Измерения случайных и полигармонических вибраций

машины, а также в тех случаях, когда заметно (более 0,5%) флюктуирует частота вращения.

При измерениях вибраций в узкой или широкой полосе частот определяют среднее квадратичное значение а(t), V(t) или S(t) как

где х (t)—измеряемый процесс; Т—время усреднения.

Среднее квадратичное значение наиболее полно удовлетворяет требованиям при измерениях случайных и полигармонических вибраций, поскольку оно не зависит от фазовых соотношений сигналов и является их энергетической характеристикой. Однако на практике, особенно при измерениях параметров вибраций в области роторных частот, этот алгоритм обработки широкого применения не находит. Для оценки вибронапряженности корпусов вибраций чаще измеряется средневыпрямленное значение

которое зависит от интенсивности и фазовых соотношений составляющих вибраций. Особенно сильно влияние фазовых соотношений сказывается в тех случаях, когда роторные частоты соизмеримы.

Кроме того, реализация алгоритма (1.2) с помощью аналоговых устройств, которые широко применяются в виброизмерительных приборах, не представляет особых затруднений. Тогда как реализация алгоритма (1.1), где требуется квадрирование и извлечение квадратного корня в широком частотном и динамическом диапазонах, не всегда возможна с высокой точностью. Поэтому в переносной и стационарной виброизмерительной аппаратуре чаще определяется средневыпрямленное значение параметров вибраций. При измерениях ударных вибраций определяют максимальную амплитуду Хт. Между. Хср.кв, Хсу и максимальной амплитудой Хт существует связь, которая определяется коэффициентом амплитуды или пик фактором

и коэффициентом формы

Для гармонической вибрации

Для широкополосного вибрационного шума с нормальным законом распределения мгновенных значений коэффициент формы Кф= 1,250. Для реальных вибрационных сигналов значения коэффициентов Ка и Кф даже в ограниченной полосе частот могут существенно отличаться от Ка=1,41 и Kф=1,11, что для роторных гармоник турбомашин определяется, в основном, фазовыми соотношениями измеряемых сигналов. Поэтому переход от измеренных средних значений к максимальным амплитудам и наоборот должен проводиться с учетом действительных значений Ка и Кф.

Ударные процессы характеризуются перемещением, скоростью и ускорением. Их взаимосвязь для случая ударного ускорения

имеет вид

где а — линейное ускорение, V — линейная скорость, S — линейное перемещение; t — длительность ударного процесса по ускорению. На рис. 1.2 приведены кривые зависимостей скорости, и перемещения для случая полу синусоидального ударного ускорения от времени.

Из приведенного рисунка видно, что воспроизведение ударного импульса по ускорению требует конечных приращений скорости и перемещений исследуемого объекта.

При измерении ударных процессов (рис. 1.3) определяют максимальную Хт амплитуду ускорения, скорость и перемещение, длительность импульса t и его переднего фронта t _п.ф.

Основным параметром ударного процесса является мгновенное значение амплитуды Х(t) в интервале t [20]. Параметр Хп определяется как средний уровень заднего фронта t_з.ф, а DХ==Хm—Хп — выброс импульса. Длительность заднего фронта Dt_з.ф=t—t_з.ф.