Де і для чого вимірюють вібрацію
Вібрація буває різною… І корисна та руйнівна.
Як тільки зійде сніг, на жаль часто разом з асфальтом, так і розпочнуться роботи з ремонту доріг, укладання тротуарної плитки та загалом облагородження міст.
І на невеликих ділянках, наприклад, у внутрішньобудинковій території все частіше можна помітити не багатотонні громіздкі ковзанки, а вібромашини, які вдавлюють асфальт не своєю масою, а шляхом генерації вібраційного впливу. Для малих площ – чудовий варіант. Недорого, розгорнеться на клаптику землі. А всю роботу виконує вібрація.
Тобто повторювані сотні і тисячі разів зворотно-поступальні рухи – робочі коливання.
Але буває вібрація та погана. Якщо підшипник зносився, або вал електродвигуна або редуктор – через вік або помилкову експлуатацію, збільшуються відцентрові сили, значно перевищуються розрахункові навантаження і різко зростає ймовірність аварійної ситуації. Причому чим вища кутова швидкість, тим більше вібрація.
До речі, ви знаєте про те, що після установки відремонтованого двигуна на літак, його насамперед перевіряють на рівень вібрації? Спочатку на 20% потужності, потім 50%, на 75%... Для цього потрібний особливий прилад – віброметр.
Вібрація вимірюється, як частина передполітної підготовки, на землі. Літак при цьому фіксується за допомогою упорів. Але це справи хоч і супер важливі (ніхто не хоче, щоб у польоті відірвало двигун через дисбаланс), але небесні.
4 завдання для вимірювання вібрації
- Деталі обертання машин.
Якщо вал або вісь зношені, то обертання починає відбуватися навколо іншої умовної лінії і чим більше лінія зміщена від початкової осі обертання, чим більше вібрація. Вона може обчислюватися сотими частками міліметра і бути не помітною неозброєним поглядом, але мати місце і навіть швидко прогресувати.
Крім лінійного відхилення, вібрація характеризується також частотою та прискоренням. При виборі потрібної моделі, необхідно уважно читати опис, характеристики, відгуки та запитувати у разі неточностей у менеджерів, що саме вимірює той чи інший прилад.
Тобто за допомогою приладу знаходиться проблемний вузол і далі один із варіантів: замінити, відремонтувати або може доведеться купити повністю все обладнання, якщо воно стало неремонтопридатним (а також морально застаріло, знято з виробництва).
Це стосується газових та гідравлічних насосів, компресорів, вентиляторів, редукторів.
Якщо потрібно здійснювати періодично перевірку рівня вібрації в заданих точках, можна скористатися ручним приладом. Зручно, якщо він має виносний датчик, який підключається до базового вимірювального блоку за допомогою багатоштиркового кабелю, яким передається сигнал. Можна дістатися до важкодоступного місця.
Датчики можуть бути різні: оптичні, вихрострумові, п'єзоелектричні, індукційні.
Але якщо необхідний контроль онлайн, потрібний стаціонарний вимірювач вібрації, інформація з якого видається на центральний пульт. Можуть підключатися виконавчі механізми, які вимикають пристрої у разі, якщо вібрації перевищують задану межу. Про те, що буде, якщо ця система не працює, ми розповімо нижче. - Знову повернемося до доріг. І не лише для машин.
Мости, естакади. Вібрація їм смертельна небезпечна. Це може бути через пориви вітру, землетруси, коливань через важкі вантажівки, що проїжджають.
Згодом вібрація руйнує залізобетонні конструкції, послаблює їх і може призвести до аварії.
Залізниці та підземні лінії метро обов'язково перевіряються на вібрації. - Автомобілі.
Тут йдеться, наприклад, про вібрацію двигуна. Це може бути як через те, що двигун не закріплений на подушці, так і пояснення можуть бути більш серйозні, якщо проблема знаходиться всередині. І без розбирання не обійтися.
Цікаво, що в інжекторних двигунах, серед численних датчиків, один з них – це датчик детонації. Він вловлює стукіт (вібрацію мотора) і в залежності від її величини, спрямовує дані в комп'ютер, щоб скоригувати оптимальним чином роботу двигуна. - Масивне заводське обладнання: преси, верстати, турбіни.
У цьому вібрація не може виходити за нормативні межі.
Наведемо приклад того, до яких катастрофічних наслідків може призвести вібрація. Навіть на такому здавалося б строго контрольованому об'єкті як гідроелектростанція. А саме на Саяно-Шушенській ГЕС.
На одному з гідроагрегатів навесні 2009 року були зафіксовані підвищені рівні вібрації, але залишалися ще нижчими від граничних значень. У червні було перевищено нормативні значення. До 8 години ранку 17 серпня 2009 року амплітуда вібрації склала 600 мкм за допустимих 160 мкм, а о 8:13 різко зросла до 840 мкм. Вібрував підшипник турбіни. Ніхто гідроагрегат не зупинив! Але найнезрозуміліше, що система вібраційного контролю на цьому агрегаті (загалом їх було 10 на електростанції), не була введена в експлуатацію!
В результаті від вібрацій зірвалися шпильки турбіни (частина – через втому металу, інша частина – через ефект саморозкручування, знову ж таки через вібрації). Під величезним тиском води ротор вагою майже 1000 тонн піднявся вгору, як іграшка.
Сталося затоплення машинного залу. Загинуло 75 людей. Одна з найбільших катастроф у світовій гідроенергетиці.