ISO 2041: Mehaničke vibracije, udari i nadzor stanja – Vokabular

Sažetak

ISO 2041 je glavni rječnik standarda za cijelo područje vibracija, udara i praćenja stanja. Njegov opseg je mnogo širi od standarda poput ISO 1940-2, koji se fokusira samo na balansiranje. ISO 2041 služi kao sveobuhvatan rječnik, pružajući precizne definicije za tisuće pojmova koji se koriste u svim srodnim disciplinama, uključujući mjerenje, analizu, ispitivanje i dijagnostiku. Njegova je svrha uspostaviti zajednički, nedvosmislen jezik kako bi se osigurala jasna komunikacija među stručnjacima u tim međusobno povezanim područjima.

Sadržaj (Konceptualna struktura)

Standard je organiziran kao veliki glosar, s pojmovima grupiranim u nekoliko tematskih odjeljaka kako bi se pomoglo u pronalaženju i razumijevanju povezanih koncepata. Glavni odjeljci uključuju:

1. 1. Temeljni koncepti:

   Ovaj odjeljak postavlja temelje za cijelo područje definiranjem njegovih najosnovnijih fizičkih koncepata. Formalno definira Vibration kao promjena veličine s vremenom koja opisuje gibanje ili položaj mehaničkog sustava, kada je veličina naizmjenično veća i manja od neke prosječne vrijednosti. To razlikuje ovo od Šok, što je prolazni događaj, i Oscilacija, opći naziv za bilo koju veličinu koja se mijenja na ovaj način. Ključno je da također definira temeljna fizikalna svojstva koja upravljaju vibracijskim ponašanjem bilo kojeg sustava: Masa (Inercija), svojstvo koje se opire ubrzanju; Krutost (opruga), svojstvo koje se odupire deformaciji; i Prigušenje, svojstvo koje rasipa energiju iz sustava, uzrokujući slabljenje oscilacija. Koncept Stupnjevi slobode također se uvodi, definirajući broj neovisnih koordinata potrebnih za opis gibanja sustava.

2. 2. Parametri vibracija i udara:

   Ovo poglavlje definira bitne veličine koje se koriste za mjerenje i opisivanje vibracijskog gibanja. Pruža formalne definicije za ključne karakteristike oscilacije. Frekvencija definira se kao broj ciklusa periodičnog gibanja koji se događaju u jedinici vremena (mjereno u Hertzima, Hz). Amplituda je maksimalna vrijednost oscilirajuće veličine. Standard zatim pojašnjava tri primarna parametra gibanja: Pomak (koliko daleko se nešto pomiče), Brzina (koliko brzo se kreće) i Ubrzanje (brzina promjene brzine, koja je povezana sa silama koje djeluju na sustav). Ovaj odjeljak također precizno definira različite načine kvantificiranja amplitude signala: Od vrha do vrha (ukupno odstupanje od maksimalne pozitivne do maksimalne negativne vrijednosti), Vrh (maksimalna vrijednost od nule) i RMS (srednja kvadratna vrijednost), što je najčešća metrika za ukupnu vibraciju jer je povezana s energetskim sadržajem signala.

3. 3. Instrumentacija i mjerenje:

   Ovaj odjeljak se usredotočuje na terminologiju opreme koja se koristi za snimanje vibracijskih signala. Definira Pretvornik (ili senzor) kao uređaj dizajniran za pretvaranje mehaničke veličine (vibracije) u električni signal. Zatim definira najčešće vrste pretvarača koji se koriste u nadzoru strojeva: Akcelerometar, što je kontaktni senzor koji mjeri ubrzanje i najsvestraniji je i najčešći tip senzora; i Sonda za blizinu (ili sonda vrtložnih struja), što je beskontaktni senzor koji mjeri relativni pomak između sonde i vodljive mete, obično rotirajuće osovine. Odjeljak također definira pridruženu instrumentaciju, kao što su pojačala signala, filteri te hardver i softver za prikupljanje podataka (analizatori) koristi se za obradu i prikaz signala.

4. 4. Obrada i analiza signala:

   Ovo poglavlje definira vokabular matematičkih tehnika koje se koriste za transformaciju sirovih podataka o vibracijama u dijagnostičke informacije. Definira dva primarna područja analize: Vremenski valni oblik, što je dijagram amplitude u odnosu na vrijeme, i Spektar (ili dijagram frekvencijske domene), koji prikazuje amplitudu u odnosu na frekvenciju. Standard definira Spektralna analiza kao proces rastavljanja vremenskog signala na njegove sastavne frekvencije. Matematički algoritam koji se koristi za to je FFT (brza Fourierova transformacija)Ovaj odjeljak također definira ključne spektralne značajke poput Harmonici (cjelobrojni višekratnici osnovne frekvencije) i Bočni pojasevi (frekvencije koje se pojavljuju oko središnje frekvencije). Osim toga, definira kritične koncepte za digitalnu obradu signala, kao što su Aliasing (oblik izobličenja koji se javlja ako je brzina uzorkovanja preniska) i Prozori (primjena matematičke funkcije za smanjenje pogreške poznate kao spektralno propuštanje).

5. 5. Karakteristike sustava (modalna analiza):

   Ovaj odjeljak definira terminologiju koja se koristi za opis inherentnih dinamičkih svojstava mehaničke strukture. Definira Prirodna frekvencija kao frekvencija na kojoj će sustav vibrirati ako se poremeti iz ravnotežnog položaja, a zatim se dopusti slobodno kretanje. Kada se vanjska prisilna frekvencija podudara s prirodnom frekvencijom, fenomen Rezonancija događa se, što je definirano kao uvjet maksimalne amplitude vibracija. Ovaj odjeljak također definira pojmove koji se koriste u eksperimentalnoj modalnoj analizi, kao što su Oblik načina rada (karakteristični uzorak otklona strukture na određenoj prirodnoj frekvenciji) i Funkcija frekvencijskog odziva (FRF), što je mjerenje koje karakterizira odnos ulaz-izlaz sustava i koristi se za identifikaciju njegovih prirodnih frekvencija i svojstava prigušenja.

6. 6. Praćenje stanja i dijagnostika:

   Ovo posljednje poglavlje definira pojmove vezane uz praktičnu primjenu analize vibracija za održavanje strojeva. Definira Praćenje stanja kao proces praćenja parametra stanja u strojevima (u ovom slučaju, vibracija) kako bi se identificirala značajna promjena koja ukazuje na razvoj kvara. Nadovezujući se na to, Dijagnostika definira se kao proces korištenja nadziranih podataka za identifikaciju specifičnog kvara, njegove lokacije i ozbiljnosti. Standard također uvodi napredniji koncept Prognoza, što je proces predviđanja budućeg stanja stroja i njegovog preostalog vijeka trajanja. Također pruža definicije za ključne dijagnostičke pokazatelje koji se izračunavaju iz vibracijskog signala, kao što su Crest faktor and Kurtoza, što su statističke metrike koje se koriste za otkrivanje kvarova ležajeva i zupčanika u ranoj fazi.

Ključna važnost

• Interdisciplinarna komunikacija: Pruža zajednički jezik strojarskim inženjerima, stručnjacima za pouzdanost, tehničarima i akademicima za učinkovitu komunikaciju.
• Popratni dokument: To je glavna referenca za terminologiju koja se koristi u gotovo svim drugim ISO standardima vezanim uz vibracije i praćenje stanja. Kada neki drugi standard koristi pojam poput „ozbiljnost vibracija“, on je formalno definiran u ISO 2041.
• Obrazovna zaklada: Za svakoga tko uči o području analize vibracija, ovaj standard predstavlja autoritativan izvor ispravne terminologije i definicija.

← Natrag na glavni indeks