ISO 2041: Mehaaniline vibratsioon, löögid ja seisundi seire - Sõnavara
ISO 2041 on kogu mehaanilise vibratsiooni, löökide ja seisundi jälgimise valdkonna peamine sõnastandard. See on tegelikult sõnaraamat, milles on kirjutatud kogu ülejäänud valdkond: üks autoriteetne allikas, mis annab täpsed, rahvusvaheliselt kokkulepitud määratlused tuhandetele terminitele, mida kasutatakse mõõtmise, signaalitöötluse, katsetamise ja diagnostika valdkonnas. Selle reguleerimisala on palju laiem kui teemakohane sõnastik, näiteks ISO 1940-2, mis määratleb sõnavara ainult tasakaalustamise jaoks. ISO 2041 on selle asemel aluseks peaaegu kõigile teistele vibratsioonistandarditele, nii et kui dokumendis viidatakse “vibratsiooni tugevusele”, “mööduvale” või “spektrile”, on nende sõnade täpne tähendus ühes kohas fikseeritud. Eesmärk on lihtne, kuid oluline - kehtestada ühine, üheselt mõistetav keel, et insenerid, töökindluse spetsialistid, tehnikud ja teadlased kogu maailmas saaksid omavahel segadusteta suhelda.
1. Miks on olemas sõnavara standard?
Vibratsioon ja seisundi jälgimine asuvad mitme inseneritraditsiooni - dünaamika, signaalitöötlus, materjalid, juhtimisteooria ja hooldustegevus - ristumiskohas ning iga traditsioon on jõudnud oma kõnekeelega. Haldamata võib üks ja sama sõna tähendada rotordünaamiku, katselabori inseneri ja hooldusplaneerija jaoks väga erinevaid asju. Joonismärkus, kus on kirjas “tippvibratsioon”, on mitmetähenduslik, kui kõik ei ole ühel meelel, kas see tähendab tegelikku tippvibratsiooni, tipust tipunivõi RMS. ISO 2041 kõrvaldab selle mitmetähenduslikkuse, määratledes iga termini üks kord koos selle koguse, ühikute ja vajaduse korral matemaatilise sümboliga. Kuna tegemist on normatiivne viide mida on viidatud teistes standardites, ei ole selle määratluste vastuvõtmine vabatahtlik pedantsus - see muudab vastuvõtukriteeriumid, lepingud ja diagnostilised aruanded juriidiliselt ja tehniliselt veekindlaks.
2. Kuidas standard on korraldatud
Standard on koostatud suure struktureeritud sõnastikuna, mille kirjed on rühmitatud temaatilistesse jaotistesse, nii et seotud mõisted paiknevad koos ja viitavad üksteisele. Järgnevalt on kirjeldatud peamisi jaotisi ja põhimõisteid, mida iga jaotis fikseerib.
1. Põhimõisted
Selles osas pannakse alus kogu valdkonnale, määratledes selle kõige põhilisemad füüsikalised ideed. Selles määratletakse ametlikult vibratsioon mehaanilise süsteemi liikumist või asendit kirjeldava suuruse muutumine ajas, kui see suurus on vaheldumisi suurem ja väiksem kui mingi keskmine väärtus. See eristab vibratsiooni šokk - mööduv ergutus, mille puhul süsteemi tasakaal on häiritud selle loomulikust perioodist lühikese aja jooksul - ja alates võnkumine, mis on üldnimetus mis tahes suurusele, mis muutub sellisel edasi-tagasi viisil. Kriitiliselt määratleb see ka kolm füüsikalist omadust, mis reguleerivad mis tahes süsteemi vibratsiooni: mass (inerts), omadus, mis takistab kiirendust; jäikus, omadus, mis peab vastu deformatsioonile; ja summutamine, omadus, mis hajutab energiat ja põhjustab vabade võnkumiste lagunemise. Idee vabadusastmed - süsteemi liikumise kirjeldamiseks vajalike sõltumatute koordinaatide arv - võetakse siin samuti kasutusele.
2. Vibratsiooni ja löökide parameetrid
Selles peatükis määratletakse suurused, mida kasutatakse võnkumisliikumise mõõtmiseks ja kirjeldamiseks. Sagedus on perioodilise liikumise tsüklite arv ajaühikus, mõõdetuna hertsides (Hz). Amplituud on võnkuva suuruse maksimaalne väärtus. Seejärel selgitatakse standardis kolm peamist liikumisparameetrit, mis on omavahel seotud diferentseerimise ja integreerimise teel: nihe (kui kaugele punkt liigub), kiirus (kui kiiresti see liigub) ja kiirendus (kiiruse muutumise kiirus, mis on otseselt seotud süsteemile mõjuvate jõududega). See määratleb ka reaalse signaali amplituudi kvantifitseerimise eri viisid: tipust tipuni (kogu ekskursioon maksimaalsest positiivsest maksimaalsesse negatiivsesse), tipp (nullist mõõdetud maksimaalne väärtus) ja RMS (ruutkeskmine), mida kasutatakse kõige sagedamini üldise vibratsiooni tugevuse mõõtmiseks, sest see on seotud signaali energiasisaldusega. Neid määratlusi kasutatakse otse kaasaegsete raskusastmestandardite, näiteks ISO 20816 (vanema ISO 10816 järeltulija) kiirusel põhinevate piirväärtuste jaoks.
3. Mõõteriistad ja mõõtmine
Selles jaotises määratakse kindlaks vibratsioonisignaalide salvestamise seadmete terminoloogia. A andur (või andur) on defineeritud kui seade, mis muundab mehaanilise suuruse elektriliseks signaaliks. Seejärel määratletakse standardis kõige levinumad masinaid jälgivad andurid: a. kiirendusmõõtur, kiirendust mõõtev kontaktandur, mis on kaugelt kõige mitmekülgsem üldotstarbeline tüüp, ja lähedusandur (pöörisvoolusond), mis on kontaktivaba andur, mis mõõdab suhtelist nihet sondi otsa ja juhtiva sihtmärgi, näiteks pöörleva võlli vahel. See hõlmab ka sellega seotud signaalitöötlust - võimendid, filtrid - ning andmete kogumise riistvara ja tarkvara, sealhulgas analüsaatorid, mis töötlevad ja kuvavad signaale. Ajastusreferent, näiteks tahhomeeter kuulub samuti selle rubriigi alla, sest see muudab võlli pöörlemise kord pöörde kohta toimuvaks impulsiks, mis kinnitab faasi mõõtmise.
4. Signaali töötlemine ja analüüs
Selles peatükis määratletakse matemaatika sõnavara, mis muudab töötlemata andmed diagnostiliseks teabeks. Selles määratakse kindlaks kaks peamist valdkonda:. aja lainekuju, amplituudi ja aja suhe ning spekter (sagedusala graafik), amplituudi ja sageduse graafik. Spektraalanalüüs on defineeritud kui ajasignaali lagundamine selle komponentide sagedusteks ja seda teostav algoritm on FFT (kiire Fourier' teisendus). Ka siin on fikseeritud peamised spektriomadused: harmoonilised (põhisageduse täisarvulised kordsed) ja külgribad (sümmeetriliselt kesksageduse ümber esinevad sagedused). Nii on mõisted, mis kaitsevad digitaalset mõõtmist moonutuse eest - aliasing, vale madala sagedusega sisu, mis ilmneb, kui proovivõtusagedus on liiga madal, ja aknakate, kaalumisfunktsioon, mida kohaldatakse spektraalse lekke vähendamiseks.
5. Süsteemide omadused (modaalanalüüs)
Selles jaotises määratletakse terminid, mis kirjeldavad struktuuri dünaamilisi omadusi. A omasagedus on sagedus, mille juures süsteem vibreerib, kui seda tasakaalust välja viia ja seejärel vabalt liikuma lasta. Kui väline sundsagedus langeb kokku loodussagedusega, resonants tekib - see on määratletud kui maksimaalse vibratsiooni amplituudi seisund. Peatükis määratletakse ka eksperimentaalse modaalanalüüsi keel, sealhulgas režiimi kuju (struktuurile iseloomulik läbipainde muster, mille see võtab vastu antud loodussagedusel) ja sagedusreaktsiooni funktsioon (FRF), süsteemi sisend-väljund suhte mõõtmine, mida kasutatakse süsteemi omalaadsete sageduste ja summutuse väljavõtmiseks.
6. Seire ja diagnostika
Selles viimases peatükis määratletakse vibratsioonianalüüsi praktilise rakendamise aluseks olevad terminid hoolduse valdkonnas. Seisundi jälgimine on masina seisundi parameetri (siinkohal vibratsiooni) jälgimine, et tuvastada olulist muutust, mis viitab arenevale veale. Selle ülesehitamine, diagnostika on protsess, mille käigus kasutatakse neid jälgitavaid andmeid konkreetse vea, selle asukoha ja raskusastme tuvastamiseks. Standardiga kehtestatakse ka tulevikku suunatud kontseptsioon, milleks on prognostika - masina tulevase seisundi ja järelejäänud kasuliku eluea prognoosimine. Lõpuks määratletakse statistilised näitajad, mis arvutatakse vibratsioonisignaalist, et avastada varajases etapis esinevad laagri- ja käiguvigad, eelkõige järgmised. haripunkti tegur ja ekstsess.
3. ISO 2041 koht standardite hulgas
ISO 2041 on teadlikult pigem toetav dokument kui menetlus või heakskiitmise kood, ja see roll annab sellele kolm liiki tähtsust:
- Interdistsiplinaarne suhtlus: see annab ühise keele mehaanikainseneridele, töökindluse spetsialistidele, tehnikutele, mõõteriistade valmistajatele ja teadlastele, nii et termin kannab sama tähendust nii projekteerimisbüroos, katselaboris kui ka hooldusrajal.
- Põhiviide teistele standarditele: see on peaaegu kõigi teiste vibratsiooni ja seisundi jälgimist käsitlevate ISO dokumentide terminoloogiline alus. Menetlusstandardid - ISO 21940-11 tasakaalustustolerantsid, ISO 20816-3 tõsiduspiirid, ISO 13373-1 järelevalvemenetlused ja ISO 17359 seisundi jälgimise suunised - kõik toetuvad selle määratlustele, selle asemel et põhitermineid ümber määratleda.
- Haridusfond: kõigile, kes õpivad seda valdkonda, see on autoriteetne allikas korrektse terminoloogia kohta ning see on kooskõlas teadmiste kogumiga, mida testitakse personali sertifitseerimissüsteemides, nagu näiteks ISO 18436-2.
4. Sõnavara rakendamine välitöödel
Sõnastandard teenib oma püsimajäämise hetkel, kui tulemusi tuleb üles kirjutada või võrrelda inimeste vahel. Kui kaasaskantav instrument nagu Balanset-1A kasutatakse ventilaatori või pumba tasakaalustamiseks tema enda laagrites, iga tema poolt teatatud suurus - 1× amplituud ja faas, kiirust millimeetrites sekundis, jääkmäära tasakaalustamatus kontrollitud ISO 21940-11 klassi järgi - kannab täpselt ISO 2041 poolt määratud tähendust. See ühine määratlus on see, mis võimaldab diagnostiline aruanne mis võimaldab kolmandast isikust usaldusväärsusinseneri poolt kuud hiljem üheselt lugeda ja mis võimaldab kahel eri instrumente kasutaval analüütikul kokku leppida, kas masin on läbinud. Praktikas on sõnavara vaikne kiht iga mõõtmise all, mis muudab numbrid avaldusteks, mida kõik tõlgendavad ühtemoodi.
5. Juurdepääs täielikule standardile
Ülaltoodud kokkuvõte kajastab struktuuri ja kõige olulisemaid määratletud mõisteid, kuid see ei asenda dokumenti ennast. Täielik ISO 2041 sisaldab kõiki formaalseid määratlusi, matemaatilisi sümboleid, ühikuid ja täpset sõnastust, mida teised standardid normatiivselt tsiteerivad. See on autoriõigusega kaitstud väljaanne ja seda tuleb osta Rahvusvahelisest Standardiorganisatsioonist või volitatud riiklikust standardiorganisatsioonist; seda vaadatakse perioodiliselt läbi, nii et lepinguliste või nõuetele vastavuse tagamise tööde puhul peaksite alati veenduma, et töötate praeguse väljaande, mitte vanema eksemplari alusel. Igapäevaseks lugemiseks ja õppimiseks on käesolevas sõnastikus esitatud seotud kirjed, mis laiendavad iga mõiste mõistet, mida standard nimetab.
