ISO 2041: Mechaninių virpesių, smūgių ir būklės stebėjimas. Žodynas
Santrauka
ISO 2041 yra pagrindinis žodyno standartas visai vibracijos, smūgių ir būklės stebėjimo sričiai. Jo taikymo sritis yra daug platesnė nei tokių standartų kaip ISO 1940-2, kuris orientuotas tik į balansavimą. ISO 2041 yra išsamus žodynas, kuriame pateikiami tikslūs tūkstančių terminų, vartojamų visose susijusiose disciplinose, įskaitant matavimą, analizę, bandymus ir diagnostiką, apibrėžimai. Jo tikslas – sukurti bendrą, nedviprasmišką kalbą, kad būtų užtikrintas aiškus bendravimas tarp specialistų šiose tarpusavyje susijusiose srityse.
Turinys (koncepcinė struktūra)
Standartas sudarytas kaip didelis žodynėlis, kuriame terminai suskirstyti į keletą teminių skyrių, kad būtų lengviau rasti ir suprasti susijusias sąvokas. Pagrindiniai skyriai apima:
-
1. Pagrindinės sąvokos:
Šiame skyriuje apibrėžiamos pagrindinės fizikos sąvokos, kurios padeda visos srities pagrindus. Jame formaliai apibrėžiama Vibracija kaip dydžio, apibūdinančio mechaninės sistemos judėjimą ar padėtį, kitimas laikui bėgant, kai dydis pakaitomis yra didesnis ir mažesnis už tam tikrą vidutinę vertę. Tai skiria tai nuo Šokas, kuris yra trumpalaikis įvykis, ir Osciliacija, bendrinis bet kokio tokiu būdu kintančio dydžio terminas. Svarbu tai, kad jis taip pat apibrėžia pagrindines fizines savybes, kurios lemia bet kurios sistemos vibracinį elgesį: Masė (inercija), savybė, kuri priešinasi pagreičiui; Standumas (spyruoklinis), savybė, kuri atspari deformacijai; ir Slopinimas, savybė, kuri išsklaido energiją iš sistemos, sukeldama virpesių silpnėjimą. Laisvės laipsniai taip pat pristatomas , apibrėžiantis nepriklausomų koordinačių, reikalingų sistemos judėjimui apibūdinti, skaičių.
-
2. Vibracijos ir smūgio parametrai:
Šiame skyriuje apibrėžiami pagrindiniai dydžiai, naudojami vibraciniam judėjimui matuoti ir apibūdinti. Jame pateikiami formalūs pagrindinių virpesių charakteristikų apibrėžimai. Dažnis apibrėžiamas kaip periodinio judėjimo ciklų skaičius, įvykstantis per laiko vienetą (matuojamas hercais, Hz). Amplitudė yra didžiausia svyruojančio dydžio vertė. Standartas taip pat paaiškina tris pagrindinius judėjimo parametrus: Poslinkis (kiek toli kažkas juda), Greitis (kaip greitai jis juda) ir Pagreitis (greičio kitimo greitis, susijęs su sistemą veikiančiomis jėgomis). Šiame skyriuje taip pat tiksliai apibrėžiami skirtingi signalo amplitudės kiekybinio įvertinimo būdai: Nuo viršūnės iki viršūnės (bendras nuokrypis nuo didžiausios teigiamos iki didžiausios neigiamos vertės), Piko (didžiausia reikšmė nuo nulio) ir RMS (vidutinė kvadratinė šaknis), kuris yra labiausiai paplitęs bendros vibracijos rodiklis, nes jis susijęs su signalo energijos kiekiu.
-
3. Instrumentinė įranga ir matavimas:
Šiame skyriuje daugiausia dėmesio skiriama vibracijos signalams fiksuoti naudojamos įrangos terminologijai. Jame apibrėžiamas Keitiklis (arba jutiklis) – tai įtaisas, skirtas mechaniniam dydžiui (vibracijai) paversti elektriniu signalu. Tada apibrėžiami dažniausiai mašinų stebėjime naudojami keitiklių tipai: Akselerometras, kuris yra kontaktinis jutiklis, matuojantis pagreitį ir yra universaliausias bei labiausiai paplitęs jutiklių tipas; ir Artumo zondas (arba sūkurinių srovių zondas), kuris yra bekontaktis jutiklis, matuojantis santykinį poslinkį tarp zondo ir laidžiojo taikinio, paprastai besisukančio veleno. Šiame skyriuje taip pat apibrėžiama susijusi įranga, pvz., signalo stiprintuvai, filtrai ir duomenų rinkimo aparatinė bei programinė įranga (analizatoriai) naudojamas signalams apdoroti ir rodyti.
-
4. Signalų apdorojimas ir analizė:
Šiame skyriuje apibrėžiamas matematinių metodų, naudojamų neapdorotiems vibracijos duomenims paversti diagnostine informacija, terminologija. Jame apibrėžiamos dvi pagrindinės analizės sritys: Laiko bangos forma, kuris yra amplitudės ir laiko grafikas, ir Spektras (arba dažnio srities grafikas), rodantis amplitudės ir dažnio santykį. Standartas apibrėžia Spektrinė analizė kaip laiko signalo skaidymo į jį sudarančius dažnius procesas. Tam naudojamas matematinis algoritmas yra FFT (greitoji Furjė transformacija)Šiame skyriuje taip pat apibrėžiamos pagrindinės spektrinės savybės, tokios kaip Harmonikos (sveikieji pagrindinio dažnio kartotiniai) ir Šoninės juostos (dažniai, atsirandantys aplink centrinį dažnį). Be to, jame apibrėžiamos svarbiausios skaitmeninio signalo apdorojimo sąvokos, tokios kaip Aliasingas (iškraipymo forma, atsirandanti, jei atrankos dažnis yra per mažas) ir Langų apipavidalinimas (matematinės funkcijos taikymas siekiant sumažinti paklaidą, vadinamą spektriniu nuotėkiu).
-
5. Sistemų charakteristikos (modalinė analizė):
Šiame skyriuje apibrėžiama terminologija, vartojama mechaninės konstrukcijos būdingoms dinaminėms savybėms apibūdinti. Jame apibrėžiama Natūralus dažnis kaip dažnis, kuriuo sistema vibruos, jei bus sutrikdyta jos pusiausvyros padėtyje ir tada leista laisvai judėti. Kai išorinio spaudimo dažnis sutampa su natūraliuoju dažniu, įvyksta toks reiškinys: Rezonansas įvyksta, o tai apibrėžiama kaip maksimalios virpesių amplitudės būsena. Šiame skyriuje taip pat apibrėžiami eksperimentinėje modalinėje analizėje vartojami terminai, tokie kaip Režimo forma (būdingas konstrukcijos deformacijos modelis esant tam tikram natūraliam dažniui) ir Dažnio atsako funkcija (FRF), kuris yra matavimas, apibūdinantis sistemos įvesties ir išvesties santykį ir naudojamas jos natūraliems dažniams ir slopinimo savybėms nustatyti.
-
6. Būklės stebėjimas ir diagnostika:
Šiame paskutiniame skyriuje apibrėžiami terminai, susiję su praktiniu vibracijos analizės taikymu mašinų techninei priežiūrai. Jame apibrėžiama Būklės stebėjimas kaip mašinos būklės parametro (šiuo atveju – vibracijos) stebėjimo procesas, siekiant nustatyti reikšmingą pokytį, rodantį besivystantį gedimą. Remiantis tuo, Diagnostika apibrėžiamas kaip procesas, kurio metu stebimi duomenys naudojami konkrečiam gedimui, jo vietai ir sunkumui nustatyti. Standarte taip pat pristatoma pažangesnė koncepcija Prognostika, kuris yra mašinos būsimos būklės ir jos likusio naudingo tarnavimo laiko prognozavimo procesas. Jame taip pat pateikiami pagrindinių diagnostinių indikatorių, kurie apskaičiuojami pagal vibracijos signalą, apibrėžimai, pvz. Kranto koeficientas ir Kurtosis, kurie yra statistiniai rodikliai, naudojami ankstyvosios stadijos guolių ir krumpliaračių gedimams aptikti.
Svarbiausia
- Tarpdisciplininė komunikacija: Tai suteikia bendrą kalbą mechanikos inžinieriams, patikimumo specialistams, technikams ir akademikams, kad jie galėtų efektyviai bendrauti.
- Pagrindžiantys dokumentai: Tai yra pagrindinis beveik visuose kituose ISO standartuose, susijusiuose su vibracija ir jos būklės stebėsena, vartojamos terminijos šaltinis. Kai kitame standarte vartojamas terminas, pvz., „vibracijos stiprumas“, jis oficialiai apibrėžiamas ISO 2041.
- Švietimo fondas: Visiems, besimokantiems vibracijos analizės srityje, šis standartas yra autoritetingas teisingos terminijos ir apibrėžimų šaltinis.