ISO 10816-3: الاهتزاز الميكانيكي - تقييم اهتزاز الآلة من خلال القياسات على الأجزاء غير الدوارة - الجزء 3: الآلات الصناعية
ملخص
ISO 10816-3 هو معيار عملي واسع الاستخدام، يوفر حدودًا رقمية محددة لشدة الاهتزاز في الآلات الصناعية الشائعة. وهو تطبيق مباشر للإطار العام المُحدد في ISO 10816-1بينما يشرح الجزء الأول كيفية قياس الاهتزاز وتقييمه بشكل عام، يقدم الجزء الثالث الأرقام الفعلية - قيم سرعة التربيع التربيعي - التي تحدد حدود مناطق التقييم "الجيد" و"المرضي" و"غير المرضي" و"غير المقبول" لمجموعات محددة من الآلات.
ملاحظة: تم استبدال هذا المعيار رسميًا بالمعيار ISO 20816-3، الذي يقوم بتحديث الإطار ولكن المبادئ الأساسية والعديد من قيم الحد تظل ذات أهمية كبيرة.
جدول المحتويات (البنية المفاهيمية)
تم تصميم المعيار لتوفير دليل واضح وقابل للتنفيذ لتقييم اهتزاز آلة معينة:
-
1. النطاق:
يُحدد هذا القسم التمهيدي أنواع الآلات التي ينطبق عليها هذا المعيار. صُمم هذا القسم ليكون دليلاً عملياً لأكثر الآلات الصناعية شيوعاً، مثل مضخات الطرد المركزي، والمحركات الكهربائية، والضواغط، والمراوح، بقدرات تزيد عن 15 كيلوواط، وتعمل بسرعات تتراوح بين 120 و15000 دورة في الدقيقة. وينص صراحةً على أنه ينطبق على القياسات المأخوذة على الأجزاء غير الدوارة (مثل أغلفة المحامل) في ظروف التشغيل العادية في حالة الاستقرار. كما يوضح أنواع الآلات المستثناة، مثل الآلات الترددية وأدوات الآلات، والتي تشملها معايير محددة أخرى.
-
2. تصنيف الآلات (المجموعات):
يُعد هذا القسم أساسيًا للتطبيق الصحيح للمعيار، إذ يُقسّم الآلات الصناعية إلى أربع مجموعات مُميزة بناءً على ثلاثة عوامل رئيسية: تصنيف القدرة، ونوع الأساس، وخصائص التركيب. يُعدّ هذا التصنيف بالغ الأهمية لأن الآلات في المجموعات المختلفة لها حدود اهتزاز مختلفة. المجموعات الأربع هي:
- المجموعة 1: آلات كبيرة ذات قدرة تزيد عن 300 كيلوواط، تُركّب عادةً على أسس صلبة وثقيلة (مثل الركائز الخرسانية). تشمل هذه الآلات مضخات وضواغط ومولدات كبيرة. ونظرًا لحجمها وصلابتها، يُتوقع أن تكون مستويات اهتزازها منخفضة جدًا.
- المجموعة 2: آلات متوسطة الحجم بقدرات تتراوح بين 15 و300 كيلوواط، ومثبتة أيضًا على قواعد صلبة. تغطي هذه المجموعة معظم المعدات الصناعية الشائعة، بما في ذلك معظم المحركات الكهربائية والمضخات متوسطة الحجم والمراوح. حدود الاهتزاز لهذه المجموعة أعلى من المجموعة 1، ولكنها لا تزال مقيدة إلى حد ما.
- المجموعة 3: آلات كبيرة بقدرة تزيد عن 300 كيلوواط، مُثبّتة على قواعد مرنة أو لينة (مثل عوازل زنبركية أو حوامل مطاطية). يسمح التركيب المرن بمستويات اهتزاز أعلى دون نقل القوى إلى الهيكل المحيط.
- المجموعة 4: آلات متوسطة الحجم (من ١٥ إلى ٣٠٠ كيلوواط) على أسس مرنة. تتميز هذه المجموعة بحدود اهتزاز أقل، إذ يسمح الجمع بين الحجم المتوسط والتركيب المرن بمستويات اهتزاز أعلى مقبولة.
يُعدّ التمييز بين الأساسات الصلبة والمرنة أمرًا بالغ الأهمية للتصنيف الصحيح. فالأساس الصلب ينقل الاهتزازات مباشرةً إلى الهيكل المحيط، بينما يعزل الأساس المرن اهتزازات الآلة عن محيطها.
-
3. قيم منطقة شدة الاهتزاز (الرسم البياني):
يحتوي هذا القسم على القلب الرقمي للمعيار - المحدد سرعة RMS القيم (بالمليمتر/ثانية) التي تُحدد الحدود بين مناطق التقييم لكل مجموعة آلات. يُقدم المعيار هذه المعلومات في شكل جدول، مُوفرًا حدودًا واضحة وقابلة للتنفيذ لتقييم الحالة. على سبيل المثال، قد تشمل القيم النموذجية ما يلي: آلات المجموعة 1 ذات حد A/B عند 0.71 مم/ثانية وحد B/C عند 1.8 مم/ثانية، بينما قد يكون لآلات المجموعة 4 حد A/B عند 1.8 مم/ثانية وحد B/C عند 4.5 مم/ثانية. هذه القيم الرقمية هي نتاج عقود من جمع البيانات التجريبية من الآلات الصناعية حول العالم. يتضمن الرسم البياني أيضًا قيمًا مكافئة بوحدات بوصة/ثانية للمناطق التي تستخدم القياسات الإمبراطورية، مما يضمن قابلية تطبيق المعيار عالميًا.
-
4. إرشادات حول التطبيق:
يقدم هذا القسم الأخير إرشادات عملية أساسية حول كيفية تطبيق قيم المنطقة بشكل صحيح في مواقف واقعية. ويميز بين تطبيقين رئيسيين: اختبار القبول and المراقبة التشغيليةلاختبار قبول المعدات الجديدة، أو المُركّبة حديثًا، أو المُصلّحة حديثًا، يُوصي المعيار بأن تقع مستويات الاهتزاز عادةً ضمن المنطقة "أ" (للآلات الأكثر سلاسة) أو المنطقة "ب" (للآلات المقبولة). يجب فحص أي معدات جديدة تُظهر مستويات اهتزاز في المنطقة "ج" وتصحيحها قبل تشغيلها. لمراقبة تشغيل الآلات الموجودة بالفعل، يُقرّ المعيار بأن بعض الآلات قد تعمل بشكل مقبول في المنطقة "ب"، ولكنه يُشدّد على أن أي حركة من منطقة أدنى إلى منطقة أعلى (مثلًا من المنطقة "ب" إلى المنطقة "ج") تُعدّ تغييرًا جوهريًا يستدعي التحقيق الفوري. يُقدّم القسم أيضًا إرشادات حول إجراءات القياس، مُشدّدًا على أهمية أخذ القياسات في مواقع المحامل في ثلاثة اتجاهات متعامدة (أفقي، رأسي، ومحوري) واستخدام أعلى قراءة للتقييم.
المفاهيم الرئيسية
- الحدود القابلة للتنفيذ: تكمن القيمة الأساسية لهذا المعيار في أنه يُترجم الإطار النظري للجزء الأول إلى حدود رقمية ملموسة. كما يُوفر أساسًا لضبط إنذارات أنظمة المراقبة واتخاذ قرارات النجاح/الفشل بشأن المعدات الجديدة.
- أهمية تجميع الآلات: قد يكون مستوى الاهتزاز المقبول تمامًا لمروحة كبيرة ومثبتة بشكل مرن (المجموعة 3) مؤشرًا على عطل وشيك لمحرك متوسط الحجم ومثبت بشكل ثابت (المجموعة 2). يُعدّ التصنيف الصحيح للآلة الخطوة الأولى الأساسية.
- أداة فحص النطاق العريض: كما هو الحال مع معياره الأصلي، يعتمد معيار ISO 10816-3 على قياس واحد لسرعة التربيع التربيعي (RMS) عريض النطاق. وهو مصمم لتحديد وجود مشكلة، ولكنه لا يوفر معلومات تشخيصية لتحديد السبب الجذري. لذلك، التحليل الطيفي مطلوب.