Особенности диагностики расцентровки.

Практика работы сотрудников по диагностике в оборудовании различных причин повышенной вибрации различными методами, достаточно обширная по объему, дала для диагностики расцентровок несколько неожиданный практический результат.

Парадокс заключался в том, что применение спектральных методов диагностики для выявления расцентровок, при большой общей трудоемкости выполняемых работ, не дает нужной практической эффективности. Более лучшие результаты, с точки зрения трудоемкости и достоверности, были получены нами при диагностике расцентровок с использованием более простых методов пространственного анализа интегральных параметров вибросигнала, таких, как СКЗ (среднее квадратичное значение) виброскорости.

Попробуем кратко пояснить это наше, на первый взгляд парадоксальное, заявление. Известно, что основными диагностическими особенностями наличия расцентровки в спектре вибросигнала является наличие трех гармоник оборотной частоты - первой, второй и, довольно часто, третьей. Однако такой же набор гармоник появляется в спектре вибросигнала при наличии целого ряда других причин повышенной вибрации оборудования - это ослабление крепления к фундаменту, дефект посадки подшипника, изгиб вала и т. д. Принять "однозначное диагностическое решение" по спектру вибросигнала, что причиной повышенной вибрации данного агрегата является только расцентровка, является достаточно сложной задачей.

Не рассматривая вопрос о трудоемкости проведения диагностических работ по выявлению расцентровок по общему уровню вибросигналов и по спектрам вибросигналов, можно сравнить их по сложности обучения персонала каждому из методов. На основе нашего опыта обучения сотрудников можно сделать вывод - если для обучения методике диагностики расцентровок по СКЗ виброскорости было достаточно и одного дня, то достаточно уверенной диагностике этой же причины, но при помощи спектров вибросигналов, удавалось обучить только через несколько месяцев.

Тем не менее, поскольку целью и предметом данной методической разработки является рассмотрение возможностей применения спектральных методов для диагностики состояния оборудования ниже будем рассматривать их применение на практике. Другие вибродиагностические методы, применимые в практической диагностике наличия расцентровок в оборудовании, не являются предметом настоящего рассмотрения и, очевидно, должны быть рассмотрены в других разработках.

Для начала приведем самые общие рекомендации, которых необходимо придерживаться при выполнении спектральной вибрационной диагностики расцентровок в оборудовании:

- первую очередь хотелось бы предостеречь слушателей от категорических заявлений по поводу наличия или отсутствия расцентровки в контролируемом агрегате, особенно если Вы сделали только один замер на одном подшипнике и в одном направлении. При появлении предположения о возможности наличия расцентровки в районе данной соединительной муфты необходимо выполнить полный комплекс измерений вибрации на двух подшипниках с двух сторон муфты, на каждом в трех проекциях.

С целью повышения достоверности получаемых диагнозов желательно даже сделать это на четырех подшипниках двух сцентрованных механизмов;

- важным фактором для диагностики расцентровки является знание начальной фазы колебаний, особенно для первой и второй гармоник. Если имеется возможность регистрации синхронизированных, а тем более синхронных, вибросигналов - это необходимо сделать обязательно. Можно смело утверждать, что знание начальной фазы повышает достоверность диагностики расцентровки очень сильно, может даже в два раза;

- регистрировать спектроанализатором необходимо не спектр вибросигнала, а временной сигнал, желательно виброскорости. Сама форма временного вибросигнала много говорит опытному вибродиагносту о характере происходящих в оборудовании процессов. Мало того, что мы понимаем, как вторая, четная гармоника приводит к несимметрии вибросигнала относительно оси времени, главное, что на временном сигнале можно очень хорошо увидеть соударения в муфте. Характер этих соударений, их интенсивность, во многом определяется типом соединительной муфты и видом расцентровки;

- нужно достаточно хорошо и подробно представлять конструкцию и принцип работы соединительной муфты, понимать процессы, в ней происходящие. Только это дает возможность правильно дифференцировать в общей вибрации ту ее часть, которая является наведенной от расцентровки.

Расцентровка является частой и распространенной причиной повышенной вибрации в оборудовании. Во время проведения нами первых и массовых обследований на предприятиях, которые раньше не занимались проблемами вибродиагностики, количество работающих агрегатов с неудовлетворительной центровкой доходило до 50 - 70 % от общего числа агрегатов.

Из самых первых признаков расцентровки валов - наличие увеличенных радиальных вибраций на подшипниках с двух сторон муфты при достаточно низких вибрациях в других точках. По направлению эти вибрации обычно сосредоточены почти полностью в плоскости расцентровки.

Для определения направления плоскости смещения валов, по которой произошло возникновение расцентровки, можно воспользоваться очень простым правилом - необходимо построить распределение вибраций в осевом направлении, в зависимости от угла установки датчика на подшипнике. Датчик переставляется вокруг по подшипнику, каждый раз точка замера переносится на 30 - 45 градусов по направлению или против направления вращения ротора.

В итоге можно будет построить круговой график, своеобразную "розу вибраций", которую мы называем так по аналогии с "розой ветров" в науках о климате. При наличии расцентровки не в такой "розе вибраций" чаще всего будут два явно выраженных пика, диаметрально противоположных. Если аналогичная картина будет на другом подшипнике, расположенном через муфту - вероятность параллельной расцентровки будет очень велика.

Кроме того, происходит характерное изменение спектрального состава вибросигналов - резко увеличивается амплитуда второй гармоники оборотной частоты, а иногда и третьей гармоники. Возрастание второй гармоники в спектре вибросигнала объясняется достаточно просто процессы от некачественной центровки валов, вследствие неправильного монтажа подшипников, повторяются дважды за один оборот вала.

Осевая составляющая при расцентровке всегда несет в себе характерные особенности - практически всегда есть вторая и третья гармоники, хотя амплитуда вибрации в осевом направлении может возрасти не очень значительно.

Пригонка фундаментных рам.

Положение осей выравнивают изменением длины выступающих из рамы регулировочных винтов, подбивкой клиновых подкладок в соответствующих парах или изменением высоты домкратов.
После каждой регулировки производят затяжку анкерных болтов и очередную проверку уровнем. Для затяжки используют гаечный ключ с удлинителем-трубой с общим плечом не более 500 мм или тарированный ключ, рассчитанный на определенное усилие затяжки.

Установка собранных компрессоров. Компрессор в сборе после строповки и подъема опускают на клиновые подкладки или домкраты, установленные на плитки фундамента так, чтобы в отверстия рамы можно было предварительно завести анкерные болты или пропустить закрепленную на них проволоку. Компрессор ставят на 2 деревянных бруса сечением до 100x100 мм, уложенных поперек рамы. Проверяют взаимное положение осей компрессора и фундамента по отметкам на раме машины и репере фундамента. На заведенные в отверстие рамы анкерные болты ставят шайбы и гайки без затяжек для того, чтобы смешать раму при регулировке ее положения. При окончательной затяжке болт должен выступать над контргайкой на 2-3 нитки и не более чем на 1/2 его диаметра. В случае небольшого превышения под гайку ставят утолщенную шайбу. Деревянные бруски удаляют, отжимая раму любыми приспособлениями. Положение горизонтальных осей компрессора проверяют брусковым уровнем, который устанавливают в двух взаимно перпендикулярных направлениях по оси вала и по ходу вала. Плоскость, в которой располагаются эти оси, и параллельные ей обработанные поверхности и детали компрессора являются базовыми, по которым в дальнейшем устанавливают и проверяют положение компрессора на фундаменте. В компрессорах, поступающих опломбированными, уровень ставят на выступающий обработанный конец коленчатого вала или насаженный на него шкив, маховик. В последних случаях может быть небольшая погрешность за счет перекоса при посадке и закреплении этих деталей на консоли вала. Уровень фиксируют по пузырьку поперечной ампулы, устанавливая его в нулевое положение. Горизонтальность оси компрессора по ходу вала проверяют уровнем, установленным на специальных контрольных площадках на корпусе. В компрессорах, поступающих в сборе без опломбирования, горизонтальность положения его осей проверяют по оси вала установкой уровня на любую обработанную его цилиндрическую часть или на одну из коренных шеек, вскрывая для этого коренной подшипник. На шейке не должно быть следов износа после обкатки. В вертикальных и прямоугольных компрессорах уровень устанавливают по ходу вала на контрольную линейку, уложенную на торец одного из цилиндров. При снятой крышке контрольную линейку на цилиндре можно использовать для проверки положения и по оси вала. В прямоугольных компрессорах уровень можно установить на направляющую крейцкопфа горизонтального ряда с учетом поправки на точность присоединения, если она указана в формуляре. В оппозитных компрессорах горизонтальность по ходу вала проверяют уровнем на контрольной линейке, установленной на обработанные борта рамы, с которой снята крышка, или уровнем по направляющим крейцкопфов. Для учета угла наклона направляющих по отношению к раме вычисляют среднеарифметическое от показаний уровня, установленного на направляющие крейцкопфа противоположных рядов рамыоложением пузырька уровня, который должен смещаться не более чем на 1/2 деления. Большие отклонения указывают на плохое прилегание плиток к фундаменту или неплотное взаимное прилегание клиньев, между которыми не должна проходить пластина щупа 0,05 мм. На точность установки оборудования по горизонтальности его осей указывает нулевое положение пузырька уровня; допускается отклонение не более 0,1 мм/м длины. Уровень всегда устанавливают в два положения, поворачивая на 180°. Различные показания свидетельствуют о неисправности уровня, дефектах обработки базовой поверхности или неправильной установке уровня при его повороте. По инструкциям некоторых заводов отклонение от горизонтальности допускается и до 0,3 мм/м. Однако это может стать причиной быстрого износа упорных подшипников. По аналогии со стационарными двигателями внутреннего сгорания допуск на горизонтальность по ходу вала может быть увеличен до 0,2 мм/м при сохранении допуска на горизонтальность по оси вала до 0,1 мм/м. Плотность взаимного прилегания комплекта подкладок и обжатия их и других выверочных приспособлений между фундаментом и рамой можно проверить также обстукиванием молотком: при неплотном прилегании звук глухой. Малогабаритные компрессоры иногда устанавливают на фундамент на подрамнике из стальных балок или швеллеров, соединенных электросваркой. Переходные подрамники также применяют при значительном несовпадении анкерных и фундаментных болтов с отверстиями в раме. Подрамник можно устанавливать на фундамент в соединении с рамой или раздельно. В первом случае площадку контакта рамы и подрамник подгоняют так, чтобы в стык не проходил щуп 0,05 мм. Дальнейшую установку и выверку проводят обычным порядком. Подрамник при раздельной установке на фундамент (рис. 19) ставят на клиновые подкладки или домкраты, соблюдая точность установки: 0 - 0,1 мм/м по оси вала и до 0,2 мм/м по ходу. Установку подрамника 1 проверяют контрольной линейкой 2 и уровнем 3. Показатели замеров не должны меняться при затяжке анкерных болтов и болтов, соединяющих раму с подрамником.

При изменении показателей необходима более тщательная пригонка и установка.

Порядок работ при центровке следующий:

1. Подъем или опускание конца ротора путем установки подкладок под колодки вкладышей или излишнего их шабрения не допускается, так как может нарушить центровку роторов по уплотнениям цилиндров и вызвать задевание лабиринтов.

2. После первой центровки ротор электродвигателя снимают с подшипников и устанавливают на козлах.

3. Затем повторно проверяют центровку роторов по полумуфтам и при необходимости исправляют ее.