Картина вибраций на двух контролируемых подшипниках, возникающая при расцентровке валов двух соединяемых механизмов ( по подшипникам ), зависит от многих параметров, но в наибольшей степени зависит от типа и конструкции соединительной муфты, ее технического состояния.

Все многообразие применяемых на практике соединительных муфт, исходя из основных конструктивных особенностей, имеется в виду их влияния на характер вибрации при расцентровке, можно свести в три основные группы:
• жесткие муфты;
• гибкие муфты;
• подвижные муфты с гистерезисом.

Жесткая муфта - это муфта, при помощи которой два разных вала объединяются практически в единое целое.

После сборки жестких муфт оси роторов обязательно будут всегда принудительно совпадать. Расцентровка, т. е. некорректный монтаж "линии вала по подшипникам", при этом отсутствует. Она сказывается только в изменении величины и направления усилий, действующих на подшипники, деформирует "розу вибраций" в направлении некорректности в монтаже подшипников.

Практика работы сотрудников по диагностике в оборудовании различных причин повышенной вибрации различными методами, достаточно обширная по объему, дала для диагностики расцентровок несколько неожиданный практический результат.

Парадокс заключался в том, что применение спектральных методов диагностики для выявления расцентровок, при большой общей трудоемкости выполняемых работ, не дает нужной практической эффективности. Более лучшие результаты, с точки зрения трудоемкости и достоверности, были получены нами при диагностике расцентровок с использованием более простых методов пространственного анализа интегральных параметров вибросигнала, таких, как СКЗ (среднее квадратичное значение) виброскорости.

Взаимное положение центров валов двух соседних роторов, измеренное в месте их соединения при разобранной соединительной муфте, в практике принято характеризовать термином "центровка". Если оси двух валов идеально совпадают, т. е. один вал является как бы продолжением другого - говорят о хорошем качестве центровки валов механизмов в агрегате. Если же осевые линии валов не совпадают, то говорят о плохом качестве центровки и используется термин "расцентровка двух валов". В общем случае качество центровки нескольких механизмов определяется правильностью монтажа линии вала агрегата, контролируемой по центрам опорных подшипников вала.

В практике качество центровки валов, не соединенных муфтой полностью определяется взаимным геометрическим, пространственным положением опорных вкладышей подшипников скольжения или же параметрами монтажа подшипников качения в подшипниковых стойках или щитах.

Различают два основных вида расцентровки:
• параллельную (или радиальную);
• угловую (или торцевую).

В процессе работы шейка вала, являющаяся частью подшипника скольжения, может неравномерно износиться и ее поперечное сечение круга может стать эллиптической. При определенных условиях износа сечение шейка вала может иметь в себе некоторую трехгранность, четырехгранность и т. д.

При работе такого подшипника толщина масляного клина будет модулироваться нелинейностью кривизны шейки вала. В итоге радиальные, в основном вертикальные, вибрации будут иметь в своем составе гармоники, пропорциональные произведению оборотной частоты вала на "порядок эллипсности" шейки вала. При эллипсе это будет вторая гармоника оборотной, при «трехгранности» - третья и т. д.

При эллипсности происходит некоторое увеличение частоты вибрации масляного клина, т. к. масло в большей мере увлекается в своем движении ротором. Она может доходить до 0,45-0,46 от оборотной частоты ротора.

Под этим термином понимается неправильная установка баббитовых вкладышей, их перекос или излишняя подвижность внутри подшипниковой стойки.

В спектре вибрации этот дефект проявляется усилением первюй и второй гармоник оборотной частоты ротора. Значительно возрастает осевая составляющая общей вибрации, часто до недопустимых значений. Рассмотрим диагностические особенности данного дефекта монтажа.

При перекосе вкладыша в подшипнике обычно вибрация на поверхности подшипника различна вдоль его осевого направления. Когда передняя, условно говоря, часть вкладыша перемещается, опять условно говоря, вверх, задняя часть может перемещаться с меньшей скоростью, оставаться на месте и даже перемещаться в обратном направлении, т. е. вниз. Основной причиной этого является, наряду с перекосом вкладыша, всегда имеющий место, обычно небольшой, изгиб шейки вала в районе подшипника. Эти два дефекта в совокупности и приводят к сложному характеру прецессии во времени различных точек подшипника.

Рассмотрим наиболее общие и часто встречающиеся в практике особенности диагностирования вибраций масляного клина в подшипниках скольжения.

Как уже было сказано выше очень характерно этот дефект проявляется в спектре вибросигнала в виде увеличения амплитуды субгармоники с частотой 0,42-0,48 от оборотной частоты вала. Если амплитуда этой субгармоники превышает 50 % от величины первой оборотной гармоники частоты вращения вала, то следует говорить о серьезном характере данного дефекта и об опасном влиянии его на общее состояние агрегата. Цифра приведена при диагностике состояния подшипника по величине виброскорости.

При монтаже подшипника скольжения всегда тщательно контролируются зазоры со всех сторон ротора, т. к. все они, а не только нижняя часть вкладыша, в той или иной мере участвуют в работе. Даже зазор в верхней части подшипника очень важен для стабилизации положения ротора в зазоре подшипника.

В процессе работы из-за износа зазоры постепенно возрастают и наступает такой момент, когда это начинает сказываться на состоянии агрегата и проявляться в спектре вибрации. Достаточно часто при этом в агрегате должен присутствовать еще один, какой - либо, дефект другой природы возникновения, например небаланс или расцентровка. Этот дефект возбуждает вибрации, которые должны привести к обкатыванию ротора по окружности подшипника. Это может быть возбуждающая сила и другого проявления. Говоря просто, должна быть внешняя сила, которая в определенные фазы вращения будет приподнимать ротор и прижимать его к боковым поверхностям и даже к верхнему вкладышу подшипника, или хотя бы на какую - то долю момента времени разгружать подшипник скольжения.

Подшипники скольжения являются неотъемлемой частью многих крупных и очень ответственных агрегатов, широко применяются в энергетическом оборудовании, мощных насосах, компрессорах, электродвигателях и т. д.

При кажущейся внешней простоте конструкции, а подшипник скольжения состоит всего из трех элементов - из антифрикционного вкладыша, части поверхности вала и слоя масла между ними, на самом деле это сложный и ответственный узел, в котором возможно возникновение опасных дефектов. С целью обеспечения высокой надежности работы оборудования состояние подшипников скольжения нуждается в постоянном контроле со стороны обслуживающего и диагностического персонала.

Вибродиагностические методы контроля и оценки технического состояния подшипников скольжения являются в настоящее время широко распространенным способом, позволяющем контролировать состояние подшипников в процессе работы, не прибегая к разборке агрегатов.

Физические процессы, протекающие в подшипниках скольжения, достаточно сложны и зависят от соотношения многих внешних и внутренних факторов.

Уровень дефекта на диагностических спектрах огибающей определяется по величине модуляции огибающей данного вибросигнала характерной гармоникой. Диагностируемые дефекты принято характеризовать в данном методе диагностики уровнями - слабый, средний и сильный. Нормированию подлежит порог сильного дефекта, в долях от которого в дальнейшем рассчитываются пороги среднего и слабого уровней. Порог среднего уровня дефекта чаще всего считают равным половине от величины порога сильного дефекта. Порог слабого уровня дефекта обычно определяют в 20 процентов от уровня порога сильного дефекта.

Метод диагностики состояния оборудования при помощи спектров огибающей вибросигнала получил максимальное прикладное развитие благодаря его применению именно для ранней диагностики подшипников качения.

Приведем здесь справочно, в виде таблицы, практически полный перечень дефектов, которые можно диагностировать в подшипниках качения при помощи спектральных методов - по классическим спектрам и спектрам огибающей. Всего в этой таблице приведено 15 наиболее часто встречающихся причин повышенной вибрации - дефектов подшипников с различной локализацией.

Все дефекты в таблице представлены в определенном хронологическом порядке, связанным с этапами "жизненного цикла" подшипника в оборудовании. Сначала идут дефекты, связанные с монтажом подшипников, с которыми приходится встречаться уже на этапе ввода оборудования в эксплуатацию. Далее идут дефекты смазки, т. е. эксплуатации подшипников. За ними следуют проблемы, связанные с износом подшипников. Замыкают таблицу явно выраженные и уже достаточно сильно развитые дефекты элементов подшипников типа "скол" и "раковина".