ISO 10816-1 სტანდარტი და ვიბრაციის დიაგნოსტიკის ინსტრუმენტული განხორციელება Balanset-1A სისტემის გამოყენებით

რეზიუმე

ეს ანგარიში წარმოადგენს ISO 10816-1 სტანდარტში და მისგან წარმოებულ სტანდარტებში განსაზღვრული სამრეწველო აღჭურვილობის ვიბრაციული მდგომარეობის საერთაშორისო მარეგულირებელი მოთხოვნების ყოვლისმომცველ ანალიზს. დოკუმენტი განიხილავს სტანდარტიზაციის ევოლუციას ISO 2372-დან მიმდინარე ISO 20816 სტანდარტამდე, განმარტავს გაზომილი პარამეტრების ფიზიკურ მნიშვნელობას და აღწერს ვიბრაციული პირობების სიმძიმის შეფასების მეთოდოლოგიას. განსაკუთრებული ყურადღება ეთმობა ამ წესების პრაქტიკულ განხორციელებას პორტატული დაბალანსებისა და დიაგნოსტიკური სისტემის Balanset-1A გამოყენებით. ანგარიში შეიცავს ინსტრუმენტის ტექნიკური მახასიათებლების დეტალურ აღწერას, მისი მუშაობის ალგორითმებს ვიბრომეტრსა და დაბალანსების რეჟიმებში და მეთოდოლოგიურ მითითებებს გაზომვების ჩასატარებლად, რათა უზრუნველყოფილი იყოს მბრუნავი მანქანების საიმედოობისა და უსაფრთხოების კრიტერიუმების დაცვა.

თავი 1. ვიბრაციის დიაგნოსტიკის თეორიული საფუძვლები და სტანდარტიზაციის ევოლუცია

1.1. ვიბრაციის ფიზიკური ბუნება და გაზომვის პარამეტრების შერჩევა

ვიბრაცია, როგორც დიაგნოსტიკური პარამეტრი, მექანიკური სისტემის დინამიური მდგომარეობის ყველაზე ინფორმაციული მაჩვენებელია. ტემპერატურისა და წნევისგან განსხვავებით, რომლებიც ინტეგრალური მაჩვენებლებია და ხშირად დაყოვნებით რეაგირებენ ხარვეზებზე, ვიბრაციის სიგნალი რეალურ დროში ატარებს ინფორმაციას მექანიზმში მოქმედი ძალების შესახებ.

ISO 10816-1 სტანდარტი, მისი წინამორბედების მსგავსად, ვიბრაციის სიჩქარის გაზომვას ეფუძნება. ეს არჩევანი შემთხვევითი არ არის და დაზიანების ენერგეტიკული ბუნებიდან გამომდინარეობს. ვიბრაციის სიჩქარე პირდაპირპროპორციულია რხევითი მასის კინეტიკური ენერგიისა და შესაბამისად, დაღლილობის დაძაბულობისა, რომელიც წარმოიქმნება მანქანის კომპონენტებში.

ვიბრაციის დიაგნოსტიკა იყენებს სამ ძირითად პარამეტრს, რომელთაგან თითოეულს თავისი გამოყენების სფერო აქვს:

ვიბრაციის გადაადგილება (გადაადგილება): ოსცილაციის ამპლიტუდა, რომელიც გაზომილია მიკრომეტრებში (µm). ეს პარამეტრი კრიტიკულია დაბალი სიჩქარის მქონე მანქანებისთვის (600 ბრ/წთ-ზე ნაკლები) და ძელისებრი საკისრების სათამაშო სივრცის შესაფასებლად, სადაც მნიშვნელოვანია როტორისა და სტატორის კონტაქტის თავიდან აცილება. ISO 10816-1-ის კონტექსტში, გადაადგილებას შეზღუდული გამოყენება აქვს, რადგან მაღალ სიხშირეზე მცირე გადაადგილებამაც კი შეიძლება დესტრუქციული ძალების გენერირება გამოიწვიოს.

ვიბრაციის სიჩქარე (სიჩქარე)ზედაპირული წერტილოვანი სიჩქარე, რომელიც გაზომილია მილიმეტრებში წამში (მმ/წმ). ეს არის უნივერსალური პარამეტრი სიხშირეების დიაპაზონისთვის 10-დან 1000 ჰც-მდე, რომელიც მოიცავს ძირითად მექანიკურ დეფექტებს: დისბალანსს, არასწორ განლაგებასა და მოშვებულობას. ISO 10816 ვიბრაციის სიჩქარეს იღებს შეფასების მთავარ კრიტერიუმად. სტანდარტი განსაზღვრავს საშუალო კვადრატული ფესვის (RMS) მნიშვნელობას, რომელიც ახასიათებს ვიბრაციის საშუალო ენერგიას.

ვიბრაციის აჩქარება (აჩქარება): ვიბრაციის სიჩქარის ცვლილების სიჩქარე, რომელიც იზომება მეტრზე წამის კვადრატში (მ/წ²) ან g-ერთეულებში (1 g = 9.81 მ/წ²). აჩქარება ახასიათებს ინერციულ ძალებს და ყველაზე მგრძნობიარეა მაღალი სიხშირის პროცესების მიმართ (1000 ჰც-დან და ზემოთ), როგორიცაა გორგოლაჭებიანი საკისრის დეფექტების ადრეული ეტაპები, კბილანების შეხამების პრობლემები და ელექტროძრავებში არსებული ხარვეზები.

1.2. ისტორიული კონტექსტი: ISO 2372-დან ISO 20816-მდე

მიმდინარე მოთხოვნების გააზრება მათი ისტორიული განვითარების ანალიზს მოითხოვს. ვიბრაციის სტანდარტების ევოლუცია ხუთ ათწლეულზე მეტს მოიცავს:

ეს ანგარიში ფოკუსირებულია ISO 10816-1 და ISO 10816-3 სტანდარტებზე, რადგან ეს დოკუმენტები წარმოადგენს ძირითად სამუშაო ინსტრუმენტებს სამრეწველო აღჭურვილობის დაახლოებით 90%-ისთვის, რომელიც დიაგნოზირებულია პორტატული ინსტრუმენტებით, როგორიცაა Balanset-1A.

თავი 2. ISO 10816-1 მეთოდოლოგიის დეტალური ანალიზი

2.1. მოქმედების სფერო და შეზღუდვები

ISO 10816-1 ეხება მანქანების არამბრუნავ ნაწილებზე (საკისრების კორპუსები, ფეხები, საყრდენი ჩარჩოები) ჩატარებულ ვიბრაციის გაზომვებს. სტანდარტი არ ვრცელდება აკუსტიკური ხმაურით გამოწვეულ ვიბრაციაზე და არ მოიცავს დგუშიან მანქანებს (ისინი დაფარულია ISO 10816-6 სტანდარტით), რომლებიც წარმოქმნიან სპეციფიკურ ინერციულ ძალებს მათი მუშაობის პრინციპის გამო.

კრიტიკული ასპექტია ის, რომ სტანდარტი არეგულირებს ადგილზე ჩატარებულ გაზომვებს — რეალურ ექსპლუატაციის პირობებში და არა მხოლოდ სატესტო სტენდზე. ეს ნიშნავს, რომ ლიმიტები ითვალისწინებს რეალური საძირკვლის, მილსადენების შეერთებების და ექსპლუატაციის დატვირთვის პირობების გავლენას.

2.2. აღჭურვილობის კლასიფიკაცია

მეთოდოლოგიის ძირითადი ელემენტია ყველა მანქანის კლასებად დაყოფა. I კლასის მანქანაზე IV კლასის ლიმიტების გამოყენებამ შესაძლოა ინჟინერს სახიფათო მდგომარეობის გამოტოვება გამოიწვიოს, ხოლო საპირისპირო შემთხვევაში - ჯანმრთელი აღჭურვილობის გაუმართლებელი გათიშვა.

ცხრილი 2.1. დანადგარის კლასიფიკაცია ISO 10816-1 სტანდარტის მიხედვით

საყრდენის ტიპის (ხისტი თუ მოქნილი) იდენტიფიკაციის პრობლემა

სტანდარტის მიხედვით, საძირკველი მიიჩნევა რიგიდულად, თუ "მანქანა–საძირკველის" სისტემის პირველი ბუნებრივი სიხშირე აღემატება ძირითადი აგზნების სიხშირეს (ბრუნვის სიხშირეს). საძირკველი მოქნილია, თუ მისი ბუნებრივი სიხშირე ნაკლებია ბრუნვის სიხშირეზე.

პრაქტიკაში ეს ნიშნავს:

• მასიურ ბეტონის სახელოსნოს იატაკზე მიმაგრებული მანქანა, როგორც წესი, ხისტი საძირკვლის მქონე კლასს მიეკუთვნება.
• ვიბრაციის იზოლატორებზე (ზამბარები, რეზინის ბალიშები) ან მსუბუქი ფოლადის ჩარჩოზე (მაგალითად, ზედა იარუსის კონსტრუქცია) დამონტაჟებული მანქანა მიეკუთვნება მოქნილი საძირკვლის მქონე კლასს.
• ერთსა და იმავე ფიზიკურ მანქანას შეუძლია კლასის შეცვლა ერთი საძირკვლიდან მეორეზე გადატანისას — აღჭურვილობის გადატანისას ეს უმნიშვნელოვანესია გასათვალისწინებელი.

2.3. ვიბრაციის შეფასების ზონები

ბინარული "კარგი/ცუდი" შეფასების ნაცვლად, სტანდარტი გვთავაზობს ოთხზონიან შკალას, რომელიც მხარს უჭერს მდგომარეობაზე დაფუძნებულ ტექნიკურ მომსახურებას:

2.4. ვიბრაციის ზღვრული მნიშვნელობები

ქვემოთ მოცემულ ცხრილში შეჯამებულია ISO 10816-1-ის B დანართის შესაბამისი რხევითი სიჩქარის (მმ/წმ) საზღვრის მნიშვნელობები. ეს მნიშვნელობები ემპირიულია და გამოიყენება სახელმძღვანელოდ, როდესაც ხელმისაწვდომი არ არის მწარმოებლის სპეციფიკაციები.

ცხრილი 2.2. ზონის საზღვრის მნიშვნელობები (ISO 10816-1 დანართი B)

ვიზუალური შედარება: ზონების საზღვრები მანქანის კლასის მიხედვით

ანალიტიკური ინტერპრეტაცია. განვიხილოთ 4.5 მმ/წმ-ის მნიშვნელობა. მცირე ზომის მანქანებისთვის (I კლასი) ეს არის საგანგებო მდგომარეობის (C/D) ზღვარი, რომელიც მოითხოვს გათიშვას. საშუალო ზომის მანქანებისთვის (II კლასი) ეს არის "ყურადღებას საჭიროებს" ზონის შუა ნაწილი. დიდი ზომის მანქანებისთვის მყარ საძირკველზე (III კლასი) ეს მხოლოდ "დამაკმაყოფილებელი" და "დაუმაკმაყოფილებელი" ზონების საზღვარია. მოქნილი საძირკველის მქონე მანქანებისთვის (IV კლასი) ეს არის ნორმალური საექსპლუატაციო ვიბრაციის დონე (ზონა B). ეს თანმიმდევრობა აჩვენებს უნივერსალური ლიმიტების გამოყენების რისკს სათანადო კლასიფიკაციის გარეშე.

2.5. შეფასების ორი კრიტერიუმი: აბსოლუტური მნიშვნელობა და შედარებითი ცვლილება

ISO 10816-1 განსაზღვრავს ორ დამოუკიდებელ შეფასების კრიტერიუმს, რომლებიც ერთდროულად უნდა იქნას გამოყენებული:

კრიტერიუმი I — ვიბრაციის სიდიდე: აბსოლუტური ფართოზოლოვანი RMS ვიბრაციის სიჩქარე ზონების ლიმიტებთან შედარებით. ეს არის მთავარი კრიტერიუმი, რომელიც აღწერილია ზემოთ მოცემულ ცხრილებში.

კრიტერიუმი II — ვიბრაციის ცვლილება: ვიბრაციის დონის მნიშვნელოვანი ცვლილება (მაღალი ან დაბალი) დადგენილ საწყის მაჩვენებელთან შედარებით, მიუხედავად იმისა, გადალახავს თუ არა აბსოლუტური დონე ზონის საზღვარს. ვიბრაციის დონის მოულოდნელმა ცვლილებამ 25%-ზე მეტით შეიძლება მიუთითოს დეფექტის განვითარებაზე, მაშინაც კი, თუ დანადგარი B ზონაში რჩება. პირიქით, მოულოდნელმა შემცირებამ შეიძლება მიუთითოს კუპლერის მწყობრიდან გამოსვლაზე ან კომპონენტის გაწყვეტაზე.

თავი 3. ISO 10816 / 20816 სერიის სრული მიმოხილვა

ISO 10816 სტანდარტი გამოქვეყნდა, როგორც მრავალნაწილიანი სერია, სადაც ნაწილი 1 წარმოადგენს ზოგად ჩარჩოს, ხოლო შემდგომი ნაწილები განსაზღვრავენ კონკრეტულ მოთხოვნებს სხვადასხვა ტიპის მანქანებისთვის. თქვენს კონკრეტულ აღჭურვილობაზე რომელი ნაწილი ვრცელდება, ამის ცოდნა მნიშვნელოვანია სწორი შეფასებისთვის.

ცხრილი 3.0. ISO 10816-ის ნაწილების სრული სია და მათი ISO 20816-ის შემცვლელები

3.1. ISO 7919 სერია (ლილვის ვიბრაცია) — ახლა ISO 20816-ის ნაწილია

მაშინ, როდესაც ISO 10816 ექსკლუზიურად ყურადღებას ამახვილებდა კორპუსის ვიბრაციაზე, პარალელური ISO 7919 სერია ეხებოდა ღერძის ვიბრაციას, რომელიც იზომება უკონტაქტო მიახლოების სენსორების (ვორანგის დენის სენსორები) გამოყენებით. კრიტიკული მბრუნავი მექანიზმებისთვის, როგორიცაა დიდი ორთქლის ტურბინები, გაზის ტურბინები და გენერატორები, ღერძის შეფარდებითი ვიბრაცია ხშირად უფრო ინფორმაციული პარამეტრია, რადგან ის პირდაპირ ზომავს როტორის მოძრაობას მის საკისრულ სათამაშოებში.

ამ ორი სერიის გაერთიანება ISO 20816-ში ასახავს თანამედროვე გაგებას, რომ კრიტიკულად მნიშვნელოვანი მანქანების მდგომარეობის ყოვლისმომცველი მონიტორინგი მოითხოვს როგორც კორპუსის ვიბრაციას (სტრუქტურული შეფასებისთვის), ასევე ლილვის ვიბრაციას (როტორის დინამიკური შეფასებისთვის).

3.2. დაკავშირებული საერთაშორისო სტანდარტები

ISO 10816 არ არსებობს იზოლირებულად. რამდენიმე თანმხლები სტანდარტი განსაზღვრავს სენსორების სპეციფიკაციებს, ბალანსირების ხარისხს და გაზომვის მეთოდოლოგიას:

3.3. ISO 1940-ის ბალანსის ხარისხსა და ISO 10816-ის ვიბრაციის ზონებს შორის კავშირი

პრაქტიკაში ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული კითხვაა, თუ როგორ უკავშირდება ბალანსის ხარისხის ხარისხი (ISO 1940-ის მიხედვით G-მნიშვნელობა) ISO 10816-ში მოცემულ ვიბრაციის ზონებს. მიუხედავად იმისა, რომ მათ შორის ზუსტი მათემატიკური ფორმულა არ არსებობს (კავშირი დამოკიდებულია საკისრის სიმყარეზე, მანქანის მასასა და საყრდენის დინამიკაზე), არსებობს ზოგადი კორელაცია:

• ბალანსის G2.5 კლასი (ტიპურია ვენტილატორებისთვის, ტუმბოებისთვის, ძრავებისთვის) სათანადოდ დამონტაჟებულ დანადგარებზე, როგორც წესი, უზრუნველყოფს A ან B ზონას.
• G6.3 კლასის ბალანსი (საერთო დანიშნულების მანქანები) ჩვეულებრივ აღწევს B ზონას, მაგრამ მყარი, მსუბუქი კონსტრუქციების შემთხვევაში შესაძლოა C ზონაში აღმოჩნდეს.
• ბალანსის ხარისხი G16 (სასოფლო-სამეურნეო ტექნიკა, საფქვავები) ISO 10816-ის მიხედვით, როგორც წესი, შეესაბამება C ზონას ან უარესს.

სისტემა Balanset-1A-ს შეუძლია მიაღწიოს ბალანსირების ხარისხს G2.5 და უკეთეს, რაც პირდაპირ ხელს უწყობს ISO 10816-ის A ზონის მოთხოვნების დაკმაყოფილებას.

თავი 4. სამრეწველო მანქანების სპეციფიკა: ISO 10816-3

მიუხედავად იმისა, რომ ISO 10816-1 განსაზღვრავს ზოგად ჩარჩოს, პრაქტიკაში სამრეწველო ერთეულების უმეტესობა (ტუმბოები, ვენტილატორები, კომპრესორები 15 კვტ-ზე მეტი სიმძლავრით) რეგულირდება სტანდარტის უფრო სპეციფიკური მე-3 ნაწილით (ISO 10816-3). მნიშვნელოვანია განსხვავების გაგება, რადგან Balanset-1A ხშირად გამოიყენება ამ ნაწილით გათვალისწინებული ვენტილატორებისა და ტუმბოების დაბალანსებისთვის.

4.1. დანადგარების ჯგუფები ISO 10816-3-ში

პირველ ნაწილში მოცემული ოთხი კლასისგან განსხვავებით, მესამე ნაწილში მანქანები ორ ძირითად ჯგუფად იყოფა:

ჯგუფი 1: დიდი მანქანები, რომელთა ნომინალური სიმძლავრე 300 კვტ-ზე მეტია, ან ელექტრო მანქანები, რომელთა ლილვის სიმაღლე 315 მმ-ზე მეტია, რომლებიც მუშაობენ 120-დან 15,000-მდე ბრუნ/წთ სიჩქარეზე.

ჯგუფი 2საშუალო ზომის მანქანები, ნომინალური სიმძლავრით 15 კვტ-დან 300 კვტ-მდე, ან ელექტრო მანქანები, რომელთა ლილვის სიმაღლე 160 მმ-დან 315 მმ-მდეა, საექსპლუატაციო სიჩქარით 120-დან 15 000 ბრ/წთ-მდე.

4.2. ვიბრაციის ლიმიტები ISO 10816-3-ში

შეზღუდვები დამოკიდებულია ფუნდამენტის ტიპზე (მყარი / მოქნილი), რომელსაც იგივე განმარტება აქვს, რაც ნაწილ 1-ში.

ცხრილი 4.1. ვიბრაციის ლიმიტები ISO 10816-3-ის მიხედვით (RMS, მმ/წმ)

მონაცემთა სინთეზი. ISO 10816-1-ისა და ISO 10816-3-ის ცხრილების შედარება აჩვენებს, რომ ISO 10816-3 უფრო მკაცრ მოთხოვნებს აწესებს საშუალო სიმძლავრის მანქანებისთვის (ჯგუფი 2) მყარ საყრდენებზე. ზონის D ზღვარი დადგენილია 4.5 მმ/წმ-ზე, რაც ემთხვევა 1-ლი ნაწილის I კლასის ლიმიტს. ეს ადასტურებს თანამედროვე, უფრო სწრაფი და მსუბუქი აღჭურვილობისთვის უფრო მკაცრი ლიმიტების დაწესების ტენდენციას. როდესაც Balanset-1A-ს იყენებთ 45 კვტ სიმძლავრის ვენტილატორის დიაგნოსტიკისთვის ბეტონის იატაკზე, ყურადღება უნდა გაამახვილოთ ამ ცხრილის "ჯგუფი 2 / მყარი" სვეტზე, სადაც გადაუდებელი ზონაში გადასვლა 4.5 მმ/წმ-ზე ხდება.

4.3. ISO 10816-3-ის დამატებითი მოთხოვნები

ISO 10816-3 ითვალისწინებს მნიშვნელოვან დებულებებს საბაზისო ზონის ლიმიტების მიღმა:

• მიღების ტესტირება: ახლად დამონტაჟებული ან შეკეთებული დანადგარებისთვის ვიბრაცია უნდა იყოს A ზონაში. თუ ის B ზონაში მოხვდება, მიზეზის დასადგენად გამოძიების ჩატარება რეკომენდებულია.
• საოპერაციო განგაშები: სტანდარტი რეკომენდაციას იძლევა ორი საგანგაშო დონის დაწესების შესახებ — "გაფრთხილება" (ALERT) (როგორც წესი, B/C საზღვარზე) და "საშიშროება" (DANGER) (C/D საზღვარზე). მათი იმპლემენტაცია შესაძლებელია უწყვეტი მონიტორინგის სისტემებში.
• გარდამავალი მდგომარეობები: სტანდარტი აღიარებს, რომ ჩართვისა და გამორთვის დროს ვიბრაცია შესაძლოა დროებით გადააჭარბოს სტაციონარული მდგომარეობის ლიმიტებს, განსაკუთრებით კრიტიკული სიჩქარეების (რეზონანსების) გავლისას.
• დაწყვილებული მანქანები: წყვილი აღჭურვილობისთვის (მაგ., ძრავ-ტუმბოების აგრეგატები), თითოეული მანქანა უნდა შეფასდეს ინდივიდუალურად, მისი ჯგუფური კლასიფიკაციის შესაბამისი შეზღუდვების გამოყენებით.

თავი 5. Balanset-1A სისტემის აპარატურული არქიტექტურა

ISO 10816/20816-ის მოთხოვნების განსახორციელებლად, საჭიროა ინსტრუმენტი, რომელიც უზრუნველყოფს ზუსტ და განმეორებად გაზომვებს და შეესაბამება საჭირო სიხშირის დიაპაზონებს. Vibromera-ს მიერ შემუშავებული Balanset-1A სისტემა წარმოადგენს ინტეგრირებულ გადაწყვეტას, რომელიც აერთიანებს ორარხიანი ვიბრაციის ანალიზატორისა და ველის დაბალანსების ინსტრუმენტის ფუნქციებს.

5.1. საზომი არხები და სენსორები

Balanset-1A სისტემას აქვს ორი დამოუკიდებელი ვიბრაციის საზომი არხი (X1 და X2), რაც საშუალებას იძლევა ერთდროული გაზომვები განხორციელდეს ორ წერტილში ან ორ სიბრტყეში.

სენსორის ტიპი. სისტემა იყენებს აქსელერომეტრებს (ვიბრაციის გადამყვანები, რომლებიც ზომავენ აჩქარებას). ეს თანამედროვე ინდუსტრიის სტანდარტია, რადგან აქსელერომეტრები უზრუნველყოფენ მაღალ საიმედოობას, ფართო სიხშირის დიაპაზონს და კარგ წრფივობას.

სიგნალის ინტეგრაცია. რადგან ISO 10816 მოითხოვს ვიბრაციის სიჩქარის (მმ/წმ) შეფასებას, აქსელერომეტრებიდან მიღებული სიგნალი ინტეგრირებულია აპარატურულ ან პროგრამულ უზრუნველყოფაში. ეს სიგნალის დამუშავების კრიტიკული ეტაპია და ანალოგურ-ციფრული გადამყვანის ხარისხი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს.

გაზომვის დიაპაზონი. ინსტრუმენტი ზომავს ვიბრაციის სიჩქარეს (RMS) 0.05-დან 100 მმ/წმ-მდე დიაპაზონში. ეს დიაპაზონი სრულად ფარავს ISO 10816-ის შეფასების ყველა ზონას (A ზონიდან < 0.71-დან D ზონამდე > 45 მმ/წმ უდიდესი მანქანებისთვის).

5.2. სიხშირის მახასიათებლები და სიზუსტე

Balanset-1A-ს მეტროლოგიური მახასიათებლები სრულად შეესაბამება სტანდარტის მოთხოვნებს.

სიხშირის დიაპაზონი. ინსტრუმენტის საბაზისო ვერსია მუშაობს 5 ჰც-დან 550 ჰც-მდე დიაპაზონში. 5 ჰც-ის (300 ბრ/წთ) ქვედა ზღვარი 10 ჰც-იან სტანდარტულ ISO 10816 მოთხოვნასაც კი აღემატება და უზრუნველყოფს დაბალი სიჩქარის მქონე მანქანების დიაგნოსტიკას. ზედა ზღვარი 550 ჰც ფარავს მე-11 ჰარმონიკამდე 3000 ბრ/წთ (50 ჰც) მბრუნავი სიხშირის მქონე მანქანებისთვის, რაც საკმარისია დისბალანსის (1×), არასწორი განლაგების (2×, 3×) და მოშვებულობის გამოსავლენად. სურვილისამებრ, სიხშირული დიაპაზონის გაფართოება შესაძლებელია 1000 ჰც-მდე, რითაც სრულად იფარება ყველა სტანდარტული მოთხოვნა.

ამპლიტუდის სიზუსტე. ამპლიტუდის გაზომვის სიზუსტის შეცდომა სრული მასშტაბის ±5%-ს შეადგენს. საოპერაციო მონიტორინგის ამოცანებისთვის, სადაც ზონების საზღვრები ასობით პროცენტით განსხვავდება, ეს სიზუსტე სავსებით საკმარისია.

ფაზის სიზუსტე. ინსტრუმენტი ზომავს ფაზის კუთხეს ±1 გრადუსის სიზუსტით. მიუხედავად იმისა, რომ ფაზა არ რეგულირდება ISO 10816-ით, ის კრიტიკულად მნიშვნელოვანია დაბალანსების პროცედურისთვის.

5.3. ტაქომეტრის არხი

კომპლექტში შედის ლაზერული ტახომეტრი (ოპტიკური სენსორი), რომელიც ორი ფუნქციის შესრულებას უზრუნველყოფს: ზომავს როტორის სიჩქარეს (ბრტყელწუთში) 150-დან 60 000 ბრტყ/წთ-მდე (ზოგიერთ ვერსიაში 100 000 ბრტყ/წთ-მდე), რაც იძლევა შესაძლებლობას, დადგინდეს, არის თუ არა ვიბრაცია სინქრონული ბრუნვის სიხშირესთან (1×) ან ასინქრონული; და გენერირებს საორიენტაციო ფაზის სიგნალს (ფაზის ნიშანს) სინქრონული საშუალოს გამოსათვლელად და ბალანსირების დროს გამოსასწორებელი მასის კუთხეების გამოსათვლელად.

5.4. კავშირები და განლაგება

სტანდარტული კომპლექტი მოიცავს 4 მეტრის სიგრძის სენსორის კაბელებს (სურვილისამებრ 10 მეტრი). ეს ზრდის უსაფრთხოებას ადგილზე გაზომვების დროს. გრძელი კაბელები ოპერატორს საშუალებას აძლევს, უსაფრთხო მანძილზე იყოს მბრუნავი მანქანის ნაწილებისგან, რაც აკმაყოფილებს მბრუნავ აღჭურვილობით მუშაობის სამრეწველო უსაფრთხოების მოთხოვნებს.

ცხრილი 5.1. Balanset-1A-ს ძირითადი სპეციფიკაციები ISO 10816-ის მოთხოვნებთან შედარებით

თავი 6. საზომი მეთოდოლოგია და ISO 10816-ის შეფასება Balanset-1A-ს გამოყენებით

6.1. გაზომვებისთვის მომზადება

ამოიცანით მანქანა. გაარკვიეთ მანქანის კლასი ან ჯგუფი (ამ ანგარიშის მე-2 და მე-4 თავების შესაბამისად). მაგალითად, "45 კვტ-იანი ვენტილატორი ვიბრაციული იზოლატორებზე" მიეკუთვნება მე-2 ჯგუფს (ISO 10816-3) მოქნილი ფუძით.

პროგრამული უზრუნველყოფის ინსტალაცია. დააინსტალირეთ Balanset-1A-ს დრაივერები და პროგრამული უზრუნველყოფა თანდართული USB დისკიდან. შეაერთეთ ინტერფეისის ბლოკი ლეპტოპის USB პორტთან.

დაამონტაჟეთ სენსორები. დაამონტაჟეთ სენსორები საკისრის კორპუსებზე და არა თხელ თავსახურებზე, დამცავებზე ან ლითონის ფურცლებისგან დამზადებულ კორპუსებზე. გამოიყენეთ მაგნიტური ფუძეები და დარწმუნდით, რომ მაგნიტი მყარად დგას სუფთა, ბრტყელ ზედაპირზე. მაგნიტის ქვეშ არსებული საღებავი ან ჟანგი მუშაობს ამომრთველად და ამცირებს მაღალი სიხშირის მაჩვენებლებს. დაიცავით ორთოგონალურობა: თითოეულ საკისარზე გააკეთეთ გაზომვები ვერტიკალურ (V), ჰორიზონტალურ (H) და ღერძულ (A) მიმართულებებში. Balanset-1A-ს აქვს ორი არხი, ასე რომ, შეგიძლიათ ერთ საყრდენზე ერთდროულად გაზომოთ ვერტიკალური (V) და ჰორიზონტალური (H) მიმართულებები.

6.2. ვიბრომეტრის რეჟიმი (F5)

პროგრამა Balanset-1A-ს აქვს ISO 10816-ის შეფასების სპეციალური რეჟიმი. გაუშვით პროგრამა, დააჭირეთ F5-ს (ან დააწკაპუნეთ ინტერფეისში ღილაკზე "F5 - ვიბრომეტრი"), შემდეგ დააჭირეთ F9-ს (გაშვება) მონაცემთა შეგროვების დასაწყებად.

მაჩვენებლების ანალიზი:

• RMS (საერთო)ინსტრუმენტი აჩვენებს ვიბრაციის მთლიან რმს-სიჩქარეს (V1s, V2s). ეს არის მაჩვენებელი, რომელსაც ადარებთ სტანდარტით დადგენილ ცხრილურ ლიმიტებს.
• 1× ვიბრაცია: ინსტრუმენტი იღებს ვიბრაციის ამპლიტუდას ბრუნვის სიხშირეზე (სინქრონული კომპონენტი).

თუ RMS მნიშვნელობა მაღალია (ზონა C/D), მაგრამ 1× კომპონენტი დაბალია, პრობლემა დისბალანსი არ არის. ეს შეიძლება იყოს საკისრის ხარვეზი, კავიტაცია (ტუმბოს შემთხვევაში) ან ელექტრომაგნიტური პრობლემები. თუ RMS 1×-ის მნიშვნელობასთან ახლოსაა (მაგალითად, RMS = 10 მმ/წმ, 1× = 9.8 მმ/წმ), დომინირებს დისბალანსი და დაბალანსება ვიბრაციას დაახლოებით 95%-ით შეამცირებს.

6.3. სპექტრალური ანალიზი (FFT)

თუ საერთო ვიბრაცია აჭარბებს ლიმიტს (ზონა C ან D), თქვენ უნდა დაადგინოთ მიზეზი. F5 რეჟიმი მოიცავს "გრაფიკების" ჩანართს FFT სპექტრის ჩვენებით.

• 1×-ზე (ბრუნვის სიხშირე) დომინანტური პიკი მიუთითებს დისბალანსზე.
• 2×, 3×-ზე პიკები მიუთითებს არასწორ განლაგებაზე ან მოშვებულობაზე.
• მაღალი სიხშირის "ხმაური" ან ჰარმონიკების ჯუნგლები ბრუნვის საკისრის დეფექტებზე მიუთითებს.
• ფრთების გავლის სიხშირე (ფრთების რაოდენობა × rpm) მიუთითებს ვენტილატორში აეროდინამიკურ პრობლემებზე ან ტუმბოში ჰიდრავლიკურ პრობლემებზე.
• ხაზის სიხშირის ორმაგი (100 ჰც ან 120 ჰც) მიუთითებს ელექტროძრავებში ელექტრულ ხარვეზებზე (სტატორის ცენტრირების დარღვევა, როტორის ძელების გაწყვეტა).

Balanset-1A უზრუნველყოფს ამ ვიზუალიზაციებს, რაც მას უბრალო "შესაბამისობის საზომიდან" სრულფასოვან დიაგნოსტიკურ ინსტრუმენტად აქცევს.

6.4. საზომი წერტილები და მიმართულებები

ISO 10816-1 რეკომენდაციას იძლევა თითოეულ საკისარზე ვიბრაციის გაზომვა სამ, ერთმანეთის პერპენდიკულარულ მიმართულებაში. ტიპური, ორი საკისრიანი მანქანისთვის, ეს ნიშნავს ექვსამდე საზომი წერტილის გამოყენებას (3 მიმართულება × 2 საკისარი). პრაქტიკაში, ყველაზე მნიშვნელოვანი გაზომვებია:

• ვერტიკალური (V): ყველაზე მგრძნობიარეა დისბალანსის მიმართ. როგორც წესი, იძლევა ყველაზე მაღალ მაჩვენებლებს, რადგან საკისრებს ვერტიკალური მიმართულებით ნაკლები სიმყარე აქვთ.
• ჰორიზონტალური (H): მგრძნობიარეა არასწორი განლაგებისა და მოშვების მიმართ. ჰორიზონტალური ვიბრაცია, რომელიც მნიშვნელოვნად აღემატება ვერტიკალურ ვიბრაციას, ხშირად მიუთითებს ფუძის მოშვებულობაზე ან მოშვებულ ჭანჭიკებზე.
• ღერძული (A): გაზრდილი ღერძული ვიბრაცია (რადიალური ვიბრაციის 50%-ზე მეტი) მიუთითებს არასწორ განლაგებაზე, მოხრილ ლილვზე ან არაბალანსირებულ, გადაკიდულ როტორზე.

ყველა საზომი წერტილისა და მიმართულების შემთხვევაში, როგორც წესი, გამოიყენება ყველაზე მაღალი მაჩვენებელი ISO 10816-ის შეფასებისთვის. ყოველთვის აღრიცხეთ ყველა გაზომვა ტენდენციების ანალიზისთვის.

თავი 7. ბალანსირება, როგორც კორექციის მეთოდი: Balanset-1A-ს პრაქტიკული გამოყენება

როდესაც დიაგნოსტიკა (სპექტრში 1× დომინირებაზე დაფუძნებული) უბალანსობას ISO 10816-ის ლიმიტის გადაჭარბების მთავარ მიზეზად მიუთითებს, შემდეგი ნაბიჯი დაბალანსებაა. Balanset-1A იყენებს გავლენის კოეფიციენტების მეთოდს (სამგზის გაშვების მეთოდი).

7.1. ბალანსირების თეორია

დისბალანსი წარმოიქმნება, როდესაც როტორის მასის ცენტრი არ ემთხვევა მის ბრუნვის ღერძს. ეს იწვევს ცენტრფუგალურ ძალას. F = m · r · ω² რომელიც ბრუნვის სიხშირეზე ვიბრაციას წარმოქმნის. დაბალანსების მიზანია ისეთი კორექტირების მასის (წონის) დამატება, რომელიც დისბალანსის ძალის სიდიდით ტოლ და მიმართულების საპირისპირო ძალას წარმოქმნის.

7.2. ერთსიბრტყიანი დაბალანსების პროცედურა

გამოიყენეთ ეს პროცედურა ვიწრო როტორებისთვის (მაგ: ვენტილატორები, ბლოკები, დისკები). პროგრამაში აირჩიეთ F2 რეჟიმი.

გაშვება 0 — საწყისი: როტორის ამუშავების შემდეგ, დააჭირეთ F9-ს. ინსტრუმენტი ზომავს საწყის ვიბრაციას (ამპლიტუდასა და ფაზას). მაგალითად: 8.5 მმ/წმ 120°-ზე.

გაშვება 1 — საცდელი წონა: შეაჩერეთ როტორი, დაამაგრეთ ცნობილი მასის საცდელი წონა (მაგალითად, 10 გ) ნებისმიერ ადგილას. აამუშავეთ როტორი, დააჭირეთ F9-ს. მაგალითი: 5.2 მმ/წმ 160°-ზე.

გათვლა და კორექცია: პროგრამა ავტომატურად ითვლის საკორექციო წონის მასასა და კუთხეს. მაგალითად, ინსტრუმენტი შეიძლება გასცეს მითითებას: "დაამატეთ 15 გრამი 45°-იანი კუთხით საცდელი წონის პოზიციიდან". Balanset-ის ფუნქციებს აქვთ გაყოფილი წონების მხარდაჭერა: თუ ვერ განათავსებთ წონას გამოთვლილ ადგილას, პროგრამა მას ყოფს ორ წონად, მაგალითად, ვენტილატორის ფრთებზე დასამონტაჟებლად.

გაშვება 2 — გადამოწმება: დაამონტაჟეთ გამოთვლილი საკორექციო წონა (საჭიროების შემთხვევაში მოხსენით საცდელი წონა). აამუშავეთ როტორი და დარწმუნდით, რომ ნარჩენი ვიბრაცია დაეცა A ან B ზონაში ISO 10816-ის მიხედვით (მაგალითად, 2.8 მმ/წმ-ზე ნაკლები მე-2 ჯგუფისთვის / მყარი).

7.3. ორსიბრტყიანი დაბალანსება

გრძელი როტორები (ლილვები, სამსხვრევი ბარაბნები) საჭიროებენ დინამიურ დაბალანსებას ორ კორექციის სიბრტყეში. პროცედურა მსგავსია, მაგრამ მოითხოვს ორ ვიბრაციის სენსორს (X1, X2) და სამ გაშვებას (საწყისი, საცდელი წონა 1 სიბრტყეში, საცდელი წონა 2 სიბრტყეში). ამ პროცედურისთვის გამოიყენეთ F3 რეჟიმი.

თავი 8. პრაქტიკული სცენარები და ინტერპრეტაცია (ქეის-სტუდიები)

თავი 9. ურთიერთკავშირი ვიბრაციის პარამეტრებს შორის: გადაადგილება, სიჩქარე, აჩქარება

სამი ვიბრაციული პარამეტრის მატემატიკური კავშირის გააზრება მნიშვნელოვანია მათ შორის გადაყვანისთვის და იმის გასაგებად, თუ რატომ შეარჩია ISO 10816-მა სიჩქარე, როგორც თავისი მთავარი მეტრიკა.

მარტივი ჰარმონიული მოძრაობისთვის სიხშირეზე ვ (ჰც):

• გადაადგილება: D = D₀ · sin(2πft), გაზომილია µm-ში (პიკური ან პიკიდან-პიკამდე)
• სიჩქარე: V = 2πf · D₀ · cos(2πft), გაზომილია მმ/წმ-ში
• აჩქარება: A = (2πf)² · D₀ · sin(2πft), გაზომილი m/s²-ში

ძირითადი კავშირები (სიხშირეზე პიკური მნიშვნელობებისთვის) ვ):

• ვ_პიკი (მმ/წმ) = π · f · D_pp (მიკრომეტრი) / 1000
• ა_პიკი (მ/წ²) = 2πf · V_პიკი (მმ/წმ) / 1000

ეს ხსნის, თუ რატომ დომინირებს გადაადგილება დაბალ სიხშირეზე, აჩქარება კი — მაღალ სიხშირეზე, მაშინ როდესაც სიჩქარე უზრუნველყოფს ვიბრაციის ინტენსივობის შედარებით თანაბარ (სიხშირეზე დამოუკიდებელ) წარმოდგენას დანადგარის ტიპური მუშაობის სიჩქარის დიაპაზონში. მუდმივი სიჩქარის მაჩვენებელი წარმოადგენს სტრუქტურაში მუდმივ დაძაბულობას სიხშირის მიუხედავად — ეს არის ფუნდამენტური მიზეზი, რის გამოც ISO 10816 სიჩქარეს იყენებს.

ცხრილი 9.1. პრაქტიკული კონვერსიის მაგალითები 50 ჰც-ზე (3000 ბრ/წთ)

თავი 10. გაზომვის გავრცელებული შეცდომები და მათი თავიდან აცილების გზები

სწორად კალიბრირებული ინსტრუმენტის, როგორიცაა Balanset-1A-ს შემთხვევაშიც კი, გაზომვის შეცდომებმა შეიძლება არასწორი დასკვნებისკენ მიგვიყვანოს. აი, ყველაზე გავრცელებული ხარვეზები:

10.1. სენსორის მონტაჟის შეცდომები

პრობლემა: სენსორი დამონტაჟებულია დამცავზე, თხელ საფარზე ან მოდუნებულ კონსტრუქციაზე და არა საკისრის კორპუსზე. ეს იწვევს ცრუ მაღალ მაჩვენებლებს საფარის სტრუქტურული რეზონანსების გამო, რაც განაპირობებს არასაჭირო გათიშვებს.

გადაწყვეტა: ყოველთვის დაამაგრეთ პირდაპირ საკისრის კორპუსზე. გამოიყენეთ მაგნიტური სამაგრი სუფთა, ბრტყელ, მეტალის ზედაპირზე. ზედაპირების შემთხვევაში, სადაც საღებავის სისქე 0.1 მმ-ზე მეტია, გაფხიკეთ მცირე მონაკვეთი მეტალის შიშველ ფენამდე.

10.2. მანქანის არასწორი კლასიფიკაცია

პრობლემა: 200 კვტ-იან კომპრესორზე I კლასის ლიმიტების გამოყენება (რომელიც ISO 10816-3-ის მიხედვით მე-2 ჯგუფს უნდა განეკუთვნებოდეს) იწვევს ნაადრევ სიგნალებს.

გადაწყვეტა: სტანდარტისა და ჯგუფის შერჩევამდე ყოველთვის განსაზღვრეთ მანქანის სიმძლავრე, სიჩქარე და საძირკვლის ტიპი.

10.3. საექსპლუატაციო პირობების უგულებელყოფა

პრობლემა: ვიბრაციის გაზომვა ჩართვისას ან ნაწილობრივი დატვირთვისას. ISO 10816-ის შეზღუდვები ვრცელდება სტაციონარულ მუშაობაზე ნორმალურ საექსპლუატაციო პირობებში.

გადაწყვეტა: დააცადეთ დანადგარს მიაღწიოს თერმულ წონასწორობასა და ნორმალურ სამუშაო სიჩქარეს/დატვირთვას გაზომვების ჩაწერამდე. ელექტროძრავების შემთხვევაში, ეს, როგორც წესი, ნიშნავს მუშაობის მინიმუმ 15 წუთს.

10.4. კაბელური და ელექტრული ხმაური

პრობლემა: ძალოვანი კაბელების პარალელურად სენსორული კაბელების გაყვანა იწვევს ელექტრომაგნიტურ ჩარევას, რაც განაპირობებს ხელოვნურად გაზრდილ მაჩვენებლებს, განსაკუთრებით 50/60 ჰც-სა და ჰარმონიკების დიაპაზონში.

გადაწყვეტა: გაატარეთ სენსორული კაბელები ელექტრო კაბელებისგან მოშორებით. სადაც შესაძლებელია, გამოიყენეთ ეკრანირებული კაბელები. Balanset-1A-ს კაბელები კონსტრუქციულად ეკრანირებულია, მაგრამ მათი სწორად გაყვანა მაინც მნიშვნელოვანია.

10.5. ერთწერტილოვანი გაზომვები

პრობლემა: მხოლოდ ერთი მიმართულებით, ერთ საკისარზე გაზომვა და დასკვნის გამოტანა: "მექანიზმი რიგზეა".

გადაწყვეტა: თითოეულ მიმართულებაზე გაზომეთ სულ მცირე ორ მიმართულებაში (V და H). ISO 10816-ის შეფასებისთვის გამოიყენეთ უმაღლესი მაჩვენებელი. მიმართულებებს შორის მნიშვნელოვანმა განსხვავებამ შეიძლება მიუთითოს კონკრეტულ დეფექტებზე (მაგ., ჰორიზონტალური მაჩვენებელი ვერტიკალურზე მაღალი ხშირად სტრუქტურულ მოშვებულობაზე მიუთითებს).

ხშირად დასმული კითხვები (FAQ)

დასკვნა

ISO 10816-1 და მისი სპეციალიზებული მე-3 ნაწილი წარმოადგენს ინდუსტრიული აღჭურვილობის საიმედოობის უზრუნველყოფის ფუნდამენტურ საფუძველს. ვიბრაციის სიჩქარის (საშუალო კვადრატული ფესვი, მმ/წმ) სუბიექტური აღქმიდან რაოდენობრივ შეფასებაზე გადასვლა ინჟინრებს საშუალებას აძლევს, ობიექტურად შეაფასონ დანადგარის მდგომარეობა და დაგეგმონ ტექნიკური მომსახურება არა თვითნებური გრაფიკის, არამედ რეალური მონაცემების საფუძველზე.

ოთხზონიანი შეფასების სისტემა (A-დან D-მდე) წარმოადგენს უნივერსალურად გასაგებ ენას მანქანის მდგომარეობის შესახებ ინფორმაციის გადასაცემად ტექნიკური მომსახურების გუნდებს, მენეჯმენტსა და მოწყობილობების მომწოდებლებს შორის. სპექტრალურ ანალიზთან ერთად გამოყენებისას, ეს მეთოდოლოგია შესაძლებელს ხდის არა მხოლოდ პრობლემების აღმოჩენას, არამედ მათი ძირეული მიზეზების — დისბალანსის, არასწორი განლაგების, საკისრის ცვეთის, მოშვებულობისა და ელექტრული ხარვეზების — იდენტიფიცირებასაც.

ამ სტანდარტების ინსტრუმენტულმა დანერგვამ Balanset-1A სისტემით ეფექტიანობა დაამტკიცა. ინსტრუმენტი უზრუნველყოფს მეტროლოგიურად ზუსტ გაზომვებს 5–1000 Hz დიაპაზონში (სრულად ფარავს სტანდარტის მოთხოვნებს დანადგარების უმეტესობისთვის) და სთავაზობს იმ ფუნქციონალს, რომელიც საჭიროა მომატებული ვიბრაციის მიზეზების გამოსავლენად (სპექტრული ანალიზი) და მათ აღმოსაფხვრელად (დაბალანსება).

ოპერაციული კომპანიებისთვის, ISO 10816 მეთოდოლოგიისა და ისეთი ინსტრუმენტების საფუძველზე რეგულარული მონიტორინგის განხორციელება, როგორიცაა Balanset-1A, პირდაპირი ინვესტიციაა საოპერაციო ხარჯების შემცირებაში. B ზონისა და C ზონის განსხვავების შესაძლებლობა ხელს უწყობს როგორც ჯანმრთელი დანადგარების ნაადრევი შეკეთების, ასევე კრიტიკული ვიბრაციის დონის იგნორირებით გამოწვეული კატასტროფული ავარიების თავიდან აცილებას.

ანგარიშის დასასრული