معيار ISO 10816-1 والتنفيذ الآلي لتشخيص الاهتزازات باستخدام نظام Balanset-1A

ملخص

يقدم هذا التقرير تحليلاً شاملاً للمتطلبات التنظيمية الدولية الخاصة بحالة اهتزاز المعدات الصناعية المحددة في المواصفة القياسية ISO 10816-1 والمواصفات القياسية المشتقة منها. يستعرض التقرير تطور التقييس من المواصفة القياسية ISO 2372 إلى المواصفة القياسية الحالية ISO 20816، ويشرح المعنى الفيزيائي للمعلمات المقاسة، ويصف منهجية تقييم شدة حالات الاهتزاز. يتم إيلاء اهتمام خاص للتطبيق العملي لهذه القواعد باستخدام نظام التوازن والتشخيص المحمول Balanset-1A. يحتوي التقرير على وصف تفصيلي للخصائص التقنية للجهاز، وخوارزميات تشغيله في أوضاع مقياس الاهتزاز والتوازن، والمبادئ التوجيهية المنهجية لإجراء القياسات لضمان الامتثال لمعايير الموثوقية والسلامة للآلات الدوارة.

الفصل 1. الأسس النظرية لتشخيص الاهتزازات وتطور التقييس

1.1. الطبيعة الفيزيائية للاهتزاز واختيار معلمات القياس

الاهتزاز، كمعامل تشخيصي، هو المؤشر الأكثر إفادة عن الحالة الديناميكية للنظام الميكانيكي. على عكس درجة الحرارة أو الضغط، اللذين يعتبران مؤشرين متكاملين وغالباً ما يتفاعلان مع الأعطال ببطء، فإن إشارة الاهتزاز تحمل معلومات عن القوى المؤثرة داخل الآلية في الوقت الفعلي.

يعتمد المعيار ISO 10816-1، مثل سابقيه، على قياس سرعة الاهتزاز. هذا الاختيار ليس عشوائياً، بل ينبع من الطبيعة الطاقية للضرر. سرعة الاهتزاز تتناسب طردياً مع الطاقة الحركية للكتلة المتذبذبة، وبالتالي مع إجهادات التعب التي تنشأ في مكونات الماكينة.

يستخدم تشخيص الاهتزازات ثلاثة معايير رئيسية، لكل منها مجال تطبيق خاص به:

إزاحة الاهتزاز (الإزاحة): سعة التذبذب المقاسة بالميكرومتر (µm). هذه المعلمة مهمة للغاية بالنسبة للآلات منخفضة السرعة ولتقييم الفراغات في محامل المحور، حيث من المهم منع التلامس بين الدوار والجزء الثابت. في سياق ISO 10816-1، يكون للازاحة استخدام محدود، لأن الازاحة الصغيرة يمكن أن تولد قوى مدمرة عند الترددات العالية.

سرعة الاهتزاز (السرعة): سرعة النقطة السطحية المقاسة بالمليمتر في الثانية (مم/ث). هذا معيار عالمي لنطاق التردد من 10 إلى 1000 هرتز، والذي يغطي العيوب الميكانيكية الرئيسية: عدم التوازن، وسوء المحاذاة، والارتخاء. تعتمد ISO 10816 سرعة الاهتزاز كمعيار تقييم أساسي.

تسارع الاهتزاز (التسارع): معدل تغير سرعة الاهتزاز المقاس بالمتر في الثانية المربعة (م/ث²) أو بوحدة g. يميز التسارع قوى القصور الذاتي وهو أكثر حساسية للعمليات عالية التردد (من 1000 هرتز فما فوق)، مثل عيوب المحامل الدوارة في المراحل المبكرة أو مشاكل تداخل التروس.

تركز ISO 10816-1 على الاهتزازات عريضة النطاق في نطاق 10-1000 هرتز. وهذا يعني أن الجهاز يجب أن يدمج طاقة جميع التذبذبات داخل هذا النطاق ويخرج قيمة واحدة — قيمة الجذر المتوسط المربع (RMS). استخدام RMS بدلاً من القيمة القصوى له ما يبرره لأن RMS يميز الطاقة الإجمالية لعملية التذبذب بمرور الوقت، وهو أكثر صلة بتقييم التأثير الحراري والتأثير الناتج عن الإجهاد على الآلية.

1.2. السياق التاريخي: من ISO 2372 إلى ISO 20816

لفهم المتطلبات الحالية، لا بد من تحليل تطورها التاريخي.

ISO 2372 (1974): أول معيار عالمي أدخل تصنيف الآلات حسب الطاقة. وقد حدد فئات الآلات (الفئة الأولى – الفئة الرابعة) ومناطق التقييم (أ، ب، ج، د). وعلى الرغم من سحبه رسمياً في عام 1995، لا تزال مصطلحات ومنطق هذا المعيار مستخدمة على نطاق واسع في الممارسات الهندسية.

ISO 10816-1 (1995): استبدل هذا المعيار المعيارين ISO 2372 و ISO 3945. وكان أهم ابتكار فيه هو التمييز بشكل أوضح بين المتطلبات حسب نوع الأساس (الصلب مقابل المرن). أصبح المعيار وثيقة “شاملة” تحدد المبادئ العامة (الجزء 1)، بينما تم نقل القيم الحدية المحددة لأنواع الماكينات المختلفة إلى الأجزاء التالية (الجزء 2 - التوربينات البخارية، الجزء 3 - الماكينات الصناعية، الجزء 4 - التوربينات الغازية، إلخ).

ISO 20816-1 (2016): النسخة الحديثة من المعيار. يجمع ISO 20816 بين سلسلة 10816 (اهتزاز الأجزاء غير الدوارة) وسلسلة 7919 (اهتزاز الأعمدة الدوارة). وهذه خطوة منطقية، لأن التقييم الكامل للمعدات الحيوية يتطلب تحليل كلا المعلمتين. ومع ذلك، بالنسبة لمعظم الآلات الصناعية العامة الغرض (المراوح والمضخات)، حيث يصعب الوصول إلى العمود، تظل المنهجية القائمة على قياسات الغلاف المقدم في ISO 10816 هي المنهجية السائدة.

يركز هذا التقرير على ISO 10816-1 و ISO 10816-3، لأن هذه الوثائق هي أدوات العمل الرئيسية لحوالي 90% من المعدات الصناعية التي يتم تشخيصها بأجهزة محمولة مثل Balanset-1A.

الفصل 2. تحليل تفصيلي لمنهجية ISO 10816-1

2.1. النطاق والقيود

تنطبق المواصفة ISO 10816-1 على قياسات الاهتزاز التي يتم إجراؤها على الأجزاء غير الدوارة من الآلات (مبيتات المحامل، القواعد، الإطارات الداعمة). لا تنطبق هذه المواصفة على الاهتزاز الناتج عن الضوضاء الصوتية ولا تشمل الآلات الترددية (التي تشملها المواصفة ISO 10816-6) التي تولد قوى عطالية محددة بسبب مبدأ تشغيلها.

أحد الجوانب المهمة هو أن المعيار ينظم القياسات في الموقع — في ظروف التشغيل الفعلية، وليس فقط على منصة الاختبار. وهذا يعني أن الحدود تأخذ في الاعتبار تأثير الأساس الفعلي ووصلات الأنابيب وظروف حمل التشغيل.

2.2. تصنيف المعدات

أحد العناصر الأساسية في هذه المنهجية هو تقسيم جميع الآلات إلى فئات. قد يؤدي تطبيق حدود الفئة الرابعة على آلة من الفئة الأولى إلى إغفال المهندس لظروف خطرة، في حين أن العكس قد يؤدي إلى إيقاف تشغيل معدات سليمة دون مبرر.

وفقًا للملحق باء من المواصفة القياسية ISO 10816-1، تنقسم الآلات إلى الفئات التالية:

الجدول 2.1. تصنيف الآلات وفقًا لمعيار ISO 10816-1

فصل	وصف	الآلات النموذجية	نوع الأساس
الفئة الأولى	أجزاء فردية من المحركات والآلات، متصلة هيكليًا بالمجموع. آلات صغيرة.	محركات كهربائية تصل إلى 15 كيلوواط. مضخات صغيرة، محركات مساعدة.	أي
الفئة الثانية	آلات متوسطة الحجم بدون أساسات خاصة.	محركات كهربائية 15-75 كيلوواط. محركات حتى 300 كيلوواط على قاعدة صلبة. مضخات، مراوح.	عادة ما يكون صلبًا
الفئة الثالثة	المحركات الرئيسية الكبيرة والآلات الكبيرة الأخرى ذات الكتل الدوارة.	التوربينات والمولدات والمضخات عالية الطاقة (>75 كيلوواط).	جامد
الفئة الرابعة	المحركات الرئيسية الكبيرة والآلات الكبيرة الأخرى ذات الكتل الدوارة.	المولدات التوربينية، التوربينات الغازية (>10 ميجاوات).	مرن

مشكلة تحديد نوع الأساس (صلب أم مرن):

يُعرّف المعيار الأساس بأنه صلب إذا كانت التردد الطبيعي الأول لنظام “الآلة-الأساس” أعلى من تردد الإثارة الرئيسي (تردد الدوران). ويكون الأساس مرنًا إذا كان تردده الطبيعي أقل من تردد الدوران.

في الممارسة العملية، هذا يعني:

• عادةً ما تنتمي الآلة المثبتة بمسامير إلى أرضية متجر خرسانية ضخمة إلى فئة ذات أساس صلب.
• تنتمي الآلة المثبتة على عوازل اهتزاز (نوابض، وسادات مطاطية) أو على إطار فولاذي خفيف (على سبيل المثال، هيكل الطبقة العليا) إلى فئة ذات أساس مرن.

هذا التمييز مهم للغاية لأن الآلة المثبتة على أساس مرن يمكن أن تهتز بسعة أكبر دون أن تسبب ضغوطًا داخلية خطيرة. لذلك، فإن حدود الفئة IV أعلى من حدود الفئة III.

2.3. مناطق تقييم الاهتزازات

بدلاً من التقييم الثنائي “جيد/سيئ”، يقدم المعيار مقياساً من أربع مناطق يدعم الصيانة القائمة على الحالة.

المنطقة أ (جيدة): مستوى الاهتزاز للآلات التي تم تشغيلها حديثًا. هذه هي الحالة المرجعية التي يجب تحقيقها بعد التثبيت أو الإصلاح الشامل.

المنطقة ب (مُرضية): آلات مناسبة للتشغيل طويل الأمد دون قيود. مستوى الاهتزاز أعلى من المثالي ولكنه لا يهدد الموثوقية.

المنطقة ج (غير مرضية): آلات غير صالحة للتشغيل المستمر على المدى الطويل. يصل الاهتزاز إلى مستوى يبدأ عنده تدهور مكونات الآلة (المحامل، الأختام) بشكل متسارع. يمكن تشغيل الآلة لفترة محدودة تحت مراقبة مشددة حتى موعد الصيانة المقررة التالية.

المنطقة د (غير مقبولة): مستويات اهتزاز قد تسبب عطلًا كارثيًا. يلزم إيقاف التشغيل فورًا.

2.4. قيم حدود الاهتزاز

يلخص الجدول أدناه القيم الحدية لسرعة الاهتزاز RMS (مم/ثانية) وفقًا للملحق B من ISO 10816-1. هذه القيم تجريبية وتُستخدم كإرشادات في حالة عدم توفر مواصفات الشركة المصنعة.

الجدول 2.2. حدود مناطق الاهتزاز (ISO 10816-1 الملحق ب)

حدود المنطقة	الفئة الأولى (مم/ثانية)	الفئة الثانية (مم/ثانية)	الفئة الثالثة (مم/ثانية)	الفئة الرابعة (مم/ثانية)
أ / ب	0.71	1.12	1.80	2.80
ب / ج	1.80	2.80	4.50	7.10
C / D	4.50	7.10	11.20	18.00

التفسير التحليلي. ضع في اعتبارك القيمة 4.5 مم/ثانية. بالنسبة للآلات الصغيرة (الفئة I)، هذه هي حدود حالة الطوارئ (C/D) التي تتطلب إيقاف التشغيل. بالنسبة للآلات متوسطة الحجم (الفئة II)، يمثل هذا الحد منتصف منطقة “تتطلب الانتباه”. بالنسبة للآلات الكبيرة المثبتة على أساس صلب (الفئة III)، يمثل هذا الحد فقط الحد الفاصل بين منطقتي “مقبول” و“غير مقبول”. بالنسبة للآلات المثبتة على أساس مرن (الفئة IV)، يمثل هذا الحد مستوى اهتزاز تشغيل عادي (المنطقة B).

يوضح هذا التقدم مخاطر استخدام الحدود العامة. فقد يغفل المهندس الذي يستخدم قاعدة “4.5 مم/ثانية سيئة” لجميع الآلات عن عطل في مضخة صغيرة أو يرفض دون مبرر شاحن توربيني كبير.

الفصل 3. خصائص الآلات الصناعية: ISO 10816-3

بينما تحدد ISO 10816-1 الإطار العام، فإن معظم الوحدات الصناعية (المضخات والمراوح والضواغط التي تزيد قوتها عن 15 كيلوواط) تخضع في الواقع للجزء 3 الأكثر تحديدًا من المعيار (ISO 10816-3). من المهم فهم الفرق لأن Balanset-1A غالبًا ما يستخدم لموازنة المراوح والمضخات التي يغطيها هذا الجزء.

3.1. مجموعات الآلات في ISO 10816-3

على عكس الفئات الأربع في الجزء 1، يقسم الجزء 3 الآلات إلى مجموعتين رئيسيتين:

المجموعة 1: الآلات الكبيرة التي تزيد طاقتها المقدرة عن 300 كيلوواط. تشمل هذه المجموعة أيضًا الآلات الكهربائية التي يزيد ارتفاع عمودها عن 315 ملم.

المجموعة 2: آلات متوسطة الحجم بقدرة اسمية تتراوح من 15 كيلوواط إلى 300 كيلوواط. تشمل هذه المجموعة الآلات الكهربائية التي يبلغ ارتفاع عمودها من 160 مم إلى 315 مم.

3.2. حدود الاهتزاز في ISO 10816-3

تعتمد الحدود هنا أيضًا على نوع الأساس (صلب/مرن).

الجدول 3.1. حدود الاهتزاز وفقًا لمعيار ISO 10816-3 (RMS، مم/ثانية)

الحالة (المنطقة)	المجموعة 1 (>300 كيلوواط) صلبة	المجموعة 1 (>300 كيلوواط) مرنة	المجموعة 2 (15-300 كيلوواط) صلبة	المجموعة 2 (15-300 كيلوواط) مرنة
أ (جديد)	< 2.3	< 3.5	< 1.4	< 2.3
ب (تشغيل طويل الأمد)	2.3 – 4.5	3.5 – 7.1	1.4 – 2.8	2.3 – 4.5
C (تشغيل محدود)	4.5 – 7.1	7.1 – 11.0	2.8 – 4.5	4.5 – 7.1
D (الضرر)	> 7.1	> 11.0	> 4.5	> 7.1

توليف البيانات. تُظهر مقارنة جداول ISO 10816-1 و ISO 10816-3 أن ISO 10816-3 تفرض متطلبات أكثر صرامة على الآلات متوسطة الطاقة (المجموعة 2) المثبتة على أساسات صلبة. تم تحديد حدود المنطقة D عند 4.5 مم/ثانية، وهو ما يتطابق مع الحد الأقصى للفئة I في الجزء 1. وهذا يؤكد الاتجاه نحو فرض حدود أكثر صرامة على المعدات الحديثة والأسرع والأخف وزنًا. عند استخدام Balanset-1A لتشخيص مروحة 45 كيلوواط على أرضية خرسانية، يجب التركيز على عمود “المجموعة 2 / صلب” في هذا الجدول، حيث يحدث الانتقال إلى منطقة الطوارئ عند 4.5 مم/ثانية.

الفصل 4. بنية الأجهزة لنظام Balanset-1A

لتنفيذ متطلبات ISO 10816/20816، تحتاج إلى أداة توفر قياسات دقيقة وقابلة للتكرار وتتوافق مع نطاقات التردد المطلوبة. نظام Balanset-1A الذي طورته Vibromera هو حل متكامل يجمع بين وظائف محلل الاهتزاز ثنائي القنوات وأداة موازنة الميدان.

4.1. قنوات القياس وأجهزة الاستشعار

يحتوي نظام Balanset-1A على قناتين مستقلتين لقياس الاهتزاز (X1 و X2)، مما يسمح بإجراء قياسات متزامنة في نقطتين أو على مستويين.

نوع المستشعر. يستخدم النظام أجهزة قياس التسارع (محولات اهتزاز تقيس التسارع). هذا هو المعيار الصناعي الحديث لأن أجهزة قياس التسارع توفر موثوقية عالية ونطاق تردد واسع وخطية جيدة.

تكامل الإشارات. نظرًا لأن معيار ISO 10816 يتطلب تقييم سرعة الاهتزاز (مم/ثانية)، يتم دمج الإشارة الصادرة عن أجهزة قياس التسارع في الأجهزة أو البرامج. هذه خطوة حاسمة في معالجة الإشارات، وتلعب جودة محول التناظرية إلى الرقمية دورًا رئيسيًا في ذلك.

نطاق القياس. يقيس الجهاز سرعة الاهتزاز (RMS) في نطاق من 0.05 إلى 100 مم/ثانية. يغطي هذا النطاق بالكامل جميع مناطق التقييم ISO 10816 (من المنطقة A 45 مم/ثانية).

4.2. خصائص التردد والدقة

تتوافق الخصائص المترولوجية لـ Balanset-1A تمامًا مع متطلبات المعيار.

نطاق التردد. تعمل النسخة الأساسية من الجهاز في النطاق الترددي 5 هرتز – 550 هرتز.

الحد الأدنى البالغ 5 هرتز (300 دورة في الدقيقة) يتجاوز حتى متطلبات معيار ISO 10816 البالغ 10 هرتز ويدعم تشخيص الماكينات منخفضة السرعة. الحد الأعلى البالغ 550 هرتز يغطي ما يصل إلى التوافقي الحادي عشر للآلات ذات تردد دوران 3000 دورة في الدقيقة (50 هرتز)، وهو ما يكفي للكشف عن عدم التوازن (1×) وسوء المحاذاة (2×، 3×) والارتخاء. اختياريًا، يمكن تمديد نطاق التردد إلى 1000 هرتز، وهو ما يغطي المتطلبات القياسية بالكامل.

دقة السعة. خطأ قياس السعة هو ±5% من النطاق الكامل. بالنسبة لمهام المراقبة التشغيلية، حيث تختلف حدود المناطق بمئات النسب المئوية، فإن هذه الدقة أكثر من كافية.

دقة الطور. يقيس الجهاز زاوية الطور بدقة تبلغ ±1 درجة. على الرغم من أن الطور لا يخضع لتنظيم ISO 10816، إلا أنه ذو أهمية بالغة للخطوة التالية — الموازنة.

4.3. قناة مقياس سرعة الدوران

تتضمن المجموعة مقياس سرعة ليزري (مستشعر بصري) يؤدي وظيفتين:

• يقيس سرعة الدوار (RPM) من 150 إلى 60,000 دورة في الدقيقة (في بعض الإصدارات حتى 100,000 دورة في الدقيقة). وهذا يجعل من الممكن تحديد ما إذا كان الاهتزاز متزامنًا مع تردد الدوران (1×) أو غير متزامن.
• يولد إشارة طور مرجعية (علامة طور) من أجل المتوسط المتزامن وحساب زوايا الكتلة التصحيحية أثناء الموازنة.

4.4. التوصيلات والتصميم

تشتمل المجموعة القياسية على كابلات استشعار بطول 4 أمتار (اختياري 10 أمتار). وهذا يزيد من السلامة أثناء القياسات في الموقع. تتيح الكابلات الطويلة للمشغل البقاء على مسافة آمنة من الأجزاء الدوارة للآلة، مما يلبي متطلبات السلامة الصناعية للعمل مع المعدات الدوارة.

الفصل 5. منهجية القياس وتقييم ISO 10816 باستخدام Balanset-1A

يصف هذا الفصل خوارزمية خطوة بخطوة لاستخدام جهاز Balanset-1A لإجراء تقييمات الاهتزاز.

5.1. التحضير للقياسات

تحديد الجهاز. حدد فئة الماكينة (وفقًا للفصلين 2 و 3 من هذا التقرير). على سبيل المثال، “مروحة 45 كيلوواط على عوازل اهتزاز” تنتمي إلى المجموعة 2 (ISO 10816-3) مع أساس مرن.

تثبيت البرامج. قم بتثبيت برامج تشغيل Balanset-1A والبرامج من محرك أقراص USB المرفق. قم بتوصيل وحدة الواجهة بمنفذ USB في الكمبيوتر المحمول.

قم بتركيب المستشعرات.

• قم بتركيب أجهزة الاستشعار على مبيتات المحامل. لا تقم بتركيبها على أغطية رقيقة.
• استخدم قواعد مغناطيسية. تأكد من أن المغناطيس مثبت بإحكام على السطح. يعمل الطلاء أو الصدأ الموجود تحت المغناطيس كمثبط ويقلل من قراءات التردد العالي.
• الحفاظ على التعامد: إجراء القياسات في الاتجاهات الرأسية (V) والأفقية (H) والمحورية (A). يحتوي Balanset-1A على قناتين، بحيث يمكنك قياس V و H في وقت واحد على دعامة واحدة على سبيل المثال.

5.2. وضع مقياس الاهتزاز (F5)

يحتوي برنامج Balanset-1A على وضع مخصص لتقييم ISO 10816.

• قم بتشغيل البرنامج.
• اضغط على F5 (أو انقر على زر “F5 – Vibrometer” في الواجهة). تفتح نافذة مقياس الاهتزاز متعدد القنوات.
• اضغط على F9 (تشغيل) لبدء جمع البيانات.

تحليل المؤشرات.

• RMS (الإجمالي): يعرض الجهاز سرعة الاهتزاز RMS الإجمالية (V1s، V2s). هذه هي القيمة التي تقارنها بالحدود المجدولة في المعيار.
• 1× اهتزاز: يستخرج الجهاز سعة الاهتزاز عند تردد الدوران.

إذا كانت قيمة RMS عالية (المنطقة C/D) ولكن المكون 1× منخفض، فإن المشكلة ليست عدم التوازن. قد يكون عيبًا في المحمل أو تجويفًا (بالنسبة للمضخة) أو مشاكل كهرومغناطيسية. إذا كانت RMS قريبة من قيمة 1× (على سبيل المثال، RMS = 10 مم/ثانية، 1× = 9.8 مم/ثانية)، فإن عدم التوازن هو السبب الرئيسي، وسيؤدي التوازن إلى تقليل الاهتزاز بنسبة 95% تقريبًا.

5.3. التحليل الطيفي (FFT)

إذا تجاوزت الاهتزازات الإجمالية الحد المسموح به (المنطقة C أو D)، يجب تحديد السبب. يتضمن الوضع F5 علامة تبويب "الرسوم البيانية".

الطيف. يُظهر الطيف السعة مقابل التردد.

• تشير الذروة السائدة عند 1× (تردد الدوران) إلى وجود خلل في التوازن.
• الذروة عند 2× و 3× تشير إلى عدم المحاذاة أو الارتخاء.
• يشير “الضجيج” عالي التردد أو مجموعة التوافقيات إلى وجود عيوب في المحامل الدوارة.
• تشير تردد مرور الشفرات (عدد الشفرات × عدد الدورات في الدقيقة) إلى وجود مشاكل في الديناميكا الهوائية في المروحة أو مشاكل هيدروليكية في المضخة.

يوفر Balanset-1A هذه التصورات، مما يحوله من مجرد “مقياس امتثال” بسيط إلى أداة تشخيصية كاملة.

الفصل 6. التوازن كطريقة تصحيحية: الاستخدام العملي لـ Balanset-1A

عندما تشير التشخيصات (بناءً على هيمنة 1× في الطيف) إلى أن عدم التوازن هو السبب الرئيسي لتجاوز حدود ISO 10816، فإن الخطوة التالية هي تحقيق التوازن. يطبق Balanset-1A طريقة معامل التأثير (طريقة الثلاث جولات).

6.1. نظرية التوازن

يحدث عدم التوازن عندما لا يتطابق مركز كتلة الدوار مع محور دورانه. وهذا يؤدي إلى قوة طرد مركزي. F = m · r · ω² الذي يولد اهتزازًا بتردد دوراني. الهدف من الموازنة هو إضافة كتلة تصحيحية (وزن) تنتج قوة مساوية في الحجم ومعاكسة في الاتجاه لقوة عدم التوازن.

6.2. إجراء الموازنة أحادية المستوى

استخدم هذا الإجراء للأدوات الدوارة الضيقة (المراوح، البكرات، الأقراص).

الإعداد.

• قم بتركيب مستشعر الاهتزاز (القناة 1) بشكل عمودي على محور الدوران.
• قم بإعداد مقياس سرعة الدوران بالليزر وضع علامة شريطية عاكسة واحدة على الدوار.
• في البرنامج، حدد F2 – Single Plane (مستوى واحد).

الجولة 0 – الأولية.

• ابدأ تشغيل الدوار. اضغط على F9. يقيس الجهاز الاهتزاز الأولي (السعة والطور).
• مثال: 8.5 مم/ثانية عند 120 درجة.

الجولة 1 – الوزن التجريبي.

• أوقف الدوار.
• قم بتركيب وزن تجريبي ذي كتلة معروفة (على سبيل المثال، 10 غرامات) في مكان عشوائي.
• ابدأ تشغيل الدوار. اضغط على F9. يسجل الجهاز التغير في متجه الاهتزاز.
• مثال: 5.2 مم/ثانية عند 160 درجة.

الحساب والتصحيح.

• يقوم البرنامج تلقائيًا بحساب كتلة وزاوية وزن التصحيح.
• على سبيل المثال، قد يصدر الجهاز تعليمات مثل: “أضف 15 جرامًا بزاوية 45 درجة من موضع الوزن التجريبي”.”
• تدعم وظائف Balanset الأوزان المقسمة: إذا لم تتمكن من وضع الوزن في الموقع المحسوب، يقوم البرنامج بتقسيمه إلى وزنين لتركيبهما، على سبيل المثال، على ريش المروحة.

الجولة الثانية – التحقق.

• قم بتثبيت الوزن التصحيحي المحسوب (قم بإزالة الوزن التجريبي إذا كان البرنامج يتطلب ذلك).
• قم بتشغيل الدوار وتأكد من أن الاهتزاز المتبقي قد انخفض إلى المنطقة A أو B وفقًا لمعيار ISO 10816 (على سبيل المثال، أقل من 2.8 مم/ثانية).

6.3. التوازن ثنائي المستوى

تتطلب الدوارات الطويلة (الأعمدة، أسطوانات الكسارة) موازنة ديناميكية في مستويين تصحيحيين. الإجراء مشابه ولكنه يتطلب مستشعرين للاهتزاز (X1، X2) وثلاث عمليات تشغيل (بداية، وزن تجريبي في المستوى 1، وزن تجريبي في المستوى 2). استخدم الوضع F3 لهذا الإجراء.

الفصل 7. سيناريوهات عملية وتفسيرها (دراسات حالة)

السيناريو 1: مروحة عادم صناعية (45 كيلوواط)

السياق. يتم تثبيت المروحة على السطح على عوازل اهتزاز من النوع الزنبركي.

التصنيف. ISO 10816-3، المجموعة 2، أساس مرن.

القياس. يُظهر Balanset-1A في الوضع F5 RMS = 6.8 مم/ثانية.

التحليل.

• وفقًا للجدول 3.1، فإن الحد الفاصل بين B و C لـ “مرن” هو 4.5 مم/ثانية، والحد الفاصل بين C و D هو 7.1 مم/ثانية.

الخلاصة. يعمل المروحة في المنطقة C (تشغيل محدود)، ويقترب من منطقة الطوارئ D.

التشخيص. يُظهر الطيف ذروة قوية بمقدار 1×.

العمل. يلزم إجراء عملية موازنة. بعد إجراء الموازنة باستخدام Balanset-1A، انخفض مستوى الاهتزاز إلى 1.2 مم/ثانية (المنطقة A). تم منع حدوث العطل.

السيناريو 2: مضخة تغذية الغلاية (200 كيلوواط)

السياق. المضخة مثبتة بإحكام على أساس خرساني ضخم.

التصنيف. ISO 10816-3، المجموعة 2، الأساس الصلب.

القياس. يُظهر Balanset-1A RMS = 5.0 مم/ثانية.

التحليل.

• وفقًا للجدول 3.1، فإن الحد الفاصل بين C و D لـ “Rigid” هو 4.5 مم/ثانية.

الخلاصة. تعمل المضخة في المنطقة D (حالة الطوارئ). قيمة 5.0 مم/ثانية غير مقبولة بالفعل للتركيب الصلب.

التشخيص. يُظهر الطيف سلسلة من التوافقيات ومستوى ضوضاء مرتفع. الذروة 1× منخفضة.

العمل. لن يساعد التوازن. من المحتمل أن المشكلة تكمن في المحامل أو التجويف. يجب إيقاف المضخة لإجراء فحص ميكانيكي.

الفصل 8. الخاتمة

توفر ISO 10816-1 والجزء 3 المتخصص منها أساسًا أساسيًا لضمان موثوقية المعدات الصناعية. يتيح الانتقال من التصور الذاتي إلى التقييم الكمي لسرعة الاهتزاز (RMS، مم/ثانية) للمهندسين تصنيف حالة الماكينة بشكل موضوعي وتخطيط الصيانة بناءً على الحالة الفعلية.

أثبتت فعالية التنفيذ الآلي لهذه المعايير باستخدام نظام Balanset-1A. يوفر الجهاز قياسات دقيقة من الناحية المترولوجية في نطاق 5-550 هرتز (يغطي بالكامل المتطلبات القياسية لمعظم الآلات) ويوفر الوظائف المطلوبة لتحديد أسباب الاهتزازات المرتفعة (التحليل الطيفي) والقضاء عليها (الموازنة).

بالنسبة للشركات التشغيلية، فإن تنفيذ المراقبة المنتظمة استنادًا إلى منهجية ISO 10816 وأدوات مثل Balanset-1A يعد استثمارًا مباشرًا في خفض تكاليف التشغيل. تساعد القدرة على التمييز بين المنطقة B والمنطقة C على تجنب الإصلاحات المبكرة للآلات السليمة والأعطال الكارثية الناتجة عن تجاهل مستويات الاهتزاز الحرجة.

نهاية التقرير