Вибрация – это механические колебания твердых тел. Частным примером колебания твердых тел являются динамические машины на производстве (насосы, вентиляторы, редукторы, турбины, компрессоры, электродвигатели),  работа которых обязательно, в большей или меньшей мере, сопровождается вибрацией. Во многих случаях  вибрация машин сопровождается повышенным уровнем шума или избыточным выделением тепла.

Вибрация машин – это колебательное движение машины в целом или отдельных ее узлов. При значительном уровне вибрации могут наблюдаться недопустимые относительные перемещения деталей или недопустимые значения периодических инерционных сил, способных привести к разрушению конструкции. Иными словами, чрезмерная вибрация приводит к ухудшению качества работы машины и преждевременному ее выходу из строя.

Подобно тому, как повышенное давление человека сигнализирует о неполадках со здоровьем, так и повышенная вибрация машины является верным признаком  «ухудшения здоровья» машины. Проводя постоянный контроль уровня вибрации машины, можно получить достоверную информацию о ее техническом состоянии и преждевременно обнаруживать и устранять зарождающиеся дефекты и, как следствие, на 18% сократить затраты на ремонтные издержки.

Контроль вибрации проводится с помощью специальных приборов – виброметров (например, портативными приборами BALTECH VP-3410 серия «VibroPoint»), которые определяют один или несколько параметров вибрации: виброперемещение, виброскорость или виброускорение.

Рис.1. Схема виброметра.

Все виброметры по способу проведения измерений подразделяются на контактные и бесконтактные, а по принципу действия – на следующие типы:

• оптические;
• вихретоковые;
• индукционные;
• пьезоэлектрические;
• емкостные и др.

Рассмотрим вкратце принцип действия каждого типа виброметров. Работа оптических виброметров основана на принципе Допплера – изменении длины волны отраженного сигнала за счет вибрации изучаемой поверхности. Отраженный сигнал регистрируется оптическим интерферометром, обрабатывается электроникой и на выходе получают данные по параметрам вибрации. Оптические виброметры обладают хорошей точностью и быстродействием, но главное их преимущество заключается в бесконтактном методе определения вибрации. Главный же существенный недостаток оптических виброметров – существенно высокая цена по сравнению с виброметрами других типов.

В вихретоковых виброметрах датчиком вибрации является вихревой пробник, в рабочей зоне которого расположена катушка индуктивности. На катушку индуктивности подается сигнал высокой частоты, который наводит на исследуемой электропроводящей поверхности вихревые токи. Последние, в свою очередь, изменяют параметры сопротивления самой катушки, причем величина этих изменений пропорциональна величине зазора между исследуемой поверхностью и торцом датчика.

Рис.2 Схема вихревого пробника

По принципу изменения характеристик электромагнитного поля катушки датчика электропроводящей поверхностью работают и индукционные виброметры, в которых регистрируются изменения индуктивности катушки в зависимости от расстояния до исследуемой ферромагнитной поверхности.

Рис.3 Схема индуктивного виброметра

Индукционные и вихретоковые виброметры доступны по цене, обладают приемлемой точностью измерений, но способны регистрировать вибрацию только токопроводящих поверхностей, и будучи установленными от них на расстоянии 3-5 мм.

Пьезоэлектрические виброметры, как следует из самого названия, работают на пьезоэффекте – возникновении разности потенциалов на пьезокристалле при его механической деформации.

Рисунок 4. Схема пьезоэлектрического виброметра.

Пьезоэлектрический датчик устанавливается непосредственно на исследуемую поверхность и конструктивно представляет собой некоторую инертную массу, подвешенную на упругих пьезокристаллических элементах. Вибрации от исследуемой поверхности передаются к инертной массе, которая пытается сохранить положение равновесия, вызывая, тем самым, деформации упругих элементов. Сигнал, соответствующий величине деформации регистрируется и обрабатывается электроникой прибора и на выходе выдается сигнал по току, заряду или напряжению.

Относительным недостатком пьезоэлектрических виброметров является необходимость непосредственного контакта датчика вибрации с исследуемой поверхностью, что не всегда удобно при решении некоторых производственных задач. Но, благодаря небольшой цене, хорошей чувствительности, высокой разрешающей способности, надежности и устойчивости к внешним воздействиям, высокой скорости проведения измерений (до 100 машин за смену), пьезоэлектрические виброметры серии BALTECH VP являются лучшими инструментами для контроля вибрации.

Виброметры для контроля вибрации роторных машин измеряют параметры вибрации (виброскорость, виброперемещение или виброускорение) в частотном диапазоне от 10 Гц до 1000 Гц. Допустимые нормы вибрации регламентируются стандартом ISO 10816-1-97 «Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях».

Проводя мониторинг вращающихся машин с помощью виброметров BALTECH VP и построив тренды с помощью программного обеспечения BALTECH-Expert, можно прогнозировать последующий уровень вибрации и сроки последующих ремонтов. Более того, виброметры могут быть использованы и для диагностики некоторых дефектов: расцентровки и дисбаланса роторов, состояния крепления машины к фундаменту и др.

Компания «БАЛТЕХ» рекомендует применение портативных виброметров – начиная с простейшей виброручки BALTECH VP-3405 и заканчивая автоматизированной системой контроля ПРОТОН-1000.

Виброконтроль роторных машин с помощью виброручки BALTECH VP-3405 или вибротестера BALTECH VP-3410 является самым доступным по цене, а с помощью виброметра-балансировщика «ПРОТОН-Баланс-II» можно еще и провести точную балансировку роторов (методом трех пусков с пробной массой) в собственных опорах.

Для обучения правилам измерения вибрации с помощью виброметров в лицензионном Учебном центре «БАЛТЕХ» предусмотрен специальный обучающий курс ТОР-103 «Основы вибродиагностики. Виброметры для виброконтроля», пройти который рекомендуется всем начинающим специалистам.

Если в вашей компании отсутствуют собственные специалисты-вибродиагносты, то компания «БАЛТЕХ» предлагает воспользоваться услугами специалистов нашего Отдела Технического Сервиса (ОТС), которые быстро и качественно выполнят все работы по вибродиагностике, вибромониторингу и виброконтролю любого типа роторного оборудования (насосов, компрессоров, вентиляторов, электродвигателей, редукторов, подшипников качения и скольжения).