Masurarea vibratiilor

14 decembrie 2011 , 2409 afisari

Masurarea vibratiilor este, in anumite conditii tehnologice, hotaratoare pentru cunoasterea modului de comportare dinamica a sistemelor tehnice reprezentate de echipamentele tehnologice si de constructii fie considerate ca entitati distincte, fie avand in vedere conlucrarea dintre acestea.

 Tehnologiile actuale pentru constructii sunt influentate de doua caracteristici definitorii:

· conceperea unor echipamente tehnologice mai usoare, de puteri mai mari si cu parametri functionali superiori (de exemplu, viteze sporite), generatoare de miscari oscilatorii ale caror spectre de frecvente excitatoare se intrepatrund cu cele ale frecventelor proprii, conducand la vibratii cu caracter daunator, cu efecte nocive asupra masinii in sine, asupra operatorului si asupra mediului inconjurator, ceea ce trebuie evitat printr-o buna stapanire a fenomenului;

· relizarea unor echipamente al caror principiu functional si tehnologic consta in producerea in mod voit a vibratiilor, in scopuri tehnologice (de exemplu, vibratoarele de beton, mesele vibrante, masinile pentru compactarea terasamentelor si a straturilor asfaltice, vibroinfigatoarele, transportoarele vibrante, ciururile vibrante etc.), ceea ce trebuie folosit in mod util fara sa fie influentati negativ factorii precizati anterior.

In general, necesitatea masurarii vibratiilor este generata de faptul ca studiul vibratiilor nu poate fi facut exclusiv pe cale teoretica. In cazul echipamentelor sau constructiilor de forme complexe, modelele matematice alese pot coduce la rezultate cu abateri mari fata de comportarea reala a sistemelor. In astfel de situatii, singura solutie pentru evaluarea corecta a parametrilor comportarii dinamice a sistemelor tehnice este masurarea vibratiilor.

Extinderea metodelor de masurare electrica a marimilor mecanice, caracteristica definitorie a dezvoltarii tehnologice actuale, a condus deopotriva la dezvoltarea metodelor si echipamentelor de masurare a vibratiilor.

In tehnica masurarii parametrilor vibratiilor se intalnesc trei problematici specifice:

· masurarea nivelurilor parametrilor dinamici ai vibratiilor unor sisteme sau a marimilor de iesire si compararea lor cu anumite valori standard;
· masuratori in vederea determinarii fortelor aplicate, deci a marimilor de intrare, necesare pentru studiul analitic al comportarii unui sistem tehnic la o excitatie data;
· masuratori asupra marimilor de intrare sau de iesire, in cazul unor cercetari experimentale, in laborator, pentru determinarea caracteristicilor dinamice ale unor sisteme tehnice, prin excitarea acestor sisteme cu forte cunoscute, de regula armonice, si masurarea vibratiilor produse.

Din prima categorie fac parte masuratorile efectuate in scopul evaluarii compatibilitatii unor sisteme cu scopul lor tehnologic, sub aspectul anumitor criterii de performanta. De exemplu, “daca se masoara vibratiile unui element elastic, se pot deduce tensiunile care se produc si ca urmare se poate preciza daca exista sau nu pericol de rupere prin oboseala. Masurarea vibratiilor unor masini si instalatii – pe fundatii, pe lagare, pe conducte – furnizeaza elementele cantitative ce se pot compara cu normele pentru valori admisibile, din punctul de vedere al confortului omului, al bunei functionari a masinilor sau al sigurantei constructiilor. Tot in aceasta grupa intra masurarile de trepidatii, produse de explozii in vecinatatea constructiilor, si masuratorile prospective facute pe terenurile sau in cladirile unde se vor instala aparate sensibile la vibratii [1]”.

In cea de-a doua categorie se pot incadra o serie de situatii tipice precum: “masurand fortele perturbatoare produse de o masina, se poate proiecta izolarea activa a acesteia; masurand trepidatiile pardoselii unui atelier, se poate calcula sistemul de izolare pasiva al unui aparat; …masurand neregularitatile unui drum, se obtin indicatii pentru proiectarea corecta a suspensiei vehiculelor [1]” etc.

In cazul celei de-a treia categorii “se urmaresc:

·  identificarea frecventelor proprii si a formei modurilor proprii de vibratie;
· masurarea caracteristicilor dinamice ale sistemului: amortizari, rigiditati, mase echivalente;
· compararea valorilor calculate ale raspunsului cu cele masurate, pentru a aprecia corectitudinea modelului matematic folosit;
· stabilirea unui model matematic al structurii analizate, in scopul unei analize ulterioare prin simulare [1]”.

Anterior fiecarei actiuni de masurare se identifica si se stabilesc marimile reprezentative ale vibratiilor (amplitudini, viteze, acceleratii, frecvente etc.) ce trebuie masurate, precum si locurile unde trebuie determinate. Prin aprecierea limitelor de variatie ale marimilor ce urmeaza sa se masoare si prin stabilirea posibilitatilor de amplasare a captorilor, se poate face selectarea echipamentelor de masurare: captori si aparate pentru amplificarea, vizualizarea, inregistarea semnalelor obtinute.

Lantul de masurare a vibratiilor mecanice, cu aparate electrice analogice, prezentat schematic in fig. 1, documentare [1], asigura urmatoarele functii: “de la structura in vibratie, miscarea vibratorie (sau forta) este preluata de un captor de vibratii, care produce un semnal electric; acest semnal este transmis unor aparate de prelucrare si analiza, care il amplifica pana la o valoare necesara pentru inregistrare si care extrag din el marimile ce prezinta interes pentru experimentator; ulterior, semnalul emis de aceste aparate este fie masurat cu ajutorul unor aparate, fie inregistrat sub forma unui document, fie introdus direct sau inmagazinat si apoi introdus intr-un computer pentru obtinerea unor date utile interpretarii finale [1]”.

“Aceasta schematizare a procesului de masurare, respectiv aceasta compartimentare a aparturii pe baza criteriului functional, pemite o larga varietate de combinatii, ceea ce mareste mult eficienta echipamentului de masurare [1].”

Captorul de masurat vibratii constituie componenta esentiala a lantului de masurare a vibratiilor.

Se poate vorbi de doua dispozitive distincte care asigura preluarea, traducerea si prelucrarea semnalelor: traductorul de masurat vibratii si captorul.

Traductorul de masura este un element al captorului, in care se produce procesul fizic de conversie a variatiilor marimilor mecanice ale sistemului vibrator (acceleratie, deplasare, viteza, forta, frecventa etc.) in variatii ale unor marimi electrice.

Captorul este un ansamblu constructiv care, pe langa traductor, contine o serie de alte elemente menite sa prelucreze semnalele si sa le transmita.

Aparatele de masurare a vibratiilor sunt denumite, in mod curent, folosindu-se sufixul „metru”, in functie de parametrul masurat: frecventmetru, accelerometru, dinamometru, vibrometru, tahometru etc. Daca apartul este si inegistrator, sufixul „metru” este inlocuit cu „graf”. De exemplu, accelerometru devine accelerograf.

In afara echipamentului de masurare, in  tehnica masurarii vibratiilor se utilizeaza anumite montaje si instalatii complementare cu destinatii specifice pentru producerea vibratiilor: generatoare de semnal, amplificatoare de putere si vibratoare electrodinamice, electromagnetice sau electrohidraulice.

In plus, montajele pot contine si alte echipamente auxiliare: surse de alimentare, transformatoare de masura, stabilizatoare de tensiune, tahometre, frecventmetre, baze de timp, cronometre etc.

Nivelul tehnologic si diversificarea actuale ale echipamentelor de masurare a vibratiilor cunosc o puternica dezvoltare prin specializarea anumitor firme in producerea acestora.

Avand in vedere importanta acestui domeniu, in numerele viitoare ale revistei vom publica articole tematice menite sa faca o prezentare documentata asupra tehnicilor si echipamentelor de masurare a vibratiilor.

BIBLIOGRAFIE

1. Buzdugan, Gh., Mihailescu, E., Rades, M., Masurarea vibratiilor, Editura Academiei R.S.R., Bucuresti, 1979

Loading...

Comentarii

Newsletter