ISO 2041: Механични вибрации, удари и мониторинг на състоянието – Речник

Обобщение

ISO 2041 е основният стандарт за речник в цялата област на вибрациите, ударите и мониторинга на състоянието. Обхватът му е много по-широк от стандарти като ISO 1940-2, който се фокусира само върху балансирането. ISO 2041 служи като изчерпателен речник, предоставящ точни дефиниции за хиляди термини, използвани във всички свързани дисциплини, включително измерване, анализ, тестване и диагностика. Целта му е да установи общ, недвусмислен език, за да осигури ясна комуникация между професионалистите в тези взаимосвързани области.

Съдържание (Концептуална структура)

Стандартът е организиран като голям речник, като термините са групирани в редица тематични раздели, за да се улесни намирането и разбирането на свързани понятия. Основните раздели включват:

1. 1. Основни понятия:

   Този раздел полага основите на цялата област, като дефинира най-основните ѝ физически понятия. Той формално дефинира Вибрации като изменението с времето на величината на величина, която описва движението или положението на механична система, когато величината е последователно по-голяма и по-малка от някаква средна стойност. Това разграничава това от Шок, което е преходно събитие, и Трептене, общият термин за всяка величина, която се променя по този начин. Важно е да се отбележи, че той определя и фундаменталните физични свойства, които управляват вибрационното поведение на всяка система: Маса (инерция), свойството, което се съпротивлява на ускорението; Скованост (пружина), свойството, което се съпротивлява на деформация; и Затихване, свойството, което разсейва енергия от системата, причинявайки затихване на трептенията. Концепцията за Степени на свобода въвежда се и , определящ броя на независимите координати, необходими за описание на движението на системата.

2. 2. Параметри на вибрации и удари:

   Тази глава определя основните величини, използвани за измерване и описание на вибрационното движение. Тя предоставя формални дефиниции за ключовите характеристики на трептенето. Честота се определя като броя цикли на периодично движение, които се случват за единица време (измерено в херци, Hz). Амплитуда е максималната стойност на осцилиращата величина. Стандартът след това пояснява трите основни параметъра на движение: Изместване (докъде се движи нещо), Скорост (колко бързо се движи) и Ускорение (скоростта на промяна на скоростта, която е свързана със силите, действащи върху системата). Този раздел също така точно определя различните начини за количествено определяне на амплитудата на сигнала: От връх до връх (общото отклонение от максималната положителна до максималната отрицателна стойност), Връх (максималната стойност от нулата) и RMS (средноквадратична стойност), което е най-често срещаният показател за обща вибрация, тъй като е свързано с енергийното съдържание на сигнала.

3. 3. Инструментация и измерване:

   Този раздел се фокусира върху терминологията на оборудването, използвано за улавяне на вибрационни сигнали. Той определя Преобразувател (или сензор) като устройство, предназначено да преобразува механична величина (вибрация) в електрически сигнал. След това се определят най-често срещаните видове преобразуватели, използвани в мониторинга на машини: Акселерометър, който е контактен сензор, измерващ ускорението и е най-универсалният и често срещан тип сензор; и Сонда за близост (или сонда с вихрови токове), която е безконтактен сензор, измерващ относителното изместване между сондата и проводима цел, обикновено въртящ се вал. Разделът също така определя свързаната апаратура, като например усилватели на сигнали, филтри и хардуер и софтуер за събиране на данни (анализатори), използван за обработка и показване на сигналите.

4. 4. Обработка и анализ на сигнали:

   Тази глава определя речника на математическите техники, използвани за трансформиране на суровите вибрационни данни в диагностична информация. Тя определя двете основни области на анализ: Времева вълнова форма, което е графика на амплитудата спрямо времето, и Спектър (или графика в честотната област), която показва амплитудата спрямо честотата. Стандартът определя Спектрален анализ като процес на разлагане на времеви сигнал на съставните му честоти. Математическият алгоритъм, използван за това, е FFT (Бързо преобразуване на Фурие)Този раздел също така определя ключови спектрални характеристики, като например Хармоници (целочислени кратни на основна честота) и Странични ленти (честоти, които се появяват около централна честота). Освен това, той дефинира критични концепции за цифрова обработка на сигнали, като например Алиасинг (форма на изкривяване, която възниква, ако честотата на дискретизация е твърде ниска) и Прозорци (прилагането на математическа функция за намаляване на грешка, известна като спектрално изтичане).

5. 5. Характеристики на системите (модален анализ):

   Този раздел определя терминологията, използвана за описание на присъщите динамични свойства на механична структура. Той определя Естествена честота като честота, с която системата ще вибрира, ако бъде нарушена от равновесното си положение и след това бъде оставена да се движи свободно. Когато честотата на външно въздействие съвпада с естествената честота, се наблюдава феноменът на Резонанс възниква, което се определя като условие за максимална амплитуда на вибрациите. Този раздел също така дефинира термините, използвани в експерименталния модален анализ, като например Форма на режима (характерният модел на отклонение на конструкцията при определена естествена честота) и Функция за честотна характеристика (FRF), което е измерване, характеризиращо връзката вход-изход на системата и се използва за идентифициране на нейните собствени честоти и свойства на затихване.

6. 6. Мониторинг и диагностика на състоянието:

   Тази последна глава дефинира термините, свързани с практическото приложение на вибрационния анализ за поддръжка на машини. Тя определя Мониторинг на състоянието като процес на наблюдение на параметър на състоянието в машините (в този случай вибрации), за да се идентифицира значителна промяна, която е индикация за развиваща се повреда. Надграждайки върху това, Диагностика се определя като процес на използване на наблюдаваните данни за идентифициране на конкретната повреда, нейното местоположение и нейната тежест. Стандартът въвежда и по-усъвършенстваната концепция за Прогноза, което е процес на прогнозиране на бъдещото състояние на машината и оставащия ѝ полезен живот. Той също така предоставя дефиниции за ключови диагностични индикатори, които се изчисляват от вибрационния сигнал, като например Крест-фактор и ексцес, които са статистически показатели, използвани за откриване на повреди в лагери и зъбни колела в ранен етап.

Ключово значение

• Интердисциплинарна комуникация: Той осигурява общ език за ефективна комуникация между машинни инженери, специалисти по надеждност, техници и академици.
• Подкрепящ документ: Това е основният справочник за терминологията, използвана в почти всички други стандарти на ISO, свързани с вибрациите и мониторинга на състоянието. Когато друг стандарт използва термин като „интензитет на вибрациите“, той е официално дефиниран в ISO 2041.
• Образователна фондация: За всеки, който изучава областта на вибрационния анализ, този стандарт представлява авторитетен източник за правилната терминология и дефиниции.

← Обратно към основния индекс