ISO 2041: Mekanisk vibration, stød og tilstandsovervågning – Ordforråd

Oversigt

ISO 2041 er den overordnede ordbogsstandard for hele området vibrations-, stød- og tilstandsovervågning. Dens anvendelsesområde er meget bredere end standarder som ISO 1940-2, der kun fokuserer på afbalancering. ISO 2041 fungerer som en omfattende ordbog, der giver præcise definitioner af tusindvis af termer, der anvendes på tværs af alle relaterede discipliner, herunder måling, analyse, testning og diagnostik. Dens formål er at etablere et fælles, utvetydigt sprog for at sikre klar kommunikation mellem fagfolk inden for disse sammenhængende områder.

Indholdsfortegnelse (konceptuel struktur)

Standarden er organiseret som en stor ordliste med termer grupperet i en række tematiske afsnit for at hjælpe med at finde og forstå relaterede begreber. Hovedafsnittene omfatter:

1. 1. Grundlæggende begreber:

   Dette afsnit lægger grundlaget for hele feltet ved at definere dets mest grundlæggende fysiske begreber. Det definerer formelt Vibration som variationen over tid af størrelsen af en mængde, der beskriver bevægelsen eller positionen af et mekanisk system, når størrelsen skiftevis er større og mindre end en gennemsnitsværdi. Det adskiller dette fra Stød, som er en forbigående begivenhed, og Oscillation, den generelle betegnelse for enhver størrelse, der varierer på denne måde. Afgørende er det, at det også definerer de grundlæggende fysiske egenskaber, der styrer et systems vibrationsadfærd: Masse (inerti), den egenskab, der modstår acceleration; Stivhed (fjeder), den egenskab, der modstår deformation; og Dæmpning, den egenskab, der afleder energi fra systemet, hvilket får svingninger til at henfalde. Begrebet Frihedsgrader introduceres også, der definerer antallet af uafhængige koordinater, der kræves for at beskrive systemets bevægelse.

2. 2. Parametre for vibration og stød:

   Dette kapitel definerer de væsentlige størrelser, der bruges til at måle og beskrive vibrationsbevægelse. Det giver formelle definitioner af de vigtigste karakteristika for en oscillation. Frekvens er defineret som antallet af cyklusser af en periodisk bevægelse, der forekommer i en tidsenhed (målt i Hertz, Hz). Amplitude er den maksimale værdi af den oscillerende størrelse. Standarden præciserer derefter de tre primære bevægelsesparametre: Forskydning (hvor langt noget bevæger sig), Hastighed (hvor hurtigt den bevæger sig), og Acceleration (hastighedsændringshastigheden, som er relateret til de kræfter, der virker på systemet). Dette afsnit definerer også præcist de forskellige måder, hvorpå amplitude kvantificeres for et signal: Peak-to-peak (den samlede udsving fra den maksimale positive til den maksimale negative værdi), Spids (den maksimale værdi fra nul), og RMS (Rotmiddelkvadrat), som er den mest almindelige måleenhed for samlet vibration, da den er relateret til signalets energiindhold.

3. 3. Instrumentering og måling:

   Dette afsnit fokuserer på terminologien bag det udstyr, der bruges til at opfange vibrationssignaler. Det definerer en Transducer (eller sensor) som en enhed designet til at konvertere en mekanisk størrelse (vibration) til et elektrisk signal. Den definerer derefter de mest almindelige typer transducere, der anvendes i maskinovervågning: Accelerometer, som er en kontaktsensor, der måler acceleration og er den mest alsidige og almindelige sensortype; og Nærhedssonde (eller hvirvelstrømssonde), som er en berøringsfri sensor, der måler den relative forskydning mellem sonden og et ledende mål, typisk en roterende aksel. Afsnittet definerer også den tilhørende instrumentering, såsom signalforstærkere, filtre og dataopsamlingshardware og -software (analysatorer) bruges til at behandle og vise signalerne.

4. 4. Signalbehandling og -analyse:

   Dette kapitel definerer ordforrådet for de matematiske teknikker, der bruges til at omdanne rå vibrationsdata til diagnostisk information. Det definerer de to primære analyseområder: Tidsbølgeform, som er et plot af amplitude versus tid, og Spektrum (eller frekvensdomæneplot), som viser amplitude versus frekvens. Standarden definerer Spektralanalyse som processen med at nedbryde et tidssignal til dets bestanddele. Den matematiske algoritme, der bruges til at gøre dette, er FFT (Fast Fourier Transformation)Dette afsnit definerer også vigtige spektrale egenskaber som f.eks. Harmoniske (heltalsmultipla af en grundfrekvens) og Sidebånd (frekvenser, der optræder omkring en centerfrekvens). Derudover definerer den kritiske koncepter for digital signalbehandling, såsom Aliasing (en form for forvrængning, der opstår, hvis samplingshastigheden er for lav) og Vinduesinddeling (anvendelsen af en matematisk funktion til at reducere en fejl kendt som spektral lækage).

5. 5. Systemers karakteristika (modal analyse):

   Dette afsnit definerer den terminologi, der bruges til at beskrive de iboende dynamiske egenskaber ved en mekanisk struktur. Det definerer Naturlig frekvens som en frekvens, hvormed et system vil vibrere, hvis det forstyrres fra sin ligevægtsposition og derefter får lov til at bevæge sig frit. Når en ekstern tvangsfrekvens falder sammen med en naturlig frekvens, opstår fænomenet Resonans forekommer, hvilket defineres som en tilstand med maksimal vibrationsamplitude. Dette afsnit definerer også de termer, der anvendes i eksperimentel modalanalyse, såsom Tilstandsform (det karakteristiske mønster for afbøjning af en struktur ved en specifik naturlig frekvens) og Frekvensresponsfunktion (FRF), som er en måling, der karakteriserer input-output-forholdet i et system og bruges til at identificere dets naturlige frekvenser og dæmpningsegenskaber.

6. 6. Tilstandsovervågning og diagnosticering:

   Dette sidste kapitel definerer de termer, der er relateret til den praktiske anvendelse af vibrationsanalyse til vedligeholdelse af maskiner. Det definerer Tilstandsovervågning som processen med at overvåge en tilstandsparameter i maskiner (i dette tilfælde vibration) for at identificere en betydelig ændring, der er tegn på en fejl under udvikling. Byggende på dette, Diagnostik defineres som processen med at bruge de overvågede data til at identificere den specifikke fejl, dens placering og dens alvorlighed. Standarden introducerer også det mere avancerede koncept for Prognoser, som er processen med at forudsige maskinens fremtidige tilstand og dens resterende levetid. Den indeholder også definitioner af vigtige diagnostiske indikatorer, der beregnes ud fra vibrationssignalet, såsom Crest-faktor og Kurtosis, som er statistiske målinger, der bruges til at detektere tidlige leje- og gearfejl.

Nøglebetydning

• Tværfaglig kommunikation: Det giver et fælles sprog for maskiningeniører, pålidelighedsspecialister, teknikere og akademikere til at kommunikere effektivt.
• Støttedokument: Det er hovedreferencen for terminologi, der anvendes i næsten alle andre ISO-standarder relateret til vibrations- og tilstandsovervågning. Når en anden standard bruger et udtryk som "vibrationsstyrke", er det formelt defineret i ISO 2041.
• Uddannelsesgrundlag: For alle, der studerer vibrationsanalyse, repræsenterer denne standard den autoritative kilde til den korrekte terminologi og definitioner.

← Tilbage til hovedindekset