ISO 5348: Mechanické vibrace a rázy – Mechanická montáž akcelerometrů

Shrnutí

Norma ISO 5348 je základní a velmi praktická norma pro každého vibračního analytika. Zabývá se kritickým faktorem, který přímo ovlivňuje kvalitu dat: jak akcelerometr je fyzicky připojen ke stroji. Norma specifikuje různé metody montáže a popisuje, jak každá metoda ovlivňuje frekvenční odezvu měření. Dodržování pokynů v normě ISO 5348 je nezbytné pro získání přesných a opakovatelných dat o vibracích, zejména při měření vysokofrekvenčních vibrací.

Obsah (koncepční struktura)

Norma je strukturována tak, aby poskytovala jasné a praktické rady ohledně montážních technik:

1. 1. Rozsah a způsoby montáže:

   Tato úvodní část stanoví účel normy: poskytnout jasné technické pokyny k metodám připevňování akcelerometrů k vibrujícímu povrchu pro zajištění přesných dat. Zde je představena ústřední teze normy: způsob montáže je kritickou součástí měřicího systému a přímo určuje nejvyšší frekvenci, při které lze shromažďovat spolehlivá data. Špatná technika montáže bude fungovat jako mechanický filtr, který tlumí vysokofrekvenční vibrace dříve, než je bude možné měřit. Tato část poté představuje primární metody montáže, které budou podrobně vyhodnoceny: montáž pomocí svorníků, lepení a magnetická montáž, čímž se stanoví rámec pro zbytek dokumentu.

2. 2. Montáž svorníků:

   Tato metoda je prezentována jako optimální, referenční technika pro upevnění akcelerometru. Zahrnuje vyvrtání otvoru do konstrukce stroje, nařezání závitu a následné zašroubování montážního čepu akcelerometru přímo do otvoru. Norma specifikuje, že montážní povrch musí být čistý, rovný a hladký, v případě potřeby s opracovanou plochou. Na základnu senzoru by měla být nanesena tenká vrstva silikonového maziva nebo podobné spojovací kapaliny, aby se vyplnily všechny mikroskopické dutiny, maximalizovala se kontaktní plocha povrchu a zlepšil se přenos vysokofrekvenční energie. Tato metoda poskytuje nejvyšší možnou tuhost montáže, což má za následek nejvyšší rezonanční frekvenci montáže. To zajišťuje, že senzor dokáže přesně měřit co nejširší rozsah frekvencí, aniž by jeho měření bylo ovlivněno rezonancí samotné montáže. Je považována za standard pro všechny ostatní metody a je nezbytná pro trvalé monitorovací instalace, vysokofrekvenční diagnostické testy (například u ložisek a ozubených kol) a pro kalibraci senzorů.

3. 3. Lepicí montáž:

   Tato část podrobně popisuje použití lepidel jako polopermanentního montážního řešení, které se často používá v případech, kdy vrtání do stroje není praktické nebo povoleno. Norma rozlišuje mezi různými typy lepidel. Pro dosažení nejlepších výsledků se doporučuje tvrdé, tuhé lepidlo, jako je kyanoakrylát („superlepidlo“) nebo dvousložkový epoxid. Klíčovým principem je použití minimálního množství lepidla k vytvoření velmi tenké, tuhé spojovací linie mezi základnou senzoru a povrchem stroje. Silné nebo měkké lepidlo (jako silikonová pryž) bude působit jako tlumič, což výrazně omezí vysokofrekvenční odezvu. Při správném provedení na řádně připraveném povrchu může tuhé lepidlo dosáhnout použitelného frekvenčního rozsahu, který je téměř stejně vysoký jako u upevnění na čep, což z něj činí vhodnou alternativu pro mnoho diagnostických aplikací. Norma se také vztahuje na použití samolepicích základen, což jsou malé kovové podložky přilepené ke stroji, které poskytují opakovatelné umístění pro připevnění senzoru k upevnění na čep.

4. 4. Magnetická montáž:

   Tato kapitola pojednává o použití magnetických podstavců, které jsou extrémně běžné pro přenosné, sběr dat na základě trasy kvůli jejich pohodlí. Norma však zdůrazňuje, že toto pohodlí je spojeno se značnými náklady na kvalitu dat. Magnetický držák je ze své podstaty méně tuhý než držák s kolíkem nebo lepidlem. Magnet navíc přidává akcelerometru značnou hmotnost. Tato kombinace nižší tuhosti a vyšší hmotnosti dramaticky snižuje rezonanční frekvenci namontovaného senzorového systému, což výrazně omezuje použitelný horní frekvenční rozsah měření. Norma jasně uvádí, že vysokofrekvenční data (obvykle nad 2 000 Hz) shromažďovaná magnetem jsou často nespolehlivá. Poskytuje praktické rady pro maximalizaci kvality magnetického držáku: použijte silný „dvoupólový“ magnet, ujistěte se, že kontaktní plochy jsou dokonale čisté a rovné, a při připevňování magnetu ke stroji vyvíjejte pevný tlak.

5. 5. Další metody (sondy):

   Tato část se zabývá používáním ručních sond, často nazývaných „stinger“, které se někdy používají pro rychlé kontroly nebo v těžko dostupných místech. Norma důrazně nedoporučuje tento postup pro jakoukoli seriózní diagnostickou práci. Lidské tělo je velmi účinný nízkofrekvenční filtr a tlumič a je nemožné držet sondu s konzistentním tlakem nebo v dokonale kolmém úhlu. V důsledku toho se tato metoda ukazuje jako vysoce neopakovatelná a její frekvenční odezva je silně omezená, často na méně než 1 000 Hz. I když sonda může být schopna potvrdit přítomnost velmi velkých nízkofrekvenčních vibrací (jako je silná nevyváženost), je zcela nevhodná pro spolehlivou analýzu trendů nebo pro detekci vysokofrekvenčních poruch, jako jsou vady ložisek a ozubených kol.

6. 6. Příprava povrchu a kabeláž:

   Tato závěrečná část poskytuje důležité praktické rady pro zajištění kvality dat bez ohledu na použitý způsob montáže. Zdůrazňuje, že montážní povrch musí být řádně připraven. To zahrnuje zajištění co nejrovnějšího a nejhladšího povrchu a odstranění veškeré barvy, rzi nebo nečistot, aby byl zajištěn přímý kontakt kovu s kovem (nebo kovu s lepidlem s kovem). U montáže svorníků specifikuje nutnost opracování bodové plochy, pokud povrch není dokonale rovný. Norma také poskytuje důležité pokyny pro kabeláž senzorů. Doporučuje, aby byl kabel pevně upevněn ke konstrukci v krátké vzdálenosti od senzoru. To zajišťuje odlehčení tahu konektoru a, co je důležitější, zabraňuje pohybu kabelu. Pokud se kabel během měření nechá vířit, může v důsledku triboelektrického jevu generovat nízkofrekvenční elektrický signál, který může kontaminovat skutečný vibrační signál a vést k chybným datům.

Klíčové koncepty

• Frekvenční odezva je klíčová: Ústředním tématem normy je, že způsob montáže funguje jako mechanický filtr. Špatná montáž (jako magnet) zvyšuje hmotnost a snižuje tuhost, čímž vytváří nízkofrekvenční filtr, který odřízne vysokofrekvenční vibrace ještě předtím, než se dostanou k senzoru.
• Tuhost je prvořadá: Pro přesný přenos vysokofrekvenčních vibrací musí být spojení mezi senzorem a strojem co nejpevnější a nejlehčí. Proto je přímá montáž na čep lepší než všechny ostatní metody.
• Kompromis mezi pohodlím a přesností: Norma jasně uvádí, že existuje přímý kompromis. Magnetické úchyty jsou vhodné pro sběr dat na základě trasy, ale analytik musí akceptovat, že je tím omezen použitelný frekvenční rozsah. Pro analýzu vysokofrekvenčních ložisek nebo ozubených kol se silně preferuje úchyt s čepem nebo lepidlem.
• Opakovatelnost: Dodržování pokynů normy, jako je například použití montážních podložek pro opakovatelné umístění senzorů, je klíčové pro dobrou analýzu trendů, protože zajišťuje, že změny v datech jsou způsobeny stavem stroje, nikoli odchylkami v měřicí technice.

← Zpět na hlavní index