Diagnostyka drganiowa maszyn i urządzeń.
Co to jest diagnostyka drganiowa maszyn i urządzeń? Jest to dział diagnostyki technicznej, wykorzystującej pomiary i analizę drgań maszyny do określenia jej faktycznego stanu technicznego. Diagnostyka techniczna, a w szczególności diagnostyka drganiowa umożliwia dokładną identyfikację lokalizacji oraz rozpoznanie przyczyn uszkodzeń maszyn. Jak to działa? Zacznijmy od początku. Każda maszyna o ruchu obrotowym generuje drgania, gdy stan techniczny maszyny zaczyna się pogarszać poziom drgań zaczynają rosnąć.
Miernik drgań maszyn
Posiadając miernik drgań lub analizator drgań maszyn jesteśmy w stanie zdiagnozować dokładne miejsce awarii i określić przyczynę lub jeśli usterka jest wcześnie wykryta możemy całkowicie wyeliminować możliwość nieplanowanych przestojów i nie dopuścić do pogorszenia się stanu technicznego maszyn i w rezultacie awarii. Nadzór i diagnostyka drganiowa maszyn ma w ostatnich latach coraz większe znaczenie w uzyskaniu przewagi konkurencyjnej. Warto również zaznaczyć, że nawet małe i średnie maszyny w naszym parku maszynowym warto, a nawet trzeba objąć diagnostyką techniczną.
Analizator drgań maszyn
Przystępne ceny przyrządów pomiarowych takich jak mierniki i analizatory drgań oraz szeroka dostępność dyktują uzasadnienie ekonomiczne ich stosowania, także w tej grupie urządzeń. Nowe instalacje, remonty urządzeń oraz utrzymanie ruchu wymaga przed przywróceniem do ruchu protokołowania stanu dynamicznego tych urządzeń. Diagnostyka oraz protokołowanie z instalacji daje możliwość uzasadnienia roszczeń gwarancyjnych urządzeń technicznych.
Monitoring stanu maszyn
Monitorowanie drgań off line - pracownik ręcznymi przyrządami do pomiarów analizatorem lub miernikiem drgań zbiera dane. Wykorzystywane są najczęściej do pomiarów maszyn i urządzeń średniej ważności. Monitorowanie drgań on line - ciągłe z zabezpieczeniami ustawionymi przez operatora lub specjalisty z działu utrzymania ruchu. Ten model monitorowania jest najbardziej strategiczny dla całego przedsiębiorstwa, ponieważ wykorzystywany jest wśród maszyn krytycznych. Przestój lub nieplanowana awaria może nie tylko doprowadzić do ogromnych strat finansowych ale również zatrzymania całej linii produkcyjnej.
Pomiar drgań wg ISO 10816
Pomiar drgań on line - nadzorowane przez specjalistę, posiadające automatyczne zbieranie danych w konkretnych odstępach czasu. Wszystkie dane mogą być przechowywane w serwerach lub w komputerowej bazie danych i analizowane w oprogramowaniu diagnostycznym. Ta metoda wykorzystywana jest przy urządzeniach bardzo ważnych. Przy awarii takiego urządzenia przedsiębiorstwo może zostać narażone na duże straty finansowe.
Analiza widmowa drgań
Pomiary ogólnego stanu drgań łożysk dają możliwość oceny stanu maszyny w następujących kategoriach: idealny, dopuszczony do ruchu bez ograniczeń, z ograniczeniami lub niedopuszczalny. Po przekroczeniu stanów granicznych perfekcyjnie sprawdza się analiza widmowa drgań maszyn. Pozwala na dokładną analizę, ustalenie lokalizacji oraz przyczyn wzrostu drgań. Do tego celu służy analiza częstotliwościowa drgań inaczej zwana również analiza widma FFT ( tzw. Szybka Transformata Fouriera). Podstawą tej metody jest rozkład całkowitego sygnału drgań na składowe sinusoidalne o różnych częstotliwościach.
Ocena stanu technicznego maszyn.
Pomiar charakterystycznych wielkości drgań w dłuższym okresie czasu pozwala na efektywny, skuteczny nadzór nad stanem technicznym maszyn, taki model nazywany jest „ trendowanie”. Przekroczenie wartości granicznych w pompach, wentylatorach czy silnikach elektrycznych jest sygnałem alarmowym dla specjalisty utrzymania ruchu. Analiza widma i diagnostyka pozwala w szybki sposób określić przyczyny wzrostu poziomu drgań, szybszego zużywania takich elementów maszyn jak: łożyska toczne, sprzęgła, uszczelnienia oraz zdecydowanie większego zużycia energii. Analiza widma częstotliwości drgań pozwala na określenie przyczyny : wyosiowania, uszkodzenia łożyska, niewyważenie lub błędów w trakcie montażu. Ma to ogromne znaczenie w przypadku silników elektrycznych.
Klasyfikacja drgań wg norm ISO 10816
Pomiar i ocena wielkości drgań czyli wartości skutecznej prędkości drgań w zakresie od 10 Hz do 1000 Hz [mm/s] jest uznawane za wystarczające do oceny stanu dynamicznego silników elektrycznych. Odpowiednie klasy maszyn z wartościami z norm ISO 10816 są porównywane z wartościami pochodzącymi z pomiaru drgań maszyn i odpowiednio klasyfikowane wg. czterostopniowej oceny.
Diagnostyka łożysk tocznych
Uszkodzenia bieżni łożysk tocznych są doskonale widoczne w postaci nisko częstotliwościowych wielkości charakterystycznych dopiero w trakcie zaawansowanych uszkodzeń. Takie impulsy możliwe są do przechwycenia dopiero w wyższych zakresach częstotliwości. Do tego celu stosuje się metodę impulsu udarowego dBm oraz wzrost tła impulsu udarowego dBc. Powodem wzrostu tych parametrów mogą być często problemy z odpowiednim smarowaniem, zużycie bieżni lub mały luz łożyskowy.
Rodzaje drgań mechanicznych
