Laskentaparametrit

ISO 20816 – Koneen värähtelyn arviointi kiihtyvyysmittauksilla





Kierrosluku




Laskentatulokset

Laitteen tyyppi:
—
Suositeltu taajuusalue:
—
Vyöhyke A (Uudet laitteet) – enintään:
—
Vyöhyke B (pitkäaikainen käyttö) – enintään:
—
Vyöhyke C (lyhytaikainen käyttö) – enintään:
—
Vyöhyke D (Vaurio) – yllä:
—

Tärinän kiihtyvyysalueen tulkinta:

Vyöhyke A: Uusien koneiden tärinän kiihtyvyys tai suuren kunnostuksen jälkeen
Vyöhyke B: Koneet voivat toimia loputtomiin ilman vaurioitumisriskiä
Vyöhyke C: Kuntovalvonta vaaditaan ja kunnossapitosuunnittelu tarpeen
Vyöhyke D: Suuri vaurioitumisriski. Välitön puuttuminen tarpeen.

Laskimen toimintaperiaate

ISO 20816 -standardi

ISO 20816 täydentää ISO 10816 -standardia ja määrittelee kriteerit värähtelyn arvioimiseksi kiihtyvyysmittausten avulla. Tämä standardi on erityisen tärkeä korkeataajuisille värähtelykomponenteille, joita ei aina heijasteta riittävästi nopeusmittauksissa.

Kiihtyvyysmittausten edut

  • Parempi herkkyys korkeataajuisille komponenteille
  • Vierintälaakerivikojen varhainen havaitseminen
  • Tehokas vaihdediagnostiikka
  • Kavitaation havaitseminen pumpuissa

Kiihtyvyyden ja nopeuden välinen suhde

Tärinän kiihtyvyys liittyy värähtelyn nopeuteen taajuuden kautta:

a = 2πf × v

missä:

  • a — tärinänkiihtyvyys (m/s²)
  • f — taajuus (Hz)
  • v — tärinän nopeus (m/s)

Tyypilliset kynnysarvot

Tärinän kiihtyvyyden kynnysarvot riippuvat laitteen tyypistä, taajuusalueesta ja käyttöolosuhteista. Yleiset suositukset:

  • < 0,5 g: Erinomainen kunto
  • 0,5–1,0 g: Hyvässä kunnossa
  • 1,0–2,5 g: Tyydyttävässä kunnossa
  • 2,5–5,0 g: Epätyydyttävä kunto
  • > 5,0 g: Hyväksymätön tila

Sovelluksen ominaisuudet

  • Vierintälaakereille suositellaan mittausta 10–10 000 Hz:n taajuusalueella.
  • Hammasvaihteissa hammaskytkentätaajuuksien analysointi on tärkeää
  • Korkeataajuisia mittauksia käytetään kavitaatiodiagnostiikassa
  • Rakenteellisten resonanssitaajuuksien on oltava huomioitavia

Mittaussuositukset

  • Käytä kiihtyvyysantureita, joilla on riittävä taajuusalue
  • Varmista anturin luotettava asennus
  • Mittaa kolmessa keskenään kohtisuorassa suunnassa
  • Ota huomioon lämpötilan vaikutukset anturin herkkyyteen

Käyttöesimerkkejä ja arvojen valintaopas

Esimerkki 1: Keskipakopumppu vierintälaakereilla

Skenaario: 30 kW:n keskipakopumpun valvonta

  • Laitteen tyyppi: Keskipakopumppu
  • Nopeus: 2950 kierrosta minuutissa
  • Taajuusalue: 10–1000 Hz (vakio)
  • Laakerityyppi: Vierintälaakerit
  • Asennus: Jäykkä
  • Tulos: Vyöhyke A: 0–1,0 g, Vyöhyke B: 1,0–2,5 g
  • Huom: Laakerivikojen varalta tarkista myös 10–10 000 Hz
Esimerkki 2: Kaasuturbiinigeneraattori

Skenaario: 25 MW:n kaasuturbiini liukulaakereilla

  • Laitteen tyyppi: Kaasuturbiini (3–40 MW)
  • Nopeus: 5400 kierrosta minuutissa
  • Taajuusalue: 10–2000 Hz
  • Laakerityyppi: Liukulaakerit
  • Asennus: Joustava
  • Tulos: Vyöhyke A: 0–0,5 g, Vyöhyke B: 0,5–1,2 g
  • Kriittinen: Terän ohitustaajuuksien valvonta
Esimerkki 3: Mäntäkompressori

Skenaario: 4-sylinterinen mäntäkompressori

  • Laitteen tyyppi: mäntäkompressori
  • Nopeus: 750 kierrosta minuutissa
  • Taajuusalue: 2–1000 Hz (matala taajuus)
  • Laakerityyppi: Liukulaakerit
  • Asennus: Tärinä eristetty
  • Tulos: Vyöhyke A: 0–2,0 g, Vyöhyke B: 2,0–5,0 g
  • Huom: Korkeammat rajat luontaisten pulsaatioiden vuoksi

Kuinka valita arvot

Laitetyypin valintaopas
  • Kaasuturbiinit:
    • < 3 MW: Pienet teollisuusturbiinit
    • 3–40 MW: Keskikokoinen sähköntuotanto
    • > 40 MW: Suuret sähköturbiinit
  • Kompressorit:
    • Keskipakoispumppu: Tasainen toiminta, matalammat rajat
    • Edestakaisin liikkuva: Sykkivät voimat, korkeammat rajat
    • Ruuvi: Keskitason rajat, tarkista harmoniset yliaallot
  • Sähkömoottorit:
    • < 15 kW: Pienet apumoottorit
    • 15–300 kW: Prosessimoottorit
    • > 300 kW: Suuret taajuusmuuttajat
Taajuusalueen valinta
  • 10–1000 Hz: Standardi useimmille pyöriville laitteille
  • 10–2000 Hz: Suurnopeuskoneet, vaihteistot
  • 10–10 000 Hz: Vierintälaakerien diagnostiikka, kavitaatio
  • 2–1000 Hz: Hidasnopeuksiset koneet, edestakaisin liikkuvat laitteet
Laakerityypin huomioitavaa
  • Vierintälaakerit:
    • Herkempi korkeille taajuuksille
    • Alemmat kiihtyvyysrajat
    • Tarkista laakerivikojen esiintymistiheydet
  • Liukulaakerit:
    • Paremmat vaimennusominaisuudet
    • Keskity mataliin taajuuksiin
    • Öljyn pyörteilyyn/vatkaukseen liittyviä ongelmia
  • Magneettiset laakerit:
    • Erittäin alhainen mekaaninen tärinä
    • Tarkista ohjausjärjestelmän taajuudet
    • Erityiset arviointikriteerit
Kiihtyvyyden ja nopeuden mittaukset
  • Käytä kiihdytystä, kun:
    • Korkeat taajuudet > 1000 Hz ovat tärkeitä
    • Vierintälaakerin valvonta
    • Vaihteiden kytkennän taajuudet
    • Kavitaation havaitseminen
  • Käytä nopeutta, kun:
    • Koneen yleinen kunto
    • Matalat ja keskisuuret taajuudet (10–1000 Hz)
    • Epätasapaino, linjausvirhe
    • Rakenteellinen värähtely