Tiivistelmä

Tämä raportti esittelee kattavan analyysin ISO 10816-1 -standardissa ja sen johdannaisstandardeissa määriteltyjen teollisuuslaitteiden tärinäolosuhteita koskevista kansainvälisistä sääntelyvaatimuksista. Asiakirjassa tarkastellaan standardoinnin kehitystä ISO 2372 -standardista nykyiseen ISO 20816 -standardiin, selitetään mitattujen parametrien fysikaalinen merkitys ja kuvataan menetelmä tärinäolosuhteiden vakavuuden arvioimiseksi. Erityistä huomiota kiinnitetään näiden sääntöjen käytännön toteutukseen käyttämällä kannettavaa tasapainotus- ja diagnoosijärjestelmää Balanset-1A. Raportti sisältää yksityiskohtaisen kuvauksen laitteen teknisistä ominaisuuksista, sen algoritmeista vibrometrin ja tasapainotustiloissa sekä menetelmäohjeet mittausten suorittamiseksi pyörivien koneiden luotettavuus- ja turvallisuuskriteerien noudattamisen varmistamiseksi.

Luku 1. Tärinän diagnostiikan teoreettiset perusteet ja standardoinnin kehitys

1.1. Tärinän fysikaalinen luonne ja mittausparametrien valinta

Tärinä on diagnostisena parametrina mekaanisen järjestelmän dynaamisen tilan informatiivisin indikaattori. Toisin kuin lämpötila tai paine, jotka ovat integraalisia indikaattoreita ja reagoivat vikoihin usein viiveellä, tärinäsignaali välittää tietoa mekanismin sisällä vaikuttavista voimista reaaliajassa.

ISO 10816-1 -standardi, kuten sen edeltäjätkin, perustuu tärinänopeuden mittaamiseen. Tämä valinta ei ole sattumanvarainen, vaan se johtuu vaurion energisestä luonteesta. Tärinänopeus on suoraan verrannollinen värähtelevän massan kineettiseen energiaan ja siten koneen komponentteihin kohdistuviin väsymisjännityksiin.

Tärinän diagnostiikassa käytetään kolmea pääparametria, joilla kullakin on oma sovellusalueensa:

Tärinän siirtymä (siirtymä): Värähtelyamplitudi mitattuna mikrometreinä (µm). Tämä parametri on kriittinen pieninopeuksisissa koneissa (alle 600 rpm) ja arvioitaessa laakeripesien välyksiä, joissa on tärkeää estää roottorin ja staattorin välinen kosketus. ISO 10816-1 -standardin yhteydessä siirtymää käytetään vain rajoitetusti, koska suurilla taajuuksilla pienetkin siirtymät voivat aiheuttaa tuhoisia voimia.

Tärinänopeus (nopeus): Pintapisteen nopeus mitattuna millimetreinä sekunnissa (mm/s). Tämä on yleispätevä parametri taajuusalueella 10-1000 Hz, joka kattaa tärkeimmät mekaaniset viat: epätasapainon, epäkeskisyyden ja löysyyden. ISO 10816 -standardissa tärinänopeus on ensisijainen arviointikriteeri. Standardissa määritetään RMS-arvo (neliöllinen keskiarvo), joka kuvaa tärinän keskimääräistä energiaa.

Tärinän kiihtyvyys (Acceleration): Värähtelynopeuden muutosnopeus mitattuna metreinä sekunnin neliössä (m/s²) tai g-yksiköissä (1 g = 9,81 m/s²). Kiihtyvyys kuvaa inertiavoimia ja on herkin korkeataajuisille prosesseille (1000 Hz:stä ylöspäin), kuten alkuvaiheen vierintälaakerivioille, hammaspyörän verkko-ongelmille ja moottoreiden sähkövioille.

1.2. Historiallinen konteksti: ISO 2372 -standardista ISO 20816 -standardiin

Nykyisten vaatimusten ymmärtäminen edellyttää niiden historiallisen kehityksen analysointia. Tärinänormien kehitys on kestänyt yli viisi vuosikymmentä:

Tämä raportti keskittyy standardeihin ISO 10816-1 ja ISO 10816-3, koska nämä asiakirjat ovat tärkeimmät työvälineet noin 90%:lle teollisuuslaitteille, jotka on diagnosoitu kannettavilla mittalaitteilla, kuten Balanset-1A.

Luku 2. ISO 10816-1 -menetelmän yksityiskohtainen analyysi

2.1. Soveltamisala ja rajoitukset

ISO 10816-1 -standardi koskee koneiden pyörimättömien osien (laakeripesät, jalat, tukikehykset) tärinämittauksia. Standardi ei koske akustisen melun aiheuttamaa tärinää eikä se kata edestakaisin liikkuvia koneita (ne kuuluvat standardin ISO 10816-6 piiriin), jotka tuottavat toimintaperiaatteensa vuoksi erityisiä hitausvoimia.

Kriittinen näkökohta on, että standardi säätelee paikan päällä suoritettavia mittauksia – todellisissa käyttöolosuhteissa, ei vain testausalustalla. Tämä tarkoittaa, että raja-arvot ottavat huomioon todellisen perustan, putkiliitäntöjen ja käyttökuormitusolosuhteiden vaikutuksen.

2.2. Laitteiden luokittelu

Menetelmän keskeinen osa on kaikkien koneiden luokittelu. Luokan IV rajoitusten soveltaminen luokan I koneeseen voi johtaa siihen, että insinööri ei huomaa vaarallista tilannetta, kun taas päinvastoin se voi johtaa terveiden laitteiden perusteettomiin seisokkeihin.

Taulukko 2.1. Koneiden luokittelu standardin ISO 10816-1 mukaisesti

Ongelma perustustyypin tunnistamisessa (jäykkä vs. joustava)

Standardin mukaan perustus on jäykkä, jos koneen ja perustuksen välisen järjestelmän ensimmäinen ominaistaajuus on suurempi kuin pääasiallinen herätetaajuus (pyörimistaajuus). Perustus on joustava, jos sen ominaistaajuus on alle pyörimistaajuuden.

Käytännössä tämä tarkoittaa:

• Massiiviseen betoniseen tehdassaliin pultattu kone kuuluu yleensä jäykkään perustukseen.
• Tärinäneristimiin (jouset, kumityynyt) tai kevyeen teräsrunkoon (esimerkiksi ylärakenteeseen) asennettu kone kuuluu joustavan perustuksen luokkaan.
• Sama fyysinen kone voi vaihtaa luokkaa, jos se siirretään perustuksesta toiseen - tämä on tärkeää muistaa, kun laitteita siirretään.

2.3. Tärinän arviointialueet

Standardi tarjoaa binäärisen "hyvä/huono" -arvioinnin sijaan neliportaisen asteikon, joka tukee kunnossapitoon perustuvaa kunnossapitoa:

2.4. Tärinän raja-arvot

Seuraavassa taulukossa on yhteenveto ISO 10816-1 -standardin liitteen B mukaisista tärinänopeuden RMS-raja-arvoista (mm/s). Nämä arvot ovat empiirisiä, ja niitä käytetään ohjeina, jos valmistajan eritelmiä ei ole saatavilla.

Taulukko 2.2. Vyöhykkeen raja-arvot (ISO 10816-1, liite B).

Visuaalinen vertailu: Vyöhykerajat koneluokittain

Analyyttinen tulkinta. Tarkastellaan arvoa 4,5 mm/s. Pienten koneiden (luokka I) osalta tämä on hätätilan (C/D) raja, joka edellyttää sammutusta. Keskikokoisilla koneilla (luokka II) tämä on "vaatii huomiota" -alueen keskikohta. Jäykällä alustalla olevien suurten koneiden (luokka III) osalta tämä on vain "tyydyttävän" ja "epätyydyttävän" vyöhykkeen välinen raja. Joustavalla alustalla (luokka IV) olevien koneiden osalta tämä on normaali käyttötärinätaso (vyöhyke B). Tämä kehitys osoittaa riskin, joka liittyy yleisten raja-arvojen käyttämiseen ilman asianmukaista luokittelua.

2.5. Kaksi arviointiperustetta: Absoluuttinen arvo vs. suhteellinen muutos

ISO 10816-1 määrittelee kaksi riippumatonta arviointikriteeriä, joita olisi sovellettava samanaikaisesti:

Kriteeri I - Tärinän voimakkuus: Absoluuttinen laajakaistaisen värähtelyn RMS-nopeus verrattuna vyöhykerajoihin. Tämä on ensisijainen kriteeri, joka on kuvattu edellä olevissa taulukoissa.

Kriteeri II - Tärinän muutos: Merkittävä muutos (nousu tai lasku) tärinän tasossa suhteessa määritettyyn perustasoon riippumatta siitä, ylittääkö absoluuttinen taso vyöhykerajan. Äkillinen yli 25%:n muutos värähtelytasossa voi viitata kehittyvään vikaan, vaikka kone pysyisi vyöhykkeellä B. Sitä vastoin äkillinen lasku voi viitata siihen, että kytkentä on vioittunut tai jokin komponentti on katkennut.

Luku 3. Täydellinen yleiskatsaus ISO 10816 / 20816 -sarjaan.

ISO 10816 -standardi julkaistiin moniosaisena sarjana, jossa osa 1 tarjoaa yleiset puitteet ja myöhemmissä osissa määritellään erityisvaatimukset eri konetyypeille. Oikean arvioinnin kannalta on olennaista ymmärtää, mikä osa koskee juuri sinun laitettasi.

Taulukko 3.0. Täydellinen luettelo ISO 10816 -osista ja niiden ISO 20816 -korvaavista osista.

3.1. ISO 7919 -sarja (akselien värähtely) - nyt osa ISO 20816 -standardia.

ISO 10816 keskittyi yksinomaan kotelon värähtelyyn, kun taas samansuuntainen ISO 7919 -sarja käsitteli akselin värähtelyä, jota mitattiin kosketuksettomilla lähestymisantureilla (pyörrevirta-antureilla). Kriittisissä pyörivissä koneissa, kuten suurissa höyryturbiineissa, kaasuturbiineissa ja generaattoreissa, akselin suhteellinen värähtely on usein informatiivisempi parametri, koska se mittaa suoraan roottorin liikettä sen laakerivälyksissä.

Näiden kahden sarjan yhdistäminen ISO 20816 -standardiksi kuvastaa nykyaikaista käsitystä siitä, että kriittisten koneiden kattava kunnonvalvonta edellyttää sekä kotelon värähtelyä (rakennearviointiin) että akselin värähtelyä (roottorin dynaamiseen arviointiin).

3.2. Aiheeseen liittyvät kansainväliset standardit

ISO 10816 ei ole olemassa erillisenä. Useissa liitännäisstandardeissa määritellään anturien eritelmät, tasapainotuksen laatu ja mittausmenetelmät:

3.3. ISO 1940 -standardin mukaisen vaa'an laadun ja ISO 10816 -standardin mukaisten tärinävyöhykkeiden välinen suhde.

Yksi yleisimmistä käytännön kysymyksistä on, miten tasapainon laatuluokka (ISO 1940:n mukainen G-arvo) liittyy ISO 10816:n tärinäalueisiin. Vaikka tarkkaa matemaattista kaavaa ei olekaan (suhde riippuu laakerin jäykkyydestä, koneen massasta ja tuen dynamiikasta), on olemassa yleinen korrelaatio:

• Tasapainoluokka G2.5 (tyypillinen puhaltimille, pumpuille ja moottoreille) saavuttaa yleensä vyöhykkeen A tai B oikein asennetuissa koneissa.
• Tasapainoluokka G6.3 (yleiset koneet) on tyypillisesti vyöhykkeellä B, mutta se voi olla vyöhykkeellä C jäykissä, kevyissä rakenteissa.
• Tasapainoluokka G16 (maatalouslaitteet, murskaimet) vastaa yleensä ISO 10816 -standardin mukaista C-vyöhykettä tai huonompaa.

Balanset-1A -järjestelmällä voidaan saavuttaa tasapainon laatu G2.5 ja parempi, mikä edistää suoraan ISO 10816 Zone A -vaatimusten täyttämistä.

Luku 4. Teollisuuskoneiden erityispiirteet: ISO 10816-3

Vaikka ISO 10816-1 määrittelee yleisen kehyksen, käytännössä useimmat teollisuuslaitteet (pumput, puhaltimet, yli 15 kW:n kompressorit) kuuluvat standardin tarkemman osan 3 (ISO 10816-3) piiriin. On tärkeää ymmärtää ero, koska Balanset-1A:ta käytetään usein tämän osan piiriin kuuluvien puhaltimien ja pumppujen tasapainottamiseen.

4.1. Koneryhmät ISO 10816-3:ssa

Toisin kuin osan 1 neljä luokkaa, osa 3 jakaa koneet kahteen pääryhmään:

Ryhmä 1: Suuret koneet, joiden nimellisteho on yli 300 kW, tai sähkökoneet, joiden akselin korkeus on yli 315 mm ja jotka toimivat nopeuksilla 120 rpm-15 000 rpm.

Ryhmä 2: Keskikokoiset koneet, joiden nimellisteho on 15 kW-300 kW, tai sähkökoneet, joiden akselikorkeus on 160 mm-315 mm, käyntinopeuksilla 120 rpm-15 000 rpm.

4.2. Tärinän raja-arvot ISO 10816-3:ssa

Raja-arvot riippuvat perustustyypistä (jäykkä/joustava), jonka määritelmä on sama kuin 1 osassa.

Taulukko 4.1. Tärinän raja-arvot ISO 10816-3:n mukaan (RMS, mm/s)

Tietojen synteesi. ISO 10816-1- ja ISO 10816-3 -taulukoiden vertailu osoittaa, että ISO 10816-3 asettaa tiukemmat vaatimukset jäykällä perustuksella oleville keskitehoisille koneille (ryhmä 2). Vyöhykkeen D rajaksi on asetettu 4,5 mm/s, mikä vastaa osan 1 luokan I raja-arvoa. Tämä vahvistaa suuntauksen kohti tiukempia rajoja nykyaikaisille, nopeammille ja kevyemmille laitteille. Kun käytät Balanset-1A:ta diagnosoidaksesi 45 kW:n tuulettimen betonilattialla, sinun on keskityttävä tämän taulukon sarakkeeseen "Ryhmä 2 / Jäykkä", jossa siirtyminen hätävyöhykkeelle tapahtuu 4,5 mm/s:n kohdalla.

4.3. ISO 10816-3:n lisävaatimukset

ISO 10816-3:een on lisätty tärkeitä säännöksiä, jotka ylittävät perusalueiden rajat:

• Hyväksymistestaus: Äskettäin asennettujen tai korjattujen koneiden tärinän pitäisi olla vyöhykkeellä A. Jos tärinä kuuluu vyöhykkeelle B, suositellaan tutkimusta syyn määrittämiseksi.
• Toiminnalliset hälytykset: Standardissa suositellaan kahden hälytystason asettamista: HÄLYTYS (tyypillisesti B/C-rajalla) ja VAARA (C/D-rajalla). Nämä voidaan toteuttaa jatkuvissa valvontajärjestelmissä.
• Muuttuvat olosuhteet: Standardissa tunnustetaan, että käynnistyksen ja pysäytyksen aikana tärinä voi tilapäisesti ylittää vakiotilan raja-arvot, erityisesti kriittisten nopeuksien (resonanssien) ylittyessä.
• Kytketyt koneet: Kytkettyjen laitteiden (esim. moottori-pumppukokonaisuudet) osalta kukin kone on arvioitava erikseen käyttäen sen ryhmäluokitusta vastaavia raja-arvoja.

Luku 5. Balanset-1A-järjestelmän laitteistoarkkitehtuuri

ISO 10816/20816 -standardien vaatimusten täyttämiseksi tarvitaan laite, joka tarjoaa tarkat ja toistettavat mittaukset ja vastaa vaadittuja taajuusalueita. Vibromeran kehittämä Balanset-1A-järjestelmä on integroitu ratkaisu, joka yhdistää kaksikanavaisen tärinäanalysaattorin ja kenttäbalansointilaitteen toiminnot.

5.1. Mittauskanavat ja anturit

Balanset-1A-järjestelmässä on kaksi itsenäistä tärinänmittauskanavaa (X1 ja X2), jotka mahdollistavat samanaikaiset mittaukset kahdessa pisteessä tai kahdella tasolla.

Anturityyppi. Järjestelmä käyttää kiihtyvyysantureita (värähtelyantureita, jotka mittaavat kiihtyvyyttä). Tämä on nykyaikainen teollisuusstandardi, koska kiihtyvyysanturit tarjoavat korkean luotettavuuden, laajan taajuusalueen ja hyvän lineaarisuuden.

Signaalin integrointi. Koska ISO 10816 -standardi edellyttää tärinänopeuden (mm/s) arviointia, kiihtyvyysanturien signaali integroidaan laitteistoon tai ohjelmistoon. Tämä on kriittinen signaalinkäsittelyvaihe, jossa analogia-digitaalimuuntimen laatu on avainasemassa.

Mittausalue. Laite mittaa värähtelynopeutta (RMS) alueella 0,05-100 mm/s. Tämä alue kattaa täysin kaikki ISO 10816 -arviointivyöhykkeet (vyöhykkeestä A 45 mm/s suurimmissa koneissa).

5.2. Taajuusominaisuudet ja tarkkuus

Balanset-1A:n metrologiset ominaisuudet ovat täysin standardin vaatimusten mukaiset.

Taajuusalue. Laitteen perusversio toimii taajuusalueella 5 Hz - 550 Hz. 5 Hz:n alaraja (300 rpm) ylittää jopa standardin ISO 10816 10 Hz:n vaatimuksen ja tukee hidaskäyntisten koneiden diagnostiikkaa. 550 Hz:n yläraja kattaa koneiden, joiden pyörimisnopeus on 3000 rpm (50 Hz), 11. harmoniseen yliaaltoon asti, mikä riittää epätasapainon (1×), epäkeskisyyden (2×, 3×) ja löysyyden havaitsemiseen. Taajuusaluetta voidaan laajentaa 1000 Hz:iin, jolloin se kattaa kaikki standardivaatimukset.

Amplitudin tarkkuus. Amplitudin mittausvirhe on ±5% täydestä asteikosta. Operatiivisissa valvontatehtävissä, joissa vyöhykerajat eroavat toisistaan satoja prosentteja, tämä tarkkuus on enemmän kuin riittävä.

Vaiheiden tarkkuus. Laite mittaa vaihekulman ±1 asteen tarkkuudella. Vaikka ISO 10816 -standardi ei sääntele vaihetta, se on erittäin tärkeä tasapainotusmenettelyn kannalta.

5.3. Takometri-kanava

Pakkaus sisältää lasertakometrin (optinen anturi), jolla on kaksi tehtävää: se mittaa roottorin nopeuden (RPM) 150-60 000 rpm (joissakin versioissa jopa 100 000 rpm), jolloin voidaan tunnistaa, onko värähtely synkronista pyörimistaajuuden (1×) kanssa vai asynkronista; ja se tuottaa referenssivaihesignaalin (vaihemerkin) synkronista keskiarvoistamista ja massan korjauskulmien laskemista varten tasapainotuksen aikana.

5.4. Liitännät ja ulkoasu

Vakiovarusteisiin kuuluu 4 metrin pituiset anturikaapelit (valinnaisesti 10 metriä). Tämä lisää turvallisuutta paikan päällä tehtävien mittausten aikana. Pitkät kaapelit antavat käyttäjälle mahdollisuuden pysyä turvallisella etäisyydellä pyörivistä koneenosista, mikä täyttää pyörivien laitteiden kanssa työskentelyä koskevat teollisuuden turvallisuusvaatimukset.

Taulukko 5.1. Balanset-1A:n keskeiset eritelmät ja ISO 10816 -vaatimukset.

Luku 6. Mittausmenetelmä ja ISO 10816 -arviointi Balanset-1A:n avulla.

6.1. Mittausten valmistelu

Tunnista kone. Määritä koneluokka tai -ryhmä (tämän raportin lukujen 2 ja 4 mukaisesti). Esimerkiksi "45 kW:n puhallin tärinäneristimillä" kuuluu ryhmään 2 (ISO 10816-3), jossa on joustava perusta.

Ohjelmiston asennus. Asenna Balanset-1A:n ohjaimet ja ohjelmisto mukana toimitetulta USB-asemalta. Liitä liitäntäyksikkö kannettavan tietokoneen USB-porttiin.

Asenna anturit. Asenna anturit laakeripesiin - ei ohuisiin kansiin, suojuksiin tai peltipesiin. Käytä magneettialustoja ja varmista, että magneetti istuu tukevasti puhtaalla, tasaisella pinnalla. Maali tai ruoste magneetin alla toimii vaimentimena ja vähentää korkeataajuisia lukemia. Säilytä ortogonaalisuus: suorita mittaukset pystysuorassa (V), vaakasuorassa (H) ja aksiaalisessa (A) suunnassa jokaisessa laakerissa. Balanset-1A:ssa on kaksi kanavaa, joten voit mitata V- ja H-mittauksia samanaikaisesti yhdellä tuella.

6.2. Värähtelymittaritila (F5)

Balanset-1A-ohjelmistossa on oma tila ISO 10816 -arviointia varten. Käynnistä ohjelma, paina F5 (tai napsauta käyttöliittymän "F5 - Vibrometer" -painiketta) ja paina sitten F9 (Run) käynnistääksesi tiedonkeruun.

Indikaattorianalyysi:

• RMS (yhteensä): Laite näyttää värähtelynopeuden RMS-kokonaisarvot (V1s, V2s). Tätä arvoa verrataan standardin taulukoituihin raja-arvoihin.
• 1× tärinä: Laitteella saadaan selville värähtelyamplitudi pyörimistaajuudella (synkroninen komponentti).

Jos RMS-arvo on korkea (vyöhyke C/D), mutta 1×-komponentti on pieni, ongelma ei ole epätasapaino. Kyseessä voi olla laakerivika, kavitaatio (pumpun osalta) tai sähkömagneettisia ongelmia. Jos RMS-arvo on lähellä 1×-arvoa (esimerkiksi RMS = 10 mm/s, 1× = 9,8 mm/s), epätasapaino on hallitseva tekijä ja tasapainotus vähentää tärinää noin 95%.

6.3. Spektrianalyysi (FFT)

Jos kokonaistärinä ylittää raja-arvon (vyöhyke C tai D), syy on selvitettävä. F5-tilassa on kaavio-välilehti, jossa on FFT-spektrinäyttö.

• Vallitseva piikki 1× (pyörimistaajuus) osoittaa epätasapainoa.
• Huiput 2×, 3× kertoimilla osoittavat virheasentoa tai löysyyttä.
• Korkeataajuinen "melu" tai harmonisten yliaaltojen metsä osoittaa vierintälaakerivikoja.
• Siipien kulkutaajuus (siipien lukumäärä × kierrosluku) osoittaa puhaltimen aerodynaamisia ongelmia tai pumpun hydraulisia ongelmia.
• 2 × verkkotaajuus (100 Hz tai 120 Hz) osoittaa sähkövikoja moottoreissa (staattorin eksentrisyys, roottoripalkkien rikkoutuminen).

Balanset-1A tarjoaa nämä visualisoinnit, mikä tekee siitä yksinkertaisesta "vaatimustenmukaisuusmittarista" täydellisen diagnostiikkatyökalun.

6.4. Mittauspisteet ja -suunnat

ISO 10816-1 suosittelee tärinän mittaamista kolmesta toisiaan vastaan kohtisuorassa olevasta suunnasta kussakin laakeripaikassa. Tyypillisessä kahden laakerin koneessa tämä tarkoittaa jopa kuutta mittauspistettä (3 suuntaa × 2 laakeria). Käytännössä tärkeimmät mittaukset ovat seuraavat:

• Pystysuora (V): Herkin epätasapainolle. Antaa yleensä suurimmat lukemat, koska laakereiden jäykkyys pystysuunnassa on pienempi.
• Vaakasuora (H): Herkkä suuntausvirheille ja löysyydelle. Vaakasuora tärinä, joka ylittää huomattavasti pystysuoran tärinän, on usein merkki pehmeästä jalasta tai löysistä pulteista.
• Aksiaalinen (A): Kohonnut aksiaalivärähtely (yli 50% säteisvärähtelyä) viittaa vääriin linjauksiin, vääntyneeseen akseliin tai epätasapainoiseen roottoriin.

ISO 10816 -arvioinnissa käytetään yleensä kaikkien mittauspisteiden ja -suuntien korkeinta lukemaa. Tallenna aina kaikki mittaukset trendianalyysia varten.

Luku 7. Tasapainotus korjausmenetelmänä: Balanset-1A:n käytännön käyttö

Kun diagnostiikka (joka perustuu 1× dominanssiin spektrissä) osoittaa epätasapainon olevan ISO 10816 -standardin mukaisen raja-arvojen ylityksen pääasiallinen syy, seuraava vaihe on tasapainotus. Balanset-1A:ssa käytetään vaikutuskerroinmenetelmää (kolmen suorituksen menetelmä).

7.1. Tasapainoteoria

Epätasapaino syntyy, kun roottorin massakeskipiste ei ole sama kuin sen pyörimisakseli. Tämä aiheuttaa keskipakovoiman F = m - r - ω² joka aiheuttaa tärinää pyörimisnopeudella. Tasapainottamisen tavoitteena on lisätä korjausmassa (paino), joka tuottaa voiman, joka on suuruudeltaan yhtä suuri ja suunnaltaan vastakkainen epätasapainovoimaan nähden.

7.2. Yhden tason tasapainotusmenettely

Käytä tätä menettelyä kapeille roottoreille (tuulettimet, hihnapyörät, levyt). Valitse ohjelmassa F2-tila.

Suorita 0 - Alustava: Käynnistä roottori painamalla F9. Laite mittaa alkuvärähtelyn (amplitudi ja vaihe). Esimerkki: 8,5 mm/s 120°:ssa.

Ajo 1 - koepaino: Pysäytä roottori ja kiinnitä tunnetun massan (esimerkiksi 10 g) omaava koepaino mielivaltaiseen paikkaan. Käynnistä roottori, paina F9. Esimerkki: 5,2 mm/s 160°:ssa.

Laskenta ja korjaus: Ohjelma laskee automaattisesti korjauspainon massan ja kulman. Laite voi esimerkiksi antaa ohjeen: "Lisää 15 grammaa 45°:n kulmassa koepainon asentoon nähden.". Balansetin toiminnot tukevat jaettuja painoja: jos painoa ei voi sijoittaa laskettuun paikkaan, ohjelma jakaa sen kahdeksi painoksi esimerkiksi tuulettimen lapoihin kiinnittämistä varten.

Ajo 2 - Tarkastus: Asenna laskettu korjauspaino (poistamalla tarvittaessa koepaino). Käynnistä roottori ja varmista, että jäännöstärinä on laskenut ISO 10816 -standardin mukaiseen A- tai B-alueeseen (esimerkiksi alle 2,8 mm/s ryhmässä 2 / jäykkä).

7.3. Kahden tason tasapainotus

Pitkät roottorit (akselit, murskaimen rummut) vaativat dynaamisen tasapainotuksen kahdessa korjauspinnassa. Menettely on samanlainen, mutta vaatii kaksi tärinäanturia (X1, X2) ja kolme ajoa (alkuperäinen, koepaino tasossa 1, koepaino tasossa 2). Käytä tähän menettelyyn F3-tilaa.

Luku 8. Käytännön skenaariot ja tulkinta (tapaustutkimukset)

Luku 9. Värähtelyparametrien välinen suhde: Kiihtyvyys, nopeus, kiihtyvyys.

Kolmen värähtelyparametrin välisen matemaattisen suhteen ymmärtäminen on tärkeää, jotta niiden välillä voidaan tehdä muunnoksia ja jotta voidaan ymmärtää, miksi ISO 10816 valitsi nopeuden ensisijaiseksi mittariksi.

Yksinkertaisen harmonisen liikkeen taajuudella f (Hz):

• Siirtymä: D = D₀ - sin(2πft), mitattuna µm:ssä (huippu tai huippu-huippu).
• Nopeus: V = 2πf - D₀ - cos(2πft), mitattuna millimetreinä sekunnissa.
• Kiihtyvyys: A = (2πf)² - D₀ - sin(2πft), mitattuna m/s²:ssä

Keskeiset suhteet (huippuarvojen osalta taajuudella f):

• V_huippu (mm/s) = π - f - D_sivua (µm) / 1000
• A_huippu (m/s²) = 2πf - V_huippu (mm/s) / 1000

Tämä selittää, miksi siirtymä on hallitseva matalilla taajuuksilla ja kiihtyvyys hallitseva korkeilla taajuuksilla, kun taas nopeus antaa suhteellisen tasaisen (taajuudesta riippumattoman) kuvan tärinän voimakkuudesta koneen tyypillisellä nopeusalueella. Vakionopeusarvo edustaa vakiojännitystä rakenteessa taajuudesta riippumatta - tämä on perussyy siihen, miksi ISO 10816 käyttää nopeutta.

Taulukko 9.1. Käytännön muunnosesimerkkejä 50 Hz:n taajuudella (3000 rpm).

Luku 10. Yleiset mittausvirheet ja niiden välttäminen

Jopa Balanset-1A:n kaltaisella asianmukaisesti kalibroidulla laitteella mittausvirheet voivat johtaa virheellisiin johtopäätöksiin. Tässä ovat yleisimmät sudenkuopat:

10.1. Anturin asennusvirheet

Ongelma: Anturi on asennettu laakeripesän sijasta suojukseen, ohueen kanteen tai irtorakenteeseen. Tämä aiheuttaa vääriä korkeita lukemia kannen rakenteellisten resonanssien vuoksi, mikä johtaa tarpeettomiin seisokkeihin.

Ratkaisu: Asenna aina suoraan laakeripesään. Käytä magneettikiinnitystä puhtaalle, tasaiselle, metalliselle pinnalle. Jos pinnalla on yli 0,1 mm paksumpi maali, raaputa pieni alue paljaaseen metalliin.

10.2. Väärä koneluokitus

Ongelma: Luokan I raja-arvojen soveltaminen 200 kW:n kompressoriin (jonka pitäisi kuulua ryhmään 2 ISO 10816-3:n mukaan) johtaa ennenaikaisiin hälytyksiin.

Ratkaisu: Tunnista aina koneen teho, nopeus ja perustustyyppi ennen sovellettavan standardin ja ryhmän valitsemista.

10.3. Käyttöolosuhteiden huomiotta jättäminen

Ongelma: Tärinän mittaaminen käynnistyksen aikana tai osittaisella kuormituksella. ISO 10816 -standardin raja-arvot koskevat tasaista toimintaa normaaleissa käyttöolosuhteissa.

Ratkaisu: Anna koneen saavuttaa terminen tasapaino ja normaali käyttönopeus/kuorma ennen mittausten tallentamista. Sähkömoottoreiden osalta tämä tarkoittaa yleensä vähintään 15 minuutin käyttöaikaa.

10.4. Kaapeli ja sähköinen melu

Ongelma: Anturikaapeleiden kuljettaminen sähkökaapeleiden rinnalla aiheuttaa sähkömagneettisia häiriöitä, jotka aiheuttavat keinotekoisesti kohonneita lukemia erityisesti 50/60 Hz:n taajuudella ja harmonisissa häiriöissä.

Ratkaisu: Reititä anturikaapelit poispäin virtajohdoista. Käytä mahdollisuuksien mukaan suojattuja kaapeleita. Balanset-1A:n kaapelit on suunniteltu suojatuiksi, mutta asianmukainen reititys on silti tärkeää.

10.5. Yhden pisteen mittaukset

Ongelma: Mitataan vain yksi suunta yhdellä laakerilla ja päädytään siihen, että kone on kunnossa."

Ratkaisu: Mitataan vähintään kahdesta suunnasta (V ja H) kussakin laakerissa. Käytä ISO 10816 -arvioinnissa suurinta lukemaa. Merkittävät erot eri suuntien välillä voivat viitata tiettyihin vikoihin (esim. vaaka > pystysuora viittaa usein rakenteelliseen löysyyteen).

Usein kysytyt kysymykset (UKK)

Päätelmä

ISO 10816-1 ja sen erityisosa 3 muodostavat perustan teollisuuslaitteiden luotettavuuden varmistamiselle. Siirtyminen subjektiivisesta havainnosta tärinänopeuden kvantitatiiviseen arviointiin (RMS, mm/s) antaa insinööreille mahdollisuuden luokitella koneen kunto objektiivisesti ja suunnitella kunnossapito todellisten tietojen perusteella mielivaltaisten aikataulujen sijaan.

Nelivyöhykkeinen arviointijärjestelmä (A-D) tarjoaa yleisesti ymmärrettävän kielen koneen kunnosta tiedottamiseen kunnossapitoryhmien, johdon ja laitetoimittajien välillä. Kun tämä menetelmä yhdistetään spektrianalyysiin, se mahdollistaa ongelmien havaitsemisen lisäksi myös perimmäisten syiden - epätasapainon, suuntausvirheiden, laakereiden kulumisen, löysyyden ja sähkövikojen - tunnistamisen.

Näiden standardien instrumentaalinen toteutus Balanset-1A-järjestelmän avulla on osoittautunut tehokkaaksi. Laite tarjoaa metrologisesti tarkat mittaukset taajuusalueella 5–550 Hz (kattaen täysin useimpien koneiden standardivaatimukset) ja tarjoaa toiminnot, joita tarvitaan kohonneen tärinän syiden tunnistamiseen (spektrianalyysi) ja niiden poistamiseen (tasapainotus).

Toimintayhtiöille ISO 10816 -menetelmään ja Balanset-1A:n kaltaisiin välineisiin perustuvan säännöllisen seurannan toteuttaminen on suora investointi toimintakustannusten alentamiseen. Kyky erottaa vyöhyke B vyöhykkeestä C auttaa välttämään sekä terveiden koneiden ennenaikaisia korjauksia että kriittisten tärinätasojen huomiotta jättämisestä johtuvia katastrofaalisia vikoja.

Raportin loppu