pdt_i06_ver_03 1/3 

1 

 

 

POLITECHNIKA POZNAŃSKA 

LABORATORIUM DIAGNOSTYKI SYSTEMÓW 

 

Instrukcja do  ćwiczenia  

06 

 

Temat: 

NIEWYWAśENIE WIRNIKÓW   

identyfikacja na podstawie  przebiegu drgań oraz 

widma amplitudowego i fazowego 

Opracowanie: 
  

Roman Barczewski 

 
1. 

 

Cel  i zakres ćwiczenia 

Celem  ćwiczenia  jest  doskonalenie  umiejętności  w  zakresie  detekcji  i  identyfikacji  niewywaŜenia 
wirników  na  podstawie  pomiarów,  obserwacji  i  analiz  widmowych  drgań  węzłów  łoŜyskowych 
wirników. 
 

2. 

 

Obiekt badań  

Obiektem  badań  jest  agregat  maszynowy  składający  się  z  silnika  elektrycznego  i  napędzanego  nim 
wirnika. Na wale wirnika zamontowane są dwie tarcze z nagwintowanymi otworami. Do tarcz moŜna 
przykręcać  w  dowolnych  miejscach  dodatkowe  masy  (śruby)  i  zadawać  w  ten  sposób  róŜne  rodzaje 
niewywaŜenia. 
Wirnik podparty jest na dwóch podatnych podporach. Na podporach  zamontowano przetworniki drgań 
rejestrujące  poziome  przemieszczanie  się  podpór  wirnika    wywołane  zadanym  niewywaŜeniem. 
Sygnały  z  przetworników  drgań  względnych  przetwarzane  są  wstępnie  w  układzie  kondycjonowania 
(filtracja  dolnoprzepustowa  oraz  wzmacniane).  W  przetworniku  analogowo-cyfrowym  PCL  818L  lub 
VibDAQ2 sygnały zamieniane są synchronicznie na postać cyfrową. Dalsze przetwarzanie realizowane 
jest w oprogramowaniu wykonanym w systemie DasyLab. 

 

 

3. 

 

Aparatura i wyposaŜenie niezbędne do wykonania ćwiczenia: 

•

 

Stanowisko badawcze z sondą  

•

 

Miernik prędkości drgań (CMD-3 opcjonalnie) 

•

 

System pomiarowo - analizujący,  

•

 

kalkulator (we własnym zakresie). 

 

4. 

 

Przebieg ćwiczenia 

a)

 

Zapoznać  się  z  budową  stanowiska  laboratoryjnego,  częścią  mechaniczną.  Narysować  szkic 
stanowiska wraz nanieść na nim rozmieszczenie i zorientowanie punktów pomiarowych. Odnotować 
w sprawozdaniu typ  stosowanej aparatury pomiarowo analizującej. 

b)

 

Przeprowadzić  próbę  określenia  niewywaŜenia  na  podstawie  pomiarów  prędkości  drgań  (pkt.  2 
sprawozdania) 

-

 

Wykonać  pomiary  wartości  skutecznych  prędkości  drgań  (drgania  bezwzględne)  na  podporach 
łoŜyskowych  wirnika  w  kierunku  pionowym  i  poziomym  (punkt  2  sprawozdania).  Do 
wykonania  pomiarów  wykorzystać  oprogramowanie  (opcjonalnie  miernik  CMD-3).  Pomiary 
prędkości  wykonujemy  odrębnie  w  paśmie  normowym  (10–1000  Hz)  oraz  dla  składowej 
obrotowej, która jest związana z niewywaŜeniem. 

-

 

Na podstawie wyników pomiarów prędkości drgań bezwzględnych sformułować wnioski, co do 
moŜliwości identyfikacji niewywaŜenia wirnika i oszacowania rodzaju niewywaŜenia. 

c)

 

Określenie  rodzaju  niewywaŜenia  na  podstawie  synchronicznie  rejestrowanych  drgań  podpór 
łoŜyskowych (pkt.3 sprawozdania) 

-

 

Korzystając  z  oprogramowania  zarejestrować  synchronicznie  przebiegi  przemieszczeń  drgań  w 
kierunku poziomym.  

pdt_i06_ver_03 2/3 

2 

-

 

Przy pomocy kursorów odczytać amplitud przemieszczeń drgań dla podpory A i B i umieścić w 
tabeli pomiarowej i wpisać wartości w tabelkę. 

-

 

Na  podstawie  okresu  drgań  podpór  wywołanych  niewywaŜeniem  oraz  przesunięcia  czasowego 
przebiegów drgań podpory prawej i lewej, oszacować (obliczyć) przesunięcie fazowe (wyraŜone 
w stopniach) przebiegów czasowych drgań zarejestrowanych na podporach A i B.  

 
a) 

 

 

 

 

 

b) 

 

 

Rys. 1. Przykładowa postać przebiegów czasowych przemieszczeń drgań a) oddzielnie  b) po nałoŜeniu 

 

-

 

Przerysować  przebiegi  do  raportu  z  badań;  na  rysunkach  zaznaczyć  amplitudy  przemieszczeń 
podpory  drgań  oraz  przesunięcie  fazowe.  Wszystkie  elementy  wykresu  dokładnie  opisać  (patrz 
rys. 1b) 

-

 

Na podstawie porównania amplitud drgań rejestrowanych na podporach i przesunięcia fazowego 
określić  rodzaj  niewywaŜenia.  Bierzemy  pod  uwagę  jedynie  składowe  o  częstotliwości 
obrotowej. 

d)

 

 Oszacowanie  typu  niewywaŜenia  na  podstawie  widm  amplitudowych  i  fazowych  przemieszczeń 
drgań rejestrowanych na podporach A i B. (punkt 4 sprawozdania). 

-

 

Wykonać synchronicznie widma amplitudowe i fazowe drgań. 

-

 

Widma amplitudowe odwzorować na rysunkach w raporcie 

-

 

Z  widm  drgań  podpór  A  i  B  odczytać  amplitudy  oraz  fazy  dla  składowej  o  częstotliwości 
obrotowej. 

-

 

Wyniki  pomiarów  amplitud  i  faz  nanieść  (w  postaci  wektorów)  na  wykresie  biegunowym; 
początek  wektora  zaczepić  w  środku  wykresu;  długość  wektora  odpowiada  wartości  amplitudy 
natomiast kierunek (połoŜenie kątowe) zaleŜy od fazy. 

-

 

Obliczyć przesunięcie fazowe przemieszczeń drgań pomiędzy podporami A i B 

-

 

Na  podstawie  porównania  amplitud  i  faz  przemieszczeń  na  podporach  określić  rodzaj 
niewywaŜenia. 

 

e)

 

Na podstawie przeprowadzonego eksperymentu porównać wyniki uzyskane dwoma metodami.  

f)

 

Sformułować wnioski oraz opisać spostrzeŜenia. 

 

 

5. 

 

Wymogi bezpieczeństwa:  

•

 

Przed uruchomieniem naleŜy bezwzględnie zamknąć pokrywę agregatu. oraz sprawdzić 
dokręcenie . 

6. 

 

Zagadnienia kontrolne. 

-

 

Scharakteryzuj niewywaŜenie statyczne i sposób jego identyfikacji na podstawie przebiegu 
czasowego oraz widma amplitudowego i fazowego (wykonaj odpowiednie rysunki) 

-

 

Scharakteryzuj niewywaŜenie momentowe i sposób jego identyfikacji na podstawie przebiegu 
czasowego oraz widma amplitudowego i fazowego (wykonaj odpowiednie rysunki) 

-

 

Scharakteryzuj niewywaŜenie quasi-statyczne i sposób jego identyfikacji na podstawie przebiegu 
czasowego oraz widma amplitudowego i fazowego (wykonaj odpowiednie rysunki) 

∆

t

T 

ampl. A

 

ampl. B

 

∆

t

ampl. A

 

ampl. B

 

pdt_i06_ver_03 3/3 

3 

-

 

Scharakteryzuj niewywaŜenie dynamiczne i sposób jego identyfikacji na podstawie przebiegu 
czasowego oraz widma amplitudowego i fazowego (wykonaj odpowiednie rysunki) 

-

 

W jaki sposób na podstawie pomiarów drgań odróŜnisz niewywaŜenie od zgięcia wału (wykonaj 
stosowny rysunek z opisem) 

 

7. 

 

Literatura uzupełniająca  

 

[1]

 

Cempel.C Diagnostyka Wibroakustyczna Maszyn, 

NiewyrównowaŜenie 

rozdział 2.2.1  

[2]

 

Cempel.C Diagnostyka Wibroakustyczna Maszyn, 

Klasy niewywaŜenia dodatek D2