Освещенные в статье способы крепления вибродатчиков и вибропреобразователей помогут правильно выбрать способы их надежного и удобного крепления в точках контроля вибрации работающих агрегатов для наиболее точного получения данных вибрации и их анализа в системах вибродиагностики, вибромониторинга и защиты промышленного оборудования.
ООО «ВиброТест», г. Москва
Много говорится о том, какие вибродатчики лучше выбрать, в каких местах установить для получения более точных показаний вибрации работающих агрегатов, даже о том, какие соединительные кабели лучше выбрать1. В этой статье обратим внимание на крепление промышленных вибродатчиков (пьезодатчиков) в точках контроля вибрации промышленного оборудования, такого как электродвигатели, насосы, поршневые машины и прочие вращающиеся механизмы с подшипниковыми узлами.
Необходимо учитывать способы и качество крепления вибродатчиков при проектировании и монтаже систем вибромониторинга и контроля вибрации оборудования, поскольку некачественное крепление может повлиять на точность показаний вибродатчиков, исказив их значения с большой погрешностью, какие бы точные вибродатчики ни были установлены, что может привести к несвоевременному реагированию на проблемы оборудования и преждевременной поломке.
Конструкция вибродатчика, в зависимости от его назначения и характеристик, уже предусматривает его способ крепления для наилучшего снятия показаний. Но порой точки контроля вибрации на агрегате не приспособлены или неудобны для его установки, и приходится их адаптировать для крепления вибродатчика или применять соответствующие приспособления и адаптеры.
Есть два основных способа крепления вибродатчиков (вибропреобразователей) на объектах контроля вибрации – стационарный и временный.
Стационарный способ крепления применяется обычно в стационарных системах вибромониторинга, когда вибродатчики крепят в точках контроля вибрации для постоянного контроля в течение длительного периода времени и нет необходимости их снимать, только в случае замены или периодической поверки приборов. Агрегат «обвязывается» вибродатчиками, которые соединяются кабелями со вторичными преобразователями в шкафу управления АСУ ТП предприятия. Такая типовая система вибромониторинга постоянно получает данные от вибродатчиков в различных точках контроля вибрации и по нескольким осям, что позволяет видеть всю картину состояния оборудования в постоянном режиме времени.
Временный способ крепления применяется для периодического контроля вибрации, как правило, с переносными приборами – виброметрами или виброанализаторами. В этом случае в определенное время датчик (или датчики) устанавливается в точке контроля вибрации агрегата, проводятся измерения, затем датчик переставляется в следующую точку контроля и там фиксируются данные вибрации и т. д.
При выборе способа установки тщательно рассмотрите как достоинства, так и недостатки каждого метода. Чрезвычайно важны такие параметры, как расположение, неровность поверхности, диапазон амплитуд, доступность для осмотра и обслуживания, температура и портативность. Однако наиболее важным и часто упускаемым из виду фактором является то, как влияет способ установки на характеристики акселерометра в высокочастотной области. На рис. 1 показаны шесть основных способов крепления датчиков и их влияние на характеристики типичного пьезоэлектрического акселерометра (отметим, что для каждого конкретного датчика можно применять не все способы крепления). Варианты установки и соответствующие им графики демонстрируют, как может ухудшаться высокочастотная характеристика акселерометра по мере увеличения массы в системе и (или) уменьшения прочности крепления.
Рис. 1. Различные варианты крепления и их влияние на характеристику датчика в высокочастотной области: зависимость чувствительности (ось Y) от частоты вибрации (ось Х)
Способ крепления не влияет на чувствительность датчика в низкочастотной области. Как правило, такой спад характеристики определяется встроенной электроникой датчика. Тем не менее при использовании связанных по переменному току преобразователей сигналов и устройств считывания, имеющих входное полное сопротивление менее 1 МОм, эффект может сказываться и в низкочастотном диапазоне.
В стационарных системах применяются следующие способы крепления вибродатчиков (см. рис. 1):
1 – на резьбовое соединение (шпильку, болт);
2 – на клей;
3 – сварка (на приваренную пластину).
Обычно для крепления вибродатчиков используются крепежные адаптеры: шпильки, болты, щупы и пр. В конструкции вибродатчика может быть предусмотрено от одной до нескольких точек крепления. Эти точки крепления могут быть в виде отверстий с резьбой в корпусе датчика или в виде «ушек» с отверстиями для крепления винтами на объект контроля вибрации (рис. 2).
Рис. 2. Вибродатчики с разными точками крепления
Во-первых, места (точки) контроля вибрации и установки вибродатчиков должны быть рекомендованы производителем оборудования и должны быть отражены в документации, как и контролируемые уровни (значения) вибрации. Нередко эти места указаны и подготовлены для установки вибродатчиков. Если же такой информации нет, то такие данные, как количество точек контроля вибрации и места контроля с уровнями вибрации, может определить квалифицированный специалист (вибродиагност).
Во-вторых, места установки вибродатчиков должны быть соответствующим образом подготовлены, описывать здесь не будем, производители вибродатчиков обычно это отражают в руководстве на поставляемые вибродатчики.
В-третьих, при выборе крепления вибродатчика нужно учитывать его физические размеры, вес, место и способы крепления (на шпильку, в отверстия и пр.), ориентацию выхода разъема или кабеля. К примеру, при весе вибродатчика свыше 150–200 г не рекомендуется использовать крепление на шпильку М6 (1/4–28'), лучше использовать крепление на шпильку М8 или М10, так надежнее. Если в месте установки вибродатчика уже есть резьбовое отверстие, а у крепления датчика шпилька другого размера, среди множества резьбовых адаптеров можно подобрать подходящий (рис. 3).
Рис. 3. Резьбовые адаптеры
В случае необходимости измерения вибрации одноосевыми датчиками в трех направлениях (по трем осям), можно использовать специальный адаптер, порой это более экономично, чем приобретать трехосевые датчики (рис. 4).
Рис. 4. Адаптер для измерения вибрации по двум/трем осям
В-четвертых, необходимо обращать внимание на усилие закручивания резьбовых соединений при установке вибродатчика и стопорение резьбы. При закручивании резьбы нужно стараться применять усилия, рекомендованные в РЭ на датчик, и там же обратите внимание на стопорение резьбы, предотвращающее самооткручивание при продолжительной вибрации.
В качестве временного крепления вибродатчиков используются следующие способы (см. рис. 1):
4–5 – на магнитный адаптер;
2 – на клей;
6 – щуп.
Существуют магнитные адаптеры для крепления вибродатчиков на ровную, криволинейную поверхность и универсальные адаптеры (рис. 5). Установка вибродатчиков на клей применяется в местах, где нет возможности сверлить установочные отверстия, или на немагнитную поверхность.
Существует множество щупов для различных задач, обычно они применяются с переносными приборами для временного крепления вибродатчиков. Еще существуют изолирующие адаптеры крепления вибродатчиков, обеспечивающие гальваническую развязку корпуса датчика от массы агрегата, предохраняющие его от паразитных электрических наводок в заземлении.
Рис. 5. Магнитные адаптеры для установки вибродатчиков
Для более точного измерения вибрации при малых амплитудах (в лабораторных измерениях) используют смазку (воск), нанося ее между корпусом и поверхностью контроля вибрации, она убирает «звон» на больших частотах.
В качестве итога можно сделать вывод, что самые надежные, наиболее точные данные от вибродатчиков можно получить при стационарном креплении – по принципу: чем крепче и монолитнее крепление датчика, тем точнее можно получить с него данные, исключая погрешности крепления.
__________________________________
1 Н. В. Ряковский. Кабели для вибродатчиков от ООО «ВиброТест» // ИСУП. 2025. № 5.
Опубликовано в журнале «ИСУП» № 1(121)_2026
Н. В. Ряковский,
генеральный директор,
ООО «ВиброТест», г. Москва,
тел.: +7 (495) 768-9803,
эл. почта: info＠vibrotest.net
Иллюстрации предоставлены компанией ООО «ВиброТест»
_big.jpg'); "2(116)_small.jpg")
