Технічні науки/6: Електротехніка і радіоелектроніка

К.ф.-м.н., доцент Кравченко Ю. С., студ. Слісарчук І. М.

Вінницький національний технічний університет

Електронний пристрій для визначення та контролю слабких механічних вібрацій

Сучасні технології вимагають безперервного моніторингу стану обладнання, зокрема, амплітуди і частоти вібрацій його складових. У технологічному обладнанні та технологіях кожен обертовий механізм має свої власні частотні характеристики. Зміни в режимі роботи, наприклад, обумовлені неприпустимим дисбалансом або пошкодженням підшипників, завжди залишають після себе свої динамічні характеристики [1].

Контроль за критичними вузлами установок, наприклад, насосами, компресорами, повітродувками, коробками передач і електромоторами може здійснюватися за допомогою частотного аналізу [2].

Маючи інформацію про технічний стан механізму, можна досягти максимальної ефективності його роботи. Як правило, така інформація використовується для визначення залишкового ресурсу роботи обладнання,

проведення ремонтних робіт та максимально-допустимих робочих навантажень. Найбільш достовірним фактом появи дефектів обладнання є поява вібрації. Тому її реєстрація та аналіз є основою проведення технічної діагностики [3].

Для контролю та реєстрації слабких механічних вібрацій зручніше застосовувати віброметри на основі п’єзоелектричного датчика, оскільки його перевагами є відносно невелика вартість, простота конструкції та стійкість і надійність до впливу зовнішніх факторів [4]. Схема такого віброметра зображена на рис. 1:

$C:\Documents and Settings\User\Рабочий стол\13.JPG$

Рисунок 1 – Схема віброметра на основі п’єзоелектричного датчика

Характеристики даної схеми такі: пристрій починає працювати відразу після правильної збірки - тобто, не потребує жодних налаштувань, діапазон механічних вібрацій в діапазоні частот складає 800-3000 Гц [5].

Промоделювавши дану схему віброметра в середовищі Multisim 12, ми можемо спостерігати, як резистор R4 регулює чутливість представленої схеми, що зображено на графіку залежності опору від струму протікаю чого в схемі:

$C:\Documents and Settings\User\Мои документы\Мои рисунки\Безымянный13.bmp$

Якщо корпус обраного віброметра жорстко закріпити на поверхні досліджуваного об'єкта, то будь-які клацання, удари, вібрації будуть перетворюватися в змінну або імпульсну електричну напругу. Корисний сигнал звичайно має малу амплітуду, тому між міліамперметром і п'єзодатчиком ставлять попередній підсилювач [6]. Окрім посилення він грає роль буферного захисту, оскільки різкий і сильний удар по п'єзопластині може викликати короткий імпульс дуже великої амплітуди, здатний пошкодити міліамперметр, чи можливо діод, який реагує на зміну коливань [7].

Існують певні критерії вібрації для роботи встановлених машин на виробництві. Загальні критерії оцінки, засновані на вимірі, як власне, значень параметрів вібрації, так і значень із змін, що відносяться як до експлуатаційного контролю, так і до приймальних випробувань, повинні бути встановлені з урахуванням необхідності забезпечити наступні фактори:

- безпечну тривалу роботу машини;

- відсутність впливу вібрації машини на роботу сусідніх машин і механізмів [8].

Тому, такий пристрій, який ми наводимо для прикладу вище – є важливим фактором для нормальної роботи різних машин на виробництві.

ЛІТЕРАТУРА:

1. Геріке Б. Л. Вібродіагностика гірських машин і устаткування. Навчальний посібник / Б. Л. Геріке, І. Л. Абрамов, П. Б. Геріке. Кемерово: КузГТУ, 2007. - 167 с.

2. Шубов І. Г. Шум і вібрація електричних машин / І. Г. Шубов. - 2-ге вид., Перероб. і доп. - Л.: Вища. 1986. - 208 с.

3. Русов В. А. Спектральна вібродіагностика / В. А. Русов. - Перм, 1996. - 176 с.

4. Яуре А. Г. Кранова електропривод. Довідник. / А. Г. Яуре, Є. М. Певзнер. - М.: Вища школа, 1988. - 334 с.

5. Барков А. В. Вібраційна діагностика машин і устаткування. Аналіз вібрації / А. В. Барков, Н. А. Баркова. - C-Петербург.: Вид. центр СПбГМТУ, 2004. - 156 с.

6. Барков А. В. Моніторинг та діагностика роторних машин по вібрації / А. В. Барков, Н. А. Баркова, О. Ю. азовців. - C-Пб.: Вид. центр СПбГМТУ, 2000. - 169 с.

7. Баркова Н. А. Неруйнівний контроль технічного стану гірських машин і обладнання: навч. посібник / Н. А. Баркова, Ю. С. Дорошів. - Владивосток: Изд. ДВГТУ, 2009. - 157 с.

8. Біргер І. А. Технічна діагностика / І. А. Біргер. - М.: Машинобудування, 1978. - 240 с., Іл.