что такое пиковое значение виброскорости

Измерение СКЗ перемещения, скорости и ускорения вибраций

Рассмотрим взаимосвязь виброскорости, виброперемещения и виброускорения на примере гармонических колебаний, когда мгновенное значение виброперемещения (s) описывается уравнением:

где: ω – угловая частота; Sпик – пиковое (максимальное) значение виброперемещения.

Мгновенное значение виброскорости (v) – это первая производная от виброперемещения (s):

а виброускорение (а) – вторая производная от виброперемещения (или первая производная от виброскорости):

Как можно видеть из формул 1-3, виброскорость и виброускорение также носят гармонический характер, но опережают виброперемещение по фазе на 90º и 180º соответственно.

Для простоты изложения взаимосвязи между виброперемещением, виброскоростью и виброускорением мы рассмотрели простейший случай гармонических колебаний. На самом же деле вибрационный сигнал является суперпозицией многих составляющих и носит негармонический характер, поэтому для оценки уровня вибраций важно знать не мгновенные, а пиковые и усредненные по времени значения параметров – средне-квадратичное значение (СКЗ) виброскорости, СКЗ виброперемещения и СКЗ виброускорения. Напомним, что средне-квадратичное значение (СКЗ) какой-либо величины Х эфф – это квадратный корень из среднего квадрата мгновенной амплитуды колебания х(t):

Так по требованиям ГОСТ ИСО 10816-1 для оценки технического состояния вращающихся машин проводят измерение скорости вибрации, а именно – измерения СКЗ виброскорости в частотном диапазоне 10÷1000 Гц, так как именно средне-квадратичное значение виброскорости характеризует энергию воздействия вибрации на подшипниковые опоры.

Рис.1. Частотные характеристики виброперемещения, виброскорости и виброускорения

Также по требованиям ГОСТ ИСО 10816-1 для тихоходных машин в области низких частот (0,5÷500 Гц) важно контролировать не виброскорость, а виброперемещение. Только в этом случае вместо измерения СКЗ виброперемещения контролируют размах виброперемещения, так как именно размах виброперемещения вала наиболее точно отражает техническое состояние машины.

Как можно видеть из рис.1, в области высоких частот возбуждаются высокие уровни виброускорения, поэтому, начиная с частот 1000÷2000 Гц для высоко-скоростных машин с источниками высокочастотных вибрации нужно проводить измерение ускорения вибрации. При этом, можно проводить как измерение СКЗ виброускорения, так и амплитуды (пика) виброускорения – оба параметра пригодны для оценки технического состояния машины.

Итак, в зависимости от ситуации возможно измерение перемещения вибраций, скорости вибраций или ускорения вибраций. Учитывая этот факт, современные виброметры способны измерять не один (как первые модели виброметров), а сразу несколько параметров вибрации. К примеру, виброметры BALTECH VP-3405-2 и BALTECH VP-3410 охватывают все случаи контроля вибрации, так как способны контролировать двойной размах виброперемещения (мкм), СКЗ виброскорости (мм/с) и амплитуду виброускорения (м/с 2 ).

Для получения более подробной информации по предпочтительному выбору того или иного параметра вибрации, по правилам проведения измерений виброперемещения, виброскорости и виброускорения, а также спектральной диагностике и расчетам остаточного ресурса механизмов рекомендуем вам прослушать курс повышения квалификации ТОР-103 «Основы вибродиагностики. Измерение параметров вибрации». в одном из лицензированных Учебных центров компании в Санкт-Петербурге, Астане или Любеке (Германия).

Источник

Что такое пиковое значение виброскорости

Вы можете почитать другие статьи блога, воспользовавшись Картой Сайта.

Хотите получать новые статьи прямо на Ваш почтовый ящик?

Рис.1 Пример негармонического периодического движения

Почти периодические колебания чаще всего встречаются при суммировании двух и более гармонических процессов (рис.2), возбуждаемые различными источниками при этом частоты возбуждаемых колебаний не кратны.

Рис.2 Описание периодического сигнала во временной (вверху) и частотных областях (внизу)

Для почти периодической вибрации измеряемыми величинами, так же как и для гармонических колебаний являются пиковые, среднеквадратичные значения виброскорости, вибросмещения и виброускорения. Однако пересчет виброскорости, вибросмещения и виброускорения должен производиться с учетом сложения всех гармонических составляющих (синусоид):

Где круговая частота;

Большинство стандартов по вибрации и нормативных документов в качестве нормируемого параметра вибрации для контроля за техническим состоянием машины или механизма устанавливают СКЗ виброскорости в диапазоне частот от 10 до 1000Гц. Однако следует сказать, что применение только одного параметра виброскорости сужает частотный диапазон для предварительной оценки состояния оборудования.

На рисунке 3 показаны частотные характеристики виброскорости, вибросмещения и виброускорения

Рис.3 Частотные характеристики виброскорости, вибросмещения и виброускорения

Частотная характеристика виброскорости имеет относительно плоский участок от 10 до 1000—2000Гц. Поэтому в частотном диапазоне от 10 до 1000Гц рекомендуется контролировать вибрацию по параметру виброскорости.

Кривая виброускорения выгнута наружу и стремиться вверх, это означает, что с ростом частоты возбуждаются высокие уровни виброускорения. Поэтому контролировать вибрацию по параметру виброускорение наиболее эффективно в высокочастотном диапазоне частот свыше 1000—2000 Гц. Использование виброускорения на частотах 100Гц и ниже не эффективно.

На основании выше сказанного, следует, что для оценки технического состояния машин и механизмов обязательно нужно использовать виброскорость в частотном диапазоне от 10 до 2000 Гц. Если частота источника вибрации (например, масляная вибрация подшипника скольжения) находится в низкочастотном диапазоне от 0.5 до 500Гц, то дополнительно к параметру виброскорости необходимо контролировать вибрацию по вибросмещению. Если частота источника вибрации (например, подшипник качения) находится в высокочастотном диапазоне свыше 1000Гц, то дополнительно к параметру виброскорость необходимо контролировать вибрацию по виброускорению.

Как диагностировать машину или механизм роторного тира по параметру виброскорость, вибросмещение и виброускорение читайте здесь

Источник

Что такое пиковое значение виброскорости

Вы можете почитать другие статьи блога, воспользовавшись Картой Сайта.

Хотите получать новые статьи прямо на Ваш почтовый ящик?

От автора: Этот вопрос задают мне читатели моего блога и поэтому я решил изложить ответ по данному вопросу в этой статье, так как это основы вибрации машин и механизмов. Можно сказать это азбука для специалиста по эксплуатации, ремонту, вибродиагностике и виброналадке вращающихся машин и механизмов.

Вибрация – движение точки (или тела) вокруг исходного положения, повторяющееся точно через определенные промежутки времени (периодически). Простейшую форму периодического колебания представляют собой гармонические колебания, график которого в зависимости от времени и представляет собой синусоиду (см.рис.1). Время между двумя последующими, в точности схожими положениями колеблющейся точки (или тела) называют периодом колебания (Т).

Частота колебания связана с периодом через соотношение:

Что же касается величины колебания, то она может быть описана, согласно ГОСТ 10816-1-99, тремя основными параметрами: вибросмещением (s), виброскоростью (v) и виброускорением (a). Эти параметры имеют определенные математические соотношения друг к другу при рассмотрении гармонических (простейших) колебаний. Если вибрация точки (или тела) имеет чисто продольную форму колебаний вдоль одной оси (х), то мгновенное смещение (вибросмещение) от исходного положения может быть описано математическим уравнением:

где — угловая частота;

– максимальное смещение точки (или тела) от исходного положения;

Изменение смещения во времени является скоростью (виброскорость) движения точки (или тела). Поэтому колебания так же можно описать через скорость (v)

Таким образом, вибросмещение может быть преобразовано в скорость посредством дифференцирования.

Изменение скорости движения точки (или тела) во времени является ускорением (виброускорение) движения:

То есть, чтобы получить из скорости ускорение, необходимо еще одно дифференцирование, а значит еще одно умножение на частоту. Поэтому ускорение при фиксированном смещении будет пропорционально квадрату частоты.

По второму закону Ньютона, сила равна массе, умноженной на ускорение. Поэтому при заданном смещении сила будет пропорциональна квадрату частоты. Именно поэтому на практике не сталкиваются с колебаниями, где большие ускорения сопровождаются большими смещениями, просто не существует таких очень больших сил, которые были бы крайне разрушительными.

Как видно из вышеприведенных уравнений, форма и период колебаний остается неизменным независимо от того рассматривается ли смещение, скорость или ускорение.

Величины вибросмещения, виброскорости и виброускорения в стандартных единицах измерения связаны следующими уравнениями:

При рассмотрении колебаний (рис.2) используют другие величины амплитуд.

Среднее арифметическое абсолютное значение амплитуды колебания характеризует общую интенсивность вибрации и определяется по формуле:

Среднее значение амплитуды колебаний используется при анализе колебаний за очень большой промежуток времени (сутки, несколько суток), в основном в стационарных системах мониторинга оборудования. Поэтому эта величина особого практического интереса не представляет.

Другой величиной амплитуды колебаний является среднее квадратическое значение (СКЗ). СКЗ является важной характеристикой амплитуды вибрации. Для ее расчета необходимо возвести в квадрат мгновенные значения амплитуды колебаний, и усреднить получившиеся величины по времени. Для получения правильного значения, интервал усреднения должен быть не меньше одного периода колебания. После этого извлекается квадратный корень и получается СКЗ.

Для чисто гармонических колебаний ( вибрация содержит только одну частоту колебаний) соотношение между пиковым, средним и средним квадратическим значениями амплитуды определяются по следующим формулам:

В более общем виде эти соотношения можно описать так:

Коэффициенты F_f и F_c называются соответственно коэффициентом формы и коэффициентом амплитуды. Эти коэффициенты дают представление о форме волны изучаемой вибрации.

Для чисто гармонических колебаний эти коэффициенты равны:

Колебания, встречающиеся на практике, не являются чисто гармоническими колебаниями, хотя многие из них могут быть периодическими. На рис.3 дан пример типичного колебания встречающегося в практике.

Определив пиковое, среднее и среднее квадратическое значения этой вибрации, а так же ее коэффициенты формы и амплитуды можно получить много полезной информации и в результате сказать о негармоническом характере вибрации. Однако практически невозможно на основе этой информации предсказать о возможных дефектах вызываемых вибрацию в элементах конструкции машины или механизма. Поэтому нужно использовать другие методы анализа вибросигнала.

Параметры вибрации в различных единицах измерения можно пересчитать не только по выше приведенным формулам, но и с помощью калькуляторов пересчета вибрации, которые предлагают как зарубежные, так и отечественные фирмы. На рис.4 вы видите один из таких калькуляторов. Для знакомства с его работой Вы можете его скачать на свой диск и запустить его.

Источник

Виброускорение, виброскорость и виброперемещение

В чём измеряют вибрацию?

Для количественного описания вибрации вращающегося оборудования и в диагностических целях используют виброускорение, виброскорость и виброперемещение.

Виброускорение

Виброускорение измеряется в:

AdB = 20 * lg10(A) + 120

AdB – виброускорение в децибелах

lg10 – десятичный логарифм (логарифм по основанию 10)

A – виброускорение в м/с 2

120 дБ – уровень 1 м/с 2

A = 10^((AdB-120)/20)

Например, 140 дБ = уровень 10 м/с 2 = 1 G

Виброскорость

Виброскорость – это скорость перемещения контролируемой точки оборудования во время её прецессии вдоль оси измерения.

В практике измеряется обычно не максимальное значение виброскорости, а ее среднеквадратичное значение, СКЗ (RMS). Физическая суть параметра СКЗ виброскорости состоит в равенстве энергетического воздействия на опоры машины реального вибросигнала и фиктивного постоянного, численно равного по величине СКЗ. Использование значения СКЗ обусловлено ещё и тем, что раньше измерения вибрации велись стрелочными приборами, а они все по принципу действия являются интегрирующими, и показывают именно среднеквадратичное значение переменного сигнала.

Из двух широко применяемых на практике представлений вибросигналов (виброскорость и виброперемещение) предпочтительнее использование виброскорости, так как это параметр, сразу учитывающий и перемещение контролируемой точки и энергетическое воздействие на опоры от сил, вызвавших вибрацию. Информативность виброперемещения может сравниться с информативностью виброскорости только при условии, когда дополнительно, кроме размаха колебаний, будут учтены частоты, как всего колебания, так и его отдельных составляющих. На практике сделать это весьма проблематично.

Для измерения СКЗ виброскорости используются самые простые приборы – виброметры. В более сложных приборах (виброанализаторах) также всегда присутствует режим виброметра.

Виброскорость измеряется в:

VdB = 20 * lg10(V) + 86

VdB – виброскорость в децибелах

lg10 – десятичный логарифм (логарифм по основанию 10)

V – виброскорость в мм/с

86 дБ – уровень 1 мм/с

Ниже приведены значечения виброскорости в дБ для стандартного ряда норм вибрации. Видно, что разница между соседними значениями – 4 дБ. Это соответствует разнице в 1,58 раза.

Виброперемещение

Виброперемещение (вибросмещение, смещение) показывает максимальные границы перемещения контролируемой точки в процессе вибрации. Обычно отображается размахом (двойной амплитудой, Пик-Пик, Peak to peak). Виброперемещение – это растояние между крайними точками перемещения элемента вращающегося оборудования вдоль оси измерения.

Виброперемещение измеряется в линейных единицах:

Видео от Сергея Бойкина

Автор: Андрей Щекалев

Напишите мне свой вопрос, я отвечу Вам и дополню статью полезной информацией.

Источник

Что такое пиковое значение виброскорости

МЕТОДИЧЕСТКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ИЗМЕРЕНИЮ ИМПУЛЬСНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ ВИБРАЦИИ

НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР (Г.А.Суворов, Э.И.Денисов, А.Б.Журавлев, В.Г.Шинев, Н.Н.Курьеров)

НИИ технологии и организации производства (Пахомов В.Ф.)

Киевский НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН УССР (Меньшов А.А., Акименко O.Л.)

УТВЕРЖДЕНЫ Заместителем Главного Государственного санитарного врача СССР А.И.Заиченко 19 декабря 1983 г. N 2946-83 г.*

ВВЕДЕНИЕ

Импульсная локальная вибрация широко распространена в промышленности, особенно в машиностроении при заготовительно-штамповочных и сборочных работах. Ее источниками являются одноударные или редкоударные ручные машины, оборудование и немеханизированные ручные инструменты (слесарные и медницкие молотки, зубила и т.п.), используемые при ковке, штамповке, рихтовке: правке, выколотке, доводке и др. операциях.

Импульсная локальная вибрация возникает в результате кратковременного действия больших динамических сил, чаще всего в виде ударов, создаваемых машинами, оборудованием или инструментами передаваемых рукам оператора через рукоятки, органы управления, обрабатываемые детали или приспособления для их удержания.

Импульсная локальная вибрация оказывает влияние как в зоне контакта, так и на пути ее распространения в основном по тканям тела. При этом возможна микротравматизация тканей кисти, а также мышц, костей и суставов предплечья и плеча наряду с нейрорефлекторными влияниями, проявляющимися в нарушениях по типу вегетативного полиневрита рук с ангиоспастическими проявлениями с присоединением в последующем миофасцита.

Воздействие импульсной локальной вибрации обычно имеет место на фоне значительного мышечного напряжения, при этом возможно локальное охлаждение рук за счет контакта с металлическими поверхностями; их загрязнение маслами; все эти факторы способны усугубить неблагоприятное влияние вибрации. Влияние импульсной локальной вибрации, как правило, сопровождается интенсивным импульсным шумом, излучаемым при такой вибрации.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Настоящие методические рекомендации предназначены для руководства при измерении импульсной локальной вибрации.

1.2. Методические рекомендации должны использоваться при измерении локальной вибрации, воздействующей на оператора при проведении любого вида работ, впредь до утверждения соответствующих санитарных норм и правил.

Настоящие рекомендации имеют целью унификацию методики измерения импульсной локальной вибрации для накопления опыта ее измерения и сбора материалов по обоснованию санитарных норм и правил по ограничению неблагоприятного влияния этого вида вибрации на работающих.

1.3. Методические рекомендации предназначены для использования научно-исследовательскими организациями гигиенического профиля, проектно-конструкторскими организациями отраслей, а также предприятиями, эксплуатирующими машины, оборудование и инструменты, создающие при работе импульсные локальные вибрации. Органы санэпидслужбы могут проводить и контролировать проведение измерений таких вибраций, а также давать их гигиеническую оценку.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИН И ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1. Импульсная локальная вибрация является разновидностью непостоянной локальной вибрации, уровень виброскорости которой изменяется более чем на 6 дБ (более чем в 2 раза) за время измерения не менее 1 мин.

2.2. Локальная вибрация является импульсной, если она состоит из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, одиночных ударов или их серии), каждый длительностью менее 1 с при частоте следования менее 5,6 Гц.

3. ИЗМЕРЯЕМЫЕ ВЕЛИЧИНЫ

3.1. В зависимости от вида импульсной локальной вибрации ее следует характеризовать следующими амплитудно-временными параметрами.

Должно также определяться общее число импульсов за рабочую смену подсчетом, хронометражом или по технической документации.

3.3. При значениях больше 5·10 м/с (или больше 120 дБ) должны определяться дополнительно:

3.4. Для квазистационарной импульсной вибрации рекомендуется дополнительно определять эквивалентный спектр в октавах 8-1000 Гц; это требование обязательно для определения вибрационных характеристик новых машин, оборудования и инструментов и включения их в техническую документацию.

Источник