ISO 20816-1: ارتعاش مکانیکی – اندازه‌گیری و ارزیابی ارتعاش ماشین – بخش 1: دستورالعمل‌های کلی

خلاصه

استاندارد ISO 20816-1 استاندارد بین‌المللی مدرن و فعلی است که دستورالعمل‌های کلی برای اندازه‌گیری و ارزیابی ارتعاش ماشین‌آلات را ارائه می‌دهد. این استاندارد به‌روزرسانی قابل توجهی است زیرا اصول دو استاندارد قدیمی‌تر و بنیادی را جایگزین و ترکیب می‌کند: ایزو ۱۰۸۱۶-۱ (که اندازه‌گیری‌ها روی قطعات غیرچرخشی را پوشش می‌داد) و ایزو ۷۹۱۹-۱ (که اندازه‌گیری‌ها روی شفت‌های چرخان را پوشش می‌داد). این استاندارد جدید، چارچوبی یکپارچه برای ارزیابی ارتعاش یک ماشین به طور کلی ارائه می‌دهد و اندازه‌گیری‌های محفظه و شفت را برای ارزیابی جامع‌تر، با هم در نظر می‌گیرد.

فهرست مطالب (ساختار مفهومی)

این استاندارد، مفاهیم نسخه‌های قبلی خود را در یک ساختار منسجم ادغام و به‌روزرسانی می‌کند:

1. ۱. انواع محدوده و اندازه‌گیری:

   این فصل اولیه، دامنه جامع استاندارد را تعریف می‌کند و آن را به عنوان راهنمای اصلی برای ارزیابی ارتعاش طیف وسیعی از ماشین‌آلات صنعتی تحت شرایط عملیاتی تثبیت می‌کند. مهم‌ترین ویژگی آن، اتحاد رسمی دو فلسفه اندازه‌گیری متمایز است. این استاندارد، روش‌های دقیقی را برای اندازه‌گیری ارتعاش در هر دو مورد ارائه می‌دهد:

   • قطعات غیر چرخشی: این به اندازه‌گیری‌های انجام شده روی اجزای ثابت یک ماشین، معمولاً محفظه‌های یاتاقان، اشاره دارد. استاندارد مجدداً تأکید می‌کند که معیار ترجیحی برای این نوع اندازه‌گیری، پهنای باند است. RMS (ریشه میانگین مربعات) سرعتبا حسگرهای لرزه‌ای مانند ... اندازه‌گیری می‌شود. accelerometersاین اندازه‌گیری، انرژی مخرب منتقل‌شده به سازه دستگاه را نشان می‌دهد.
   • شفت‌های دوار: این به اندازه‌گیری حرکت دینامیکی خود شفت، نسبت به یک نقطه ثابت (معمولاً محفظه یاتاقان) اشاره دارد. استاندارد مشخص می‌کند که این باید با استفاده از روش غیر تماسی اندازه‌گیری شود. پروب‌های مجاورتیو معیار ترجیحی عبارت است از اوج به اوج جابجاییاین اندازه‌گیری مستقیماً میزان حرکت شفت در فضای خالی یاتاقان را تعیین می‌کند.
2. ۲. ابزار دقیق:

   این فصل الزامات فنی کل سیستم اندازه‌گیری را برای اطمینان از دقت و ثبات، که شامل اندازه‌گیری‌های لرزه‌ای (پوشش) و غیرتماسی (شفت) می‌شود، مشخص می‌کند. این فصل الزام می‌کند که ابزار دقیق، شامل مبدل، کابل‌کشی و آنالیزور، باید قادر به اندازه‌گیری دقیق پارامترهای مشخص شده (سرعت RMS یا جابجایی پیک تا پیک) در محدوده فرکانس مورد نیاز برای نوع دستگاه باشند. این استاندارد بر اهمیت کالیبراسیون منظم کل زنجیره اندازه‌گیری در برابر یک استاندارد شناخته شده و قابل ردیابی تأکید می‌کند. علاوه بر این، راهنمایی‌های مهمی در مورد نصب صحیح سنسور ارائه می‌دهد و به استانداردهای خاص برای نصب شتاب‌سنج‌ها اشاره می‌کند (ایزو ۵۳۴۸) و پروب‌های مجاورتی (مثلاً API 670) برای به حداقل رساندن خطای اندازه‌گیری و اطمینان از قابل اعتماد بودن و تکرارپذیری داده‌ها در طول زمان.

3. ۳. معیارهای ارزیابی:

   این بخش، هسته اصلی روش ارزیابی را تشکیل می‌دهد و رویکرد دو معیاره اثبات‌شده از استانداردهای قبلی را به پیش می‌برد. این بخش، چارچوبی دقیق برای ارزیابی وضعیت ماشین بر اساس مقادیر مطلق و تغییرات در طول زمان ارائه می‌دهد:

   • معیار ۱ (محدودیت‌های مطلق): این معیار شامل مقایسه‌ی مقدار مطلق ارتعاش اندازه‌گیری شده (چه سرعت محفظه و چه جابجایی شفت) با محدودیت‌های از پیش تعریف شده است. این محدودیت‌ها معمولاً بر اساس داده‌های آماری از جمعیت بزرگی از ماشین‌های مشابه یا بر اساس راهنمایی‌های خاص از سایر بخش‌های سری ISO 20816 تعیین می‌شوند. این معیار به عنوان یک معیار اساسی برای سلامت کلی ماشین عمل می‌کند و برای آزمایش پذیرش بسیار مهم است.
   • معیار ۲ (تغییر از سطح پایه): این معیار بر تغییر در میزان ارتعاش از یک مرجع یا وضعیت پایه پایدار و شناخته شده تمرکز دارد. این استاندارد تأکید می‌کند که یک تغییر قابل توجه، حتی اگر مقدار مطلق همچنان تحت معیار ۱ قابل قبول در نظر گرفته شود، اغلب اولین و قابل اعتمادترین شاخص یک عیب در حال توسعه است. این معیار، پایه و اساس نگهداری پیش‌بینانه مبتنی بر روند است.
4. ۴. مناطق ارزیابی:

   برای ساده‌سازی کاربرد معیار ۱، استاندارد همچنان از چارچوب چهار ناحیه‌ای جاافتاده برای طبقه‌بندی شدت مطلق ارتعاش استفاده می‌کند. این نواحی روشی واضح و کدگذاری‌شده با رنگ برای بیان وضعیت دستگاه ارائه می‌دهند. لازم به ذکر است که این بخش کلی استاندارد فقط *مفهوم* نواحی را تعریف می‌کند؛ مقادیر عددی خاص برای مرزهای نواحی در بخش‌های مخصوص دستگاه استاندارد (مثلاً ISO 20816-3) ارائه شده است. نواحی به صورت زیر تعریف می‌شوند:

   • منطقه الف: ارتعاش ماشین‌آلات تازه راه‌اندازی شده یا بازسازی شده معمولاً در این ناحیه قرار می‌گیرد.
   • منطقه ب: ماشین‌هایی که ارتعاش آنها در این ناحیه قرار دارد، معمولاً برای کارکرد طولانی مدت و بدون محدودیت قابل قبول هستند.
   • منطقه ج: ماشین‌هایی که ارتعاش آنها در این ناحیه قرار دارد، معمولاً برای کارکرد مداوم و طولانی مدت رضایت‌بخش نیستند. اقدامات اصلاحی باید برنامه‌ریزی شوند.
   • منطقه D: مقادیر ارتعاش در این ناحیه معمولاً به اندازه کافی شدید در نظر گرفته می‌شوند که باعث آسیب به دستگاه شوند.
5. ۵. ارزیابی و پذیرش ترکیبی:

   این بخش پایانی، ترکیبی حیاتی از اصول استاندارد را ارائه می‌دهد. این بخش رسماً یک رویکرد ارزیابی ترکیبی را، به‌ویژه برای ماشین‌آلات حیاتی مجهز به پروب‌های لرزه‌ای و غیرتماسی، توصیه می‌کند. این بخش کاربر را راهنمایی می‌کند تا هم ارتعاش بدنه (منعکس‌کننده نیروهای منتقل‌شده به سازه) و هم ارتعاش شفت (منعکس‌کننده رفتار دینامیکی روتور) را ارزیابی کند تا قضاوت کامل‌تر و قابل اعتمادتری از سلامت کلی دستگاه ارائه دهد. این بخش همچنین به وضوح بین معیارهای مورد استفاده برای آزمایش پذیرش (برای ماشین‌های جدید یا تعمیر شده)، که معمولاً ایجاب می‌کند سطوح ارتعاش در محدوده‌های سختگیرانه‌تر A یا B قرار گیرند، و معیارهای نظارت عملیاتی از ماشین‌های در حال کار، که در آن‌ها نقاط تنظیم هشدار (هشدار و قطع) بر اساس محدودیت‌های مطلق و تغییرات قابل توجه از حالت پایه، ابزارهای اصلی برای ارزیابی وضعیت روزانه هستند.

مفاهیم کلیدی

• یکسان‌سازی استانداردها: مهمترین جنبه ISO 20816-1 این است که استانداردهای جداگانه قبلی برای ارتعاش پوسته (ISO 10816-1) و شفت (ISO 7919-1) را جایگزین و یکپارچه می‌کند. این امر رویکردی جامع‌تر به تحلیل ماشین‌آلات را ترویج می‌دهد.
• فلسفه اندازه‌گیری دوگانه: این استاندارد قویاً توصیه می‌کند که در صورت امکان، از اندازه‌گیری ارتعاشات هر دو محفظه و شفت استفاده شود، زیرا آنها اطلاعات مکملی ارائه می‌دهند. ارتعاش بالای محفظه ممکن است نشان‌دهنده یک مشکل ساختاری باشد، در حالی که ارتعاش بالای شفت ممکن است نشان‌دهنده یک مشکل دینامیکی روتور باشد.
• نوسازی: این استاندارد، دستورالعمل‌های کلی را به‌روزرسانی می‌کند تا منعکس‌کننده‌ی شیوه‌های مدرن ابزار دقیق و تحلیل داده‌ها باشد که از زمان انتشار استانداردهای اولیه تکامل یافته‌اند.
• فونداسیون برای قطعات خاص: همانند استانداردهای پیشین، این استاندارد «بخش ۱» چارچوب کلی را ارائه می‌دهد. محدودیت‌های عددی خاص برای مناطق ارزیابی برای انواع مختلف ماشین‌آلات در بخش‌های دیگر مجموعه ISO 20816 (به عنوان مثال، ISO 20816-3 برای ماشین‌آلات صنعتی) به تفصیل شرح داده شده است.

اطلاعات کاربردی کلیدی

جدول ۱: حوزه‌های ارزیابی - تعاریف و اقدامات

این استاندارد چهار ناحیه برای ارزیابی شدت ارتعاش تعریف می‌کند:

جدول ۲: دو معیار ارزیابی توضیح داده شده است

این استاندارد بر استفاده از هر دو معیار برای ارزیابی جامع تأکید دارد:

مهم: یک تغییر قابل توجه (مثلاً دو برابر شدن ارتعاش) نسبت به حالت پایه می‌تواند نشان‌دهنده‌ی یک مشکل باشد، حتی اگر مقادیر مطلق هنوز در ناحیه‌ی A یا B باشند. هر دو معیار باید در نظر گرفته شوند.

پارامترهای اندازه‌گیری توصیه‌شده

استاندارد رسمی ایزو

برای مشاهده استاندارد رسمی کامل، به آدرس زیر مراجعه کنید: ISO 20816-1 در فروشگاه ISO

Note: این خلاصه‌ای از استاندارد است. برای دریافت سند رسمی کامل شامل تمام رویه‌های اندازه‌گیری، راهنمایی‌های دقیق در مورد هر دو معیار، پروتکل‌های جامع آزمون پذیرش و تمام پیوست‌های فنی، لطفاً نسخه کامل را از ISO خریداری کنید.

← بازگشت به فهرست اصلی