ISO 13373-1: Παρακολούθηση κατάστασης και διάγνωση μηχανών — Παρακολούθηση κατάστασης μέσω κραδασμών, Μέρος 1: Γενικές διαδικασίες
ISO 13373-1 καθιερώνει μια συστηματική, επαναλαμβανόμενη διαδικασία για τη διεξαγωγή δόνηση μετρήσεις και ανάλυση στο πλαίσιο ενός παρακολούθηση κατάστασης πρόγραμμα. Πρόκειται για τον βασικό οδηγό με πρακτικές οδηγίες για τους μηχανισμούς της μέτρησης: πώς να επιλέξετε σημεία και παραμέτρους μέτρησης, πώς να συλλέξετε τα δεδομένα και πώς να πραγματοποιήσετε μια αρχική αξιολόγηση. Στόχος του είναι να διασφαλίσει ότι τα δεδομένα κραδασμών που συλλέγετε είναι συνεπή, αξιόπιστα και κατάλληλα για τον εντοπισμό αλλαγών στην κατάσταση ενός μηχανήματος με την πάροδο του χρόνου. Όπου ISO 17359 καθορίζει τη γενική στρατηγική για ένα πρόγραμμα παρακολούθησης, ενώ το πρότυπο ISO 13373-1 συμπληρώνει τις διαδικαστικές λεπτομέρειες για το κανάλι κραδασμών και τυποποιεί τις βέλτιστες πρακτικές που το διέπουν συλλογή δεδομένων βάσει διαδρομής.
1. Πεδίο εφαρμογής και στόχοι
Αυτό το εισαγωγικό κεφάλαιο καθορίζει τον σκοπό του προτύπου: τη θέσπιση ενός γενικού, συστηματικού και επαναλήψιμου συνόλου διαδικασιών που καλύπτει ολόκληρη τη διαδικασία της παρακολούθησης της κατάστασης μέσω κραδασμών. Ο πρωταρχικός στόχος είναι να διασφαλιστεί η συνεπής και αξιόπιστη συλλογή δεδομένων, ώστε αυτά να είναι κατάλληλα για την προβλεπόμενη χρήση τους — την ανίχνευση αλλαγών στη δυναμική συμπεριφορά ενός μηχανήματος καθώς αυτές εμφανίζονται. Το έγγραφο έχει σχεδιαστεί ώστε να αποτελεί τον διαδικαστικό πυρήνα για τη δημιουργία ενός νέου προγράμματος ή τον έλεγχο ενός υφιστάμενου.
Το βασικό μήνυμα είναι ότι η τήρηση αυτών των διαδικασιών επιτρέπει σε έναν οργανισμό να δημιουργήσει μια βάση δεδομένων υψηλής ποιότητας με το ιστορικό των κραδασμών των μηχανημάτων. Το ιστορικό αυτό αποτελεί την απαραίτητη προϋπόθεση για την αποτελεσματική ανίχνευση βλαβών, ανάλυση τάσεων και διαγνωστικά. Το πρότυπο ορίζει ρητά ότι το Μέρος 1 καλύπτει τη γενική μεθοδολογία, ενώ τα επόμενα μέρη — και ιδίως το ISO 13373-2 — παρέχουν τις πιο λεπτομερείς διαγνωστικές τεχνικές που επιτρέπουν την ερμηνεία των δεδομένων, αφού αυτά έχουν συλλεχθεί σωστά.
2. Μέτρηση και επιλογή αισθητήρων
Το παρόν κεφάλαιο αφορά τις αποφάσεις που αποτελούν τη βάση κάθε μέτρησης. Προτείνει μια δομημένη προσέγγιση για την επιλογή των σημείων μέτρησης, τονίζοντας ότι αυτά πρέπει να βρίσκονται όσο το δυνατόν πιο κοντά στα ρουλεμάν του μηχανήματος, ώστε να καταγράφουν με ακρίβεια τις δυνάμεις που μεταδίδονται από τον ρότορα. Παρέχει λεπτομερείς οδηγίες σχετικά με τον προσανατολισμό της μέτρησης — οριζόντια, κάθετα και αξονικός — για να δημιουργηθεί μια πλήρης τρισδιάστατη εικόνα του τρόπου με τον οποίο κινείται το μηχάνημα.
Ένα σημαντικό μέρος της ενότητας ασχολείται με την επιλογή αισθητήρων και τις αντισταθμίσεις μεταξύ των διαφόρων τύπων μετατροπέων. Το επιταχυνσιόμετρο αναγνωρίζεται ως η πιο συνηθισμένη επιλογή λόγω του ευρέος φάσματος συχνοτήτων και της ανθεκτικότητάς του, αλλά το πρότυπο εξετάζει επίσης μετατροπείς ταχύτητας και χωρίς επαφή ανιχνευτές εγγύτητας για συγκεκριμένες εφαρμογές, όπως μηχανές με έδρανα υγρού φιλμ. Το σημαντικό είναι ότι τονίζει πως η ποιότητα των δεδομένων εξαρτάται άμεσα από τον τρόπο τοποθέτησης του αισθητήρα, συνιστώντας ανεπιφύλακτα μόνιμη στερέωση με κοχλία για τα πιο επαναλήψιμα αποτελέσματα και παραπέμποντας στις λεπτομερείς οδηγίες τοποθέτησης που περιλαμβάνονται στο ISO 5348.
3. Παράμετροι μέτρησης
Αυτό είναι αναμφισβήτητα το πιο τεχνικό τμήμα, καθώς καθορίζει τις ρυθμίσεις στο εσωτερικό του συλλέκτης δεδομένων που καθορίζουν την ποιότητα και τη χρησιμότητα των δεδομένων φάσματος και κυματομορφής. Προσφέρει μια μεθοδολογία για την επιλογή αυτών των ρυθμίσεων ανάλογα με το συγκεκριμένο μηχάνημα και τις βλάβες που παρακολουθούνται:
- Εύρος συχνοτήτων (Fmax): η μέγιστη συχνότητα της μέτρησης πρέπει να είναι αρκετά υψηλή ώστε να καταγράφει τα χαρακτηριστικά που μας ενδιαφέρουν — τους ήχους υψηλής συχνότητας ελαττώματα ρουλεμάν ή πλέγμα γραναζιών — χωρίς όμως να είναι τόσο υψηλή ώστε να μειώνει την ευκρίνεια με περιττό θόρυβο.
- Ψήφισμα: ο αριθμός των γραμμών στο FFT φάσμα. Απαιτείται επαρκής ανάλυση για τον διαχωρισμό συστατικών με μικρή απόσταση μεταξύ τους, κάτι που είναι κρίσιμο για την ανάλυση του πλευρικές ζώνες γύρω από μια συχνότητα εμπλοκής γραναζιών ή για τη διάκριση σχεδόν πανομοιότυπων ταχυτήτων λειτουργίας σε μια μηχανή με πολλαπλούς άξονες.
- Μέσος όρος: ο μέσος όρος του σήματος βελτιώνει την αναλογία σήματος προς θόρυβο και παρέχει μια πιο σταθερή και επαναλήψιμη μέτρηση. Το πρότυπο περιγράφει τις διάφορες μορφές — μέσος όρος RMS και διατήρηση της κορυφής μεταξύ αυτών — και πότε χρησιμοποιείται το καθένα.
- Παράθυρα: αυτό εξηγεί γιατί ένα λειτουργία παραθύρου such as a Παράθυρο Χάνινγκ πρέπει να εφαρμοστεί στα δεδομένα χρόνου πριν από την FFT, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί το σφάλμα που είναι γνωστό ως φασματική διαρροή.
Choosing Fmax και ο αριθμός γραμμών καθορίζουν από κοινού το εύρος συχνοτήτων κάθε φασματικού διαστήματος, οπότε οι δύο ρυθμίσεις καθορίζονται καλύτερα ως ζεύγος· ένα Υπολογιστής διακριτικής ικανότητας FFT καθιστά αυτή τη συμβιβαστική λύση σαφή πριν από τη ρύθμιση μιας διαδρομής.
4. Διαδικασίες συλλογής δεδομένων
Το παρόν κεφάλαιο περνά από τη ρύθμιση στην εκτέλεση, παρέχοντας μια αυστηρή διαδικασία για την ίδια τη διαδικασία συλλογής δεδομένων. Κεντρικό θέμα αποτελεί η συγκρισιμότητα: κάθε μέτρηση πρέπει να είναι άμεσα συγκρίσιμη με όλες τις προηγούμενες και μελλοντικές μετρήσεις στο ίδιο σημείο. Ως εκ τούτου, το πρότυπο δίνει ιδιαίτερη έμφαση στην καταγραφή των συνθηκών λειτουργίας του μηχανήματος τη στιγμή της δοκιμής — ταχύτητα περιστροφής, φορτίο, θερμοκρασία και οποιεσδήποτε άλλες σχετικές μεταβλητές της διαδικασίας. Αυτό το πλαίσιο έχει σημασία επειδή μια μεταβολή στις συνθήκες λειτουργίας μπορεί να αλλάξει σημαντικά το χαρακτηριστικό κύμα κραδασμών ενός μηχανήματος και, χωρίς αυτό, μια αβλαβής μεταβολή θα μπορούσε να ερμηνευθεί εσφαλμένα ως αναπτυσσόμενο σφάλμα. Το κεφάλαιο παρέχει επίσης έναν κατάλογο ελέγχου για την επαλήθευση της ακεραιότητας της αλυσίδας μέτρησης πριν από την καταγραφή: επιβεβαίωση ότι ο αισθητήρας είναι σωστά τοποθετημένος, το καλώδιο είναι σε καλή κατάσταση και οι ρυθμίσεις του συλλέκτη είναι σωστές.
5. Ανάλυση και αξιολόγηση δεδομένων
Μόλις διατεθούν δεδομένα υψηλής ποιότητας, το παρόν κεφάλαιο καθορίζει το πλαίσιο για την ερμηνεία τους, συστηματοποιώντας τη διττή προσέγγιση που εισήχθη για πρώτη φορά σε πρότυπα όπως ISO 20816-1 (ο σύγχρονος διάδοχος του προτύπου ISO 10816-1):
- Σύγκριση απόλυτων ορίων: η τιμή ευρείας ζώνης που μετρήθηκε συγκρίνεται με προκαθορισμένες σοβαρότητα διαγράμματα — για παράδειγμα οι ζώνες του ISO 20816 σειρά — για να αξιολογήσει τη μηχανή ως «Καλή», «Ικανοποιητική» ή «Μη ικανοποιητική».
- Ανάλυση τάσεων: η πιο αποτελεσματική μέθοδος, η απεικόνιση των τιμών σε χρονική κλίμακα για τον προσδιορισμό μιας σταθερής γραμμή βάσης και στη συνέχεια να παρακολουθούμε για τυχόν σημαντικές αποκλίσεις από αυτό. Το πρότυπο τονίζει ότι η ανίχνευση μιας αλλαγή είναι συχνά πιο σημαντικό από τον απόλυτο αριθμό.
Παρέχει τη μεθοδολογία για τον καθορισμό ορίων συναγερμού βάσει δεδομένων: ένα Συναγερμός μπορεί να οριστεί όταν οι κραδασμοί διπλασιαστούν (αύξηση 100% σε σχέση με την τιμή αναφοράς) και ένα Απόζευξη όταν πενταπλασιάζεται (αύξηση 400%), ακόμη και αν οι απόλυτες τιμές εξακολουθούν να βρίσκονται εντός ενός κατά τα άλλα αποδεκτού εύρους. Αυτή η λογική που βασίζεται στις μεταβολές εντοπίζει σφάλματα που ένα σταθερό όριο από μόνο του θα αγνοούσε μέχρι πολύ αργότερα.
6. Βασική αναγνώριση βλαβών
Το τελευταίο κεφάλαιο αποτελεί μια εισαγωγή στη διαδικασία διάγνωσης. Ενώ το Μέρος 1 επικεντρώνεται στη συλλογή και την ανίχνευση δεδομένων, η ενότητα αυτή αποτελεί τη γέφυρα προς τη διάγνωση, εξηγώντας τη βασική αρχή ότι διαφορετικές μηχανικές και ηλεκτρικές βλάβες δημιουργούν μοναδικά, αναγνωρίσιμα μοτίβα στα δεδομένα κραδασμών. Εισάγει την πρακτική της συσχέτισης συγκεκριμένων συχνοτήτων στα Φάσμα FFT με τις φυσικές πηγές τους στο μηχάνημα. Μια κυρίαρχη κορυφή ακριβώς στη συχνότητα περιστροφής 1X συνήθως υποδηλώνει ανισορροπία; μια έντονη αιχμή στο επίπεδο 2X συχνά υποδηλώνει κακή ευθυγράμμιση; ενώ οι μη συγχρονισμένες κορυφές υψηλής συχνότητας συνήθως συνδέονται με ελαττώματα ρουλεμάν. Αυτή η βασική γνώση είναι απαραίτητη για έναν αναλυτή πριν προχωρήσει στην ανάλυση των βαθύτερων αιτίων που καλύπτουν τα πιο προηγμένα πρότυπα της σειράς ISO 13373.
7. Εφαρμογή της διαδικασίας στην πράξη
Η εφαρμογή του προτύπου ISO 13373-1 στην πράξη σημαίνει τη χρήση ενός οργάνου που μπορεί τόσο να καταγράφει φάσματα σύμφωνα με τους κανόνες παραμέτρων του προτύπου όσο και να καταγράφει τις συνθήκες λειτουργίας παράλληλα με κάθε μέτρηση. Ένας φορητός αναλυτής δύο καναλιών, όπως ο Balanset-1A μετρά τα επίπεδα ευρείας ζώνης και τα φάσματα FFT που προδιαγράφει το πρότυπο, καταγράφει το συγχρονισμένο πλάτος 1X και φάση που διακρίνουν την ανισορροπία από την κακή ευθυγράμμιση, και επιτρέπει στον τεχνικό να καταγράφει την ταχύτητα και το φορτίο για κάθε σημείο, ώστε οι μετέπειτα συγκρίσεις να παραμένουν έγκυρες. Όταν η ανάλυση στην Ενότητα 5 επιβεβαιώσει βλάβη από ανισορροπία, το ίδιο εργαλείο εκτελεί τη επιτόπια ζυγοστάθμιση διόρθωση επί τόπου, διατηρώντας τον κύκλο ανίχνευσης και διόρθωσης σε ένα μόνο σημείο.
8. Βασικές έννοιες που πρέπει να θυμάστε
- Συνέπεια και επαναληψιμότητα: το κεντρικό θέμα του προτύπου — ένα πρόγραμμα παρακολούθησης είναι άχρηστο αν τα δεδομένα του συλλέγονται με ασυνέπεια, και το ISO 13373-1 παρέχει τους κανόνες που εξασφαλίζουν τη συνέπεια αυτή.
- Ποιότητα δεδομένων: Το πρότυπο εστιάζει στους παράγοντες που καθορίζουν την ποιότητα, κυρίως στη στήριξη του αισθητήρα και στη σωστή επιλογή των ρυθμίσεων μέτρησης, όπως το εύρος συχνοτήτων και η ανάλυση.
- Βάση για ένα πρόγραμμα, όχι για ένα διαγνωστικό εγχειρίδιο: δεν σας εξηγεί πώς να εντοπίζετε κάθε συγκεκριμένη βλάβη· αποτελεί το βασικό πρώτο βήμα που σας δείχνει πώς να collect τα δεδομένα που θα ερμηνεύσουν στη συνέχεια τα διαγνωστικά συστήματα — τα οποία καλύπτονται στα πρότυπα ISO 13373-2 και -3.
Το πλήρες επίσημο κείμενο έχει εκδοθεί από τον ISO ως πρότυπο 21831 και διατίθεται προς πώληση στο ηλεκτρονικό κατάστημα του ISO. Η παραπάνω περίληψη αποτυπώνει τη διαδικαστική λογική του προτύπου· οι οργανισμοί που χρειάζονται τις πλήρεις κανονιστικές λεπτομέρειες, τα ακριβή κριτήρια ικανότητας και όλες τις τεχνικές προδιαγραφές θα πρέπει να προμηθευτούν το ίδιο το πρότυπο.
