.

Figura 5. La finestra di lavoro della modalità "Grafici".

Quando si preme il pulsante "Vibrazione a banda larga" in questa finestra, viene visualizzata la funzione temporale del runout radiale del rotore.
Se si preme il pulsante "Vibrazione della frequenza di rotazione", viene visualizzata la funzione temporale della componente reciproca della deviazione radiale del rotore.
Se si preme il pulsante "Armoniche (1/rev)", il display mostrerà un grafico di scomposizione del runout del rotore in una serie di armoniche. La prima armonica corrisponde al valore della vibrazione alla frequenza inversa del rotore (1x), la seconda alla frequenza doppia (2x), ecc.
Premendo il pulsante "Spettro (Hz)", il display visualizza lo spettro del run-out radiale del rotore.
Premendo il pulsante "Orbita" viene visualizzato il grafico dell'orbita del rotore (precessione).

1.3 Costruzione del grafico dell'orbita del rotore.

La costruzione del grafico dell'orbita del rotore può essere eseguita secondo lo schema illustrato nella Fig. 6.

Fig. 6. Schema di misurazione dell'orbita del rotore 1a - rotore (vista dall'estremità); 1b - rotore (vista laterale); 2, 3 - sensori senza contatto; 4 - segno di riflessione del sensore dell'angolo di fase.

Per effettuare una misurazione e costruire il grafico corrispondente, è necessario eseguire una serie di operazioni preparatorie, tra cui:
- installare i sistemi di misura lineari senza contatto 2 e 3 in una delle sezioni diametrali del rotore con un angolo di 90° l'uno rispetto all'altro, a condizione che l'asse di misura dell'encoder 2 coincida con l'asse X e l'asse di misura dell'encoder 3 coincida con l'asse Y;
- impostare la distanza nominale di misura ∆x (∆u) tra la superficie del rotore e l'elemento sensibile di ciascun encoder lineare (per l'acciaio ∆ = 3,5 mm);
- posizionare il sensore di angolo di fase (non mostrato nello schema) nel piano X - Z, in coincidenza con il piano di installazione del sensore senza contatto 2;
- impostare una tacca riflettente 4 sul rotore 1 nel piano X - Z, necessaria per il funzionamento del sensore dell'angolo di fase;
- collegare gli encoder lineari senza contatto 2 e 3 ai connettori X1 e X2 e l'encoder angolare di fase al connettore X3 dell'unità di misura;
- collegare l'unità di misura al computer.
Per avviare la misurazione dell'orbita del rotore nella finestra di lavoro principale (vedere la Fig. 1)
Premendo il pulsante "F8 - Grafici", si accede alla finestra di lavoro "Grafici" (vedere la Fig. 5), che consente di costruire diversi tipi di grafici della deviazione radiale del rotore.
In questa finestra di lavoro è necessario premere il pulsante "Orbita", dopodiché sul display del computer appare la finestra di lavoro in cui viene eseguito il ciclo di misure necessario (vedere la Fig. 7).

Fig. 7. Grafico dell'orbita del rotore. Software Balanset.

Per continuare il lavoro nella finestra di lavoro specificata (vedere la Fig. 7) è necessario attivare la rotazione del rotore e premere il pulsante "F9 - RUN" per eseguire la misurazione dei valori istantanei del run-out radiale del rotore Sxi e Sui per un periodo pari a un giro del rotore.
La serie di valori istantanei Sxi e Sui ottenuti durante la misurazione viene utilizzata per calcolare le coordinate dell'orbita del rotore controllato, con la formula:

S∑i = √ (Sxi² + Syi²) (1)

dove S∑i è il valore istantaneo della coordinata dell'orbita del rotore, calcolato per il punto i-esimo del grafico;
Sxi - valore istantaneo del run-out radiale del rotore, misurato dalla coordinata X con il sensore 1 nel punto i-esimo;
Sxi - valore istantaneo del run-out radiale del rotore, misurato dalla coordinata Y con il sensore 2 nel punto i-esimo.