راهنمای کامل ISO 20816-3: تحلیل فنی جامع

Introduction

این استاندارد، راهنمایی برای ارزیابی وضعیت ارتعاش تجهیزات صنعتی بر اساس اندازه‌گیری‌های موارد زیر ارائه می‌دهد:

1. لرزش روی یاتاقان‌ها، پایه‌های یاتاقان و محفظه‌های یاتاقان در محلی که تجهیزات نصب شده است؛;
2. ارتعاش شعاعی شفت‌ها از مجموعه ماشین آلات.

بر اساس تجربه عملیاتی با تجهیزات صنعتی،, دو معیار برای ارزیابی وضعیت ارتعاش تأسیس شده‌اند:

• معیار اول: مقدار مطلق پارامتر ارتعاش پهنای باند پایش شده
• معیار دوم: تغییر در این مقدار (نسبت به یک خط پایه)

تکامل استانداردهای ارتعاش: همگرایی ISO 10816 و ISO 7919

تاریخچه استانداردسازی ارتعاشات، نشان‌دهنده حرکت تدریجی از دستورالعمل‌های پراکنده و مختص به هر جزء به سمت ارزیابی جامع ماشین‌آلات است. از نظر تاریخی، ارزیابی ماشین‌آلات به دو بخش تقسیم می‌شد:

• سری ایزو ۱۰۸۱۶: متمرکز بر اندازه‌گیری قطعات غیرچرخشی (محفظه‌های یاتاقان، پایه‌ها) با استفاده از شتاب‌سنج‌ها یا مبدل‌های سرعت
• سری ایزو ۷۹۱۹: ارتعاشات اصلاح‌شده شفت‌های دوار نسبت به یاتاقان‌ها، عمدتاً با استفاده از پروب‌های جریان گردابی غیرتماسی

این جدایی اغلب منجر به ابهام تشخیصی. یک ماشین ممکن است ارتعاش محفظه قابل قبولی (ناحیه A مطابق با ISO 10816) را نشان دهد در حالی که همزمان از انحراف یا ناپایداری خطرناک شفت (ناحیه C/D مطابق با ISO 7919) رنج ببرد، به خصوص در سناریوهایی که شامل پوسته‌های سنگین یا یاتاقان‌های لایه سیال هستند که انتقال انرژی ارتعاش در آنها تضعیف می‌شود.

بخش ۱ - دامنه کاربرد

این استاندارد الزامات کلی برای ارزیابی وضعیت ارتعاش ... را تعیین می‌کند. تجهیزات صنعتی (از این پس "ماشین آلات") با توان نامی بالای ۱۵ کیلووات و سرعت چرخش از ۱۲۰ تا ۳۰۰۰۰ دور در دقیقه بر اساس اندازه‌گیری‌های ارتعاش قطعات غیر چرخشی و روی شفت‌های چرخان تحت شرایط کارکرد عادی دستگاه در محل نصب آن.

ارزیابی بر اساس پارامتر ارتعاش پایش‌شده و بر اساس ... انجام می‌شود. تغییرات در این پارامتر در عملکرد حالت پایدار ماشین. مقادیر عددی معیارهای ارزیابی وضعیت، منعکس کننده تجربه عملیاتی با ماشین‌هایی از این نوع هستند؛ با این حال، ممکن است در موارد خاص مربوط به شرایط عملیاتی خاص و طراحی یک ماشین خاص، قابل اجرا نباشند.

این استاندارد در موارد زیر کاربرد دارد:

1. توربین‌ها و ژنراتورهای بخار با توان تا ۴۰ مگاوات (به نکات ۱ و ۲ مراجعه کنید)
2. توربین‌ها و ژنراتورهای بخار با توان خروجی بیش از ۴۰ مگاوات و سرعت‌های چرخشی غیر از ۱۵۰۰، ۱۸۰۰، ۳۰۰۰ و ۳۶۰۰ دور در دقیقه (به نکته ۱ مراجعه کنید)
3. کمپرسورهای روتاری (گریز از مرکز، محوری)
4. توربین‌های گازی صنعتی با توان تا ۳ مگاوات (به نکته ۲ مراجعه کنید)
5. موتورهای توربو فن
6. انواع موتورهای الکتریکی با کوپلینگ شفت انعطاف‌پذیر. (هنگامی که روتور موتور به طور صلب به ماشین‌آلات تحت پوشش استاندارد دیگری در سری ISO 20816 متصل شده باشد، ارتعاش موتور می‌تواند یا طبق آن استاندارد یا طبق این استاندارد ارزیابی شود)
7. آسیاب‌های نورد و غرفه‌های نورد
8. نوار نقاله ها
9. کوپلینگ‌های سرعت متغیر
10. فن‌ها و دمنده‌ها (به یادداشت ۳ مراجعه کنید)

این استاندارد در موارد زیر کاربرد ندارد:

11. توربین‌های بخار، توربین‌های گازی و ژنراتورهایی با توان بیش از ۴۰ مگاوات و سرعت‌های ۱۵۰۰، ۱۸۰۰، ۳۰۰۰ و ۳۶۰۰ دور در دقیقه → استفاده ایزو ۲۰۸۱۶-۲
12. توربین‌های گازی با توان بیش از ۳ مگاوات → استفاده ایزو ۲۰۸۱۶-۴
13. مجموعه ماشین‌آلات در نیروگاه‌های برق آبی و ایستگاه‌های تلمبه ذخیره‌ای → کاربرد ایزو ۲۰۸۱۶-۵
14. ماشین‌های رفت و برگشتی و ماشین‌هایی که به صورت صلب به ماشین‌های رفت و برگشتی متصل شده‌اند → کاربرد ایزو ۱۰۸۱۶-۶
15. پمپ‌های روتودینامیکی با موتورهای محرک داخلی یا با اتصال صلب، با پروانه روی شفت موتور یا اتصال صلب به آن → استفاده ایزو ۱۰۸۱۶-۷
16. نصب کمپرسورهای رفت و برگشتی → نحوه استفاده ایزو ۲۰۸۱۶-۸
17. کمپرسورهای جابجایی مثبت (مثل کمپرسورهای اسکرو)
18. پمپ‌های شناور
19. توربین‌های بادی → کاربرد ایزو ۱۰۸۱۶-۲۱

جزئیات دامنه کاربرد

الزامات این استاندارد برای اندازه‌گیری‌های ارتعاش پهن باند روی شفت‌ها، یاتاقان‌ها، محفظه‌ها و پایه‌های یاتاقان در عملکرد پایدار ماشین در محدوده سرعت‌های چرخشی اسمی. این الزامات برای اندازه‌گیری‌ها هم در محل نصب و هم در طول آزمایش پذیرش اعمال می‌شود. معیارهای تعیین‌شده شرایط ارتعاش در هر دو سیستم پایش مداوم و دوره‌ای قابل اجرا هستند.

این استاندارد در مورد ماشین‌هایی اعمال می‌شود که ممکن است شامل موارد زیر باشند: چرخ دنده‌ها و یاتاقان‌های غلتشی; با این حال، اینطور است مورد نظر نیست برای ارزیابی وضعیت ارتعاش این اجزای خاص (برای واحدهای چرخ دنده به استاندارد ISO 20816-9 مراجعه کنید).

بخش ۲ - مراجع قانونی

این استاندارد از ارجاعات الزامی به استانداردهای زیر استفاده می‌کند. برای ارجاعات دارای تاریخ، فقط ویرایش ذکر شده اعمال می‌شود. برای ارجاعات بدون تاریخ، آخرین ویرایش (شامل تمام اصلاحیه‌ها) اعمال می‌شود:

این استانداردها پایه و اساس اصطلاحات، روش‌های اندازه‌گیری و فلسفه ارزیابی کلی به کار رفته در استاندارد ISO 20816-3 را فراهم می‌کنند.

بخش ۳ - اصطلاحات و تعاریف

برای اهداف این استاندارد، اصطلاحات و تعاریف ارائه شده در ایزو ۲۰۴۱ اعمال کند.

اصطلاحات کلیدی (از ISO 2041)

• لرزش: تغییر مقدار کمیتی که حرکت یا موقعیت یک سیستم مکانیکی را توصیف می‌کند، با زمان
• RMS (ریشه میانگین مربعات): جذر میانگین مربعات مقادیر یک کمیت در یک بازه زمانی مشخص
• ارتعاش پهن باند: ارتعاشی که حاوی انرژی توزیع شده در یک محدوده فرکانسی مشخص است
• فرکانس طبیعی: فرکانس ارتعاش آزاد یک سیستم
• عملکرد حالت پایدار: شرایط عملیاتی که در آن پارامترهای مربوطه (سرعت، بار، دما) اساساً ثابت می‌مانند
• مقدار پیک تا پیک: اختلاف جبری بین مقادیر حدی (حداکثر و حداقل)
• مبدل: وسیله‌ای که کمیت خروجی را با رابطه‌ای مشخص با کمیت ورودی ارائه می‌دهد

بخش ۵ - طبقه‌بندی ماشین‌آلات

۵.۱ کلیات

مطابق با معیارهای تعیین‌شده توسط این استاندارد، وضعیت ارتعاش ماشین بسته به موارد زیر ارزیابی می‌شود:

1. نوع دستگاه
2. توان نامی یا ارتفاع شفت (همچنین به ISO 496 مراجعه کنید)
3. درجه سختی فونداسیون

۵.۲ طبقه‌بندی بر اساس نوع ماشین، توان نامی یا ارتفاع شفت

تفاوت در انواع ماشین‌ها و طراحی یاتاقان‌ها، تقسیم‌بندی همه ماشین‌ها را به ... ایجاب می‌کند. دو گروه بر اساس توان نامی یا ارتفاع شفت.

شفت‌های ماشین‌ها در هر دو گروه ممکن است به صورت افقی، عمودی یا شیب‌دار قرار گیرند و تکیه‌گاه‌ها ممکن است درجات مختلفی از استحکام داشته باشند.

گروه ۱ - ماشین‌های بزرگ

• امتیاز قدرت > 300 کیلووات
• یا ماشین‌های الکتریکی با ارتفاع شفت ارتفاع > ۳۱۵ میلی‌متر
• معمولاً مجهز به یاتاقان‌های ژورنال (غلاف)
• سرعت‌های عملیاتی از ۱۲۰ تا ۳۰۰۰۰ دور در دقیقه

گروه ۲ - ماشین‌های متوسط

• امتیاز قدرت ۱۵ تا ۳۰۰ کیلووات
• یا ماشین‌های الکتریکی با ارتفاع شفت ۱۶۰ میلی‌متر < ارتفاع ≤ ۳۱۵ میلی‌متر
• معمولاً مجهز به یاتاقان‌های غلتشی
• سرعت‌های عملیاتی عموماً > 600 دور در دقیقه

۵.۳ طبقه‌بندی بر اساس سختی فونداسیون

پایه‌های ماشین‌آلات بر اساس درجه سختی در جهت اندازه‌گیری مشخص شده به موارد زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

1. پایه‌های صلب
2. پایه‌های انعطاف‌پذیر

اساس این طبقه‌بندی، رابطه بین سختی ماشین و فونداسیون است. اگر کمترین فرکانس طبیعی سیستم "فونداسیون ماشین" در جهت اندازه‌گیری ارتعاش، از فرکانس تحریک اصلی (در بیشتر موارد، این فرکانس چرخشی روتور است) تجاوز می‌کند. حداقل 25%, ، پس چنین بنیادی در آن جهت در نظر گرفته می‌شود سفت و سخت. تمام پایه‌های دیگر در نظر گرفته می‌شوند انعطاف‌پذیر.

نمونه‌های معمول

ماشین آلات روی پایه های سفت و سخت معمولاً موتورهای الکتریکی بزرگ و متوسط هستند که معمولاً سرعت چرخش کمی دارند.

ماشین آلات روی پایه های انعطاف پذیر معمولاً شامل توربوژنراتورها یا کمپرسورهایی با توان بیش از 10 مگاوات و همچنین ماشین‌هایی با جهت‌گیری عمودی شفت هستند.

اگر ویژگی‌های سیستم "ماشین-فونداسیون" را نتوان با محاسبه تعیین کرد، می‌توان این کار را انجام داد به صورت تجربی (آزمایش ضربه، آنالیز مودال عملیاتی، یا آنالیز ارتعاش هنگام راه‌اندازی).

پیوست الف (الزامی) - مرزهای ناحیه وضعیت ارتعاش برای قطعات غیرچرخشی در حالت‌های عملیاتی مشخص شده

تجربه نشان می‌دهد که برای ارزیابی وضعیت ارتعاش انواع مختلف ماشین آلات با سرعت های چرخشی مختلف، اندازه گیری های سرعت به تنهایی کافی است. بنابراین، پارامتر اصلی مورد بررسی، مقدار RMS سرعت است.

با این حال، استفاده از معیار سرعت ثابت بدون در نظر گرفتن فرکانس ارتعاش می‌تواند منجر به ... مقادیر جابجایی غیرقابل قبول بزرگ. این امر به ویژه برای ماشین‌های کم‌سرعت با فرکانس‌های چرخشی روتور کمتر از ۶۰۰ دور در دقیقه، زمانی که مولفه سرعت چرخش بر سیگنال ارتعاش پهنای باند غالب است، رخ می‌دهد (به پیوست د مراجعه کنید).

به طور مشابه، معیار سرعت ثابت می‌تواند منجر به مقادیر شتاب غیرقابل قبولی برای ماشین‌های پرسرعت با فرکانس‌های چرخشی روتور بیش از 10000 دور در دقیقه شود، یا زمانی که انرژی ارتعاش تولید شده توسط ماشین عمدتاً در محدوده فرکانس بالا متمرکز است. بنابراین، معیارهای شرایط ارتعاش ممکن است بسته به محدوده فرکانس چرخشی روتور و نوع ماشین، در واحدهای جابجایی، سرعت و شتاب فرموله شوند.

جداول الف.۱ و الف.۲ مقادیر مرز ناحیه را برای گروه‌های مختلف ماشین‌آلات تحت پوشش این استاندارد ارائه می‌دهند. در حال حاضر، این مرزها فقط بر حسب واحدهای ... فرموله شده‌اند. سرعت و جابجایی.

مرزهای ناحیه شرایط ارتعاش برای ارتعاش در محدوده فرکانسی 10 تا 1000 هرتز از طریق مقادیر سرعت و جابجایی RMS بیان می‌شوند. برای ماشین‌هایی با فرکانس چرخشی روتور کمتر از 600 دور در دقیقه، محدوده اندازه‌گیری ارتعاش پهنای باند عبارت است از: ۲ تا ۱۰۰۰ هرتز. در بیشتر موارد، ارزیابی وضعیت ارتعاش تنها بر اساس معیار سرعت کافی است؛ با این حال، اگر انتظار می‌رود طیف ارتعاش حاوی اجزای فرکانس پایین قابل توجهی باشد، ارزیابی بر اساس اندازه‌گیری‌های سرعت و جابجایی انجام می‌شود.

ماشین‌آلات تمام گروه‌های در نظر گرفته شده را می‌توان روی تکیه‌گاه‌های صلب یا انعطاف‌پذیر نصب کرد (به بخش 5 مراجعه کنید)، که برای هر کدام مرزهای ناحیه‌ای متفاوتی در جداول الف.1 و الف.2 تعیین شده است.

جدول الف.۱ - ماشین‌های گروه ۱ (بزرگ: >۳۰۰ کیلووات یا ارتفاع >۳۱۵ میلی‌متر)

جدول الف.۲ - ماشین‌های گروه ۲ (متوسط: ۱۵ تا ۳۰۰ کیلووات یا ارتفاع = ۱۶۰ تا ۳۱۵ میلی‌متر)

پیوست ب (الزامی) - مرزهای ناحیه شرایط ارتعاش برای شفت‌های دوار در حالت‌های عملیاتی مشخص شده

ب.1 کلیات

مرزهای ناحیه شرایط ارتعاش بر اساس تجربیات عملیاتی از صنایع مختلف ساخته شده‌اند که نشان می‌دهد: ارتعاش نسبی قابل قبول شفت با افزایش فرکانس چرخشی کاهش می‌یابد. علاوه بر این، هنگام ارزیابی شرایط ارتعاش، احتمال تماس بین شفت چرخان و قطعات ثابت ماشین باید در نظر گرفته شود. برای ماشین‌هایی با یاتاقان‌های ژورنال، حداقل لقی قابل قبول در یاتاقان نیز باید در نظر گرفته شود (به پیوست ج مراجعه کنید).

ب.2 ارتعاش در فرکانس چرخشی اسمی در حالت پایدار

ب.2.1 کلیات

معیار I مربوط به موارد زیر است:

1. محدود کردن جابجایی شفت از شرایط بارهای دینامیکی قابل قبول روی یاتاقان‌ها
2. مقادیر قابل قبول لقی شعاعی در بلبرینگ
3. لرزش قابل قبول به تکیه‌گاه‌ها و فونداسیون منتقل می‌شود

حداکثر جابجایی شفت در هر یاتاقان با مرزهای چهار ناحیه (به شکل B.1 در استاندارد مراجعه کنید) مقایسه می‌شود که بر اساس تجربه عملیاتی با ماشین‌آلات تعیین شده است.

ب.2.2 مرزهای منطقه

تجربه اندازه‌گیری ارتعاش شفت برای طیف وسیعی از ماشین‌آلات، امکان تعیین مرزهای ناحیه شرایط ارتعاش را فراهم می‌کند که از طریق ... بیان می‌شوند. جابجایی پیک تا پیک S(pp) بر حسب میکرومتر, ، که با جذر فرکانس چرخش روتور n بر حسب r/min نسبت معکوس دارد.

برای ارتعاش نسبی شفت که با پروب‌های مجاورتی اندازه‌گیری می‌شود، مرزهای ناحیه به صورت زیر بیان می‌شوند: جابجایی پیک تا پیک S(pp) بر حسب میکرومتر، که با سرعت چرخش تغییر می‌کند:

کجا n حداکثر سرعت عملیاتی در دور در دقیقه, و S(pp) در میکرومتر.

مثال محاسبه

برای دستگاهی که با سرعت ۳۰۰۰ دور در دقیقه کار می‌کند:

• ۳۰۰۰ ≈ ۵۴.۷۷
• الف/ب = ۴۸۰۰ / ۵۴.۷۷ ≈ ۸۷.۶ میکرومتر
• ب/سی = ۹۰۰۰ / ۵۴.۷۷ ≈ ۱۶۴.۳ میکرومتر
• نسبت حجم به حجم = ۱۳۲۰۰ / ۵۴.۷۷ ≈ ۲۴۱.۰ میکرومتر

مهم: مرزهای ناحیه نباید به عنوان معیار پذیرش استفاده شوند، که باید موضوع توافق بین تأمین‌کننده و مشتری باشد. با این حال، با هدایت مقادیر مرزی عددی، می‌توان هم از استفاده از دستگاهی که در شرایط آشکارا نامناسب قرار دارد جلوگیری کرد و هم از تحمیل الزامات بیش از حد سختگیرانه بر ارتعاش آن اجتناب نمود.

در برخی موارد، ویژگی‌های طراحی ماشین‌های خاص ممکن است نیاز به اعمال مرزهای منطقه‌ای مختلف - بالاتر یا پایین‌تر (مثلاً برای یاتاقان‌های خودتنظیم با صفحه شیب‌دار) داشته باشد، و برای ماشین‌هایی با یاتاقان‌های بیضوی، ممکن است مرزهای منطقه‌ای مختلفی برای جهت‌های اندازه‌گیری مختلف (به سمت حداکثر و حداقل لقی) اعمال شود.

ارتعاش قابل قبول ممکن است به قطر یاتاقان مربوط باشد، زیرا به عنوان یک قاعده، یاتاقان‌های با قطر بزرگتر، لقی‌های بزرگتری نیز دارند. بر این اساس، می‌توان مقادیر مرزی ناحیه‌ای متفاوتی را برای یاتاقان‌های مختلف یک قطار شفت تعیین کرد. در چنین مواردی، سازنده معمولاً باید دلیل تغییر مقادیر مرزی را توضیح دهد و به ویژه تأیید کند که افزایش ارتعاش مجاز مطابق با این تغییرات منجر به کاهش قابلیت اطمینان دستگاه نخواهد شد.

اگر اندازه‌گیری‌ها در نزدیکی یاتاقان انجام نشوند، و همچنین در حین کارکرد ماشین در حالت‌های گذرا مانند بالا آمدن و پایین آمدن (از جمله عبور از سرعت‌های بحرانی)، ارتعاش قابل قبول ممکن است بیشتر باشد.

برای ماشین‌های عمودی با یاتاقان‌های ژورنال، هنگام تعیین مقادیر ارتعاش حدی، جابجایی‌های احتمالی شفت در محدوده لقی بدون نیروی پایدارکننده مرتبط با وزن روتور باید در نظر گرفته شود.

بخش ۴ - اندازه‌گیری‌های ارتعاش

۴.۱ الزامات عمومی

روش‌های اندازه‌گیری و ابزار دقیق باید الزامات عمومی طبق استاندارد ISO 20816-1 را برآورده کنند، و ملاحظات خاصی را برای ماشین‌آلات صنعتی در نظر بگیرند. عوامل زیر نباید به طور قابل توجهی بر تجهیزات اندازه‌گیری تأثیر بگذارند:

• تغییرات دما — رانش حساسیت حسگر
• میدان‌های الکترومغناطیسی - شامل اثرات مغناطیسی شدن شفت
• میدان‌های آکوستیک — امواج فشاری در محیط‌های پر سر و صدا
• تغییرات منبع تغذیه — نوسانات ولتاژ
• طول کابل — برخی از طرح‌های پروب مجاورتی نیاز به طول کابل همسان دارند
• آسیب کابل - اتصالات متناوب یا شکستگی سپر
• جهت‌گیری مبدل — تنظیم محور حساسیت

۴.۲ نقاط و جهت‌های اندازه‌گیری

برای اهداف پایش وضعیت، اندازه‌گیری‌ها روی ... انجام می‌شوند. قطعات غیر چرخشی یا روی شفت ها, یا هر دو با هم. در این استاندارد، مگر اینکه به طور خاص خلاف آن ذکر شده باشد، ارتعاش شفت به آن اشاره دارد جابجایی نسبت به یاتاقان.

قطعات غیر دوار - اندازه‌گیری‌های محفظه یاتاقان

اندازه‌گیری‌های ارتعاش روی قطعات غیرچرخشی، ارتعاش یاتاقان، محفظه یاتاقان یا سایر اجزای سازه‌ای که نیروهای دینامیکی را از ارتعاش شفت در محل یاتاقان منتقل می‌کنند، مشخص می‌کند.

پیکربندی اندازه‌گیری معمول: اندازه‌گیری‌ها با استفاده از دو مبدل در دو جهت شعاعی عمود بر هم روی کلاهک‌ها یا محفظه‌های یاتاقان. برای ماشین‌های افقی، یک جهت معمولاً عمودی است. اگر شفت عمودی یا شیب‌دار است، جهت‌هایی را انتخاب کنید که حداکثر ارتعاش را جذب کنند.

اندازه‌گیری تک نقطه‌ای: اگر مشخص باشد که نتایج نشان‌دهنده‌ی ارتعاش کلی خواهد بود، می‌توان از یک مبدل واحد استفاده کرد. جهت انتخاب شده باید خوانش‌های نزدیک به حداکثر را تضمین کند.

اندازه‌گیری ارتعاش شفت

ارتعاش شفت (مطابق تعریف در ISO 20816-1) به جابجایی شفت اشاره دارد. نسبت به بلبرینگ. روش ترجیحی از یک جفت پروب مجاورتی غیر تماسی عمود بر یکدیگر نصب شده‌اند و امکان تعیین مسیر شفت (مدار) را در صفحه اندازه‌گیری فراهم می‌کنند.

۴.۳ ابزار دقیق (تجهیزات اندازه‌گیری)

برای پایش وضعیت، سیستم اندازه‌گیری باید موارد زیر را اندازه‌گیری کند: ارتعاش RMS پهن باند در محدوده فرکانسی حداقل ۱۰ هرتز تا ۱۰۰۰ هرتز. برای ماشین‌هایی با سرعت دورانی کمتر از ۶۰۰ دور در دقیقه، حد فرکانس پایین‌تر نباید از ... تجاوز کند. ۲ هرتز.

برای اندازه‌گیری ارتعاش شفت: مرز محدوده فرکانسی بالایی باید از حداکثر فرکانس چرخشی شفت به میزان بیشتر باشد. حداقل ۳.۵ بار. تجهیزات اندازه‌گیری باید الزامات ایزو ۱۰۸۱۷-۱.

برای اندازه‌گیری قطعات غیرچرخشی: تجهیزات باید مطابق با ایزو ۲۹۵۴. بسته به معیار تعیین‌شده، کمیت اندازه‌گیری‌شده می‌تواند جابجایی، سرعت یا هر دو باشد (به استاندارد ISO 20816-1 مراجعه کنید).

اگر اندازه‌گیری‌ها با استفاده از accelerometers (که در عمل معمول است)، سیگنال خروجی باید باشد یکپارچه برای بدست آوردن سیگنال سرعت. بدست آوردن سیگنال جابجایی نیاز به ادغام مضاعف, اما باید به احتمال افزایش تداخل نویز توجه شود. برای کاهش نویز، می‌توان از یک فیلتر بالاگذر یا سایر روش‌های پردازش سیگنال دیجیتال استفاده کرد.

اگر سیگنال ارتعاش برای اهداف تشخیصی نیز در نظر گرفته شده باشد، محدوده اندازه‌گیری باید فرکانس‌های حداقل از ۰.۲ برابر حد سرعت پایین شفت به ۲.۵ برابر حداکثر فرکانس تحریک ارتعاش (معمولاً از ۱۰۰۰۰ هرتز تجاوز نمی‌کند). اطلاعات تکمیلی در استانداردهای ISO 13373-1، ISO 13373-2 و ISO 13373-3 ارائه شده است.

الزامات محدوده فرکانس

پارامترهای اندازه‌گیری

پارامتر اندازه‌گیری ممکن است جابجایی, سرعت, یا هر دو، بسته به معیار ارزیابی (به استاندارد ISO 20816-1 مراجعه کنید).

• اندازه‌گیری‌های شتاب‌سنج: اگر در اندازه‌گیری‌ها از شتاب‌سنج‌ها (رایج‌ترین) استفاده می‌شود، سیگنال خروجی را برای بدست آوردن سرعت انتگرال بگیرید. انتگرال‌گیری دوگانه جابجایی را بدست می‌دهد، اما مراقب افزایش نویز فرکانس پایین باشید. برای کاهش نویز، از فیلتر بالاگذر یا پردازش سیگنال دیجیتال استفاده کنید.
• لرزش محور: حد بالای فرکانس باید حداقل باشد ۳.۵ برابر حداکثر سرعت شفت. ابزار دقیق باید با موارد زیر مطابقت داشته باشد: ایزو ۱۰۸۱۷-۱.
• قطعات غیر چرخشی: ابزار دقیق باید مطابقت داشته باشد ایزو ۲۹۵۴.

۴.۴ پایش مداوم و دوره‌ای

نظارت مستمر: معمولاً برای ماشین‌های بزرگ یا بسیار مهم، اندازه‌گیری‌های مداوم شاخص‌های ارتعاش پایش‌شده با استفاده از مبدل‌های نصب‌شده دائمی در مهم‌ترین نقاط، هم برای اهداف پایش وضعیت و هم برای حفاظت از تجهیزات، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در برخی موارد، سیستم اندازه‌گیری مورد استفاده برای این کار در سیستم مدیریت تجهیزات کارخانه ادغام می‌شود.

پایش دوره‌ای: برای بسیاری از ماشین‌ها، پایش مداوم ضروری نیست. اطلاعات کافی در مورد توسعه عیب (عدم تعادل، سایش یاتاقان، عدم هم‌ترازی، لقی) را می‌توان از طریق اندازه‌گیری‌های دوره‌ای به دست آورد. مقادیر عددی در این استاندارد را می‌توان برای پایش دوره‌ای استفاده کرد، مشروط بر اینکه نقاط اندازه‌گیری و ابزار دقیق با الزامات استاندارد مطابقت داشته باشند.

لرزش محور: ابزار دقیق معمولاً به طور دائمی نصب می‌شوند، اما اندازه‌گیری‌ها ممکن است در فواصل زمانی دوره‌ای انجام شوند.

قطعات غیر چرخشی: مبدل‌ها معمولاً فقط در حین اندازه‌گیری نصب می‌شوند. برای ماشین‌هایی که دسترسی به آنها دشوار است، می‌توان از مبدل‌های نصب شده دائمی با مسیردهی سیگنال به مکان‌های قابل دسترس استفاده کرد.

۴.۵ حالت‌های عملیاتی ماشین

اندازه‌گیری‌های ارتعاش پس از دستیابی روتور و یاتاقان‌ها انجام می‌شود. دمای تعادل در یک حالت عملیاتی مشخص در حالت پایدار که توسط ویژگی‌هایی مانند موارد زیر تعیین می‌شود:

• سرعت اسمی شفت
• ولتاژ تغذیه
• نرخ جریان
• فشار سیال عامل
• بار

ماشین‌های با سرعت متغیر یا بار متغیر: اندازه‌گیری‌ها را در تمام حالت‌های عملیاتی که مشخصه عملکرد طولانی‌مدت هستند، انجام دهید. از حداکثر مقدار برای ارزیابی وضعیت ارتعاش، در تمام حالت‌ها به دست آمده است.

۴.۶ لرزش پس‌زمینه

اگر مقدار پارامتر پایش‌شده به‌دست‌آمده در طول اندازه‌گیری‌ها از معیار پذیرش فراتر رود و دلیلی برای باور به این وجود داشته باشد که ارتعاش پس‌زمینه در دستگاه ممکن است زیاد باشد، لازم است اندازه‌گیری‌ها روی ... انجام شود. دستگاه متوقف شده برای ارزیابی ارتعاش ناشی از منابع خارجی.

۴.۷ انتخاب نوع اندازه‌گیری

این استاندارد امکان انجام اندازه‌گیری‌ها را هم روی قطعات غیرچرخشی و هم روی شفت‌های چرخان ماشین‌ها فراهم می‌کند. انتخاب اینکه کدام یک از این دو نوع اندازه‌گیری ارجحیت دارد، به ویژگی‌های ماشین و انواع عیوب مورد انتظار بستگی دارد.

اگر نیاز به انتخاب یکی از دو نوع اندازه‌گیری ممکن باشد، موارد زیر باید در نظر گرفته شود:

ملاحظات انتخاب نوع اندازه‌گیری:

• سرعت محور: اندازه‌گیری‌های قطعات غیرچرخشی در مقایسه با اندازه‌گیری‌های شفت، حساسیت بیشتری به ارتعاشات فرکانس بالا دارند.
• نوع بلبرینگ: یاتاقان‌های غلتشی دارای لقی‌های بسیار کمی هستند؛ ارتعاش شفت به طور مؤثر به محفظه منتقل می‌شود. اندازه‌گیری‌های محفظه معمولاً کافی است. یاتاقان‌های ژورنال دارای لقی‌ها و میرایی بیشتری هستند؛ ارتعاش شفت اغلب اطلاعات تشخیصی بیشتری ارائه می‌دهد.
• نوع ماشین: ماشین‌هایی که لقی یاتاقان در آنها با دامنه ارتعاش شفت قابل مقایسه است، برای جلوگیری از تماس، نیاز به اندازه‌گیری شفت دارند. ماشین‌هایی که هارمونیک‌های مرتبه بالا (عبور تیغه، درگیری چرخ‌دنده، عبور میله) دارند، از طریق اندازه‌گیری‌های فرکانس بالای محفظه کنترل می‌شوند.
• نسبت جرم روتور به جرم پایه: ماشین‌هایی که جرم شفت در مقایسه با جرم پایه کوچک است، ارتعاش کمی را به پایه منتقل می‌کنند. اندازه‌گیری شفت مؤثرتر است.
• انعطاف پذیری روتور: روتورهای انعطاف‌پذیر: ارتعاش نسبی شفت اطلاعات بیشتری در مورد رفتار روتور ارائه می‌دهد.
• انطباق پایه: پایه‌های انعطاف‌پذیر، پاسخ ارتعاشی بیشتری را در قطعات غیرچرخشی فراهم می‌کنند.
• تجربه اندازه‌گیری: اگر تجربه گسترده‌ای با یک نوع اندازه‌گیری خاص در دستگاه‌های مشابه دارید، به استفاده از آن نوع ادامه دهید.

توصیه‌های دقیق در مورد انتخاب روش اندازه‌گیری در ISO 13373-1 ارائه شده است. تصمیمات نهایی باید دسترسی، طول عمر مبدل و هزینه نصب را در نظر بگیرند.

مکان‌ها و مسیرهای اندازه‌گیری

• اندازه گیری روی محفظه‌ها یا پایه‌های یاتاقان - روی پوشش‌های دیواره نازک یا سطوح انعطاف‌پذیر استفاده نشود
• Use دو جهت شعاعی عمود بر هم در هر محل یاتاقان
• برای ماشین‌های افقی، یک جهت معمولاً عمودی است
• برای ماشین‌های عمودی یا شیب‌دار، جهت‌هایی را انتخاب کنید که حداکثر لرزش را ثبت کنند.
• ارتعاش محوری روشن یاتاقان‌های رانشی از همان محدودیت‌های ارتعاش شعاعی استفاده می‌کند
• از مکان‌هایی با رزونانس‌های محلی - با مقایسه اندازه‌گیری‌ها در نقاط نزدیک، تأیید کنید

شرایط عملیاتی

• اندازه گیری در عملکرد حالت پایدار با سرعت و بار اسمی
• اجازه دهید روتور و یاتاقان‌ها به هم برسند تعادل حرارتی
• برای ماشین‌های با سرعت/بار متغیر، اندازه‌گیری را در تمام نقاط عملیاتی مشخصه انجام دهید و از حداکثر توان استفاده کنید.
• شرایط سند: سرعت، بار، دما، فشار، نرخ جریان

بخش ۶ - معیارهای ارزیابی وضعیت ارتعاش

۶.۱ کلیات

استاندارد ISO 20816-1 شرح کلی دو معیار برای ارزیابی وضعیت ارتعاش کلاس‌های مختلف ماشین‌آلات ارائه می‌دهد. یک معیار برای ... اعمال می‌شود. قدر مطلق پارامتر ارتعاش پایش‌شده در یک باند فرکانسی وسیع؛ دیگری به ... اعمال می‌شود. تغییرات در این مقدار (صرف نظر از اینکه تغییرات افزایشی یا کاهشی باشند).

معمولاً وضعیت ارتعاش ماشین بر اساس مقدار RMS سرعت ارتعاش روی قطعات غیرچرخشی ارزیابی می‌شود، که عمدتاً به دلیل سادگی انجام اندازه‌گیری‌های مربوطه است. با این حال، برای تعدادی از ماشین‌ها، اندازه‌گیری جابجایی‌های نسبی محور از پیک تا پیک نیز توصیه می‌شود و در صورت وجود چنین داده‌های اندازه‌گیری، می‌توان از آنها برای ارزیابی وضعیت ارتعاش ماشین نیز استفاده کرد.

۶.۲ معیار اول - ارزیابی بر اساس قدر مطلق

۶.۲.۱ الزامات عمومی

برای اندازه‌گیری‌های شفت دوار: وضعیت ارتعاش با حداکثر مقدار جابجایی ارتعاش پهنای باند پیک تا پیک ارزیابی می‌شود. این پارامتر پایش‌شده از اندازه‌گیری جابجایی‌ها در دو جهت متعامد مشخص به‌دست می‌آید.

برای اندازه‌گیری قطعات غیرچرخشی: وضعیت ارتعاش با حداکثر مقدار RMS سرعت ارتعاش پهنای باند روی سطح یاتاقان یا در نزدیکی آن ارزیابی می‌شود.

مطابق با این معیار، مقادیر محدودکننده پارامتر تحت نظارت تعیین می‌شوند که می‌توانند از نقطه نظر موارد زیر قابل قبول تلقی شوند:

• بارهای دینامیکی وارد بر بلبرینگ‌ها
• لقی‌های شعاعی در بلبرینگ‌ها
• ارتعاش منتقل شده توسط دستگاه به سازه نگهدارنده و فونداسیون

حداکثر مقدار پارامتر تحت نظارت به دست آمده در هر یاتاقان یا پایه یاتاقان با مقدار محدود کننده برای گروه ماشین و نوع تکیه گاه داده شده مقایسه می شود. تجربه گسترده در مشاهده ارتعاش ماشین آلات مشخص شده در بخش 1 امکان تعیین مرزهای منطقه شرایط ارتعاش را فراهم می کند، راهنمایی که در بیشتر موارد می تواند عملکرد طولانی مدت و قابل اعتماد ماشین را تضمین کند.

مناطق شرایط ارتعاش تعیین‌شده برای ارزیابی ارتعاش ماشین در یک حالت عملیاتی پایدار مشخص با سرعت اسمی شفت و بار اسمی در نظر گرفته شده‌اند. مفهوم حالت پایدار، تغییرات آهسته بار را مجاز می‌داند. ارزیابی عبارت است از انجام نشده اگر حالت عملیاتی با حالت مشخص شده متفاوت باشد، یا در حالت‌های گذرا مانند افزایش ناگهانی سرعت (run-up)، کاهش ناگهانی سرعت (coast-down) یا عبور از مناطق رزونانس (به بند ۶.۴ مراجعه کنید).

نتیجه‌گیری‌های کلی در مورد وضعیت ارتعاش اغلب بر اساس اندازه‌گیری‌های ارتعاش روی قطعات غیرچرخشی و چرخشی ماشین انجام می‌شود.

ارتعاش محوری یاتاقان‌های ژورنال معمولاً در طول پایش مداوم وضعیت ارتعاش اندازه‌گیری نمی‌شوند. چنین اندازه‌گیری‌هایی معمولاً در طول پایش دوره‌ای یا برای اهداف تشخیصی انجام می‌شوند، زیرا ارتعاش محوری ممکن است به انواع خاصی از خطا حساس‌تر باشد. این استاندارد معیارهای ارزیابی را فقط برای موارد زیر ارائه می‌دهد: ارتعاش محوری یاتاقان‌های کف‌گرد, ، که در آن با ضربان‌های محوری مرتبط است که می‌توانند باعث آسیب به ماشین شوند.

۶.۲.۲ مناطق وضعیت ارتعاش

۶.۲.۲.۱ شرح کلی

مناطق شرایط ارتعاش زیر برای ارزیابی کیفی ارتعاش ماشین و تصمیم‌گیری در مورد اقدامات لازم تعیین شده‌اند:

منطقه الف — ماشین‌های تازه راه‌اندازی شده معمولاً در این منطقه قرار می‌گیرند.

منطقه ب — ماشین‌هایی که در این منطقه قرار می‌گیرند، معمولاً برای کار مداوم و بدون محدودیت زمانی مناسب در نظر گرفته می‌شوند.

منطقه ج — ماشین‌هایی که در این ناحیه قرار می‌گیرند، معمولاً برای کار مداوم و طولانی مدت نامناسب در نظر گرفته می‌شوند. معمولاً چنین ماشین‌هایی ممکن است برای مدت محدودی کار کنند تا زمانی که فرصت مناسبی برای انجام کارهای تعمیر پیش بیاید.

منطقه D — میزان ارتعاش در این ناحیه معمولاً به اندازه‌ای جدی در نظر گرفته می‌شود که می‌تواند باعث آسیب به ماشین شود.

۶.۲.۲.۲ مقادیر عددی مرز منطقه

مقادیر عددی تعیین‌شده برای مرزهای ناحیه شرایط ارتعاش عبارتند از: برای استفاده به عنوان معیار پذیرش در نظر گرفته نشده است, که باید موضوع توافق بین تأمین‌کننده و مشتری دستگاه باشد. با این حال، این مرزها می‌توانند به عنوان راهنمایی کلی مورد استفاده قرار گیرند و امکان اجتناب از هزینه‌های غیرضروری برای کاهش ارتعاش و جلوگیری از الزامات بیش از حد سختگیرانه را فراهم کنند.

گاهی اوقات ویژگی‌های طراحی ماشین یا تجربه عملیاتی ممکن است نیاز به تعیین مقادیر مرزی دیگری (بالاتر یا پایین‌تر) داشته باشد. در چنین مواردی، سازنده معمولاً توجیهی برای تغییر مرزها ارائه می‌دهد و به ویژه تأیید می‌کند که افزایش ارتعاش مجاز مطابق با این تغییرات منجر به کاهش قابلیت اطمینان ماشین نخواهد شد.

۶.۲.۲.۳ معیارهای پذیرش

معیارهای پذیرش ارتعاش ماشین عبارتند از همیشه موضوع توافق است بین تأمین‌کننده و مشتری، که باید قبل یا در زمان تحویل مستند شود (گزینه اول ارجحیت دارد). در صورت تحویل یک ماشین جدید یا بازگشت یک ماشین از تعمیرات اساسی، می‌توان از مرزهای ناحیه شرایط ارتعاش به عنوان مبنایی برای تعیین چنین معیارهایی استفاده کرد. با این حال، مقادیر عددی مرز ناحیه باید نه به طور پیش‌فرض به عنوان معیارهای پذیرش اعمال شوند.

توصیه معمول: پارامتر ارتعاش پایش‌شده‌ی یک ماشین جدید باید در ناحیه‌ی A یا B قرار گیرد، اما نباید بیش از ... از مرز بین این نواحی تجاوز کند. ۱.۲۵ برابر. اگر مبنای این توصیه، ویژگی‌های طراحی ماشین یا تجربه عملیاتی انباشته با انواع ماشین‌های مشابه باشد، ممکن است هنگام تعیین معیارهای پذیرش در نظر گرفته نشود.

آزمایش پذیرش تحت شرایط عملیاتی کاملاً مشخص دستگاه (ظرفیت، سرعت چرخش، سرعت جریان، دما، فشار و غیره) در یک بازه زمانی مشخص انجام می‌شود. اگر دستگاه پس از تعویض یکی از قطعات اصلی یا تعمیر و نگهداری وارد شده باشد، نوع کار انجام شده و مقادیر پارامترهای تحت نظارت قبل از حذف دستگاه از فرآیند تولید، هنگام تعیین معیارهای پذیرش در نظر گرفته می‌شوند.

۶.۳ معیار دوم - ارزیابی بر اساس تغییر در بزرگی

این معیار بر اساس مقایسه مقدار فعلی پارامتر ارتعاش پهن باند پایش شده در حالت پایدار دستگاه (با در نظر گرفتن برخی تغییرات جزئی در ویژگی‌های عملیاتی) با مقدار از پیش تعیین شده قبلی است. مقدار پایه (مرجع).

تغییرات قابل توجه ممکن است نیاز به اقدامات مناسب داشته باشد. حتی اگر هنوز به مرز منطقه B/C نرسیده باشیم. این تغییرات ممکن است به تدریج ایجاد شوند یا به طور ناگهانی رخ دهند و در نتیجه آسیب اولیه یا سایر اختلالات در عملکرد دستگاه باشند.

پارامتر ارتعاش مقایسه شده باید با استفاده از ... بدست آید. موقعیت و جهت گیری مبدل یکسان برای همان حالت عملیاتی دستگاه. هنگامی که تغییرات قابل توجهی شناسایی می‌شوند، علل احتمالی آنها با هدف جلوگیری از موقعیت‌های خطرناک بررسی می‌شوند.

۶.۴ ارزیابی وضعیت ارتعاش در حالت‌های گذرا

مرزهای ناحیه شرایط ارتعاش که در پیوست‌های الف و ب آمده‌اند، برای ارتعاش در ... اعمال می‌شوند. عملکرد ماشین در حالت پایدار. حالت‌های عملیاتی گذرا معمولاً می‌توانند با ارتعاش بیشتری همراه باشند. به عنوان مثال، ارتعاش ماشین روی یک تکیه‌گاه انعطاف‌پذیر در هنگام شروع به کار (run-up) یا پایان کار (coast-down) است، زمانی که رشد ارتعاش با عبور از سرعت‌های بحرانی روتور مرتبط است. علاوه بر این، افزایش ارتعاش ممکن است به دلیل ناهمراستایی قطعات چرخان جفت شده یا قوس روتور در حین گرمایش مشاهده شود.

هنگام تحلیل وضعیت ارتعاش ماشین، لازم است به نحوه واکنش ارتعاش به تغییرات در حالت عملیاتی و شرایط عملیاتی خارجی توجه شود. اگرچه این استاندارد ارزیابی ارتعاش در حالت‌های عملیاتی گذرای ماشین را در نظر نمی‌گیرد، اما به عنوان یک راهنمای کلی می‌توان پذیرفت که ارتعاش در صورتی قابل قبول است که در حالت‌های گذرا با مدت زمان محدود، از ... تجاوز نکند. مرز بالایی منطقه C.

معیار دوم - تغییر از سطح پایه

حتی اگر لرزش در ناحیه B باقی بماند، a تغییر قابل توجه از سطح پایه نشان دهنده مشکلات در حال توسعه است:

۶.۵ محدود کردن سطوح ارتعاش در عملکرد حالت پایدار

۶.۵.۱ کلیات

به عنوان یک قاعده، برای ماشین‌هایی که برای کار طولانی مدت در نظر گرفته شده‌اند، سطوح ارتعاش محدودی تعیین می‌شود که فراتر رفتن از آن در عملکرد پایدار ماشین منجر به ظهور سیگنال‌های هشدار از انواع مختلف می‌شود. هشدار یا سفر.

هشدار — اعلانی برای جلب توجه به این واقعیت که مقدار پارامتر ارتعاش تحت نظارت یا تغییر آن به سطحی رسیده است که پس از آن ممکن است اقدامات اصلاحی مورد نیاز باشد. به عنوان یک قاعده، هنگامی که یک اعلان هشدار ظاهر می‌شود، دستگاه می‌تواند برای مدتی کار کند تا علل تغییر ارتعاش بررسی شود و مشخص شود چه اقدامات اصلاحی باید انجام شود.

سفر — اعلانی مبنی بر اینکه پارامتر ارتعاش به سطحی رسیده است که عملکرد بیشتر دستگاه ممکن است منجر به آسیب آن شود. هنگامی که به سطح لغزش (TRIP) رسید، باید اقدامات فوری برای کاهش ارتعاش یا توقف دستگاه انجام شود.

به دلیل تفاوت در بارهای دینامیکی و سختی تکیه‌گاه‌های دستگاه، ممکن است سطوح ارتعاش حدی متفاوتی برای نقاط و جهت‌های اندازه‌گیری مختلف تعیین شود.

۶.۵.۲ تنظیم سطح هشدار

سطح هشدار می‌تواند از دستگاهی به دستگاه دیگر به طور قابل توجهی (چه افزایشی و چه کاهشی) متفاوت باشد. معمولاً این سطح نسبت به یک مقدار مشخص تعیین می‌شود. سطح پایه برای هر نمونه ماشین خاص، برای یک نقطه مشخص و جهت اندازه‌گیری مشخص، بر اساس تجربه عملیاتی، به دست آمده است.

توصیه می‌شود سطح هشدار (WARNING) را طوری تنظیم کنید که از مقدار پایه (baseline) بیشتر شود. 25% از مقدار مرزی ناحیه B بالایی. اگر سطح پایه پایین باشد، سطح هشدار ممکن است زیر ناحیه C باشد.

اگر سطح مبنا تعریف نشده باشد (مثلاً برای یک ماشین جدید)، سطح هشدار یا از تجربه عملیاتی با ماشین‌های مشابه یا نسبت به مقادیر قابل قبول مورد توافق پارامتر ارتعاش پایش شده تعیین می‌شود. پس از مدتی، بر اساس مشاهدات ارتعاش ماشین، یک سطح مبنا ایجاد می‌شود و سطح هشدار بر اساس آن تنظیم می‌شود.

معمولاً سطح هشدار (WARNING) به گونه‌ای تنظیم می‌شود که بیش از ۱.۲۵ برابر از مرز بالایی منطقه B تجاوز نکند.

اگر تغییری در سطح مبنا رخ دهد (مثلاً پس از تعمیر دستگاه)، سطح هشدار (WARNING) نیز باید متناسب با آن تنظیم شود.

۶.۵.۳ تنظیم سطح لغزش

سطح TRIP معمولاً با حفظ یکپارچگی مکانیکی دستگاه مرتبط است که به نوبه خود با ویژگی‌های طراحی و توانایی آن در تحمل نیروهای دینامیکی غیرعادی تعیین می‌شود. بنابراین، سطح TRIP معمولاً ... برای ماشین‌هایی با طرح‌های مشابه نیز همینطور است و است مربوط به پایه نیست.

با توجه به تنوع طراحی ماشین‌ها، ارائه یک راهنمای جهانی برای تنظیم سطح TRIP امکان‌پذیر نیست. معمولاً سطح TRIP به صورت زیر تنظیم می‌شود: در منطقه C یا D, ، اما نه بیشتر از 25% از مرز بین این مناطق بالاتر.

۶.۶ رویه‌ها و معیارهای اضافی

وجود دارد هیچ روش ساده‌ای برای محاسبه وجود ندارد ارتعاش پایه یاتاقان از ارتعاش شفت (یا برعکس، ارتعاش شفت از ارتعاش پایه). تفاوت بین ارتعاش مطلق و نسبی شفت مربوط به ارتعاش پایه یاتاقان است، اما به عنوان یک قاعده، ... با آن برابر نیست.

پیامد عملی: اگر ارتعاش محفظه نشان‌دهنده ناحیه B (قابل قبول) اما ارتعاش شفت نشان‌دهنده ناحیه C (محدود) باشد، دستگاه را در ناحیه C طبقه‌بندی کرده و اقدامات اصلاحی را برنامه‌ریزی کنید. در صورت امکان اندازه‌گیری‌های دوگانه، همیشه از بدترین حالت ارزیابی استفاده کنید.

۶.۷ ارزیابی بر اساس نمایش برداری اطلاعات

تغییر در دامنه یک مولفه فرکانسی ارتعاش، حتی اگر قابل توجه باشد، ... لزوماً همراه نیست با تغییر قابل توجه در سیگنال ارتعاش پهن باند. به عنوان مثال، ایجاد ترک در روتور ممکن است باعث ظهور هارمونیک‌های قابل توجهی در فرکانس چرخشی شود، اما دامنه آنها ممکن است در مقایسه با قطعه در سرعت کار، کوچک باقی بماند. این امر امکان ردیابی قابل اعتماد اثرات ایجاد ترک را تنها با تغییرات در ارتعاش پهن باند فراهم نمی‌کند.

پایش تغییرات دامنه تک تک اجزای ارتعاش برای به دست آوردن داده‌ها برای روش‌های تشخیصی بعدی، نیازمند استفاده از تجهیزات اندازه‌گیری و آنالیز ویژه, معمولاً پیچیده‌تر است و برای کاربرد آن نیاز به صلاحیت ویژه‌ای است (به استاندارد ISO 18436-2 مراجعه کنید).

روش‌های تعیین‌شده توسط این استاندارد عبارتند از محدود به اندازه‌گیری ارتعاش پهنای باند بدون ارزیابی دامنه‌ها و فازهای اجزای فرکانسی منفرد. در بیشتر موارد، این برای آزمایش پذیرش دستگاه و نظارت بر وضعیت در محل نصب کافی است.

با این حال، استفاده در برنامه‌های پایش وضعیت و تشخیص وضعیت بلندمدت اطلاعات برداری در مورد اجزای فرکانس (به ویژه در سرعت چرخش و هارمونیک دوم آن) امکان ارزیابی تغییرات در رفتار دینامیکی ماشین را فراهم می‌کند که هنگام پایش ارتعاشات پهنای باند قابل تشخیص نیستند. تجزیه و تحلیل روابط بین اجزای فرکانسی منفرد و فازهای آنها، کاربرد فزاینده‌ای در سیستم‌های پایش وضعیت و تشخیص عیب پیدا می‌کند.

Note: این استاندارد معیارهای ارزیابی وضعیت ارتعاش را بر اساس تغییرات در مؤلفه‌های برداری ارائه نمی‌دهد. اطلاعات دقیق‌تر در مورد این موضوع در استانداردهای ISO 13373-1، ISO 13373-2، ISO 13373-3 (همچنین به ISO 20816-1 مراجعه کنید) ارائه شده است.

۸. عملیات گذرا

در هنگام بالا آمدن، پایین آمدن از سرعت مجاز یا کارکرد بالاتر از سرعت نامی، انتظار می‌رود لرزش بیشتری ایجاد شود، به خصوص هنگام عبور از سرعت‌های بحرانی.

۹. لرزش پس‌زمینه

اگر ارتعاش اندازه‌گیری شده از محدوده مجاز فراتر رود و ارتعاش زمینه‌ای مشکوک باشد، اندازه‌گیری را در حالی که دستگاه متوقف شده است انجام دهید. اگر ارتعاش زمینه‌ای از یکی از موارد زیر تجاوز کند، اصلاحات لازم است:

• 25% مقدار اندازه‌گیری شده در حین عملیات، یا
• 25% از مرز B/C برای آن کلاس ماشین

پیوست ج (اطلاعاتی) - مرزهای منطقه و فواصل یاتاقان‌ها

برای ماشین آلات با یاتاقان‌های ژورنال (لایه سیال), شرط اساسی برای عملکرد ایمن، این الزام است که جابجایی‌های شفت روی گوه روغن نباید اجازه تماس با پوسته یاتاقان را بدهد. بنابراین، مرزهای ناحیه برای جابجایی‌های نسبی شفت که در پیوست ب ارائه شده است، باید با این الزام هماهنگ شوند.

به طور خاص، برای یاتاقان‌هایی که لقی کمی دارند، ممکن است لازم باشد کاهش مقادیر مرزی منطقه. میزان کاهش به نوع یاتاقان و زاویه بین جهت اندازه‌گیری و جهت حداقل لقی بستگی دارد.

مثال: توربین بخار بزرگ (۳۰۰۰ دور در دقیقه، یاتاقان ژورنال)

• محاسبه‌شده B/C (پیوست B): S(pp) = 9000/√3000 ≈ 164 میکرومتر
• لقی قطری واقعی یاتاقان: ۱۵۰ میکرومتر
• از آنجایی که ۱۶۴ > ۱۵۰ است، از محدودیت‌های مبتنی بر فاصله استفاده کنید:
• الف/ب = ۰.۴ × ۱۵۰ = ۶۰ میکرومتر
• ب/سی = ۰.۶ × ۱۵۰ = ۹۰ میکرومتر
• C/D = 0.7 × 150 = ۱۰۵ میکرومتر

یادداشت کاربردی: این مقادیر تنظیم‌شده هنگام اندازه‌گیری ارتعاش شفت اعمال می‌شوند. داخل یا نزدیک بلبرینگ. در سایر مکان‌های شفت با فواصل شعاعی بزرگتر، فرمول‌های استاندارد پیوست ب ممکن است اعمال شوند.

پیوست د (اطلاعاتی) - کاربرد معیار سرعت ثابت برای ماشین‌های کم‌سرعت

این پیوست توجیهی برای نامطلوب بودن اعمال معیارهای مبتنی بر اندازه‌گیری سرعت برای ماشین‌آلات با ارتعاش فرکانس پایین (کمتر از ۱۲۰ دور در دقیقه) ارائه می‌دهد. برای ماشین‌آلات با سرعت پایین، معیارهای مبتنی بر اندازه‌گیری جابجایی استفاده از تجهیزات اندازه‌گیری مناسب ممکن است مناسب‌تر باشد. با این حال، چنین معیارهایی در این استاندارد در نظر گرفته نشده است.

مبنای تاریخی معیار سرعت

پیشنهاد استفاده از ویبره سرعت اندازه‌گیری شده روی قطعات غیرچرخشی ماشین به عنوان مبنایی برای توصیف شرایط ارتعاش، بر اساس تعمیم نتایج آزمایش‌های متعدد (برای مثال، به کار پیشگامانه‌ی Rathbone TC، ۱۹۳۹ مراجعه کنید) و با در نظر گرفتن ملاحظات فیزیکی خاص، فرموله شد.

در همین راستا، سال‌ها تصور می‌شد که اگر نتایج اندازه‌گیری سرعت RMS در محدوده فرکانسی ۱۰ تا ۱۰۰۰ هرتز با هم منطبق باشند، ماشین‌ها از نظر شرایط و اثرات ارتعاش بر آنها معادل هستند. مزیت این رویکرد، توانایی استفاده از معیارهای شرایط ارتعاش یکسان، صرف نظر از ترکیب فرکانسی ارتعاش یا فرکانس چرخشی ماشین بود.

برعکس، استفاده از جابجایی یا شتاب به عنوان مبنای ارزیابی وضعیت ارتعاش، منجر به لزوم ساخت معیارهای وابسته به فرکانس می‌شود، زیرا نسبت جابجایی به سرعت با فرکانس ارتعاش نسبت معکوس و نسبت شتاب به سرعت با آن نسبت مستقیم دارد.

پارادایم سرعت ثابت

استفاده از ویبره سرعت از آنجایی که پارامتر اصلی بر اساس آزمایش‌های گسترده و مشاهده این است که اگر ماشین‌ها سرعت RMS یکسانی را در محدوده ۱۰ تا ۱۰۰۰ هرتز نشان دهند، از نظر شرایط "معادل" هستند،, صرف نظر از محتوای فرکانسی.

مزیت: سادگی. مجموعه‌ای از محدودیت‌های سرعت در طیف وسیعی از سرعت‌ها بدون اصلاحات وابسته به فرکانس اعمال می‌شوند.

مشکل در فرکانس‌های پایین: نسبت جابجایی به سرعت با فرکانس رابطه معکوس دارد:

در فرکانس‌های بسیار پایین (< 10 هرتز)، با پذیرش سرعت ثابت (مثلاً 4.5 میلی‌متر بر ثانیه) ممکن است مقادیر بیش از حد بزرگ را مجاز کند. جابجایی, که می‌تواند اجزای متصل (لوله‌کشی، کوپلینگ‌ها) را تحت فشار قرار دهد یا نشان‌دهنده مشکلات ساختاری فاحش باشد.

تصویر گرافیکی (از پیوست D)

سرعت ثابت ۴.۵ میلی‌متر بر ثانیه را در سرعت‌های مختلف حرکت در نظر بگیرید:

مشاهده: با کاهش سرعت، جابجایی به طرز چشمگیری افزایش می‌یابد. جابجایی ۳۵۸ میکرومتر در ۱۲۰ دور در دقیقه می‌تواند کوپلینگ‌ها را بیش از حد تحت فشار قرار دهد یا باعث شکستن لایه روغن در یاتاقان‌های ژورنال شود، حتی اگر سرعت "قابل قبول" باشد."

شکل D.1 یک رابطه ریاضی ساده بین سرعت ثابت و جابجایی متغیر در فرکانس‌های چرخشی مختلف را نشان می‌دهد. اما در عین حال، نشان می‌دهد که چگونه استفاده از معیار سرعت ثابت می‌تواند منجر به افزایش جابجایی پایه یاتاقان با کاهش فرکانس چرخشی شود. اگرچه نیروهای دینامیکی وارد بر یاتاقان در محدوده قابل قبول باقی می‌مانند، جابجایی‌های قابل توجه محفظه یاتاقان ممکن است تأثیر منفی بر عناصر متصل به دستگاه، مانند لوله‌کشی روغن، داشته باشد.

پیکربندی Balanset-1A برای ماشین‌های کم‌سرعت

هنگام اندازه‌گیری ماشین‌ها با سرعت ≤600 دور در دقیقه:

• حد پایین محدوده فرکانس را تنظیم کنید ۲ هرتز (نه ۱۰ هرتز)
• نمایش هر دو سرعت (میلی‌متر بر ثانیه) and جابجایی (میکرومتر) معیارها
• هر دو پارامتر را با آستانه‌های استاندارد/رویه خود مقایسه کنید (آنها را در ماشین حساب وارد کنید)
• اگر فقط سرعت اندازه‌گیری شده و عبور کند، اما جابجایی نامعلوم باشد، ارزیابی ... ناقص
• مطمئن شوید که مبدل تا ۲ هرتز پاسخ خطی دارد (گواهی کالیبراسیون را بررسی کنید)

۱۲. عملکرد گذرا: افزایش سرعت، کاهش سرعت و افزایش سرعت

مرزهای منطقه‌ای در پیوست‌های الف و ب در مورد موارد زیر اعمال می‌شود: عملکرد حالت پایدار در سرعت و بار اسمی. در شرایط گذرا (راه اندازی، خاموش شدن، تغییرات سرعت)، لرزش بیشتری انتظار می‌رود، به خصوص هنگام عبور از سرعت‌های بحرانی (رزونانس‌ها).

جدول 1 - محدودیت‌های توصیه‌شده در طول حالت‌های گذرا

توجه برای سرعت <20%: در سرعت‌های بسیار پایین، ممکن است معیارهای سرعت اعمال نشوند (به پیوست د مراجعه کنید). جابجایی بحرانی می‌شود.

تفسیر عملی

• یک ماشین ممکن است در حین شتاب‌گیری/کاهش سرعت، برای مدت کوتاهی از محدودیت‌های حالت پایدار عبور کند.
• ارتعاش شفت مجاز است تا به ۱.۵ برابر مرز C/D (تا سرعت ۹۰۱TP3T) برسد تا امکان عبور از سرعت‌های بحرانی فراهم شود.
• اگر لرزش پس از رسیدن به سرعت عملیاتی همچنان بالا باقی بماند، نشان دهنده ... گسل مداوم, نه یک رزونانس گذرا

تحلیل خرابی‌های بالانست-۱آ

دستگاه Balanset-1A شامل یک نمودار "RunDown" (آزمایشی) است که دامنه ارتعاش را در مقابل RPM در طول coast-down ثبت می‌کند:

• سرعت‌های بحرانی را شناسایی می‌کند: قله‌های تیز در دامنه، رزونانس‌ها را نشان می‌دهند
• عبور سریع را تأیید می‌کند: پیک‌های باریک، عبور سریع دستگاه را تایید می‌کنند (خوب)
• تشخیص خطاهای وابسته به سرعت: افزایش مداوم دامنه با سرعت، نشان‌دهنده مشکلات آیرودینامیکی یا فرآیندی است.

این داده‌ها برای تشخیص نوسانات گذرا (قابل قبول طبق جدول 1) از ارتعاش بیش از حد حالت پایدار (غیرقابل قبول) بسیار ارزشمند هستند.

۱۳. گردش کار عملی برای انطباق با استاندارد ISO 20816-3

۱۴. مبحث پیشرفته: نظریه متعادل‌سازی ضریب نفوذ

وقتی دستگاهی دچار عدم تعادل (ارتعاش زیاد ۱ برابر، فاز پایدار) می‌شود، دستگاه Balanset-1A از ... استفاده می‌کند. روش ضریب نفوذ برای محاسبه دقیق وزن‌های اصلاحی.

بنیاد ریاضی

پاسخ ارتعاش روتور به صورت زیر مدل‌سازی می‌شود: سیستم خطی که در آن اضافه کردن جرم، بردار ارتعاش را تغییر می‌دهد:

روش متعادل‌سازی سه‌مرحله‌ای (تک‌صفحه‌ای)

1. اجرای اولیه (اجرای ۰):
   • اندازه‌گیری ارتعاش: A₀ = ۶.۲ میلی‌متر بر ثانیه، φ₀ = ۴۵ درجه
   • بردار: V₀ = ۶.۲∠۴۵°
2. اجرای وزنه آزمایشی (اجرای ۱):
   • اضافه کردن جرم آزمایشی: M_محاکمه = 20 گرم در زاویه θ_محاکمه = 0°
   • اندازه‌گیری ارتعاش: A₁ = ۴.۱ میلی‌متر بر ثانیه، φ₁ = ۱۱۰ درجه
   • بردار: V₁ = ۴.۱∠۱۱۰°
3. ضریب نفوذ را محاسبه کنید:
   • ΔV = V₁ − وی₀ = (تفریق بردار)
   • α = ΔV / (20 گرم ∠ 0°)
   • α به ما می‌گوید "به ازای هر گرم جرم اضافه شده، چه مقدار ارتعاش تغییر می‌کند"
4. محاسبه اصلاح:
   • M_کور = −V₀ / آلفا
   • نتیجه: م_کور = ۲۸.۵ گرم در زاویه θ_کور = ۲۱۵ درجه
5. اعمال اصلاح و تأیید:
   • وزنه آزمایشی را بردارید
   • ۲۸.۵ گرم در دمای ۲۱۵ درجه اضافه کنید (از روی علامت مرجع روی روتور اندازه‌گیری شود)
   • اندازه‌گیری ارتعاش نهایی: A_نهایی = ۱.۱ میلی‌متر بر ثانیه (هدف: کمتر از ۱.۴ میلی‌متر بر ثانیه برای ناحیه A)

چرا این روش جواب می‌دهد؟

عدم تعادل نیروی گریز از مرکز F = m × e × ω² ایجاد می‌کند، که در آن m جرم نامتعادل، e خروج از مرکز آن و ω سرعت زاویه‌ای است. این نیرو باعث ایجاد ارتعاش می‌شود. با اضافه کردن یک جرم دقیقاً محاسبه شده در یک زاویه خاص، ما یک مساوی و متضاد نیروی گریز از مرکز، عدم تعادل اولیه را خنثی می‌کند. نرم‌افزار Balanset-1A محاسبات برداری پیچیده را به طور خودکار انجام می‌دهد و تکنسین را در طول فرآیند راهنمایی می‌کند.

۱۱. مرجع فیزیک و فرمول‌ها

اصول پردازش سیگنال

رابطه بین جابجایی، سرعت و شتاب

برای ارتعاش سینوسی در فرکانس f (هرتز)، روابط بین جابجایی (d)، سرعت (v) و شتاب (a) توسط حساب دیفرانسیل و انتگرال تعیین می‌شوند:

بینش کلیدی: سرعت متناسب با فرکانس × جابجایی است. شتاب متناسب با فرکانس² × جابجایی است. به همین دلیل است که:

• در فرکانس‌های پایین (< 10 هرتز)، جابجایی پارامتر بحرانی است
• در فرکانس‌های میانی (۱۰ تا ۱۰۰۰ هرتز)، سرعت به خوبی با انرژی همبستگی دارد و مستقل از فرکانس است
• در فرکانس‌های بالا (> 1000 هرتز)، شتاب غالب می‌شود

مقادیر RMS در مقابل مقادیر اوج

The جذر میانگین مربعات (RMS) مقدار، انرژی مؤثر یک سیگنال را نشان می‌دهد. برای یک موج سینوسی خالص:

چرا آر ام اس؟ RMS ارتباط مستقیمی با قدرت and استرس خستگی اعمال شده بر اجزای ماشین. یک سیگنال ارتعاش با V_{آر ام اس} = ۴.۵ میلی‌متر بر ثانیه، صرف نظر از پیچیدگی شکل موج، انرژی مکانیکی یکسانی را ارائه می‌دهد.

محاسبه RMS پهنای باند

برای یک سیگنال پیچیده شامل چندین مؤلفه فرکانسی (مانند ماشین‌آلات واقعی):

جایی که هر V_{RMS، من} دامنه RMS را در یک فرکانس خاص (1×، 2×، 3× و غیره) نشان می‌دهد. این مقدار "کلی" است که توسط آنالیزورهای ارتعاش نمایش داده می‌شود و برای ارزیابی ناحیه ISO 20816-3 استفاده می‌شود.

معماری پردازش سیگنال Balanset-1A

مثال عملی: راهنمای تشخیصی

سناریو: یک پمپ گریز از مرکز ۷۵ کیلوواتی که با سرعت ۱۴۸۰ دور در دقیقه (۲۴.۶۷ هرتز) روی یک فونداسیون بتنی صلب کار می‌کند.

مرحله ۱: طبقه‌بندی

• توان: ۷۵ کیلووات → گروه ۲ (۱۵ تا ۳۰۰ کیلووات)
• فونداسیون: صلب (تایید شده توسط آزمایش ضربه)
• آستانه‌های A/B، B/C، C/D را از روی کپی/مشخصات استاندارد خود تعیین کنید و آنها را در ماشین حساب وارد کنید.

مرحله ۲: اندازه‌گیری با Balanset-1A

• شتاب‌سنج‌ها را روی محفظه یاتاقان‌های پمپ (خارجی و داخلی) نصب کنید
• حالت "ویبرومتر" را وارد کنید (F5)
• محدوده فرکانس تنظیم شده: ۱۰ تا ۱۰۰۰ هرتز
• سرعت کلی RMS را ثبت کنید: ۶.۲ میلی‌متر بر ثانیه

مرحله ۳: ارزیابی منطقه

مقدار اندازه‌گیری شده (مثلاً ۶.۲ میلی‌متر بر ثانیه RMS) را با آستانه‌هایی که وارد کرده‌اید مقایسه کنید: بالای C/D → منطقه D; بین B/C و C/D → منطقه ج, و غیره.

مرحله ۴: تشخیص طیفی

به حالت FFT بروید. طیف نشان می‌دهد:

• ۱× مؤلفه (۲۴.۶۷ هرتز): ۵.۸ میلی‌متر بر ثانیه — غالب
• ۲× مؤلفه (۴۹.۳۴ هرتز): ۱.۲ میلی‌متر بر ثانیه - جزئی
• فرکانس‌های دیگر: ناچیز

تشخیص: ارتعاش بالا ۱× با فاز پایدار → عدم تعادل

مرحله ۵: بالانس کردن با Balanset-1A

حالت "متعادل‌سازی تک‌سطحی" را وارد کنید:

• اجرای اولیه: آ₀ = ۶.۲ میلی‌متر بر ثانیه، φ₀ = ۴۵ درجه
• وزن آزمایشی: ۲۰ گرم در زاویه ۰ درجه (زاویه دلخواه) اضافه کنید
• اجرای آزمایشی: آ₁ = ۴.۱ میلی‌متر بر ثانیه، φ₁ = ۱۱۰ درجه
• محاسبات نرم‌افزار: جرم اصلاحی = ۲۸.۵ گرم در زاویه = ۲۱۵ درجه
• اصلاح اعمال شد: وزنه آزمایشی را بردارید، در دمای ۲۱۵ درجه، ۲۸.۵ گرم اضافه کنید
• اجرای تأیید: آ_نهایی = ۱.۱ میلی‌متر بر ثانیه

مرحله 6: تأیید انطباق

۱.۱ میلی‌متر بر ثانیه < 1.4 میلی‌متر بر ثانیه (مرز A/B) → منطقه الف — شرایط عالی!

پمپ اکنون برای کارکرد طولانی مدت و بدون محدودیت با استاندارد ISO 20816-3 مطابقت دارد. گزارش را با مستندسازی قبل (6.2 میلی‌متر بر ثانیه، ناحیه D) و بعد (1.1 میلی‌متر بر ثانیه، ناحیه A) به همراه نمودارهای طیفی تهیه کنید.

چرا سرعت معیار اصلی است

سرعت ارتعاش در طیف وسیعی از فرکانس‌ها همبستگی خوبی با شدت ارتعاش دارد، زیرا:

• سرعت مربوط به انرژی به فونداسیون و محیط اطراف منتقل می‌شود
• سرعت نسبتاً زیاد است مستقل از فرکانس برای تجهیزات صنعتی معمولی
• در فرکانس‌های بسیار پایین (<10 هرتز)، جابجایی به عامل محدودکننده تبدیل می‌شود.
• در فرکانس‌های بسیار بالا (>1000 هرتز)، شتاب اهمیت پیدا می‌کند (به‌خصوص برای تشخیص یاتاقان)

انحراف استاتیکی و فرکانس طبیعی

برای تخمین اینکه آیا یک فونداسیون صلب است یا انعطاف‌پذیر:

تخمین سرعت بحرانی

سرعت بحرانی اول یک روتور ساده:

۱۵. اشتباهات و مشکلات رایج در کاربرد ISO 20816-3

۱۶. ادغام با استراتژی گسترده‌تر پایش وضعیت

محدودیت‌های ارتعاش ISO 20816-3 عبارتند از: لازم اما کافی نیست برای مدیریت کامل سلامت ماشین‌آلات. داده‌های ارتعاش را با موارد زیر ادغام کنید:

• آنالیز روغن: ذرات سایش، تجزیه ویسکوزیته، آلودگی
• ترموگرافی: دمای یاتاقان، نقاط داغ سیم‌پیچ موتور، گرمایش ناشی از ناهم‌ترازی
• سونوگرافی: تشخیص زودهنگام خرابی‌های روانکاری یاتاقان، قوس الکتریکی
• تحلیل جریان موتور (MCSA): نقص‌های میله روتور، خروج از مرکز، تغییرات بار
• پارامترهای فرآیند: نرخ جریان، فشار، مصرف برق - افزایش ناگهانی ارتعاش را با اختلالات فرآیند مرتبط کنید

بالانست-1A موارد زیر را فراهم می‌کند: ستون ارتعاش از این استراتژی. از ویژگی‌های بایگانی و روندیابی آن برای ایجاد یک پایگاه داده تاریخی استفاده کنید. رویدادهای ارتعاش را با سوابق تعمیر و نگهداری، تاریخ نمونه‌های روغن و گزارش‌های عملیاتی به صورت متقابل ارجاع دهید.

۱۷. ملاحظات نظارتی و قراردادی

تست پذیرش (ماشین‌های جدید)

مهم: مرزهای منطقه معمولاً راهنمایی برای ارزیابی شرایط هستند، در حالی که معیارهای پذیرش برای یک ماشین جدید، این موارد طبق قرارداد/مشخصات تعریف شده و بین تأمین‌کننده و مشتری توافق می‌شود.

نقش بالانسِت-۱آ: در طول آزمایش‌های پذیرش کارخانه (FAT) یا آزمایش‌های پذیرش سایت (SAT)، دستگاه Balanset-1A سطوح ارتعاش اعلام شده توسط فروشنده را تأیید می‌کند. گزارش‌های مستندی تهیه کنید که نشان دهنده انطباق با محدودیت‌های قراردادی باشد.

بیمه و مسئولیت

در برخی حوزه‌های قضایی، ماشین‌آلات در حال کار منطقه D در صورت وقوع خرابی فاجعه‌بار، ممکن است پوشش بیمه باطل شود. ارزیابی‌های مستند ISO 20816-3 نشان دهنده دقت و توجه لازم در مراقبت از ماشین‌آلات است.

۱۸. تحولات آینده: گسترش سری ISO 20816

سری ISO 20816 همچنان در حال تکامل است. بخش‌ها و اصلاحات آینده عبارتند از:

• ایزو ۲۰۸۱۶-۶: ماشین‌های رفت و برگشتی (جایگزین ISO 10816-6)
• ایزو ۲۰۸۱۶-۷: پمپ‌های روتودینامیک (جایگزین ISO 10816-7)
• ایزو ۲۰۸۱۶-۸: سیستم‌های کمپرسور رفت و برگشتی (جدید)
• ایزو ۲۰۸۱۶-۲۱: توربین‌های بادی (جایگزین ISO 10816-21)

این استانداردها فلسفه‌های مرز منطقه‌ای مشابهی را اتخاذ خواهند کرد، اما با تنظیمات خاص ماشین‌آلات. Balanset-1A، با پیکربندی انعطاف‌پذیر و محدوده فرکانس/دامنه وسیع خود، با انتشار این استانداردها سازگار خواهد ماند.

۱۹. مطالعات موردی

مطالعه موردی ۱: اجتناب از تشخیص اشتباه از طریق اندازه‌گیری دوگانه

ماشین: توربین بخار ۵ مگاواتی، ۳۰۰۰ دور در دقیقه، یاتاقان‌های ژورنال

وضعیت: لرزش محفظه یاتاقان = ۳.۰ میلی‌متر بر ثانیه (ناحیه B، قابل قبول). با این حال، اپراتورها صدای غیرمعمولی را گزارش کردند.

تحقیق: Balanset-1A به پروب‌های مجاورتی موجود متصل شده است. ارتعاش شفت = 180 میکرومتر pp. حد B/C محاسبه شده (پیوست ب) = 164 میکرومتر. شفت در منطقه ج!

علت ریشه ای: ناپایداری لایه روغن (چرخش روغن). ارتعاش محفظه به دلیل حرکت سنگین محور میرایی جرم پایه کم بود. تکیه صرف بر اندازه‌گیری محفظه، این وضعیت خطرناک را از دست می‌داد.

اقدام: فشار روغن یاتاقان تنظیم شده، لقی با شیم کاری مجدد کاهش یافته است. لرزش شفت به ۹۰ میکرومتر کاهش یافته است (ناحیه A).

مطالعه موردی ۲: ایجاد تعادل، یک فن حیاتی را نجات می‌دهد

ماشین: فن القایی ۲۰۰ کیلووات، ۹۸۰ دور در دقیقه، کوپلینگ انعطاف‌پذیر

شرایط اولیه: لرزش = ۷.۸ میلی‌متر بر ثانیه (ناحیه D). کارخانه در حال بررسی خاموشی اضطراری و تعویض یاتاقان است (قطع برق ۳ روزه ۱TP4T50,000).

تشخیص Balanset-1A: تبدیل فوریه سریع (FFT) 1× = 7.5 میلی‌متر بر ثانیه، 2× = 0.8 میلی‌متر بر ثانیه را نشان می‌دهد. فاز پایدار است. عدم تعادل, ، آسیبی نمی‌بیند.

متعادل‌سازی میدان: بالانس دو صفحه‌ای در محل و در مدت ۴ ساعت انجام شد. ارتعاش نهایی = ۱.۶ میلی‌متر بر ثانیه (ناحیه A).

Outcome: از خاموشی جلوگیری شد، ۱TP4T50,000 صرفه‌جویی شد. علت اصلی: فرسایش لبه‌های جلویی پره‌ها در اثر گرد و غبار ساینده. با متعادل‌سازی اصلاح شد؛ نوسازی پره‌ها در زمان خاموشی برنامه‌ریزی‌شده بعدی انجام خواهد شد.

۲۰. نتیجه‌گیری و بهترین شیوه‌ها

گذار به ایزو ۲۰۸۱۶-۳:۲۰۲۲ نشان دهنده بلوغ در تحلیل ارتعاشات است و رویکردی دوگانه و مبتنی بر فیزیک را برای سلامت ماشین آلات می‌طلبد. نکات کلیدی:

The سیستم بالانس-۱A این دستگاه با الزامات ISO 20816-3 کاملاً همسو است. مشخصات فنی آن - محدوده فرکانس، دقت، انعطاف‌پذیری حسگر و گردش کار نرم‌افزاری - تیم‌های تعمیر و نگهداری را قادر می‌سازد تا نه تنها عدم انطباق را تشخیص دهند، بلکه از طریق بالانس دقیق، آن را به طور فعال اصلاح کنند. با ترکیب تجزیه و تحلیل طیف تشخیصی با قابلیت بالانس اصلاحی، Balanset-1A به مهندسان قابلیت اطمینان این امکان را می‌دهد تا دارایی‌های صنعتی را در محدوده منطقه A/B حفظ کنند و از طول عمر، ایمنی و تولید بدون وقفه اطمینان حاصل کنند.

استانداردهای مرجع و کتابشناسی

مراجع الزامی (بخش ۲ استاندارد ISO 20816-3)

استانداردهای مرتبط در سری ISO 20816

استانداردهای تکمیلی

زمینه تاریخی (استانداردهای جایگزین)

استاندارد ISO 20816-3:2022 جایگزین استانداردهای زیر می‌شود:

• ایزو ۱۰۸۱۶-۳:۲۰۰۹ - ارزیابی ارتعاش ماشین با اندازه‌گیری روی قطعات غیرچرخشی - قسمت 3: ماشین‌های صنعتی با توان اسمی بالای 15 کیلووات و سرعت اسمی بین 120 دور در دقیقه و 15000 دور در دقیقه
• ایزو ۷۹۱۹-۳:۲۰۰۹ — ارتعاش مکانیکی — ارزیابی ارتعاش ماشین با اندازه‌گیری روی شفت‌های چرخان — قسمت 3: ماشین‌های صنعتی کوپل شده

ادغام ارتعاش محفظه (10816) و ارتعاش شفت (7919) در یک استاندارد واحد، ابهامات قبلی را از بین می‌برد و یک چارچوب ارزیابی منسجم ارائه می‌دهد.

پیوست DA (اطلاعاتی) - مطابقت استانداردهای بین‌المللی ارجاع‌شده با استانداردهای ملی و بین ایالتی

هنگام اعمال این استاندارد، توصیه می‌شود به جای استانداردهای بین‌المللی ارجاع‌شده، از استانداردهای ملی و بین ایالتی مربوطه استفاده شود. جدول زیر رابطه بین استانداردهای ISO ارجاع‌شده در بخش ۲ و معادل‌های ملی آنها را نشان می‌دهد.

Note: در این جدول، از تعیین قراردادی درجه تطابق زیر استفاده شده است:

• آی دی تی - استانداردهای یکسان

استانداردهای ملی ممکن است تاریخ انتشار متفاوتی داشته باشند، اما از نظر فنی با استانداردهای ISO مرجع مطابقت دارند. برای اطلاع از جدیدترین الزامات، همیشه به آخرین نسخه‌های استانداردهای ملی مراجعه کنید.

کتابشناسی

مدارک زیر در استاندارد ISO 20816-3 برای اهداف اطلاع رسانی ارجاع داده شده اند:

نکته تاریخی: مرجع [16] (Rathbone، 1939) نشان دهنده کار پیشگامانه‌ای است که پایه و اساس استفاده از سرعت به عنوان معیار اصلی ارتعاش را بنا نهاد.