ISO 5348: Mekaaninen värähtely ja iskut – Kiihtyvyysantureiden mekaaninen asennus

Yhteenveto

ISO 5348 on perustavanlaatuinen ja erittäin käytännöllinen standardi kaikille värähtelyanalyytikoille. Se käsittelee kriittistä tekijää, joka vaikuttaa suoraan tiedon laatuun: miten kiihtyvyysanturi on fyysisesti kiinnitetty koneeseen. Standardi määrittelee erilaisia kiinnitysmenetelmiä ja kuvaa, miten kukin menetelmä vaikuttaa mittauksen taajuusvasteeseen. Standardin ISO 5348 ohjeiden noudattaminen on olennaista tarkkojen ja toistettavien värähtelytietojen saamiseksi, erityisesti korkeataajuisia värähtelyjä mitattaessa.

Sisällysluettelo (käsitteellinen rakenne)

Standardi on jäsennelty tarjoamaan selkeitä ja käytännönläheisiä neuvoja kiinnitystekniikoista:

1. 1. Tähtäin ja kiinnitysmenetelmät:

   Tässä ensimmäisessä osiossa esitetään standardin tarkoitus: tarjota selkeät tekniset ohjeet kiihtyvyysantureiden kiinnitysmenetelmistä värähtelevään pintaan tarkkojen tietojen varmistamiseksi. Standardin keskeinen teesi esitellään tässä: kiinnitysmenetelmä on kriittinen osa mittausjärjestelmää ja määrittää suoraan korkeimman taajuuden, jolla luotettavaa tietoa voidaan kerätä. Huono kiinnitystekniikka toimii mekaanisena suodattimena, joka vaimentaa korkeataajuisia värähtelyjä ennen kuin ne voidaan mitata. Tämän jälkeen osiossa esitellään tärkeimmät kiinnitysmenetelmät, joita arvioidaan yksityiskohtaisesti: nastakiinnitys, liimakiinnitys ja magneettikiinnitys, jotka luovat kehyksen asiakirjan loppuosalle.

2. 2. Kiinnitys tapilla:

   Tämä menetelmä esitetään optimaalisena, referenssitason tekniikkana kiihtyvyysanturin kiinnittämiseen. Se käsittää reiän poraamisen koneen rakenteeseen, kierteiden kierteittämisen ja sitten kiihtyvyysanturin kiinnitystapin ruuvaamisen suoraan reikään. Standardi määrittelee, että kiinnityspinnan on oltava puhdas, tasainen ja sileä, ja tarvittaessa on koneistettava pistepinta tämän saavuttamiseksi. Anturin pohjaan tulee levittää ohut kerros silikonirasvaa tai vastaavaa kytkentänestettä mahdollisten mikroskooppisten onteloiden täyttämiseksi, pinnan kosketusalueen maksimoimiseksi ja korkeataajuisen energian siirron parantamiseksi. Tämä menetelmä tarjoaa mahdollisimman suuren kiinnitysjäykkyyden, mikä puolestaan johtaa korkeimpaan kiinnitysresonanssitaajuuteen. Tämä varmistaa, että anturi voi mitata tarkasti mahdollisimman laajan taajuusalueen ilman, että itse kiinnityksen resonanssi vääristää sen mittausta. Sitä pidetään kaikkien muiden menetelmien vertailukohtana, ja se on välttämätön pysyvissä valvonta-asennuksissa, korkeataajuisissa diagnostiikkatesteissä (kuten laakereille ja hammaspyörille) ja anturien kalibroinnissa.

3. 3. Liimakiinnitys:

   Tässä osiossa kerrotaan yksityiskohtaisesti liimojen käytöstä puolikiinteänä kiinnitysratkaisuna, jota usein käytetään, kun koneeseen poraaminen ei ole käytännöllistä tai sallittua. Standardi tekee eron erityyppisten liimojen välillä. Parhaan tuloksen saavuttamiseksi suositellaan kovaa, jäykkää liimaa, kuten syanoakrylaattia ("superliimaa") tai kaksikomponenttista epoksiliimaa. Keskeinen periaate on käyttää mahdollisimman vähän liimaa erittäin ohuen ja jäykän sidoslinjan luomiseksi anturin pohjan ja koneen pinnan välille. Paksu tai pehmeä liima (kuten silikonikumi) toimii vaimentimena, joka rajoittaa merkittävästi korkeataajuista vastetta. Oikein valmistellulla pinnalla tehtynä jäykkä tarrakiinnitys voi saavuttaa käyttökelpoisen taajuusalueen, joka on lähes yhtä korkea kuin tapilla kiinnitettävällä anturilla, mikä tekee siitä käyttökelpoisen vaihtoehdon moniin diagnostisiin sovelluksiin. Standardi kattaa myös tarrakiinnitysten käytön, jotka ovat pieniä metallisia tyynyjä, jotka liimataan koneeseen toistettavan sijainnin aikaansaamiseksi tapilla kiinnitettävälle anturille.

4. 4. Magneettinen kiinnitys:

   Tässä luvussa käsitellään magneettisten jalustojen käyttöä, jotka ovat erittäin yleisiä kannettavissa, reittipohjainen tiedonkeruu niiden kätevyyden vuoksi. Standardi kuitenkin korostaa, että tämä kätevyys tulee merkittävällä kustannuksella datan laadun kannalta. Magneettikiinnitys on luonnostaan vähemmän jäykkä kuin tappi- tai tarrakiinnitys. Lisäksi magneetti lisää merkittävästi kiihtyvyysanturin massaa. Tämä alhaisemman jäykkyyden ja suuremman massan yhdistelmä alentaa dramaattisesti anturijärjestelmän asennetun resonanssitaajuutta, mikä rajoittaa merkittävästi mittauksen käytettävissä olevaa ylempää taajuusaluetta. Standardi tekee selväksi, että magneetilla kerätty korkeataajuinen data (tyypillisesti yli 2 000 Hz) on usein epäluotettavaa. Se tarjoaa käytännön ohjeita magneettikiinnityksen laadun maksimoimiseksi: käytä vahvaa, "kaksinapaista" magneettia, varmista, että kosketuspinnat ovat täysin puhtaat ja tasaiset, ja paina magneettia lujasti kiinnittäessäsi sitä koneeseen.

5. 5. Muut menetelmät (anturit):

   Tässä osiossa käsitellään kädessä pidettävien antureiden, usein "stingereiksi" kutsuttujen antureiden, käyttöä. Niitä käytetään joskus nopeisiin tarkastuksiin tai vaikeasti tavoitettavilla alueilla. Standardi ei suosittele tämän käytännön käyttöä vakavassa diagnostiikkatyössä. Ihmiskeho on erittäin tehokas alipäästösuodin ja -vaimennin, eikä anturia voida pitää tasaisella paineella tai täysin kohtisuorassa kulmassa. Tämän seurauksena menetelmän on osoitettu olevan erittäin toisteton ja sen taajuusvaste on erittäin rajoitettu, usein alle 1 000 Hz:iin. Vaikka anturi saattaa pystyä vahvistamaan erittäin suuren, matalataajuisen värähtelyn (kuten vakavan epätasapainon), se on täysin sopimaton luotettavaan trendianalyysiin tai korkeataajuisten vikojen, kuten laakeri- ja vaihdevikojen, havaitsemiseen.

6. 6. Pinnan valmistelu ja kaapelointi:

   Tämä viimeinen osio tarjoaa kriittisiä, käytännön neuvoja datan laadun varmistamiseksi käytetystä kiinnitystavasta riippumatta. Siinä korostetaan, että kiinnityspinta on valmisteltava asianmukaisesti. Tämä tarkoittaa, että pinta on mahdollisimman tasainen ja sileä, ja että kaikki maali, ruoste ja lika poistetaan suoran metalli-metalli-kosketuksen (tai metalli-liima-metalli-kosketuksen) varmistamiseksi. Tappikiinnityksessä se määrittelee tarpeen koneistaa pistepinta, jos pinta ei ole täysin tasainen. Standardi tarjoaa myös tärkeitä ohjeita anturikaapeloinnista. Se suosittelee, että kaapeli kiinnitetään tiukasti rakenteeseen lyhyen matkan päähän anturista. Tämä poistaa liittimen vedonpoiston ja, mikä tärkeintä, estää kaapelin liikkumisen. Jos kaapelin annetaan heilua mittauksen aikana, se voi tuottaa matalataajuisen sähköisen signaalin triboelektrisen vaikutuksen vuoksi, mikä voi saastuttaa todellisen värähtelysignaalin ja johtaa virheellisiin tietoihin.

Keskeiset käsitteet

• Taajuusvaste on avainasemassa: Standardin keskeinen teema on, että kiinnitysmenetelmä toimii mekaanisena suodattimena. Huono kiinnitys (kuten magneetti) lisää massaa ja vähentää jäykkyyttä, jolloin syntyy alipäästösuodatin, joka katkaisee korkeataajuisen värähtelyn ennen kuin se edes saavuttaa anturin.
• Jäykkyys on tärkeintä: Jotta korkeataajuinen värähtely voidaan siirtää tarkasti, anturin ja koneen välisen liitoksen on oltava mahdollisimman jäykkä ja kevyt. Tästä syystä suora kiinnitys tapilla on parempi kuin kaikki muut menetelmät.
• Kompromissi kätevyyden ja tarkkuuden välillä: Standardi tekee selväksi, että kyseessä on suora kompromissi. Magneettiset kiinnikkeet ovat käteviä reittipohjaisessa tiedonkeruussa, mutta analyytikon on hyväksyttävä, että käyttökelpoinen taajuusalue vaarantuu. Korkeataajuisessa laakeri- tai hammaspyöräanalyysissä tappi- tai tarrakiinnitys on erittäin suositeltava.
• Toistettavuus: Standardin ohjeiden noudattaminen, kuten kiinnitysalustojen käyttö toistettavissa olevaa anturien sijoittelua varten, on ratkaisevan tärkeää hyvän trendianalyysin kannalta, koska se varmistaa, että datan muutokset johtuvat koneen kunnosta, eivät mittaustekniikan vaihteluista.

← Takaisin päähakemistoon