Post on 26-Oct-2019
transcript
20
18
-20
19
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
1
ZGOMOTE ȘI VIBRAȚII ÎN MAȘINI ELECTRICE
12:36
20
18
-20
19
2
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
VIBRAȚIE MECANICĂ: mișcări alternative efectuate de sistemulmecanic în raport cu starea de referință, fiind provocate de forțeperturbatoare ale căror mărimi, direcții și puncte de aplicații pot variaîn timp.
SUNET: o vibrație transmisă printr-un mediu (solid, lichid sau gazos)cu o frecvență în domeniul 20…20000Hz.
ZGOMOT: un sunet perceput ca nedorit și dezagreabil.
12:36
20
18
-20
19
3
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
UNDE SONORE
Oscilații ale particulelor unui mediu ce se propagă în mediul continuude la particulă la particulă sub forma de unde
Unda plană: toate particulele situate într-un plan perpendicular pedirecția de propagare a undei
oscilează identic
Unda plană progresivă: propagarease face de la sursa într-o singură
direcție
Unda longitudinală: elongațiileparticulelor sunt pe direcția de
propagare a undei (se pot propagaatât în medii solide, cât și fluide)
Unda transversală: elongațiileparticulelor sunt pe o direcțieperpendiculară la direcția de
propagare a undei (se pot propaganumai în medii solide)
12:36
20
18
-20
19
4
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
MĂSURAREA SUNETULUI
Presiunea sonoră: valoarea medie efectivă a variației de
presiune
Intensitatea acustică: valoareamedie a densității fluxului de
energie
Puterea acustică: putereaacustică a undei
12:36
Pierderea auzului apare în funcție de durata și intensitatea sunetului
✓ 85 dB – 8 ore
✓ 100 dB – 15 min
✓ 115 dB – 0,44 min
20
18
-20
19
5
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
MĂSURAREA SUNETULUI
12:36
Măsurarea intensității sunetului în dB
𝐼 𝑑𝐵 = 10 𝑙𝑜𝑔10𝐼
𝐼0𝐼0 - pragul minim al auzului
𝐼 𝑑𝐵 = 10 𝑙𝑜𝑔1010.000∗𝐼0
𝐼0= 10 ∗ 4𝑑𝐵 = 40𝑑𝐵
Pentru I = 10000 * 𝐼0
1 dB – pragul minim de creștere a intensității sunetului detectabil de urechea umană la nivele mici și medii ale zgomotului
1 dB = 1/10 Bel
10 dB – dublare a senzației de zgomot
20
18
-20
19
6
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
SURSE DE ZGOMOTE ȘI VIBRAȚII ÎN MAȘINI ELECTRICE
12:36
Sarcina
Cuplaj
Arbore
Stator/rotor
Capace
Ventilator
Surse electromagnetice
Surse mecaniceLagăre
Surseaerodinamice
20
18
-20
19
7
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
SURSE DE ZGOMOTE ȘI VIBRAȚII ÎN MAȘINI ELECTRICE
Electromagnetice: datorate forțelor radiale
dezvoltate în mașină
Mecanice: datoratemodului de asamblareși/sau fixare a mașinii,
modului de conectare a sarcinii la arbore,
prezenței unorexcentricități de natură
mecanică
Aerodinamice: generate de fluxul de aer din interiorul mașinii
12:36
20
18
-20
19
8
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
Surse electromagnetice de zgomote și vibrații
Fortele electromagnetice ce se dezvoltă în mașină
Componente radiale – care se dezvoltă pe direcție
radială și care constituieprincipala sursă de vibrații
în mașini electrice
Componente tangențiale –care pun în mișcare rotorul
12:36
20
18
-20
19
9
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
Bt este componenta tangențială a inducției magnetice în întrefier
Bn este componenta normală a inducției magnetice în intrefier
Bt<<Bn
12:36
20
18
-20
19
10
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
Factori care influențează forțele electromagnetice în mașini electrice:
➢ Topologia mașinii (tipul și dimensiunile circuitului magnetic, tipul înfășurărilor,grosimea întrefierului)
➢ Modul de alimentare
➢ Modul de asamblare
➢ Prezența defectelor la nivelul înfășurărilor și/sau miezului magnetic
12:36
20
18
-20
19
11
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
Deplasare radiala a statorului
Deplasare radiala a statorului
Dep
lasare radiala a stato
rulu
iD
epla
sare
rad
iala
a s
tato
rulu
iForte radiale
Zgomot
Zgomot
Zgom
otZg
om
ot
12:36
20
18
-20
19
12
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
Forțele radiale Presiune radială
Co
mp
on
enta
no
rmal
ăa
ind
ucț
iei m
agn
etic
e in
in
tref
ier
[T]
Unghiul la centru [rad]Distribuția presiunii radiale în întrefier
12:36
20
18
-20
19
13
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 912:361679 Hz 4247 HZ 6251 Hz
20
18
-20
19
14
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 912:36
20
18
-20
19
15
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
TIPURI DE EXCENTRICITĂȚI
Mașina sănătoasă Excentricitate statică
Excentricitate dinamică Excentricitate mixtă
Rotorul se deplasează din poziția normală, dar continuă să se rotească în jurul propriului centru.
Rotorul se deplasează din poziția normală, dar
continuă să se rotească în jurul centrului statorului.
12:36
20
18
-20
19
16
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
Inductivitatea mutuală între o fază statorică și un ochi rotoric
Mașina fără probleme Mașina cu excentricitate 50% la amble capete
Întrefierul echivalent pentru două tipuri de excentricitate
12:36
20
18
-20
19
17
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
❑Monitorizarea vibratiilor
[Hz]
[dB
][d
B]
Mașina sănătoasă
Mașina cu 50% excetricitate
12:36
20
18
-20
19
18
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
Sanatoasa
Nivelul vibrațiilor in pozitia 13
Sanatoasa
Nivelul vibrațiilor in pozitia 83
Sanatoasa
Nivelul vibrațiilor in pozitia 11
Sanatoasa
Nivelul vibrațiilor in pozitia 81
12:36
20
18
-20
19
19
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
Cauza vibrațiilor Frecvențele ce aparPlanul
vibrațiilor
Arbore rotoric dezechilibrat 1 x RPM Radial
Arbore curbat sau dezaliniere unghiulară 1 x RPM, 2 x RPM Axial
Dezaliniere paralelă 1 x RPM, 2 x RPM Radial
Slăbire a legăturii mecanicen x RPM
(n+1)/1 x RPM, n întregRadial
Probleme ale elementelor de rostogolire ale lagărelor
Rezonanță indusă în carcasă în domeniul 1..20 kHz
-
Excentricitate statică 2 x f, ω x [nZs(1-s)/p ± k1] Radial
Probleme statorice (slăbire a prinderii, dezechilibru la nivelul fazelor, scurtcircuite la nivelul tolelor/spirelor)
2 x f Radial
Slăbire a sistemului de strângere a tolelorstatorice
2 x f si componentele laterale in jurde 1kHz
Radial
Excentricitate dinamică1 x RPM, cu componente laterale la 2 x f și componente la ω x [nZs(1-s)/p
± k1]Radial
Probleme rotorice1 x RPM, cu componente laterale la 2 x f și componente la ω x [nZs(1-s)/p
± k1]Radial
12:36
20
18
-20
19
20
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
ANALIZA VIBRAȚIILOR ÎN DETECTAREA DEFECTELOR ÎN LAGĂRE
Lagăr cu o zgârietură pe calea interioară Lagăr cu mai multe zgârieturi pe calea interioară
Armonica dată de tipul de defect (zgârietură pe calea interioară)
12:36
20
18
-20
19
21
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
INFLUENȚA LUBRIFICĂRII ASUPRA SPECTRULUI DE VIBRAȚII
Armonica dată de zgârieturi pe calea interioarăArmonica dată de zgârieturi pe calea exterioară
Înainte de ungere După ungere
12:36
20
18
-20
19
22
Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9
Sistem de achizitii date
Senzori vibrații
Senzori curent
Senzori tensiune
Diagrama unui sistem de monitorizare si diagnoză pentru mașini de inducție
Acoperă analiza defectelor:
❑mecanice
❑magnetice
❑electrice
12:36