Преобразователи параметров вибраций валов

Введение…………………………………………………………………
1 Сравнительный анализ ИИС биений валов ………………………….
1.1. Измерения биений вала. Методы, средства, эффективность…….
1.2 Сравнительный анализ электромеханических датчиков биений
вала и ИИС на их основе…………………………………………………
1.3 ИИС для измерения биений вращающихся валов с применением
датчика с бегущим магнитным полем………………………………….
2 Функция преобразования и параметры элементов ИИС биений вра- щающихся валов ………………………………………………………...
2.1 ИИС для измерения биений вращающихся валов…………………
2.2 Конструкция и основные особенности датчика с бегущим магнит-
ным полем для измерения биений вращающихся валов……………..
2.3 Электрические параметры ЭМС датчика с бегущим магнитным
полем для измерения биений вращающихся валов……………………
2.4 Схема замещения ИИС биений вращающихся валов……………..
2.5 Обобщенная система уравнений электрического состояния ИИС
биений вращающихся валов ……………………………………………
2.6 Двухфазный режим работы ИИС биений вращающихся валов…..
3 Исследование ИИС биений вращающихся валов с помощью компь- ютерной модели…………………………………………………………
3.1 Анализ существующих методов определения погрешности……..
3.2. Анализ функции преобразования ИИС биений вращающихся ва-
лов…………………………………………………………………………..
3.3 Компьютерная модель ИИС биений вращающихся валов……
4 Анализ погрешностей ИИС биений вращающихся валов …………
4.1 Погрешность ИИС биений вращающихся валов, обусловленная
нелинейной зависимостью выходного напряжения от величины сме- щения вала………………………………………………………………..

Весь текст будет доступен после покупки

В различных отраслях промышленности очень широко используются различные сочленения валов или валы, работающие с переменной нагрузкой. Вращающиеся валы соединяются с помощью муфт. Оба вала муфты должны быть прямолинейными и расположены на одной геометрической оси. Если муфта выполнена качественно и оба условия выполнены, то при вращении вала окружная скорость любой точки вала, находящейся на его оси, будет равна нулю. Если хотя бы одно из этих требований не выполнено, то осевые точки некоторых сечений уже не будут расположены на геометрической оси муфты и при вращении вала будут описывать окружности относительно оси. Вал, как говорят, начнет ?бить?. Причинами биения валов может быть изо- гнутость валов муфты, либо несовпадение их геометрических осей. При ра- боте муфты биение валов может повысить вибрацию и нагрузку на подшип- ники муфты и подшипники соединяемого с муфтой устройства. Эта нагрузка может быть причиной преждевременного выхода из строя подшипников, а, следовательно, и всего агрегата. Соединения валов с помощью муфт очень широко распространены в различных отраслях промышленности.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Сравнительный анализ ИИС биений валов


Примерно 50% всех поломок машин и в первую очередь подшипников вызваны биениями валов. При несоосности валов сочлененных машин их оси смещаются друг относительно друга, из-за чего возникает момент сил реак- ции, который приводит к повышенным нагрузкам на опоры и вызывает:
- износ подшипников;
- износ уплотнений;
- повышенное потребление энергии;
- увеличение уровня вибрации и шума;
- снижение работоспособности и надежности машин и всех систем, в которые входят эти машины.
Контроль биений валов необходим для исключения аварийных ситуа- ций в различных агрегатах.
Для измерения биений валов в настоящее время используются различ- ные ИИС. Главным звеном любой измерительной системы является первич- ный преобразователь, на который непосредственно воздействует измеряемая физическая величина. В последнее время в связи с удешевлением электронных систем всё чаще применяются ИИС со сложной обработкой сигналов, в состав которых входят конструктивно обособленные первичные преобразователи си- стемы, называемые датчиками. Датчики преобразуют контролируемую вели- чину (например, смещение оси вала) в сигнал, удобный для измерения, пере- дачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объ- екта измерений. Наиболее полно датчики различного принципа действия рас- смотрены в ряде работ Н.Е. Конюхова [45, 49-50], М.Ф. Зарипова [42], В.Я. Горячева [38], А. Ф. Котюк [48], Ф.М. Медников [52], А.И. Трофимов [67, 69],
М.П. Цапенко [71], В.М. Шляндин [74-75].





1.1. Измерения биений вала. Методы, средства, эффективность

Сравнительный анализ методов, средств и эффективности измерения биений валов представлен автором в работе [25]. Средства, применяемые вИИС для измерения биений валов, можно классифицировать по принципу дей- ствия:
- прямое измерение;
- лазерно-оптические датчики;
- датчики, основанные на вибрационно-диагностическом методе;
- электромагнитные датчики.
Казалось бы, самым простым и надежным является прямое измерение (штан- генциркулем или щупами — измерение радиальных и торцевых зазоров на полумуфтах, приспособлениями с индикаторами часового типа, микромет- рами), но на практике такие методы часто не дают желаемых результатов. В механизме, например, на котором с помощью индикаторов была произведена центровка вала с точностью 0,01 мм при допуске 0,04 мм, при контроле техни- ческого состояния по вибрации прослеживались явные признаки биения вала. Выверка лазерным центровщиком показала, что при выходе на эксплуатаци- онный режим неравномерный нагрев корпуса механизма по длине и разница между температурой механизма и приводного электродвигателя приводят к перекосу и смещению осей на 0,4 мм, что недопустимо. Таким образом, по- грешность методов прямого измерения близка к предельно-допустимой по- грешности. Кроме того, прямые методы измерения биений вала не позволяют производить измерения во время работы агрегата при вращении вала. Долгое время прямыми методами измерения были вынуждены пользоваться из-за от- сутствия более точных средств. В настоящее время используются лазерные датчики положения (ЛДП). Высокая разрешающая способность и быстродей- ствие позволяют использовать их для измерения биений и вибрации валов. Из- мерения выполняются по методу оптической триангуляции (рисунок 1.1).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Азизов, А. М. Методическая погрешность исследования случайных коррелированных процессов / А. М. Азизов. - Измерительная техника. - 1969.
-№2.-С. 11-14.
2. Ахметжанов, А. А. Высокочастотные системы передачи угла автоматиче- ских устройств / А. А. Ахметжанов // - М. : Энергия, 1975. - 278 с.
3. Ахметжанов, А. А. Индукционный редуктосин / А. А. Ахметжанов, Н. В. Лукиных // - М. : Энергия, 1971. - 78 с.
4. Ахметжанов, А. А. Электромеханические преобразователи угла с электри- ческой редукцией. / Под ред. А. А. Ахметжанова // - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 104 с.
5. Батищев, В.И. Аппроксимационные методы и системы измерения и контроля параметров периодических сигналов/ Мелентьев B.C., Батищев В.И.// -М.: Машиностроение, 2007-393с.
6. Батищев, В.И. Измерение параметров емкости датчиков положения и перемещения/ Мелентьев B.C., Батищев В.И.// - М.: Машиностроение-1, 2005-124с. ,
7. Батоврин, А. А. Основы теории индукционных фазовращателей с пульси- рующим полем / А. А. Батоврин // - Л.: Судпромгиз, 1957. - с. 3-25.
8. Батоврин, А. А. Электромашинные фазовращатели / А. А. Батоврин // -
Л. : Энергоатомиздат, 1986. - 124 с.
9. Гаврина, О.В. Анализ двухфазного режима работы информационно- измерительной системы на основе датчика биений вала с бегущим магнит- ным полем/ Гаврина О.В., Шатова Ю.А.// Современные проблемы науки и образования. - 2013. - №2 - http://www.science-education.ru/108-8942;
10. Гаврина, О.В. Анализ систематической погрешности информационно- измерительной системы на основе датчика биений вала с бегущим магнит- нымполем/ Гаврина О.В., Горячев В.Я., Чапчиков Ю.К., Шатова Ю.А.// Изве- стия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2013. -№1-С.46-57;

Весь текст будет доступен после покупки