Природа вибрации во вращающемся оборудовании

Вибрация вращающегося в номинальном режиме работы оборудования является вынужденной, возбуждаемой действующими в оборудовании колебательными силами. Колебательные силы бывают трех основных типов - периодические, случайные и импульсные (ударного происхождения). Импульсные силы, в свою очередь, делятся на одиночные и повторяющиеся периодически или случайным образом. В диагностике рассматриваются и различные комбинации перечисленных колебательных сил, чаще всего являющиеся их суммой или произведением. При описании произведения, т.е. модулированных сил, обычно ограничиваются случаем, когда частоты основной и модулирующей сил различаются во много раз, причем модулирующая сила-периодическая, чаще всего с частотами, определяемыми вращением узлов и элементов оборудования.

Механические колебательные силы, определяющие основные диагностические признаки дефектов вращающегося оборудования, имеют разную природу:

- центробежную, определяемую вращением тел со смещенным относительно оси вращения центром масс,

- кинематическую, определяемую движением тел по неровной (негладкой) поверхности,

- параметрическую, определяемую скачками (во времени) жесткости тел в направлении действия постоянной силы,

- ударную, определяемую упругим взаимодействием движущихся тел с передачей друг другу импульса силы и изменением направления движения,

- сухого трения, с деформацией большого количества случайно расположенных микронеровностей на поверхностях трущихся тел.

Аэродинамические силы, содержащие диагностическую информацию, делятся на:

- силы обтекания твердых поверхностей, находящихся под углом к потоку (подъемные силы),

- упругие силы, определяемые пульсациями давления газа в объеме, ограниченном жестким корпусом,

- упругие силы в турбулентных участках потока,

Гидродинамические силы, кроме уже перечисленных компонент, могут содержать информативные компоненты, определяемые кавитацией в потоке жидкости.

Силы электромагнитного происхождения, действующие в электрических машинах и содержащие диагностическую информацию, включают в себя:

- магнитные силы, определяемые переменными составляющими магнитного поля и/или воздушного зазора,

электродинамические силы, определяемые взаимодействием постоянных/переменных составляющих магнитного поля с переменным/постоянным током в проводниках, находящихся в магнитном поле с указанными составляющими,

- магнитострикционные силы, определяющиеся изменением линейных размеров магнитопровода из магнитопроводящих материалов под действием переменного магнитного поля.