Incercarea la vibratii a echipamentelor electrice

INCERCAREA LA VIBRATII A ECHIPAMENTELOR ELECTRICE

1.Generalitati

incercarea se face conform STAS 8393/19‑81 si are ca scop verificarea stabilitatii si rezistentei la vibratii a echipamentelor electromecanice;

incercarea se aplica echipamentelor care pot fi supuse in timpul functionarii la vibratii armonice datorate in special fortelor de rotatie, pulsatorii sau oscilante de la bordul navelor, aeronavelor, vehiculelor terestre, aplicatii spatiale sau care pot fi cauzate de masini si fenomene mecanice;

incercarea consta in supunerea unei probe la vibratii sinusoidale, intr‑o gama de frecvente data sau la frecvente discrete, pentru o durata determinata;

Vibratia ‑ reprezinta oscilatia unui sistem mecanic implicand prezenta unor forte elastice in sistem. In lucrarea de fata ne vom referi la vibratiile armonice descrise de o functie sinusoidala.

2.Caracteristicile incercarii

2.1.Gama de frecvente se determina alegand frecventa inferioara (f1) din tabelul 1 si pe cea superioara (f2) din tabelul 2; in tabelul 3 se dau gamele de frecventa recomandate.

2.2.Amplitudinea vibratiilor

Sub o anumita frecventa numita frecventa de transfer, incercarea se face la amplitudine constanta, iar deasupra acesteia la acceleratie constanta.

Amplitudinile vibratiilor recomandate in cazul unei frecvente de transfer joase (89 Hz) sunt date in tabelul 4.

Tabelul 4

Amplitudinile vibratiilor recomandate in cazul unei frecvente de transfer inalte (57 . 62 Hz) sunt date in Tabelul 5.

Tabelul 5

Amplitudinile deplasarii recomandate pentru gamele de frecvente avand o limita a frecventei peste 10 Hz sunt date in Tabelul 6.

Tabelul 6

Observatie : Toate valorile amplitudinilor din tabelele 4, 5 si 6 sunt valori de varf.

2.3.Durata de incercare

Durata de incercare la frecvente fixe pe fiecare axa, se va preciza prin standardul sau norma tehnica de produs si se va alege din sirul de valori recomandate de STAS 8393/16-81: 10 min.± 0,5min; 30 min.±1 min.; 90 min.±1 min.; 10 ore±5 min.

Durata de incercare prin baleiere pe fiecare axa a probei trebuie sa fie data in numar de cicluri de baleiere (reprezentand parcurgerea gamei de frecventa specificate cate o data in fiecare sens, de exemplu, 52005 Hz), alese din sirul de valori: 1; 2; 5; 10; 20; 50; 100 cicluri.

3.Descrierea instalatiei de incercare la vibratii

Instalatia din laborator este o masa oscilanta de tip ST-80/3, care lucreaza in gama de frecvente de 380 Hz.

Masa oscilanta se compune din doua corpuri principale: oscilatorul si pupitrul de actionare si comanda legate cinematic cu o curea trapezoidala.

Oscilatorul contine un amortizor de oscilatii cu ulei.

Probele de incercare se fixeaza prin dispozitive existente pe masa oscilatoare.

Pentru masurarea vibratiilor masei oscilante, instalatia este prevazuta cu un traductor piezoelectric, iar pentru masurarea vibratiilor din diverse puncte ale probei, exista un traductor inductiv portabil.

Pentru reglarea marimii amplitudinii de oscilatie, exista o roata de mana, iar citirea valorii acesteia se face la indicatorul 'pana gradata' amplasate pe corpul oscilatorului.

4.Masuri initiale si finale

Scopul masuratorilor initiale si finale este compararea anumitor parametri intre ei, pentru a aprecia efectul vibratiilor asupra probei.

In afara examinarii vizuale, masuratorile pot cuprinde verificarea caracteristicilor de functionare electrice si mecanice, a dimensiunilor etc.

5.Desfasurarea incercarii

In standardul sau norma tehnica de produs se va stabili numarul de axe pe care proba trebuie sa fie vibrata, precum si pozitiile lor respective. Daca nu se precizeaza nimic in acest sens, produsul se va supune la vibratii dupa trei axe perpendiculare intre ele, alese cat mai semnificativ.

5.1.Studiul frecventei proprii

Studiul se executa pe durata unui ciclu de baleiere.

In aceasta faza, se va examina proba pentru determinarea frecventelor la care:

a)      apare o proasta functionare si/sau o inrautatire a proprietatilor probei datorita vibratiilor;

b)      se produc rezonante mecanice si alte efecte de raspuns, cum ar fi bataile.

Observatii:

rezonanta mecanica reprezinta vibratiile unui sistem mecanic actionat de o perturbatie armonica, cu frecventa apropiata de frecventa sa proprie;

fenomenul de batai reprezinta variatia sinusoidala cu amplitudine care variaza sinusoidal, rezultata din compunerea a doua oscilatii armonice, cu frecvente apropiate (STAS 10854/82).

Se vor nota toate frecventele si amplitudinile aplicate la care se produc aceste efecte, precum si comportarea probei.

Se vor preciza in buletinul de incercare si masurile ce trebuiesc luate.

5.2.Incercarea la vibratii

Deosebim doua moduri diferite de vibrare a echipamentelor:

a)      vibrarea prin baleiere, care se aplica de obicei probelor aflate in functiune si consta intr-o baleiere in frecventa pentru intreaga gama de frecvente cu amplitudinea si durata indicate la pct.2.

b)      vibrarea la frecventa fixa, se face in conditii de amplitudine si durata indicate la pct.2, folosind fie frecventele proprii rezultate la studiul de la pct.5.1., fie frecvente predeterminate indicate in standardul sau in norma tehnica de produs.

La probele montate in utilizare, cu amortizoare, incercarea la vibratii se face cu amortizoarele montate.

In anumite cazuri, poate fi necesar a se verifica rezistenta la oboseala la anumite frecvente discrete si aptitudinea probei de a rezista la vibratii.Cel mai simplu in acest caz se procedeaza astfel: se face o incercare la frecventa fixa, urmata de incercarea prin baleiere.

6.Concluzii

Se recomanda ca echipamentul incercat sa se afle in stare de functionare fie pe intreaga durata a incercarii, fie in unele momente reprezentative pentru conditiile de functionare cerute, atunci cand se urmareste stabilitatea probei.

Se va verifica buna functionare a probei la intervale corespunzatoare in cursul incercarii si la sfarsitul acesteia.

Daca scopul incercarii este de a arata numai ca probele nu au fost distruse, se va verifica functionarea probelor dupa terminarea incercarii.

Daca prin incercarea de la punctul 5.1., se constata inexistenta unor frecvente proprii, se executa o incercare de anduranta pentru verificarea stabilitatii la vibratii, prin baleierea frecventei in banda aleasa, conform pct.5.2.a), timp de 2 ore pe fiecare directie.

Daca prin incercarea de la pct.5.1. se pun in evidenta frecventele de rezonanta si amplitudinea (acceleratia) masurata la nivelul partilor sau componentelor rezonante, nu este de 5 ori amplitudinea (acceleratia) vibratiilor la care este supus produsul, acesta poate fi acceptat daca, supus unei incercari de anduranta pe fiecare frecventa de rezonanta, se dovedeste a fi rezistent la vibratii.Incercarea va avea o durata de 90 min. pe fiecare axa.

Daca prin incercarea de la pct. 5.1. se pun in evidenta frecventele proprii, fara a constata deficientele de la pct.5.1.a) si 5.1.b), se supune la vibrare produsul conform pct.5.2.b), dupa care se repeta incercarea de la pct.5.1. Daca se constata modificarea valorilor frecventelor proprii, produsul nu se accepta.

7.Chestiuni urmarite in laborator

7.1.Verificarea insusirii de catre studenti a notiunilor teoretice continute in referat.

7.2.Constructia instalatiei de incercare si utilizarea acesteia.

7.3.Verificarea stabilitatii unui produs.

7.4.Determinarea frecventelor de rezonanta.

8.Intrebari de verificare

8.1.In timpul incercarii la vibratii echipamentele solicitate trebuie sa se afle in functiune, sau este suficient ca echipamentul respectiv sa fie in stare de functionare dupa ce a fost supus programului de vibratii? Explicati si exemplificati.

8.2.Echipamentele supuse incercarii la vibratii se fixeaza pe masa de incercare dupa un din cele trei axe spatiale ale produsului sau aceasta pozitie este indiferenta? Argumentati raspunsul!

8.3.In ce consta stabilitatea si rezistenta la vibratii a echipamentelor electrice incercate in aceasta lucrare?