Определение вибрации, простейшего гармонического колебания. Частотный анализ и резонанс, временные реализации и их спектры. Преобразование вибрационного сигнала с использованием осциллографа. Радиальные передачи редуктора с промежуточными телами качения.
Аннотация к работе
Наиболее часто механические колебания (вибрации) представляют собой нежелательные явления, сопровождающие полезные процессы в технологических установках. В тех или иных случаях существует необходимость контроля параметров движения и вибрации, а также комплексной оценки состояния оборудования. Получение информации о вибрации при эксплуатации промышленного оборудования и всевозможных динамических объектов, представляет собой первоочередную задачу при оценке качества и надежности работы, как отдельных узлов, так и всех установок в целом.Механическими колебаниями называется такой процесс, при котором какой-нибудь физической величине, его характеризующей, свойственны переходы от возрастания к убыванию, чередующиеся с переходами от убывания к возрастанию (или обратное чередование) [2, с. Этот тип вибрации называется общей вибрацией, потому что тело перемещается как единое целое и все его части имеют одинаковую по величине и направлению скорость [1]. Положением равновесия называют такое положение, в котором тело находится в состоянии покоя или положение которое оно займет, если сумма действующих на него сил равна нулю. Колебательное движение твердого тела может быть полностью описано в виде комбинации шести простейших типов движения: поступательного в трех взаимно перпендикулярных направлениях (х, у, z в декартовых координатах) и вращательного относительно трех взаимно перпендикулярных осей (Ох, Оу, Oz). Такая система называется системой с одной степенью свободы, т.к. положение маятника в любой момент времени может быть определено одним параметром - углом в точке закрепления.Если отвести тело на некоторое расстояние от положения равновесия и отпустить, то пружина вернет его в точку равновесия. Однако тело приобретет при этом определенную кинетическую энергию, проскочит точку равновесия и деформирует пружину в противоположном направлении. После этого скорость тела начнет уменьшаться, пока оно не остановится в другой крайней позиции, откуда сжатая или растянутая пружина опять начнет возвращать тело назад в положение равновесия. Такой процесс будет повторяться вновь и вновь, при этом происходит непрерывное перетекание энергии от тела (кинетическая энергия) к пружине (потенциальная энергия) и обратно. Если бы в системе отсутствовало трение, то эти колебания продолжались бы непрерывно и бесконечно долго с постоянными амплитудой и частотой.Если по вертикальной оси графика отложить положение (смещение) объекта, испытывающего простые гармонические колебания, то результатом будет синусоида, описываемая уравнением [3, с. Эту синусоиду можно считать простейшей и основной временной реализацией вибрации. Скорость (или быстрота) изменения некоторой величины относительно времени, как известно из математики, определяется производной по времени: (3) Из этой формулы видно, что скорость при гармоническом колебании также ведет себя по синусоидальному закону, однако, вследствие дифференцирования и превращения синуса в косинус, скорость сдвинута по фазе на 90 (то есть на четверть цикла) относительно смещения. Из приведенных уравнений видно, что скорость пропорциональна смещению, умноженному на частоту, а ускорение - смещению, умноженному на квадрат частоты.Для описания и измерения механических вибраций используются следующие понятия: Максимальная Амплитуда (Пик) - это максимальное отклонение от нулевой точки или от положения равновесия (рис. Для синусоидального колебания размах в точности равен удвоенной пиковой амплитуде, так как временная реализация в этом случае симметрична (рис.2). Для ее расчета необходимо возвести в квадрат мгновенные значения амплитуды колебаний и усреднить получившиеся величины по времени, а затем извлечь квадратный корень.Хотя по своей природе фаза является временной разностью, ее почти всегда измеряют в угловых единицах (градусах или радианах), которые представляют собой доли цикла колебания и, следовательно, не зависят от точного значения его периода. Разность фаз двух колебаний часто называют сдвигом фазы. Сдвиг фазы в 360 градусов представляет собой временную задержку на один цикл, или на один период, что, по существу, означает полную синхронность колебаний. Разность фаз в 90 градусов соответствует сдвигу колебаний на 1/4 цикла друг относительно друга (рис. Фазу можно также измерять по отношению к конкретному моменту времени.В европейских странах принята международная система единиц и вибросмещение измеряют в микрометрах (мкм). В англоязычных странах вибросмещение обычно измеряют в миллидюймах и по традиции применяют значение «peak-to-peak» (размах).Обратное преобразование ускорения в скорость и скорости в смещение называется интегрированием. Это является одной из причин, почему акселерометры сегодня стали основными датчиками вибрации: их выходной сигнал можно легко подвергнуть однократному или двухкратному интегрированию и получить либо скорость, либо смещение. Дифференцирование сопровождается умножением амплитуды на частоту, поэтому амплитуда виброскорости на определенной частоте пропорциональна смещению
План
Содержание
Введение
1. Основы измерения вибрации
1.1 Определение вибрации
1.2 Простейшее гармоническое колебание
1.3 Уравнения колебаний
1.4 Измерения амплитуды вибрации
1.5 Фаза колебаний
1.6 Единицы измерения вибрации
1.7 Различия между виброперемещением, виброскоростью и виброускорением
1.8 Сложная вибрация
1.9 Энергия и мощность
1.10 Собственные частоты
1.11 Линейные и нелинейные системы
1.12 Резонанс
1.13 Частотный анализ
1.14 Типы сигналов
1.15 Примеры временных реализаций и их спектров
1.16 Модуляция
1.17 Биения
1.18 Логарифмическая частотная шкала
1.19 Октавный и третьоктавный анализ
1.20 Линейный и логарифмический амплитудные масштабы
1.21 Децибел
1.22 Децибел и соотношения амплитуд. Преобразование единиц измерений
2. Виды датчиков для измерения вибрации
2.1 Классификация датчиков вибрации
2.2 Преобразователи инерционного действия
2.3 Индукционные преобразователи
3. Радиальные передачи с промежуточными телами качения
3.1 Радиальные цилиндрические передачи
3.2 Передача, имеющая волновой генератор с плавающей шайбой
3.3 Двухзвенная передача с плавающей шайбой
4. Исследования редуктора МР55-1500-21
4.1 Оборудование для исследований
4.2 Вибродатчики
Заключение
Список использованных источников
Введение
Наиболее часто механические колебания (вибрации) представляют собой нежелательные явления, сопровождающие полезные процессы в технологических установках. В то же время вибрации могут создаваться принудительно для выполнения определенных функций, например, в вибрационных питателях и конвейерах, используемых для транспортировки мелких штучных материалов. В тех или иных случаях существует необходимость контроля параметров движения и вибрации, а также комплексной оценки состояния оборудования.
Получение информации о вибрации при эксплуатации промышленного оборудования и всевозможных динамических объектов, представляет собой первоочередную задачу при оценке качества и надежности работы, как отдельных узлов, так и всех установок в целом.
Измерение вибрационных характеристик редукторов с промежуточными телами качения является новым, не исследованным вопросом. Поэтому разработка способов измерения и исследования вибрации редукторов при введении в эксплуатацию, а также в ходе эксплуатации заслуживают особого внимания специалистов в области оценки качества работы оборудования.
На предприятии возникла идея проведения вибрационных испытаний редукторов с промежуточными телами качения. Для этого была придумана методика проведения эксперимента, в которой в качестве вибродатчиков были использованы сейсмоприемники. Проведение данных исследований будет являться основой для последующего комплексного анализа вибраций в редукторах с промежуточными телами качения.