ISO 2041: مراقبة الاهتزازات والصدمات والظروف الميكانيكية - المفردات

ملخص

ISO 2041 هو المعيار المرجعي الشامل لمجال مراقبة الاهتزازات والصدمات والظروف. نطاقه أوسع بكثير من معايير مثل ISO 1940-2، التي تركز فقط على الموازنة. يُعدّ ISO 2041 قاموسًا شاملًا، يوفر تعريفات دقيقة لآلاف المصطلحات المستخدمة في جميع التخصصات ذات الصلة، بما في ذلك القياس والتحليل والاختبار والتشخيص. يهدف إلى إرساء لغة مشتركة واضحة لضمان التواصل الواضح بين المتخصصين في هذه المجالات المترابطة.

جدول المحتويات (البنية المفاهيمية)

تم تنظيم المعيار كمسرد شامل، حيث تُجمّع المصطلحات في عدد من الأقسام المواضيعية لتسهيل تحديد المفاهيم ذات الصلة وفهمها. تشمل الأقسام الرئيسية ما يلي:

1. 1. المفاهيم الأساسية:

   يُرسي هذا القسم الأساس للمجال بأكمله من خلال تعريف مفاهيمه الفيزيائية الأساسية. ويُعرّف رسميًا Vibration كتغير مع الزمن في مقدار كمية تصف حركة أو موضع نظام ميكانيكي، عندما يكون المقدار أكبر وأصغر بالتناوب من قيمة متوسطة. وهذا يميزه عن صدمة، وهو حدث عابر، و التذبذب، وهو المصطلح العام لأي كمية تتغير بهذه الطريقة. والأهم من ذلك، أنه يُعرّف أيضًا الخصائص الفيزيائية الأساسية التي تحكم السلوك الاهتزازي لأي نظام: الكتلة (القصور الذاتي)، الخاصية التي تقاوم التسارع؛ الصلابة (الربيع)، الخاصية التي تقاوم التشوه؛ و التخميد، الخاصية التي تبدد الطاقة من النظام، مما يتسبب في تحلل التذبذبات. مفهوم درجات الحرية يتم أيضًا تقديم تعريف لعدد الإحداثيات المستقلة المطلوبة لوصف حركة النظام.

2. 2. معلمات الاهتزاز والصدمة:

   يُعرّف هذا الفصل الكميات الأساسية المستخدمة لقياس ووصف الحركة الاهتزازية. ويُقدّم تعريفات رسمية للخصائص الرئيسية للتذبذب. تكرار يتم تعريفها على أنها عدد دورات الحركة الدورية التي تحدث في وحدة زمنية (تقاس بالهرتز، هرتز). السعة هي القيمة القصوى للكمية المتذبذبة. ثم يوضح المعيار معلمات الحركة الأساسية الثلاثة: النزوح (إلى أي مدى يتحرك شيء ما)، سرعة (مدى سرعة تحركه) و تسريع (معدل تغير السرعة، المرتبط بالقوى المؤثرة على النظام). يُعرّف هذا القسم أيضًا بدقة الطرق المختلفة لقياس سعة الإشارة: من الذروة إلى الذروة (الرحلة الكلية من الحد الأقصى الموجب إلى الحد الأقصى السالب)، قمة (القيمة القصوى من الصفر)، و RMS (جذر متوسط مربع)، وهو المقياس الأكثر شيوعًا للاهتزاز الإجمالي لأنه مرتبط بمحتوى طاقة الإشارة.

3. 3. الأجهزة والقياس:

   يركز هذا القسم على مصطلحات المعدات المستخدمة لالتقاط إشارات الاهتزاز. ويُعرّف محول الطاقة (أو المستشعر) كجهاز مصمم لتحويل كمية ميكانيكية (اهتزاز) إلى إشارة كهربائية. ثم يُعرّف أكثر أنواع المحولات شيوعًا المستخدمة في مراقبة الآلات: مقياس التسارع، وهو مستشعر اتصال يقيس التسارع وهو أكثر أنواع المستشعرات تنوعًا وشيوعًا؛ و مسبار القرب (أو مسبار التيار الدوامي)، وهو مستشعر غير تلامسي يقيس الإزاحة النسبية بين المسبار وهدف موصل، عادةً ما يكون عمودًا دوارًا. كما يُعرّف القسم الأجهزة المُصاحبة، مثل مُضخّمات الإشارة، والمرشحات، وأجهزة وبرامج جمع البيانات (المحللون) تستخدم لمعالجة الإشارات وعرضها.

4. 4. معالجة الإشارات وتحليلها:

   يُعرّف هذا الفصل مفردات التقنيات الرياضية المُستخدمة لتحويل بيانات الاهتزاز الخام إلى معلومات تشخيصية. ويُحدد مجالي التحليل الرئيسيين: شكل موجة الوقت، وهو رسم بياني للسعة مقابل الزمن، و نطاق (أو رسم بياني لمجال التردد)، والذي يُظهر السعة مقابل التردد. يُعرّف المعيار التحليل الطيفي كعملية تحليل إشارة زمنية إلى تردداتها المكونة. الخوارزمية الرياضية المستخدمة للقيام بذلك هي تحويل فورييه السريع (FFT). ويحدد هذا القسم أيضًا السمات الطيفية الرئيسية مثل التوافقيات (مضاعفات عددية صحيحة للتردد الأساسي) و أشرطة جانبية (الترددات التي تظهر حول تردد مركزي). بالإضافة إلى ذلك، فهو يُعرّف مفاهيم أساسية لمعالجة الإشارات الرقمية، مثل التعرجات (شكل من أشكال التشويه الذي يحدث إذا كان معدل أخذ العينات منخفضًا جدًا) و النوافذ (تطبيق دالة رياضية لتقليل الخطأ المعروف بالتسرب الطيفي).

5. 5. خصائص الأنظمة (التحليل النمطي):

   يُعرّف هذا القسم المصطلحات المستخدمة لوصف الخصائص الديناميكية المتأصلة للهيكل الميكانيكي. ويُعرّف التردد الطبيعي كتردد يهتز عنده النظام إذا انحرف عن موضع توازنه ثم سُمح له بالتحرك بحرية. عندما يتطابق تردد القوة الخارجية مع التردد الطبيعي، فإن ظاهرة صدى يحدث، والذي يُعرَّف بأنه حالة أقصى سعة اهتزاز. يُعرِّف هذا القسم أيضًا المصطلحات المستخدمة في التحليل النمطي التجريبي، مثل شكل الوضع (النمط المميز لانحراف الهيكل عند تردد طبيعي محدد) و دالة الاستجابة للتردد (FRF)، وهو قياس يميز العلاقة بين المدخلات والمخرجات لنظام ما ويُستخدم لتحديد تردداته الطبيعية وخصائص التخميد.

6. 6. مراقبة الحالة والتشخيص:

   يُعرّف هذا الفصل الأخير المصطلحات المتعلقة بالتطبيق العملي لتحليل الاهتزازات في صيانة الآلات. ويُعرّف مراقبة الحالة كعملية مراقبة أحد معايير حالة الآلات (في هذه الحالة، الاهتزاز) لتحديد أي تغيير جوهري يدل على عطل متطور. بناءً على ذلك، التشخيص يُعرَّف بأنه عملية استخدام البيانات المُراقَبة لتحديد العطل المُحدَّد وموقعه وشدته. كما يُقدِّم المعيار مفهومًا أكثر تطورًا، وهو التنبؤاتوهي عملية التنبؤ بحالة الآلة المستقبلية وعمرها الافتراضي المتبقي. كما توفر تعريفات لمؤشرات التشخيص الرئيسية التي تُحسب من إشارة الاهتزاز، مثل عامل القمة and التفرطح، وهي مقاييس إحصائية تستخدم للكشف عن أعطال المحامل والتروس في المرحلة المبكرة.

الأهمية الرئيسية

• التواصل متعدد التخصصات: إنه يوفر لغة مشتركة للمهندسين الميكانيكيين ومتخصصي الموثوقية والفنيين والأكاديميين للتواصل بشكل فعال.
• الوثيقة الداعمة: يُعد هذا المرجع المرجعي الرئيسي للمصطلحات المستخدمة في معظم معايير ISO الأخرى المتعلقة بمراقبة الاهتزازات وحالتها. عندما يستخدم معيار آخر مصطلحًا مثل "شدة الاهتزاز"، فإنه يُعرّف رسميًا في ISO 2041.
• المؤسسة التعليمية: بالنسبة لأي شخص يتعلم مجال تحليل الاهتزاز، يمثل هذا المعيار المصدر المعتمد للمصطلحات والتعريفات الصحيحة.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي