RU2340882C1 - Стенд для вибрационной диагностики роторных систем - Google Patents
Стенд для вибрационной диагностики роторных систем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2340882C1 RU2340882C1 RU2007122842/28A RU2007122842A RU2340882C1 RU 2340882 C1 RU2340882 C1 RU 2340882C1 RU 2007122842/28 A RU2007122842/28 A RU 2007122842/28A RU 2007122842 A RU2007122842 A RU 2007122842A RU 2340882 C1 RU2340882 C1 RU 2340882C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibration
- stand
- measuring
- digital converter
- adc
- Prior art date
Links
- 238000007374 clinical diagnostic method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001808 coupling Effects 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам вибрационных испытаний роторных систем. Технический результат направлен на улучшение технических возможностей вибродиагностики роторных систем в режимах эксплуатации. Стенд для вибрационной диагностики роторных систем содержит возбудитель механических колебаний и приемник колебаний, установленные на общее основание и соединенные между собой. Кроме того, стенд содержит измерительную систему, состоящую из датчиков измерения вибрации, установленных на опорах подшипников качения и фотоэлектрического датчика, измеряющего число оборотов роторной системы, а также содержащий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и ЭВМ на базе персонального компьютера, содержащего программные блоки обработки сигналов. Причем, приемник колебаний выполнен в виде вала с двумя дисками. Один из датчиков измерения вибрации виброизмерительного комплекса соединен через фильтр с двухканальным анализатором сигналов и измерительным магнитофоном, соединенным через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с блоком управления ЭВМ. Второй датчик измерения вибрации соединен двухканальным анализатором сигналов, виброметром, фазометром и магнитофоном, также соединенным через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с блоком управления ЭВМ. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к исследованию оборудования, и может быть использовано для диагностирования технического состояния роторных систем, в частности к выявлению дисбаланса, дефектов подшипников качения или электродвигателя, усталостных трещин в оборудовании общего машиностроения.
Известно устройство комплексной диагностики подшипников качения, содержащее оснастку, датчики для регистрации и измерений параметров испытаний, соединенные через аналого-цифровые преобразователи с ЭВМ на базе ПК с программами физических моделей и процедур регистрации и обработки результатов испытаний [заяв. №2004108229/28, G01M 13/00, опубл. 20.10.2005, Бюл. №29]. В стенде возможна установка подшипников в переналаживаемую оснастку испытательного стенда, с приложением к подшипникам радиальной, осевой при необходимости той и другой нагрузок одновременно. Недостатком указанного устройства является то, что диагностика подшипников качения производится без нагрузки.
Известен стенд для вибрационных испытаний длинномерных изделий, содержащий вибровозбудитель с платформой, установленное на платформе приспособление для крепления испытуемого изделия [патент №1840349, G01M 7/00, опубл. 10.10.2006, Бюл. №28]. Стенд обеспечивает вибрационные испытания длинномерных крупногабаритных устройств на воздействие вибрационных нагрузок по трем направлениям, причем приспособления для крепления имеют минимальные габаритные размеры и максимальную жесткость в направлениях передаваемой нагрузки. Недостатком этого стенда является отсутствие обоснованной системы контроля за параметрами вибрации.
Известен стенд для осуществления способа стендовых испытаний натуральных образцов штанг и моделей штанг на усталостную прочность при подаче одновременно постоянной и/или переменной нагрузок, направление которых совпадает с осью штанги [патент №2284494, G01M 15/00, опубл. 27.09.2006, Бюл. №27]. Диагностику проводят для выявления и развития усталостных трещин. Недостатком этого способа является невозможность контролирования состояния вибронагруженности образцов в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Предлагаемое изобретение направлено на обеспечение стендовых испытаний роторных систем, в условиях, наиболее приближенных к условиям, возникающим при работе различных роторных систем и имеющим разные дефекты: дисбаланс, усталостные трещины, дефекты подшипников качения, электродвигателя, муфты.
Указанная задача решается тем, что в стенде для вибрационных испытаний, содержащем возбудитель механических колебаний и приемник колебаний, установленные на общее основание и соединенные между собой, и измерительную систему, состоящую из датчиков измерения вибрации, установленных на опорах подшипников качения и фотоэлектрического датчика, измеряющего число оборотов роторной системы, а также содержащий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и ЭВМ на базе персонального компьютера, содержащего программные блоки обработки сигналов, согласно изобретению приемник колебаний выполнен в виде вала с двумя дисками, один из датчиков измерения вибрации виброизмерительного комплекса соединен через фильтр с двухканальным анализатором сигналов и измерительным магнитофоном, соединенным через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с блоком управления ЭВМ, а второй датчик измерения вибрации соединен двухканальным анализатором сигналов, виброметром, фазометром и магнитофоном, также соединенным через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с блоком управления ЭВМ, а фотоэлектрический датчик через частотомер и фазометр связан с АЦП и ЭВМ.
Кроме того, в качестве источника механических колебаний в качестве источника колебаний взят электродвигатель с нагрузочным устройством.
Кроме того, в качестве источника механических колебаний взят только электродвигатель.
Кроме того, в некоторых случаях для калибровки измерительного комплекса источником ускорений является генератор сигналов, соединенный через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с блоком управления ЭВМ.
Кроме того, в некоторых случаях для создания дисбаланса на дисках закреплены добавочные массы.
Установка на стенде нескольких датчиков приема вибрационного сигнала позволяет регистрировать вибрационные характеристики в нескольких точках по нескольким направлениям одновременно.
Подача через электродвигатель, соединенный с нагрузочным устройством, постоянной или переменной нагрузок позволяет моделировать на стенде реальные нагрузки, действующие на роторную систему.
Прикрепление добавочных масс к дискам роторной системы позволяет более полно исследовать дисбаланс роторной системы.
Конструкция стенда позволяет диагностировать и адекватно фиксировать появление усталостных трещин различной глубины в роторной системе.
При диагностировании подшипников качения, имеющих различные дефекты, появляется возможность исследования проявлений различных дефектов подшипниковых узлов в роторной системе.
Установка на стенде фотоэлектрического датчика позволяет определить число оборотов, совершенных роторной системой при испытаниях.
Замер вибрационного сигнала, исходящего от роторной системы, позволяет при проведении ее диагностики регистрировать характеристики, соответствующие различным дефектам роторной системы.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 дана общая схема стенда; на фиг.2 - то же с комплектом измерительной аппаратуры.
Стенд для вибрационных испытаний роторных систем (фиг.1) содержит основание 1, на котором установлен возбудитель механических колебаний - асинхронный электродвигатель 2, соединенный с валом при помощи муфты 3, кроме того, на основании крепятся две опоры 4, кронштейн датчика 5, кроме того, в опорах на подшипниках качения установлен вал 6 с двумя дисками 7. Так же стенд снабжен нагрузочным устройством 8, для изменения нагрузки, передаваемой электродвигателем. Так же в дисках выполнены отверстия, в которых возможно закрепление добавочных масс 9 для создания дисбаланса.
Для экспериментального изучения вибраций роторной системы на подшипниках качения используется контрольно-измерительная аппаратура, показанная на фиг.2 и обеспечивающая запись измерения на ЭВМ для последующей обработки методами частотного и статистического анализа. Виброизмерительный комплекс включает в себя датчики ускорений (пьезоэлектрические акселерометры) 10, один из датчиков ускорения виброизмерительного комплекса соединен через фильтр 11 с двухканальным анализатором сигналов 12 и с измерительным магнитофоном 13, соединенным через аналого-цифровой преобразователь 14 (АЦП) с блоком управления ЭВМ 15, а второй датчик соединен двухканальным анализатором сигналов 12, магнитофоном 13, виброметром 16 и фазометром 17, также соединенным через аналого-цифровой преобразователь 14 (АЦП) с блоком управления ЭВМ 15, а фотоэлектрический датчик 18 через частотомер 19 и фазометр 17 связан с указанными блоками 11, 12, 14 и 15. Кроме этого, для калибровки измерительной системы подключался генератор сигналов 20. Кроме того, ЭВМ на базе персонального компьютера снабжена программным блоком обработки сигналов 21. В некоторых случаях можно устанавливать на стенде образцы валов, содержащих усталостные трещины различной глубины, или диагностировать подшипники качения с различными дефектами.
Стенд работает следующим образом.
Приемник колебаний - роторная система, состоящая из вала 6 с двумя дисками 7, соединяется при помощи муфты 3 с возбудителем колебаний - электродвигателем 2 и через стыковочное устройство соединяется с нагрузочным устройством 8. Подаваемая нагрузка имеет постоянную и/или переменную составляющие, а направление совпадает с направлением оси вала. Один из датчиков измерения вибраций 10, который может быть установлен на корпусе подшипниковых узлов 4 и/или на основании 1, и/или на электродвигателе 2, соединен через фильтр 11 с двухканальным анализатором сигналов 12 и измерительным магнитофоном 13 и связан через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 14 с блоком управления ЭВМ 15. Этот канал обеспечивает измерения с преобразованием частот. А второй датчик измерения вибрации 10 соединен двухканальным анализатором сигналов 12, виброметром 16, фазометром 17 и магнитофоном 13, также связан через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 14 с блоком управления ЭВМ 15. Этот канал обеспечивает измерения без преобразования частот. Фотоэлектрический датчик 18, установленный на специальном кронштейне 5 на основании 1, через частотомер 19 и фазометр 17 связан с АЦП 14 и ЭВМ 15. Полученные вибросигналы обрабатываются в специальном программном блоке ЭВМ 21, и по полученным характеристикам проводят диагностику для выявления различных дефектов в роторных системах: дисбаланс, усталостные трещины, дефекты подшипников качения, электродвигателя, муфты. Анализ полученных вибрационных характеристик определяет вид и величину дефекта в роторной системе. Для калибровки измерительной системы используется генератор сигналов 20, который подает сигнал непосредственно на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 14 и блок управления ЭВМ 15. Для исследования дисбаланса в роторных системах на дисках 7 возможно закрепление добавочных масс 9. Для исследования появления усталостных трещин в роторных системах можно устанавливать на стенде образцы валов, содержащих усталостные трещины различной глубины. Для исследования различных дефектов подшипниковых узлов можно диагностировать подшипники качения с различными дефектами.
Таким образом, данное изобретение направлено на расширение технических возможностей вибродиагностики роторных систем в режимах эксплуатации и предназначено не только для анализа влияния дефектов на характеристики вибраций, но и для решения обратной задачи: оценки параметров технического состояния по результатам измерения вибраций и разделения влияния различных дефектов на вибросигналы.
Claims (5)
1. Стенд для вибрационной диагностики роторных систем, содержащий возбудитель механических колебаний и приемник колебаний, установленные на общее основание и соединенные между собой, и измерительную систему, состоящую из датчиков измерения вибрации, установленных на опорах подшипников качения и фотоэлектрического датчика, измеряющего число оборотов роторной системы, а также содержащий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и ЭВМ на базе персонального компьютера, содержащего программные блоки обработки сигналов, отличающийся тем, что приемник колебаний выполнен в виде вала с двумя дисками, один из датчиков измерения вибрации виброизмерительного комплекса соединен через фильтр с двухканальным анализатором сигналов и измерительным магнитофоном, соединенным через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с блоком управления ЭВМ, а второй датчик измерения вибрации соединен двухканальным анализатором сигналов, виброметром, фазометром и магнитофоном, также соединенным через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с блоком управления ЭВМ, а фотоэлектрический датчик через частотомер и фазометр связан с АЦП и ЭВМ.
2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника колебаний установлен электродвигатель с нагрузочным устройством.
3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника механических колебаний установлен электродвигатель.
4. Стенд по п.1, отличающийся тем, что для калибровки измерительного комплекса стенд снабжен генератором сигналов, соединенный через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с блоком управления ЭВМ.
5. Стенд по п.2 или 3, отличающийся тем, что для создания дисбаланса на дисках закреплены добавочные массы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007122842/28A RU2340882C1 (ru) | 2007-06-18 | 2007-06-18 | Стенд для вибрационной диагностики роторных систем |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007122842/28A RU2340882C1 (ru) | 2007-06-18 | 2007-06-18 | Стенд для вибрационной диагностики роторных систем |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2340882C1 true RU2340882C1 (ru) | 2008-12-10 |
Family
ID=40194441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007122842/28A RU2340882C1 (ru) | 2007-06-18 | 2007-06-18 | Стенд для вибрационной диагностики роторных систем |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2340882C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2580327C1 (ru) * | 2014-11-06 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники" | Измеритель торцевого износа ротора |
| RU167940U1 (ru) * | 2016-06-10 | 2017-01-12 | МИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЁННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого | Учебная установка для изучения колебаний диска |
| CN109774968A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-05-21 | 南京航空航天大学 | 一种轴段和支撑可调的多跨转子试验台 |
| RU189957U1 (ru) * | 2018-11-13 | 2019-06-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Сургут" | Балансировочный стенд |
| RU199566U1 (ru) * | 2020-03-12 | 2020-09-08 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Устройство для вибродиагностики агрегатов с роторным механизмом |
-
2007
- 2007-06-18 RU RU2007122842/28A patent/RU2340882C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2580327C1 (ru) * | 2014-11-06 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники" | Измеритель торцевого износа ротора |
| RU167940U1 (ru) * | 2016-06-10 | 2017-01-12 | МИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЁННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого | Учебная установка для изучения колебаний диска |
| RU189957U1 (ru) * | 2018-11-13 | 2019-06-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Сургут" | Балансировочный стенд |
| CN109774968A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-05-21 | 南京航空航天大学 | 一种轴段和支撑可调的多跨转子试验台 |
| RU199566U1 (ru) * | 2020-03-12 | 2020-09-08 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Устройство для вибродиагностики агрегатов с роторным механизмом |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4751657A (en) | Method and apparatus for detecting axial cracks in rotors for rotating machinery | |
| RU2340882C1 (ru) | Стенд для вибрационной диагностики роторных систем | |
| Reddy et al. | Detection and monitoring of coupling misalignment in rotors using torque measurements | |
| CN104101464A (zh) | 一种基于旋转坐标系的多轮盘转子动平衡检测方法 | |
| Elnady et al. | Identification of critical speeds of rotating machines using on-shaft wireless vibration measurement | |
| RU2356021C2 (ru) | Способ вибрационной диагностики роторных систем | |
| Gama et al. | Detection of shaft misalignment using piezoelectric strain sensors | |
| JP2008032454A (ja) | 振動位相検出装置及び方法 | |
| KR100436573B1 (ko) | 진동 및 소음품질 자동검사장치 | |
| CN111076935A (zh) | 轮边电机轴承动态冲击载荷的测量方法及装置 | |
| RU2682561C1 (ru) | Способ определения технического состояния токосъемников | |
| Addabbo et al. | A Characterization system for bearing condition monitoring sensors, a case study with a low power wireless Triaxial MEMS based sensor | |
| Zamorano et al. | Analysis in the time-frequency domain of different depths of a crack located in a change of section of a shaft | |
| KR20110122483A (ko) | 오더 스펙트럼 분석 기능을 구비한 빌트인 진동모니터 및 이를 이용한 가변회전 기계장치의 결함진단방법 | |
| CN109974790A (zh) | 可进行预测性维护的减速机标准测试床及操作方法 | |
| Salami et al. | Machine condition monitoring and fault diagnosis using spectral analysis techniques | |
| JP2006058054A5 (ru) | ||
| Huy et al. | Design of a Small Scale Test Rig for Rotating Machinery Characterization | |
| Ab Ghani et al. | Detection of Shaft Misalignment Using Machinery Fault Simulator (MFS) | |
| RU2766845C1 (ru) | Способ определения состояния объектов при вибродиагностике | |
| CN209910816U (zh) | 一种传感器测试台 | |
| JPH06117968A (ja) | 回転機器の異常診断装置 | |
| RU2659193C1 (ru) | Способ вибрационной диагностики процессов разрушения конструкций | |
| RU2757974C2 (ru) | Установка для вибрационных испытаний быстровращающихся роторов | |
| Azzedine et al. | The influence of the sensor position on the quality of the vibration measurement of rotating machinery on flexible supports |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090619 |