ISO 10816-1 Стандарты және Balanset-1A Жүйесін Пайдаланып Вибрациялық Диагностиканың Құралдық Іс-әрекеті
Халықаралық вибрациялық ауырлық талаптарының, аймақ жіктеме әдістемесінің және қоршеген балансты аппаратты пайдаланып практикалық өлшемелердің кешенді талдамасы.
Жылдам Сілтеме: Вибрациялық Ауырлық — ISO 10816-1 (Қосымша B)
| Zone | Class I Ұсақ машиналар ≤15 кВт |
Class II Орталық 15–75 кВт |
Class III Ірі, қатты негіз |
Class IV Ірі, икемді негіз |
|---|---|---|---|---|
| A — Good | < 0.71 | < 1.12 | < 1.80 | < 2.80 |
| B — Қанағаттанарлық | 0.71 – 1.80 | 1.12 – 2.80 | 1.80 – 4.50 | 2.80 – 7.10 |
| C — Қанағаттанарсыз | 1.80 – 4.50 | 2.80 – 7.10 | 4.50 – 11.20 | 7.10 – 18.00 |
| D — Қабылдамайтын | > 4.50 | > 7.10 | > 11.20 | > 18.00 |
Жылдам анықтама: Вибрация қарқындығы — ISO 10816-3 (Өндіріс машиналары)
| Zone | 1-топ (>300 кВт) Қатты негіз |
1-топ (>300 кВт) Икемді негіз |
2-топ (15–300 кВт) Қатты негіз |
2-топ (15–300 кВт) Икемді негіз |
|---|---|---|---|---|
| A — Good | < 2.3 | < 3.5 | < 1.4 | < 2.3 |
| B — Қанағаттанарлық | 2.3 – 4.5 | 3.5 – 7.1 | 1.4 – 2.8 | 2.3 – 4.5 |
| C — Қанағаттанарсыз | 4.5 – 7.1 | 7.1 – 11.0 | 2.8 – 4.5 | 4.5 – 7.1 |
| D — Қабылдамайтын | > 7.1 | > 11.0 | > 4.5 | > 7.1 |
Abstract
Бұл есім ISO 10816-1 және оның туындау стандарттарында анықталған өндірістік жабдықтардың вибрация жағдайына қатысты халықаралық реттеу талаптарының кешенді талдамасын ұсынады. Құжат ISO 2372-ден қазіргі ISO 20816-ға дейінгі стандартталудың даму процесін қарастырады, өлшеген параметрлердің физикалық мағынасын түсіндіреді және вибрация жағдайларының ауырлығын бағалау әдістемесін сипаттайды. Taңсық назар портативті балансирлау және диагностика жүйесі Balanset-1A пайдалана отырып осы ережелерді практикалық қолданусына аударылады. Есім құралдың техникалық сипаттамаларының егіске сипаттамасын, виброметр және балансирлау режимдеріндегі оның операциялау алгоритмдерін және айналмалы машиналық аппаттарының сенімділігі және қауіпсіздік критерийлеріне сәйкестігін қамтамасыз ету үшін өлшемдерді орындау бойынша әдіс-тәсілге сағындағы құрылымдарды қамтиды.
1-тарау. Вибрация диагностикасының теориялық негіздері және стандартталудың эволюциясы
1.1. Вибрацияның физикалық табиғаты және өлшеу параметрлерінің таңдалуы
Вибрация диагностикалық параметр ретінде механикалық жүйенің динамикалық жағдайының ең ақпараттық индикаторы болып табылады. Температура немесе қысымнан өзгеше, олар интегралды индикаторлар және жиі ақауларға кешіктіме реакция көрсетеді, вибрация сигналы механизмге іс жүргіздеген күштер туралы нақты уақыт ішінде ақпаратты өтемек болады.
ISO 10816-1 стандарты өзінің алдындағыларының сияқты, вибрация жылдамдығын өлшеуге негізделеді. Бұл таңдау кездейтіндік емес және зияндың энергиялық табиғатынан шығады. Вибрация жылдамдығы құрылымдалған массаның кинетикалық энергиясына және машина бөлшектеріндегі туындайтын ысаныштық стресстеріне түсінік пропорционал.
Вибрация диагностикасы үш негізгі параметрлерді пайдаланады, олардың әрқайсысының өз қолдану саласы бар:
Вибрация орын ауыстыруы (ші): Микрометр (µm) арқылы өлшеген тербеліс амплитудасы. Бұл параметр төмен жылдамдықты машиналар (600 об/мин төмен) және сақтауыш институтында зақымдарды бағалау үшін өте маңызды, мұнда ротордың статор байланысын болдырмау маңызды. ISO 10816-1 контексінде орын ауыстыру шектеулі пайдалануға ие, себебі жоғары жиіліктерде кішіпеде орын ауыстырулар деструктивті күштерді құрай алады.
Вибрация жылдамдығы (Жылдамдық): Жер нүктесінің жылдамдығы секундына миллиметр (мм/с) арқылы өлшеген. Бұл негізгі механикалық ақаулық диапазоны 10-тен 1000 Гц-ге дейін ауқымды универсалды параметр: теңсіз, қатаңдыту және босаулық. ISO 10816 вибрация жылдамдығын негізгі бағалау критерийі ретінде қабылдайды. Стандарт вибрацияның орташа энергиясын сипаттайтын RMS (квадраттық орта) мәнін көрсетеді.
Вибрация үдеуі (Үдеу): Вибрация жылдамдығының өзгеру қарқыны секундына метр квадрат (м/с²) немесе g бірліктер (1 g = 9.81 м/с²) арқылы өлшеген. Үдеу инерциялық күштерді сипаттайды және жоғары жиіліктік процестерге (1000 Гц-тен жоғары) ең сезімтал, мысалы дөңгелекті біліктік ақаулықтарының ер кезіндегі сатысы, тісті қатысулық мәселелері және электр қозғалтықтарындағы істі қателік.
Why RMS? ISO 10816-1 10–1000 Гц ауқымындағы кең жолақты вибрацияға назар көтеген. Құрылғы осы диапазон ішіндегі барлық тербеліс энергиясын біріктіруі және жалғыз RMS мәнін шығаруы тиіс. RMS құндықтық мәнінің орнына пайдалану ауырсынамаңыз, себебі RMS уақыт бойынша түрлі әрекеттің бүтін құ дарын сипаттайды, бұл механизмдің өндіктік және ысаныштық әсеріне қатысты маңызды. Математикалық байланыс: VRMS = Vpeak / √2 тек синусоидалды сигналына үшін, бірақ іс жүргіліктінде нақты орын вибрациясы көптеген жиілік сыну болып табылады, RMS-ді ғана дұрыс энергия метрикасы жасайды.
1.2. Тарихи байланыс: ISO 2372-ден ISO 20816-ға
Қазіргі талаптарды түсіну олардың тарихи даму процесін талдау қажет. Вибрация стандарттарының эволюциясы елу жылдан асқан уақыт ету салады:
Бұл есеп ISO 10816-1 және ISO 10816-3-ке назар аударады, себебі бұл құжаттар Balanset-1A сияқты портативті аспаптарымен диагностикаленген өндіріс жабдығының шамамен 90%-ының негізгі іс құралдары болып табылады.
2-тарау. ISO 10816-1 әдістемесінің詳細анализі
2.1. Ауырықтық облыс және шектеулер
ISO 10816-1 машиналардың айналмайтын бөліктеріндегі (подшипник орындарына, табандарына, қолдау құрылымдарына) өлшенген вибрациялық өлшемелерге қолданылады. Стандарт акустикалық шыңды тудырған вибрациялық өлшемелерге қолданылмайды және айнымалы машиналарды (ISO 10816-6 ыстағы өндіріс принципіне байланысты нақты инерциялық күштерді туындатады) қоспайды.
Критикалық аспект болмаса да, стандарт орын бойынша өлшемелерді реттейді — нақты жұмыс істеу шарттарында, тек сынау стендісінде емес. Бұл шектік мәндердің нақты негіз, құбыр байланыстарының және жүктеу жағдайларының әсерін есептіген екенін білдіреді.
Негізгі шектеулер: ISO 10816-1 ұсынады жалпы бағдарламалар ғана. Оның В қосымшасындағы аймақтық шектік мәндері жинақталған тәжірибеге негіздеген ұсынықты мәндер. Өндіруші арнайы вибрациялық шектік мәндері бар болса, олар басым болады. Стандарт нақты критерийлері болмаған жағдайларға арналған кестеге түсірілген мәндер арзынамасын айтады.
2.2. Жабдықтарды классификациялау
Методологияның басты элементі барлық машиналарды сыныптарға бөлу болып табылады. Class IV шектеулерін Class I машинасына қолдану инженерге қауіпті ағдайды пайда болуын пропустыруына әкелуі мүмкін, ал керісінше дөрес жұмыс істейтін құрылғылардың сақталмаса тоқтатуына әкелуі мүмкін.
Кесте 2.1. ISO 10816-1 бойынша машиналарды классификациялау
| Class | Сипаттама | Типтік машиналар | Негіздің түрі |
|---|---|---|---|
| Class I | Агрегатпен құрылымды байланысты қозғалмалы бөліктердің жеке бөлімдері. Қарапайым машиналар. | 15 кВ дейінгі электр қозғалтқыштары. Қарапайым сорттарғыштар, көмекші айдалатындар. | Кез келген |
| Class II | Ерекше негіздерсіз орта өлшемді машиналар. | 15–75 кВ электр қозғалтқыштары. Қатты негіздегі 300 кВ дейінгі қозғалтқыштары. Сорттарғыштар, желдеткіштер. | Usually rigid |
| Class III | Негіздеу жүйелерінің қозғалмалы массасы бар басты қозғалтқыштары және басқа ірі машиналары. | Турбиналар, генераторлар, жоғары қуатты сорттарғыштар (>75 кВ). | Rigid |
| Class IV | Негіздеу жүйелерінің қозғалмалы массасы бар басты қозғалтқыштары және басқа ірі машиналары. | Турбогенераторлар, газ турбиналары (>10 МВт). | Flexible |
Негіздің түрін анықтаудың мәселесі (Қатты немесе Икемді)
Стандарт негіздің табиғи жиілігі негіздің үстіндегі "машина–негіз" жүйесінің негіздеу жиілігінен (айналмалы жиілік) жоғары болса, негіздік қатты деп анықтайды. Негіз икемді болса, оның табиғи жиілігі айналмалы жиіліктен төмен болады.
Іс жүзінде бұл білдіреді:
- Ірі бетон цех еденіне болтамалы машина әдетте қатты негіздер сыныпына жатады.
- Дірілдеу оқшауласы (пружиналар, резина прокладкалары) немесе жеңіл болат каркасының (мысалы, жоғарғы деңгейлі құрылым) бөлігіне орнатылған машина икемді негіз сыныпына жатады.
- Бір аналогты машина басқа негіздіге ауысқанда класты өзгерте алады — бұл құрылғыларды ығыстырған кезде есте ұстаған маңызды.
Қарапайым қателік: Көптеген инженерлер кез келген болат құрылымын "қатты" деп сенеді. Іс жүзінде, болат мезонинде орнатылған машина әдетте икемді ұстау ұстағанына ие болады, өйткені мезонинің табиғи жиілігі машинаның жүргітіп құрметтеу жиіліктен төмен болады. Негіз құрылымының табиғи жиілігін тексеру арқылы әрқашан тексеріңіз.
2.3. Дірілдеу бағалау аймақтары
Екі нүктелі "жақсы/жаман" бағалау орнына стандарт төрт аймақты шкала ұсынады, ол жағдайға сәйкес техническое обслуживание қолдайды:
Zone A — Good
Жаңа іске қосылған машиналардың немесе негіз ремонттан кейінгі вибрация деңгейі. Бұл сілкінісінің балансының қалыпты динамикалық шынайы және орнықтысының орнықты көрсеткіші болса жатқан анықталған жағдаят.
B аймақ — Қанағаттанарлық
Машиналар ұзақ мерзімді құрылымсыз пайдалануға жарамды. Вибрация деңгейі идеалдан жоғары, бірақ сенімділігіне қатер төндірмейді. Әрекет қажет емес.
С аймақ — Қанағаттанарсыз
Машиналар ұзақ мерзімді үздіксіз пайдалануға жарамсыз. Подшипниктің және мөлдіктің ынамсыз деградациясы. Келесі техническое обслуживание уақытына дейін арттырылған мониторинг бойынша шектеген уақытқа пайдалану.
D аймақ — Қабылдамайтын
Машина ақауға әкеп түсетіндей вибрация деңгейлері. Бірден сөндіруді талап ету. Пайдалануды жалғастыру машинаның ауырлықта зақымдалуына, қауіпсіздік қатеріне және іргелес жүйелерге біліңіз зиянына ҳитирелі.
2.4. Вибрация шектеу мәндері
Төменде кестеде RMS вибрация жылдамдығының (мм/с) шектеу мәндері, ISO 10816-1 Қосымшасы B-ге сәйкес. Бұл мәндер эмпирикалық және өндіруші техникалық сипаттамалары қол жеткіз болмаса ұсынымдарын болып табылады.
Кесте 2.2. Аймақ шекара мәндері (ISO 10816-1 Қосымшасы B)
| Zone Boundary | Class I (mm/s) | II класс (мм/с) | III класс (мм/с) | IV класс (мм/с) |
|---|---|---|---|---|
| A / B | 0.71 | 1.12 | 1.80 | 2.80 |
| B / C | 1.80 | 2.80 | 4.50 | 7.10 |
| C / D | 4.50 | 7.10 | 11.20 | 18.00 |
Визуалдық салыстыру: машина сыныбы бойынша аймақ шекараларын
Аналитикалық түсіндіру. 4,5 мм/с мәнін ойлау. Кіші машиналар үшін (I класс) бұл төтенше жағдайдың шекарасы (С/D) болып табылады, ол сөндіруді талап ету. Орталық машиналары үшін (II класс) бұл "назар салу қажет" аймағының ортасы. Қатты негіз бойында ірі машиналар үшін (III класс) бұл тек "қанағаттанарлық" және "қанағаттанарсыз" аймақтарының арасындағы шекара. Икемді негіз бойында машиналар үшін (IV класс) бұл қалыпты пайдалану вибрасиясы деңгейі (B аймақ). Бұл прогрессия дұрыс сыныфтандырусыз (параллелдерінсіз) ақ сыналарды қолдануды құзырықты көрсетеді.
2.5. Екі баға ерекшелік: Абсолютті мән vs. Салыстырмалы өзгеріс
ISO 10816-1 екі тәуелсіз бағалау критерийін анықтайды, оларды бір уақытта қолдану керек:
І критерий — Вибрациясының амплитудасы: Абсолюттік өндіктік RMS вибрация жылдамдығы аймақ шегілері сыртында салыстырғанда. Бұл жоғарыда кестелерде сипатталған негізгі критерий.
ІІ критерий — Вибрацияның өзгеруі: Белгіленген базалық деңгейге қарағанда вибрация деңгейінің айтарлықтай өзгеруі (ұлғайып немесе төмендеп). Егер машина В аймағында болса да, вибрация деңгейінің 25%-дан артық төтеп болуы дамушы ақауды көрсете алады. Керісінше, өтінішті төмендеу муфтаның істен шығуын немесе компонент сынуын көрсете алады.
Practical tip: Пуск кезінде немесе техникалық қызмет көрсеткеннен кейін әрқашан базалық вибрация деңгейлерін жазыңыз. Вибрация деректерін ынамдау бір ғана өлшеуге қарағанда өте құнды. Balanset-1A бағдарламасы өлшеу нәтижелерін салыстыру үшін сақтауға мүмкіндік береді.
3-тарау. ISO 10816 / 20816 сериясының толық шолуы
ISO 10816 стандарты көп бөлімді серия ретінде жарияланды, мұнда 1-бөлім жалпы шеңберді ұсынады және кейінгі бөліктер әртүрлі машина түрлеріне арналған ерекше талаптарды анықтайды. Сіздің оборудуына қай бөлік қатысын түсіну дұрыс баға беру үшін маңызды.
3.0 кестесі. ISO 10816 бөліктерінің толық тізімі және олардың ISO 20816 ауыстыруларының тізімі
| ISO 10816 Part | Машина түрі / аясы | Ауыстырылды (ISO 20816) | Key Parameters |
|---|---|---|---|
| 10816-1:1995 | Барлық машиналар үшін жалпы ұсынымдар | 20816-1:2016 | Жылдамдық RMS, 10–1000 Гц |
| 10816-2:2009 | Сорпа турбиналары және 50 МВ-ан асатын генераторлар құрлықта | 20816-2:2017 | Жылдамдық RMS + орын ауысуы чокусы-чокусы |
| 10816-3:2009 | Өндіктік машиналар > 15 кВт, 120–15000 об/мин (желдеткіштер, сорпалар, компрессорлар, моторлар) | 20816-3:2022 | Жылдамдық RMS, 10–1000 Гц |
| 10816-4:2009 | Газ турбинасымен жүргізілген жиынтықтар, ұшақ туындыларын қоспағанда | 20816-4:2018 | Жылдамдық RMS + орын ауысуы |
| 10816-5:2000 | Гидравликалық машиналар > 1 МВт немесе 600 об/мин-ге асатын жылдамдықтармен (су турбиналары, сорпалар) | 20816-5:2018 | Жылдамдық RMS + орын ауысуы |
| 10816-6:1995 | 100 кВт-тен артық қайта-қозғалмалы машиналар | 20816-8:2018 | Жылдамдық RMS (өзгертілген диапазондар) |
| 10816-7:2009 | Ротодинамикалық сорттар (орталық ағымды, аралас ағымды) | 20816-7 (құрылыс кезінде) | Жылдамдық RMS, 10–1000 Гц |
| 10816-8:2014 | Қайта-қозғалмалы компрессор жүйелері | 20816-8:2018 | Velocity RMS |
3.1. ISO 7919 сериясы (Ал органдарының вибрациясы) — қазір ISO 20816 бөлігі
ISO 10816 тек корпус вибрациясына ғана назар аударса, параллель ISO 7919 сериясы контактсіз жақындық зондтарымен (eddy current датчиктарымен) өлшенген ал органы вибрациясына назар аударды. Үлкен буын турбиналары, газ турбиналары және генераторлар сияқты критикалық айналмалы машиналар үшін ал органы салыстырмалы вибрациясы көбінесе ақпараттық параметр болып табылады, өйткені ол ал органын подшипник зазорындағы қозғалысын тікелей өлшейді.
Осы екі сериясын ISO 20816-ге біріктіру критикалық машиналардың толық жағдай мониторингі корпус вибрациясын (құрылым бағалау үшін) және ал органы вибрациясын (ал органы динамикасын бағалау үшін) қажет етеді деген заманауи түсінік көрсетеді.
3.2. Байланыстырылған халықаралық стандарттар
ISO 10816 оқ жағындағы болып табылмайды. Датчик спецификациясын, балансалау сапасын және өлшеу әдістемесін анықтайтын бірнеше ынамдауыш стандарттар бар:
| Standard | Title / Scope | ISO 10816-ге байланыстылығы |
|---|---|---|
| ISO 1940-1 | Қатқын айналмалы органдарының балансалау сапасының талаптары | Рұқсат етілген қалдық теңсіздік (G сыныптары: G0.4-тен G4000-ға). ISO 10816 бойынша қол жеткізілген вибрация деңгейлеріне тікелей сәйкес келеді. |
| ISO 2954 | Вибрация өлшеу құрылғыларының талаптары | ISO 10816 бойынша пайдаланылатын құрылғылар үшін құрылғыны және жиілік жауабын көрсетеді. |
| ISO 5348 | Акселерометрлердің механикалық орнатылуы | ISO 10816 бойынша өлік өлшемелерді қамтамасыз ету үшін датчиктерді дұрыс орнату анықталады. |
| ISO 13373-1/2 | Машиналардың жағдай мониторингі — вибрация | ISO 10816 бағалаулары бен қатар пайдаланылатын деректерді жинау және спектрлік талдау әдістемесіне нұсқаулық береді. |
| ISO 10816-21 | Көлік осьтік жел турбиналары редуктормен | Жел энергетикасы қолданбаларына арналған нақты вибрация шектеулері. |
| ISO 14694 | Вентиляторларының балансталау сапасы бойынша қажеттіліктер | ISO 10816-3 вибрация аймақтарын толықтыратын вентиляторларға арналған балансталау дәрежелері (BV-1 бастап BV-5 дейін). |
3.3. ISO 1940 балансталау сапасы мен ISO 10816 вибрация аймақтарының арасындағы байланыс
Практикада ең кең таралған сұрақтардың бірі - балансталау сапасы дәрежесі (ISO 1940 бойынша G мәні) ISO 10816 дағы вибрация аймақтарымен қалай байланыстыға түсінік. Олардың арасында дәл математикалық формула болмаса да (байланыс құрылғы қатылығына, машина массасына және қолдау динамикасына байланысты), әдеттегі корреляция бар:
- Балансталау дәрежесі G2.5 (вентиляторлар, сорықтар, электрмоторлар үшін әдеттегі) дұрыс орнатылған машиналарда әдеттеп келген А немесе В аймағына жетеді.
- Балансталау дәрежесі G6.3 (жалпы машина) әдеттеп келген В аймағын орындайды, бірақ қатты, салмақы аз құрылымдар үшін С аймағында болуы мүмкін.
- Балансталау дәрежесі G16 (ауыл шаруашылық техникасы, құдыратындыршылар) әдеттеп келген ISO 10816 бойынша С аймағына немесе одан да ауырына сәйкес келеді.
Balanset-1A жүйесі балансталау сапасы G2.5 және одан жақсысын орндана ала алады, бұл ISO 10816 А аймағының талаптарын орындауға тікелей ықпал етеді.
4-тарау. Өндіріс машиналарының ерекшеліктері: ISO 10816-3
ISO 10816-1 жалпы шеңбер айқындаса да, практикада көптеген өндіріс блоктары (15 кВ-тан жоғары сорықтар, вентиляторлар, компрессорлар) стандарттың ең нақты 3-бөлігінің (ISO 10816-3) әсерінде болады. Balanset-1A осы бөлік қамтыған вентиляторлар мен сорықтарды балансталау үшін жиі қолданылғандықтан, айырмашылығын түсінік маңызды.
4.1. ISO 10816-3 ішінде машина топтары
1-бөліктің төрт сыныбынан айырмалы түрде, 3-бөлік машиналарды екі негізгі топқа бөлінеді:
Group 1: 300 кВ-тан жоғары номиналды қуаты бар немесе валтың биіктігі 315 мм-ден артық электр машиналары, 120 айн-дан 15000 айн-ға дейінгі жылдамдықта жұмыс істейтін ірі машиналар.
Group 2: 15 кВ-тан 300 кВ-ға дейінгі номиналды қуаты бар немесе валтың биіктігі 160 мм-ден 315 мм-ге дейінгі электр машиналары, 120 айн-дан 15000 айн-ға дейінгі жұмыс істеу жылдамдықтарында орта өлшемді машиналар.
Scope note: ISO 10816-3 өзгеше түрде құм турбиналарын (2-бөлік), газ турбиналарын (4-бөлік), гидравликалық машиналарды (5-бөлік) және ауыстырмалық машиналарды (6-бөлік) қамтыған басқа бөліктеспен өндіролатын машиналарды шығарады. Сондай-ақ жұмыс істеу жылдамдығы 120 айн-дан төмен немесе 15000 айн-дан жоғары машиналарды шығарады.
4.2. ISO 10816-3 ішінде вибрация шектеулері
Шектеулер құрылғы түрінің (Қатты / Икемді) негізінде болады, бұл 1-бөліктегідей анықтамаларды сақтайды.
4.1 кесте. ISO 10816-3 бойынша вибрация шектеулері (RMS, мм/с)
| Қалыпты (Аймақ) | 1-топ (>300 кВ) Қатты | 1 топ (>300 кВт) Икемді | 2 топ (15–300 кВт) Қатты | 2 топ (15–300 кВт) Икемді |
|---|---|---|---|---|
| A (New) | < 2.3 | < 3.5 | < 1.4 | < 2.3 |
| B (Long-term) | 2.3 – 4.5 | 3.5 – 7.1 | 1.4 – 2.8 | 2.3 – 4.5 |
| C (Limited) | 4.5 – 7.1 | 7.1 – 11.0 | 2.8 – 4.5 | 4.5 – 7.1 |
| D (Damage) | > 7.1 | > 11.0 | > 4.5 | > 7.1 |
Деректерді синтездеу. ISO 10816-1 және ISO 10816-3 кестелерін салыстыру орта қуатты машиналарда (2 топ) қатты негіздер бойынша ISO 10816-3 қаттырақ талаптарды қояс екенін көрсетеді. D аймағының шегі 4,5 мм/с білік орнатылады, бұл 1 бөлімдегі I сыныптың шегімен сәйкес келеді. Бұл заманауи, тез және жеңіл жабдықтар үшін қаттырақ шектеулерге қарай тенденцияны растайды. Balanset-1A бетон еденіндегі 45 кВт желінің диагностикасында "2 топ / Қатты" бағанына назар аудару керек, мұнда төтенше аймағына көшу 4,5 мм/с кезінде болады.
4.3. ISO 10816-3 қосымша талаптары
ISO 10816-3 негіздік аймақ шектеулерінен басқа маңызды ережелерді қосады:
- Қабылдау тестілеуі: Жаңа орнатылған немесе жөндеген машиналар үшін вибрация A аймағында болуы керек. Егер ол B аймағына құлса, себебін анықтау үшін зерттеу ұсынылады.
- Операциялық сондарлар: Стандарт екі сықсау деңгейін орнатуды ұсынады — ЕСКЕРТУ (әдетте B/C шегінде) және ҚАУІП (C/D шегінде). Бұлар үздіксіз мониторингтік жүйелерде орындалуы мүмкін.
- Өтпелі жағдайлар: Стандарт іске қосу және сөндіру кезінде вибрация уақытша тұрақты күйінің шектеулерінен асуы мүмкін екенін мойындайды, әсіресе критикалық жылдамдықтарда (резонанстарда) өткен кезде.
- Байланысқан машиналар: Байланысқан жабдықтар үшін (мысалы, мотор-сорап жиынтықтары), әрбір машина оның топ классификациясына сәйкес келген шектеулерді пайдаланып жеке бағаланған болуы тиіс.
5 тарау. Balanset-1A жүйесінің аппаратты архитектурасы
ISO 10816/20816 талаптарын орындау үшін дәл және қайталатын өлшемдер беретін және қажетті жиілік диапазондарына сәйкес келетін құрылғы қажет. Vibromera компаниясы өндіктеген Balanset-1A жүйесі екі арнайы вибрация талдағышы және өндіктеме балансы құралының функцияларын біріктіретін интегралды шешім болып табылады.
5.1. Өлшеу арналары және сенсорлар
Balanset-1A жүйесі екі тәуелсіз вибрация өлшеу арналарына (X1 және X2) ие, бұл екі нүктеде немесе екі жазықтықта бір мезгілде өлшемдер жасауға мүмкіндік береді.
Sensor type. Жүйе акселерометрлерін (үдеу өлшейтін вибрация мәтіндерін) қолданады. Бұл қазіргі уақыттағы индустрия стандарты болып табылады, өйткені акселерометрлер жоғары сенімділігі, кең жиілік диапазоны және жақсы сызықтылығын қамтамасыз етеді.
Сигналдың интеграциясы. ISO 10816 стандарты дірілдеу жылдамдығын (мм/с) бағалауды қажет ететіндіктен, акселерометрлерден келетін сигнал аппаратты немесе бағдарламалық жүйеде интегралданады. Бұл сигналдарды өндеу критикалық сатысы болып табылады және аналог-цифрлық түрлендіргіштің сапасы шешуші рөл ойнайды.
Өлшеу диапазоны. Құрылғы дірілдеу жылдамдығын (RMS) 0,05 ден 100 мм/с диапазонында өлшейді. Бұл диапазон ISO 10816 барлық бағалау аймақтарын толығымен қамтиды (ең үлкен машиналар үшін Zone A < 0,71 ден Zone D > 45 мм/с дейін).
5.2. Жиілік сипаттамалары және дәлдігі
Balanset-1A-ның метрологиялық сипаттамалары стандарттың талаптарына толығымен сәйкес келеді.
Жиілік диапазоны. Құрылғының негізгі версиясы 5 Hz – 550 Hz ленте жұмыс істейді. Төмен шегі 5 Hz (300 айн/мин) ISO 10816 стандартының 10 Hz талабын да асыра түседі және төмен жылдамдықты машиналарды диагностикалауды қолдайды. Төменгі шегі 550 Hz айналым жиілігі 3000 айн/мин (50 Hz) болатын машиналар үшін 11-інші гармониканы қамтиды, бұл дисбалансты (1×), ось орауларын (2×, 3×) және босқындығын анықтау үшін жеткілікті. Міндетті түрде жиілік диапазонын 1000 Hz дейін ұзартуға болады, барлық стандарттық талаптарды толығымен қамтыған.
Амплитудадық дәлдігі. Амплитуданы өлшеу қателігі толық ауқымның ±5% құрайды. Аймақтар арасындағы шектелген диапазондар бірнеше жүз пайызға өзгеретін құрылымдық мониторингтің тапсырмалары үшін, бұл дәлдік жеткіліктіден артық.
Фаза дәлдігі. Құрылғы фаза бұрышын ±1 градус дәлдігімен өлшейді. Фаза ISO 10816 стандартында реттелмесе де, балансталау процедурасы үшін критикалық маңызды.
5.3. Тахометр каналы
Комплект лазерлі тахометр (оптикалық сенсор) қамтиды, ол екі функцияны орындайды: ротордың жылдамдығын (айн/мин) 150 ден 60 000 айн/мин ге дейін өлшейді (кейбір нұсқаларда 100 000 айн/мин ге дейін), дірілдеу айналым жиілігімен синхрондық (1×) немесе асинхрондық екенін анықтауға мүмкіндік береді; және балансталау кезінде синхрондық орташалау және түзету массасының бұрыштарын есептеу үшін фаза қабылдау сигналын (фаза белгісі) құрады.
5.4. Байланыстар және орналасуы
Стандартты комплектке 4 метр ұзындығындағы сенсор кабельдері кіреді (міндетті түрде 10 метр). Бұл in-situ өлшеулер кезінде қауіпсіздігі арттырады. Ұзын кабельдер операторға ротациялық машина бөліктеріндегі қауіпті аралықта қалуына мүмкіндік береді, бұл ротациялық жабдықпен жұмыс істеудің өндіріс қауіпсіздігі талаптарына сәйкес келеді.
Кесте 5.1. Balanset-1A негізгі сипаттамалары ISO 10816 талаптарымен салыстырғанда
| Parameter | ISO 10816 талабы | Balanset-1A сипаттамасы | Compliance |
|---|---|---|---|
| Өлшеуге болатын параметр | Дірілеу қызметі, RMS | Қызметі RMS (үдеуден интегралданды) | ✓ |
| Жиілік диапазоны | 10–1000 Hz | 5–1000 Hz | ✓ |
| Өлшеу диапазоны | 0,71–45 мм/с (аймақ диапазоны) | 0.2–80 mm/s | ✓ |
| Арналар саны | At least 1 | 2 simultaneous | ✓ |
| Амплитуда дәлдігі | ISO 2954 бойынша: ±10% | ±5% | ✓ (exceeds) |
| Айналу жиілігін өлшеу (RPM өлшемі) | Not specified | 150–60,000 rpm | Қосымша мүмкіндік |
6-тарау. Өлшеу әдістемесі және Balanset-1A арқылы ISO 10816 бағалау
6.1. Өлшемелерге дайындалу
Машинаны анықтаңыз. Машинаның сыныбын немесе топтарын анықтаңыз (осы есептеменің 2 және 4-тарауларына сәйкес). Мысалы, «дірілеу оқшауланғысында 45 кВт желдеткіш» — 2-топқа (ISO 10816-3) икемді негіз бар машина.
Бағдарламалық өндіктеме орнатуы. USB дискісінен Balanset-1A драйверлері мен бағдарламаны орнатыңыз. Интерфейс блогын ноутбук USB портына қосыңыз.
Датчиктерді орнатыңыз. Датчиктерді құлақ сараларының корпусына орнатыңыз — ұсақ қабықшалар, қорғау қара немесе құлпы металл жопалармен емес. Магниттік негіздерді қолданыңыз және магнит таза, ауырт беттіге берік отырғанына көз жеткізіңіз. Магниттің астындағы бояу немесе тозу төселінің жоғарғы жиілік өлшемдерін төмендетеді. Орындарын сақтаңыз: әрбір құлақ сараларында тік (В), көлденең (Қ) және осьтік (О) бағыттарында өлшемелер жүргізіңіз. Balanset-1A екі арналық системасы бар, сондықтан бір қолдауында тік және көлденең өлшемелерін бір уақытта жүргізе аласыз.
6.2. Виброметр режімі (F5)
Balanset-1A программасының ISO 10816 бағалау үшін арнайтан режимі бар. Бағдарламасын өшіңіз, F5 пернесін басыңыз (немесе интерфейстегі «F5 - Vibrometre» түймесін басыңыз), содан кейін деректерді жинауды бастау үшін F9 пернесін (Run) басыңыз.
Индикатор талдамасы:
- RMS (Total): құрал рас дыбысының жалпы RMS дәрежесін көрсетеді (V1s, V2s). Бұл стандарттың кестеленген шегінен салыстыратын мәні.
- 1× Вибрация: құрал айналу жиілігіндегі дыбысының амплитудасын шығарады (синхронды құрамдас).
If the RMS value is high (Zone C/D) but the 1× component is low, the problem is not unbalance. It may be a bearing fault, cavitation (for a pump), or electromagnetic issues. If RMS is close to the 1× value (for example, RMS = 10 mm/s, 1× = 9.8 mm/s), unbalance dominates and balancing will reduce vibration by approximately 95%.
6.3. Спектрлік талдау (FFT)
Егер жалпы дыбысы шегінен асса (Zone C немесе D), себебін анықтауыңыз керек. F5 режимінде FFT спектрін көрсететін Charts табы бар.
- 1× жиіліктегі (айналу жиілігіндегі) басты шың денесіздік көрсетеді.
- 2×, 3× жиіліктегі шықтар орталықтарының дәрежелі орналасуын немесе жалбарамасын көрсетеді.
- Жоғары жиілік «шуы» немесе гармониканың ормасы айналмалы подшипниктің ақауын көрсетеді.
- Сүзгі өту жиілігі (ұштарының саны × айн/мин) желдеткіштегі аэродинамикалық проблемалар немесе насостағы гидравликалық проблемалар көрсетеді.
- 2× сызық жиілігі (100 Гц немесе 120 Гц) электр двигателерінде электрлік ақаулар (статор эксцентрисітеті, сынған ротор стержнілері) көрсетеді.
Balanset-1A осы визуализацияларын ұсынады, ол оны қарапайым «сәйкестік өлшеушілік» құралынан толық диагностикалық құралға айналдырады.
6.4. Өлшеу нүктелері және бағыттамалары
ISO 10816-1 әрбір подшипник орналасында дыбысты өзара перпендикуляр үш бағытта өлшеуді ұсынады. Типтік екі подшипниктік машинасы үшін, бұл алты өлшеу нүктесіне дейін (3 бағыт × 2 подшипник) дегенді білдіреді. Іс жүзінде ең маңызды өлшеулер:
- Vertical (V): Денесіздік үшін өте сезімтал. Әдетте ең жоғары оқулар береді, өйткені подшипниктер тік бағытта төмен қатаңдығы бар.
- Горизонталь (H): Орталық дәрежелі орналасуына және бөлінуіне сезімтал. Горизонталь дыбысы тік дыбыстан айтарлықтай асып кетсе, әдетте жұмсақ табанды немесе бос болтты көрсетеді.
- Axial (A): Жоғарылатылған осьте дыбысы (радиалды дыбыстың 50%-дан артығы) орталық дәрежелі орналасуын, büгіндік валды немесе теңсіз ілінген ротордың денесіздігін көрсетеді.
Барлық өлшеу нүктелері және бағыттамалары ішінде ең жоғары оқу әдетте ISO 10816 бағалау үшін қолданылады. Тренд талдау үшін барлық өлшеулерді әрқашан жазып алыңыз.
7. Бөлім. Балансалау түзету әдісі ретінде: Balanset-1A-ның практикалық қолданылуы
Диагностика (спектрінде 1× басымдылығына негізделген) ISO 10816 шегінен асу негіз ретінде дисбаланстың болғанын көрсетсе, келесі қадам балансалау болады. Balanset-1A әсер коэффициенті әдісін іске асырады (үш рет әдісі).
7.1. Балансалау теориясы
Роторының массасының орталығы оның айналу осімен сәйкес келмесе дисбаланс пайда болады. Бұл центрифугалық күшін туындатады F = m · r · ω² бұл айналу жиілігінде вибрацияны туындатады. Балансалау мақсаты дисбалансттың күшіне тең және қарама-қарсы бағыттағы күшті өндіретін түзету массасын (салмақ) қосу болып табылады.
7.2. Бір жазықтықта балансалау рәсімі
Бұл рәсімді тар роторлар (вентиляторлар, қарай дөңгелектер, дискілер) үшін пайдаланыңыз. Бағдарламада F2 режімін таңдаңыз.
Рет 0 — Бастапқы: Роторды бастаңыз, F9 басыңыз. Құрал бастапқы вибрацияны (амплитуда және фазасын) өлшейді. Мысалы: 120° бұрышында 8,5 мм/с.
Рет 1 — Сынау салмағы: Роторды тоқтатыңыз, белгілі массаның сынау салмағын (мысалы, 10 г) еркін орынға орнатыңыз. Роторды бастаңыз, F9 басыңыз. Мысалы: 160° бұрышында 5,2 мм/с.
Есептеу және түзету: Бағдарлама түзету салмағының массасы мен бұрышын автоматты түрде есептейді. Мысалы, құрал мынадай нұсқау беруі мүмкін: «Сынау салмағының орнына 45° бұрышындағы орынға 15 г қосыңыз.» Balanset функциялары бөлінген салмақтарды қолдайды: егер салмақты есептелген орынға орнатпай қаласаңыз, бағдарлама оны екі салмаққа бөліп, мысалы, вентилятор пеңдеріне орнатады.
Рет 2 — Тексеру: Есептелген түзету салмағын орнатыңыз (қажет болса, сынау салмағын алып тастаңыз). Роторды бастаңыз және қалдық вибрацияның ISO 10816 бойынша А немесе В аймағына төмендегенін растаңыз (мысалы, 2-топ / Қатты үшін 2,8 мм/с төмен).
7.3. Екі жазықтықта балансалау
Ұзын роторлар (валтар, ұсынғыш барабандары) екі түзету жазықтығында динамикалық балансауды талап етеді. Рәсім ұқсас, бірақ екі вибрация сенсорын (X1, X2) және үш рет (Бастапқы, 1-жазықтықта сынау салмағы, 2-жазықтықта сынау салмағы) талап етеді. Бұл рәсім үшін F3 режімін пайдаланыңыз.
8. Бөлім. Практикалық сценарийлер және түсіндіру (іс-жүргелердің зерттелуі)
Өндірістік сорғы желі (45 кВт)
Context: Желдетеу құрылғысы төбеге орталықтан сызылған типті дірілеу тасушыларына орнатылған.
Classification: ISO 10816-3, 2-ші топ, икемді негіз.
Measurement: Balanset-1A F5 режимінде RMS = 6,8 мм/с көрсетеді.
Analysis: 4.1-кестеге сәйкес, "Икемді" үшін B/C шекарасы 4,5 мм/с, ал C/D шекарасы 7,1 мм/с. Желдетеу құрылғысы C аймақында (шектеулі жұмыс істейді), төтенше D аймағына жақындап жұмыс істеп тұр.
Diagnostics: Спектр күшті 1× шыңын көрсетеді, бұл теңсіздіктің басымды көз көзі екенін растайды.
Action: Balanset-1A арқылы теңге салу орындалды. Дірілеу 1,2 мм/с-ге төмендеді.
✓ Нәтиже: A аймағы (1,2 мм/с) — Сәтсіздік болды басты болып кетпедіҚазан суын жөнелтетін насос (200 кВт)
Context: Насос салмақты бетон негізіне қатты орнатылған.
Classification: ISO 10816-3, 2-ші топ, қатты негіз.
Measurement: Balanset-1A RMS = 5,0 мм/с көрсетеді.
Analysis: 4.1-кестеге сәйкес, "Қатты" үшін C/D шекарасы 4,5 мм/с. Насос D аймақында — төтенше жағдай.
Diagnostics: Спектр гармоникалар қатарын және жоғары шуылды көрсетеді. 1× шыңы жалпы дірілеуге қарағанда төмен.
Action: Теңге салу өндіктеген болмайды. Мәселе сілеметтерде немесе кавитацияда болуы мүмкін. Насос механикалық тексеру үшін тоқтатылуы керек.
✕ Нәтиже: D аймағы (5,0 мм/с) — Дәл сапасында тоқтатуы қажетЦентрифугалық компрессор (500 кВт)
Context: Компрессор бетон құтысы негізіне және бекіткіш болттарына орнатылған.
Classification: ISO 10816-3, 1-ші топ, қатты негіз.
Measurement: Balanset-1A тік бағытта RMS = 3,8 мм/с, түндіктің беру шетінің сілеметінде 5,1 мм/с көрсетеді.
Analysis: 4.1-кестеге сәйкес (1-ші топ / Қатты), 3,8 мм/с - B аймағы және 5,1 мм/с - C аймағы. Көлденең мән ұстайды: машина C аймақында.
Diagnostics: Спектрде басымды 2× шыңы көрінеді, осьтік вибрация көтеріліп тұр. Ауытқулық (misalignment) — негізгі күндеу.
Action: Муфта орналасуы лазерлық құрал арқылы тексерілді. Бұрыштық ауытқулық 0,12 мм табылды және 0,03 мм дейін төмендетілді. Түзету кейінгі вибрация: 1,9 мм/с (көлденең).
✓ Нәтиже: А аймақ (1,9 мм/с) — орналасу түзетілді9-тарау. Вибрация параметрлерінің арасындағы байланыс: ығысу, жылдамдық, үдеу
Үш вибрация параметрінің арасындағы математикалық байланысты түсіну олардың арасында түрлендіру үшін және ISO 10816 неге жылдамдықты басты метрика ретінде таңдағанын түсіну үшін маңызды.
Жиілік кезінде қарапайым гармоникалық қозғалыс үшін f (Hz):
- Displacement: D = D0 · sin(2πft), өлшем бірлігі µм (шың немесе шық-шықтан шыққан)
- Velocity: V = 2πf · D0 · cos(2πft), өлшем бірлігі мм/с
- Acceleration: A = (2πf)² · D0 · sin(2πft), өлшем бірлігі м/с²
Негізгі байланыстар (жиілік кезінде шың мәндеріне): f):
- Вpeak (мм/с) = π · f · Dp-p (µm) / 1000
- Apeak (м/с²) = 2πf · Vpeak (mm/s) / 1000
Бұл ығысудың төмен жиіліктерде басымды екенін және үдеудің жоғары жиіліктерде басымды екенін түсіндіреді, ал жылдамдық типтік машина айналу диапазонындағы вибрация ауырлығының салыстырмалы түрде тегіс (жиіліктен тәуелсіз) өкілдігін береді. Тұрақты жылдамдық мәні жиіліктен қарамастан құрылымдағы тұрақты стрессті білдіреді — бұл ISO 10816 жылдамдықты пайдаланатын негіз.
Кесте 9.1. 50 Гц кезіндегі практикалық түрлендіру мысалдары (3000 об/мин)
| Жылдамдық RMS (мм/с) | Ығысу шық-шық (µм) | Үдеу RMS (м/с²) | ISO 10816-1 аймақ (ІІ сыныф) |
|---|---|---|---|
| 1.0 | 9.0 | 0.44 | Zone A |
| 2.8 | 25.2 | 1.24 | B/C boundary |
| 4.5 | 40.5 | 2.00 | Zone C |
| 7.1 | 63.9 | 3.15 | C/D boundary |
10-тарау. Ондай өлшеу қателіктері және оларды қалай болдықтарынан сақтану
Balanset-1A сияқты дұрыс калибрленген құрал болғанда да, өлшеу қателіктері қате қорытындылармен аяқталуы мүмкін. Ось жиі құрамдардың ішінде:
10.1. Датчик орнату қателері
Мәселе: Датчик қорғаныстағы, жұқа қақпақта немесе сирек құрылымда орнатылған сынағы тіндеу корпусында емес. Бұл қақпақтың құрылымдық резонансы салдарынан жалған жоғары оқу берсіп, қажетсіз ыстықтарды тудырады.
Solution: Әрқашан тіндеу корпусына тікелей орнатыңыз. Магниттік орнатуды таза, тегіс металл беттерге пайдаланыңыз. Боялған беттер 0,1 мм-ден қалың болса, кіш аймақты сырғар металға сыпырыңыз.
10.2. Машина ангимасының қате анықтамасы
Мәселе: 200 кВт компрессорына I сынып шектеулерін қолдану (ол ISO 10816-3 бойынша 2 топқа жатуы керек) ert жүтунде сиреу ынамдарына әкеледі.
Solution: Қолданылатын стандартты және топты таңдамас бұрын машинаның қуаты, жылдамдығы және іргетас түрін әрқашан анықтап алыңыз.
10.3. Істеу жағдайларын ұмытпау
Мәселе: Іске қосу кезінде немесе ішінара жүктеме кезінде вибрация өлшеу. ISO 10816 шектеулері тұрақты өлшемдерде қалыпты істеу жағдайларында қолданылады.
Solution: Allow the machine to reach thermal equilibrium and normal operating speed/load before recording measurements. For electric motors, this typically means at least 15 minutes of operation.
10.4. Кабель және электрлі шу
Мәселе: Датчик кабельдерін қуат кабельдерінің қасында жүргізу электромагниттік кедергіне әкелсіп, ерекше 50/60 Гц және гармоникасында жалған жоғарылатылған оқулар тудырады.
Solution: Датчик кабельдерін қуат кабельдерінің қасына орнатпаңыз. Мүмкін болса, қорғалғыш кабельдер пайдаланыңыз. Balanset-1A кабельдері конструкциялық негіздерінен қорғалғыш болып табылады, бірақ дұрыс орнату қажет.
10.5. Бір нүктелі өлшемдер
Мәселе: Бір бағытта бір тіндеуде ғана өлшеп, «машина жақсы» деп қорытынды шығарсақ.
Solution: Әрбір тіндеуде кем дегенде екі бағытта (В және Г) өлшеңіз. ISO 10816 бағалауы үшін ең жоғары оқуды пайдаланыңыз. Бағыттар арасындағы елеулі ерекшеліктер нақты ақауларды көрсете алады (мысалы, көлденең > тігін негіздік салбайта ұсынуын көрсетсіп).
Жиі қойылатын сұрақтар (FAQ)
Қорытынды
ISO 10816-1 және оның арнайы 3-ші бөлімі өндіктік құрылғылар ынамдылығын қамтамасыз етудің негіз болып табылады. Субъективті сезінуден титрау жылдамдығын (RMS, мм/с) сандық бағаға ауысу инженерлерге машина күйін сараттап анықтап, өндіктік кестелер негізінде емес, нақты деректер негізінде техникалық қызмет жоспарлауға мүмкіндік береді.
Төрт аймақты бағалау жүйесі (А-дан Д-ге дейін) техникалық қызмет командалары, басқарушы органдары және құрылғы сатушылары арасында машина күйін білдіретін жалпы түсінік дәлі болып табылады. Спектрлік талдаумен біріктіргенде, бұл әдіснама мәсelelerde ғана емес, сонымен қатар олардың түбегейлі себептерін анықтауға мүмкіндік береді — ілініссіздік, қысқарын, подшипник тозуы, сынықтану және электрлік істер.
Instrumental implementation of these standards using the Balanset-1A system has proven effective. The instrument provides metrologically accurate measurements in the 5–1000 Hz range (fully covering standard requirements for most machines) and offers the functionality required to identify the causes of elevated vibration (spectral analysis) and eliminate them (balancing).
Өндіктік компаниялар үшін ISO 10816 әдіснамасы және Balanset-1A сияқты құралдарды пайдалана отырып, тұрақты мониторингті жүргіздік ісі өндіктік шығындарын азайтуға тура инвестиция болып табылады. B аймағын С аймағынан ажыратуға қабілеттілік ұлғайту ісінің мүмкін емес жөндеуін де, критикалық титрау деңгейлерін елемеу салдарынан туындайтын апаттық ақауды да болдырмауға көмектеседі.
End of report
