Критерии жесткости механических колебаний и оценка их уровней

Оценка механических колебаний. Многие специалисты в качестве руководства для оценки состояния машинного оборудования используют один из опубликованных стандартов по жесткости механических колебаний. В не которых стандартах, например, в стандарте ИСО 2372 (и аналогичных национальных стандартах), указаны предельные значения, которые зависят только от мощности машины и типа фундамента. Большинство общих критериев базируется на СКЗ скорости механических колебаний в частотном диапазоне от 10 до 1000 Гц, хотя многие важные частотные составляющие часто находятся в области более высоких частот.

Другим примером критериев, разработанных специально для вынесения решения о состоянии машинного оборудования, является канадская государственная спецификация «Предельные значения механических колебаний для проведения технического обслуживания». В ней определяются предельные значения для машин определенных типов и размеров. В ней также используются СКЗ скорости механических колебаний в частотном диапазоне от 10 до 10000 Гц. Хотя абсолютные значения, предлагаемые этими критериями, не всегда могут быть использованы (обратите внимание на замечание относительно изменений подвижности, приведенное на следующей странице), они тем не менее являются полезными в смысле индикации различных степеней увеличения уровней механических колебаний.

Например, в упомянутом выше стандарте ИСО 2372 указывается, что увеличение амплитуд в 2,5 раза (8 дБ) является значительным, так как такова протяженность одного класса качества. Аналогично, увеличение в 10 раз (20 дБ) является серьезным, так как оно может привести к ухудшению оценки состояния машины с «хорошей» до «недопустимой».

Упомянутые критерии применимы в случае общих (широкополосных) значений механических колебаний. Однако, по причинам, обсуждение которых проводится в следующем разделе, они должны использоваться с осторожностью. Соответствующие классификации являются полезным руководством при проверке состояния машинного оборудования на месте его эксплуатации, но их применение жестко ограничено при выявлении и диагностике неисправностей на ранних стадиях для любой конкретной машины.

Сила Х подвижность = механические колебания. Механические колебания, измеряемые на поверхности элементов машинного оборудования, отражают циклические силы, присутствующие в соответствующих точках. Действительная замеряемая скорость механических колебаний пропорциональна не только силам, но также и подвижности конструкции в точке замера. Подвижность представляет собой меру податливости конструкции к давлению (и является величиной, обратной механическому импедансу). Связь между силой, подвижностью и результирующей скоростью механических колебаний при различных частотах показана на приведенном рисунке. При применении логарифмических масштабов можно провести сложение спектров силы и подвижности, получая в результате спектр скорости механических колебаний. Следует иметь в виду, что в приведенном примере даже значительная составляющая силы (А) при частоте (n) вследствие малой подвижности при той же частоте (n) не приводит к появлению пика в спектре механических колебаний. Поэтому нельзя обращать

внимание только на заметные пики спектров механических колебаний, так как малые значения так же могут содержать информацию о важных изменениях сил. Характеристики подвижности машинного оборудования обычно не претерпевают значительных изменений со временем. Поэтому можно с уверенностью предположить, что если уровень механических колебаний в определенной точке удвоился, то уровень силы также удвоился. Для подобных друг другу машин подвижность в определенной точке может изменяться с коэффициентом 1000:1. Поэтому нелогично использовать одни и те же абсолютные предельные значения в качестве общих показателей необходимости проведения технического обслуживания.

Более надежный показатель состояния машинного оборудования может быть получен при концентрации внимания на относительные изменения, т.е. путем задания опорного исходного спектра или уровня и допуска определенных изменений с заданным коэффициентом. Практика показывает, что для частотных составляющих до 1000 Гц (и острых пиков в диапазоне от 4 до 10 кГц) увеличение амплитуд с коэффициентом 2,5 (8 дБ) следует рассматривать как значительное изменение состояния, являющееся основанием для выявления причин, а увеличение с коэффициентом 10 (20 дБ) по сравнению с опорным спектром указывает на необходимость проведения ремонта. Это соответствует стандартам ИСО и другим документам. для частотных составляющих в диапазоне свыше 4000 Гц эти коэффициенты могут быть с осторожностью увеличены до 6 (прибл. 16 дБ) и 100 (40 дБ), как показано на рисунке.