5.4. Способы защиты от вибрации

Согласно ГОСТ-26568-85 "Вибрации. Средства и методы защиты.", снижение вибрации и защита от нее достигается двумя направлениями:

• Средствами снижения вибрации в источнике вибрации.

• Методами защиты от вибрации на путях распространения.

5.4.1. Основные пути снижения вибрации в источнике

• Статистическое балансирование коротких роторов машин.

• Динамическое балансирование длинных роторов машин.

• Центрирование осей вращения многоопорных роторов.

• Снижение оборотной, низкочастотной и высокочастотной вибрации роторов.

Все виды балансировок роторов машин или других вращающихся тел и их центровка должны производиться согласно ГОСТ 22061-78 “ Балансировка роторов. Методы и нормы. “ в данной дисциплине не рассматриваются.

Снижение оборотной вибрации (ОВ)

Оборотная вибрация - вибрация, которая возникает при частоте, равной частоте вращения машины, т.е.

wвб=wвр

Рассмотрим на примере вибрации опорного подшипника ротора машины, рис. 5.5.

Рис.5.5. Схема измерения вибрации.

V_x, V_y, V_z - вертикальная, осевая, и поперечная составляющие вибрации.

Если составляющая V_x больше нормированного значения и больше значений V_y и V_z, следует проводить балансирование ротора машины(статическое, динами-ческое или смешанное ).

Если значения V_y и V_z больше нормированных величин и больше V_x следует проводить радиальное или торцевое центрирование совмещенных роторов машины соответственно.

Снижение низкочастотной вибрации

Низкочастотная вибрация НЧ - это вибрация с частотой равной половине частоты вращения, т.е. w_Вб=w_ВР / 2. Основными источниками низкочастотной вибрации являются подшипники скольжения при нарушении в них гидродинамического процесса смазки в масляном клине из-за резкого изменения нагрузок в машине, либо изменения температуры масла, или из-за увеличения внутренних конструктивных зазоров в подшипниках. При этом цапфа ротора в подшипнике смещается от центра вращения на величину эксцентриситета, вокруг которого ротор получает дополнительное вращение с частотой, равной половине основной частоты вращения ротора. Это дополнительное вращение называется прецессией с частой вращения W, которая и является причиной низкочастотной вибрации:

т.е. w_Вб=w_ВР / 2.

Например: Если частота вращения w_ВР=314 Гц, 3000 об/мин, то частота вибрации равна: w_Вб = 157 Гц, 1500 об/мин.

Для снижения Нч- вибрации следует:

• Оптимизировать статические и динамические нагрузки на все подшипники скольжения роторов, не допуская резких изменений нагрузок в машине.

• Не допускать резких изменений температур масла в системе смазки машины.

• Величины внутренних зазоров в подшипниках скольжения поддерживать нормативными.

• В случае появления низкочастотной вибрации даже при соблюдении пунктов 1, 2, 3 применять на конкретном подшипнике «лимонную» расточку внутреннего диаметра, при которой боковые зазоры Х_Б выполняются увеличенными вдвое от величины верхнего зазора Х_В, т.е. Х_Б=2*Хв. Например, если Х_В =0.002*d, то Х_Б =0,004*d (d - диаметр цапфы подшипника).

Снижение высокочастотной вибрации (ВЧ)

Высокочастотная вибрация ВЧ - это вибрация с частотой вдвое превышающей частоту вращения, т.е.

w_Вб=2*w_ВР

ВЧ возникает из-за нарушения поперечной жесткости в сечениях ротора, что приводит к неравенству осевых моментов инерции J_X ¹J_Y, вызывающее двойное возмущение за один оборот ротора.

Например: Если частота вращения w_ВР =314 Гц ( ¦ = 50 Гц), то частота вибрации будет w_Вб=628Гц, (¦ = 100 Гц).

Например, в электроэнергетике часто источником высокочастотной вибрации являются роторы эл. машин изготовленные с нарушением концентричности наружного диаметра или при ремонте их с заменой секций эл. обмоток. В этом случае для выравнивания поперечной жесткости и снижения высокочастотной вибрации на бочке ротора в соответствующих сечениях выполняют фальшпазы.