ISO 5348: Mekanisk vibration og stød – Mekanisk montering af accelerometre

Oversigt

ISO 5348 er en grundlæggende og yderst praktisk standard for enhver vibrationsanalytiker. Den omhandler en kritisk faktor, der direkte påvirker datakvaliteten: hvordan accelerometer er fysisk fastgjort til maskinen. Standarden specificerer forskellige monteringsmetoder og beskriver, hvordan hver metode påvirker målingens frekvensrespons. Det er vigtigt at følge vejledningen i ISO 5348 for at opnå nøjagtige og repeterbare vibrationsdata, især ved måling af højfrekvente vibrationer.

Indholdsfortegnelse (konceptuel struktur)

Standarden er struktureret til at give klare, praktiske råd om monteringsteknikker:

1. 1. Omfang og monteringsmetoder:

   Dette indledende afsnit fastlægger standardens formål: at give klar, teknisk vejledning om metoder til fastgørelse af accelerometre på en vibrerende overflade for at sikre nøjagtige data. Standardens centrale tese introduceres her: Monteringsmetoden er en kritisk del af målesystemet og bestemmer direkte den højeste frekvens, hvor pålidelige data kan indsamles. En dårlig monteringsteknik vil fungere som et mekanisk filter, der dæmper højfrekvente vibrationer, før de kan måles. Afsnittet introducerer derefter de primære monteringsmetoder, der vil blive evalueret i detaljer: boltmontering, klæbemontering og magnetisk montering, hvilket etablerer rammerne for resten af dokumentet.

2. 2. Montering af bolte:

   Denne metode præsenteres som den optimale referenceteknik til fastgørelse af accelerometer. Den involverer at bore et hul i maskinstrukturen, gevindskære det og derefter skrue accelerometerets monteringsstift direkte ind i hullet. Standarden specificerer, at monteringsfladen skal være ren, flad og glat, med en punktbearbejdet overflade, hvis det er nødvendigt for at opnå dette. Et tyndt lag silikonefedt eller en lignende koblingsvæske skal påføres sensorens bund for at fylde eventuelle mikroskopiske hulrum, maksimere overfladekontaktområdet og forbedre transmissionen af højfrekvent energi. Denne metode giver den højest mulige monteringsstivhed, hvilket igen resulterer i den højest monterede resonansfrekvens. Dette sikrer, at sensoren nøjagtigt kan måle det bredest mulige frekvensområde uden at dens måling forstyrres af selve monteringens resonans. Den betragtes som benchmark for alle andre metoder og er afgørende for permanente overvågningsinstallationer, højfrekvente diagnostiske tests (som for lejer og gear) og for sensorkalibrering.

3. 3. Selvklæbende montering:

   Dette afsnit beskriver brugen af klæbemidler som en semi-permanent monteringsløsning, der ofte bruges, når det ikke er praktisk eller tilladt at bore i maskinen. Standarden skelner mellem forskellige typer klæbemidler. For at opnå de bedste resultater anbefales et hårdt, stift klæbemiddel, såsom cyanoacrylat ("superlim") eller en tokomponent epoxy. Hovedprincippet er at bruge en minimal mængde klæbemiddel til at skabe en meget tynd, stiv bindingslinje mellem sensorens base og maskinens overflade. Et tykt eller blødt klæbemiddel (som silikonegummi) vil fungere som en dæmper, der i høj grad begrænser højfrekvensresponsen. Når det udføres korrekt på en korrekt forberedt overflade, kan en stiv klæbemiddelmontering opnå et brugbart frekvensområde, der er næsten lige så højt som en stiftmontering, hvilket gør den til et levedygtigt alternativ til mange diagnostiske anvendelser. Standarden dækker også brugen af klæbemiddelmonterede baser, som er små metalpuder limet til maskinen for at give en gentagelig placering til fastgørelse af en stiftmonteret sensor.

4. 4. Magnetisk montering:

   Dette kapitel omhandler brugen af magnetiske baser, som er ekstremt almindelige til bærbare, rutebaseret dataindsamling på grund af deres bekvemmelighed. Standarden understreger dog, at denne bekvemmelighed kommer med en betydelig omkostning for datakvaliteten. En magnetisk montering er i sagens natur mindre stiv end en stift- eller klæbemontering. Desuden tilføjer magneten betydelig masse til accelerometeret. Denne kombination af lavere stivhed og højere masse sænker dramatisk sensorsystemets monterede resonansfrekvens, hvilket alvorligt begrænser det anvendelige øvre frekvensområde for målingen. Standarden gør det klart, at højfrekvente data (typisk over 2.000 Hz) indsamlet med en magnet ofte er upålidelige. Den giver praktisk vejledning til at maksimere kvaliteten af en magnetisk montering: brug en stærk "topolet" magnet, sørg for, at kontaktfladerne er helt rene og flade, og påfør et fast tryk, når magneten fastgøres til maskinen.

5. 5. Andre metoder (sonder):

   Dette afsnit omhandler brugen af håndholdte sonder, ofte kaldet "stingers", som nogle gange bruges til hurtige kontroller eller i svært tilgængelige områder. Standarden fraråder kraftigt denne praksis til alt seriøst diagnostisk arbejde. Menneskekroppen er et meget effektivt lavpasfilter og dæmper, og det er umuligt at holde en sonde med konstant tryk eller i en perfekt vinkelret vinkel. Som følge heraf viser denne metode sig at være meget uigentagelig, og dens frekvensrespons er stærkt begrænset, ofte til mindre end 1.000 Hz. Selvom en sonde muligvis kan bekræfte tilstedeværelsen af en meget stor, lavfrekvent vibration (som en alvorlig ubalance), er den fuldstændig uegnet til pålidelig trendanalyse eller til detektion af højfrekvente fejl som leje- og gearfejl.

6. 6. Overfladebehandling og kabelføring:

   Dette sidste afsnit giver kritiske, praktiske råd til at sikre datakvalitet, uanset den anvendte monteringsmetode. Det understreger, at monteringsoverfladen skal forberedes korrekt. Dette inkluderer at sikre, at overfladen er så flad og glat som muligt, og at eventuel maling, rust eller snavs fjernes for at sikre direkte metal-til-metal-kontakt (eller metal-til-klæbemiddel-til-metal). Ved montering af bolte specificeres behovet for en punktflade, der skal bearbejdes, hvis overfladen ikke er helt flad. Standarden giver også vigtig vejledning om sensorkabler. Den anbefaler, at kablet fastgøres fast til strukturen i kort afstand fra sensoren. Dette giver trækaflastning for stikket og, endnu vigtigere, forhindrer kabelbevægelse. Hvis et kabel får lov til at piske rundt under måling, kan det generere et lavfrekvent elektrisk signal på grund af den triboelektriske effekt, hvilket kan forurene det sande vibrationssignal og føre til fejlagtige data.

Nøglebegreber

• Frekvensrespons er nøglen: Standardens centrale tema er, at monteringsmetoden fungerer som et mekanisk filter. En dårlig montering (som en magnet) tilføjer masse og reducerer stivhed, hvilket skaber et lavpasfilter, der afskærer højfrekvente vibrationer, før de overhovedet kan nå sensoren.
• Stivhed er altafgørende: For præcist at overføre højfrekvente vibrationer skal forbindelsen mellem sensoren og maskinen være så stiv og let som muligt. Derfor er en direkte boltmontering bedre end alle andre metoder.
• Afvejning mellem bekvemmelighed og nøjagtighed: Standarden gør det klart, at der er en direkte afvejning. Magnetiske monteringer er praktiske til rutebaseret dataindsamling, men analytikeren må acceptere, at det brugbare frekvensområde kompromitteres. Til højfrekvent leje- eller tandhjulsanalyse foretrækkes en bolt- eller klæbebeslag stærkt.
• Gentagelsesnøjagtighed: Det er afgørende for god trendanalyse at følge standardens vejledning, såsom brug af monteringspuder til gentagelig sensorplacering, da det sikrer, at ændringer i dataene skyldes maskinens tilstand og ikke variationer i måleteknikken.

← Tilbage til hovedindekset