Išsamus ISO 20816-3 vadovas: išsami techninė analizė

Įvadas

Šis standartas nustato gaires, kaip įvertinti pramoninės įrangos vibracijos būklę, remiantis šiais matavimais:

1. Vibracija ant guolių, guolių atramų ir guolių korpusų toje vietoje, kur įrengta įranga;
2. Velenų radialinė vibracija mašinų rinkinių.

Remiantis pramoninės įrangos eksploatavimo patirtimi, du vibracijos būklės vertinimo kriterijai buvo įsteigtos:

• I kriterijus: Stebimo plačiajuosčio virpesių parametro absoliuti vertė
• II kriterijus: Šios vertės pokytis (palyginti su pradine verte)

Vibracijos standartų evoliucija: ISO 10816 ir ISO 7919 konvergencija

Vibracijos standartizacijos istorija rodo laipsnišką perėjimą nuo fragmentiškų, konkrečiam komponentui skirtų gairių prie holistinio mašinų vertinimo. Istoriškai mašinų vertinimas buvo dvišakis:

• ISO 10816 serija: Dėmesys skiriamas nesisukančių dalių (guolių korpusų, atramų) matavimui naudojant akselerometrus arba greičio keitiklius
• ISO 7919 serija: Besisukančių velenų vibracijos guolių atžvilgiu tyrimas, daugiausia naudojant bekontakčius sūkurinių srovių zondus

Šis išsiskyrimas dažnai lėmė diagnostinis dviprasmiškumas. Mašina gali demonstruoti priimtiną korpuso vibraciją (A zona pagal ISO 10816), tačiau tuo pat metu gali būti pavojingas veleno išsimušimas arba nestabilumas (C/D zona pagal ISO 7919), ypač tais atvejais, kai naudojami sunkūs korpusai arba skysčio plėvelės guoliai, kur vibracijos energijos perdavimas yra susilpnintas.

1 skirsnis. Taikymo sritis

Šis standartas nustato bendruosius vibracijos būklės vertinimo reikalavimus pramoninė įranga (toliau – "mašinos") kurių galia didesnė nei 15 kW, o sukimosi greitis – nuo 120 iki 30 000 aps./min., remiantis vibracijos matavimais nesisukančios dalys ir toliau besisukantys velenai esant įprastoms mašinos eksploatavimo sąlygoms jos įrengimo vietoje.

Vertinimas atliekamas remiantis stebimu vibracijos parametru ir pokyčiai šiame parametre, kai mašina veikia pastoviu režimu. Būklės vertinimo kriterijų skaitinės vertės atspindi eksploatavimo patirtį su šio tipo mašinomis; tačiau jos gali būti netaikomos konkrečiais atvejais, susijusiais su konkrečiomis eksploatavimo sąlygomis ir tam tikros mašinos konstrukcija.

Šis standartas taikomas:

1. Garo turbinos ir generatoriai kurių galia iki 40 MW (žr. 1 ir 2 pastabas)
2. Garo turbinos ir generatoriai kurių išėjimo galia viršija 40 MW, o sukimosi greičiai išskyrus 1500, 1800, 3000 ir 3600 aps./min. (žr. 1 pastabą)
3. Rotaciniai kompresoriai (išcentrinis, ašinis)
4. Pramoninės dujų turbinos kurių galia iki 3 MW (žr. 2 pastabą)
5. Turboventiliatoriniai varikliai
6. Visų tipų elektros varikliai su lanksčia veleno jungtimi. (Kai variklio rotorius yra standžiai sujungtas su mechanizmu, kuriam taikomas kitas ISO 20816 serijos standartas, variklio vibracija gali būti vertinama pagal tą standartą arba pagal šį standartą.)
7. Valcavimo staklės ir valcavimo stovai
8. Konvejeriai
9. Kintamo greičio jungtys
10. Ventiliatoriai ir pūstuvai (žr. 3 pastabą)

Šis standartas netaikomas:

11. Garo turbinos, dujų turbinos ir generatoriai, kurių galia viršija 40 MW, o greitis – 1500, 1800, 3000 ir 3600 aps./min. → naudojimas ISO 20816-2
12. Dujų turbinos, kurių galia didesnė nei 3 MW → naudojimas ISO 20816-4
13. Mašinų komplektai hidroelektrinėse ir hidroakumuliacinėse stotyse → naudojimas ISO 20816-5
14. Stūmoklinės mašinos ir mašinos, standžiai sujungtos su stūmoklinėmis mašinomis → naudojimas ISO 10816-6
15. Rotodinaminiai siurbliai su įmontuotais arba standžiai sujungtais pavaros varikliais, kurių rotorius yra ant variklio veleno arba standžiai prie jo pritvirtintas → naudojimas ISO 10816-7
16. Stūmoklinių kompresorių įrengimas → naudojimas ISO 20816-8
17. Pozicinio tūrio kompresoriai (pvz., sraigtiniai kompresoriai)
18. Panardinamieji siurbliai
19. Vėjo turbinos → naudojimas ISO 10816-21

Taikymo srities detalės

Šio standarto reikalavimai taikomi matavimams plačiajuosčio ryšio vibracija ant velenų, guolių, korpusų ir guolių atramų, kai mašina veikia pastoviu režimu vardinių sukimosi greičių diapazone. Šie reikalavimai taikomi matavimams tiek įrengimo vietoje, tiek priimamųjų bandymų metu. Nustatyti vibracijos būklės kriterijai taikomi tiek nuolatinio, tiek periodinio stebėjimo sistemose.

Šis standartas taikomas mašinoms, kurios gali apimti krumpliaračiai ir riedėjimo guoliai; tačiau, tai yra neskirta šių konkrečių komponentų vibracijos būklei įvertinti (žr. ISO 20816-9 dėl reduktorių).

2 skirsnis. Norminės nuorodos

Šiame standarte naudojamos norminės nuorodos į šiuos standartus. Datuotoms nuorodoms taikoma tik nurodytas leidimas. Nedatuotoms nuorodoms taikoma naujausia versija (įskaitant visus pakeitimus):

Šie standartai suteikia pagrindą terminologijai, matavimo metodams ir bendrajai vertinimo filosofijai, taikomai standarte ISO 20816-3.

3 skirsnis. Terminai ir apibrėžimai

Šiame standarte vartojami terminai ir apibrėžimai, pateikti ISO 2041 kreiptis.

Pagrindinės sąvokos (iš ISO 2041)

• Vibracija: Mechaninės sistemos judėjimą ar padėtį apibūdinančio dydžio kitimas laikui bėgant
• RMS (vidutinė kvadratinė šaknis): Kvadratinė šaknis iš kiekio kvadratinių verčių vidurkio per tam tikrą laiko intervalą
• Plačiajuosčio ryšio vibracija: Vibracija, kurios energija pasiskirsto per tam tikrą dažnių diapazoną
• Natūralus dažnis: Sistemos laisvųjų virpesių dažnis
• Pastoviosios būsenos veikimas: Veikimo sąlygos, kurioms esant atitinkami parametrai (greitis, apkrova, temperatūra) išlieka iš esmės pastovūs
• Didžiausia vertė: Algebrinis skirtumas tarp ekstremalių verčių (didžiausios ir minimalios)
• Keitiklis: Įrenginys, kuris tiekia išvesties kiekį, turintį nustatytą ryšį su įvesties kiekiu

5 skyrius. Mašinų klasifikacija

5.1 Bendroji informacija

Pagal šio standarto nustatytus kriterijus, mašinos vibracijos būklė vertinama atsižvelgiant į:

1. Mašinos tipas
2. Nominali galia arba veleno aukštis (taip pat žr. ISO 496)
3. Pagrindo standumo laipsnis

5.2 Klasifikacija pagal mašinos tipą, vardinę galią arba veleno aukštį

Mašinų tipų ir guolių konstrukcijų skirtumai reikalauja visas mašinas suskirstyti į dvi grupės remiantis vardine galia arba veleno aukščiu.

Abiejų grupių mašinų velenai gali būti išdėstyti horizontaliai, vertikaliai arba pasvirę, o atramos gali turėti skirtingą standumo laipsnį.

1 grupė – didelės mašinos

• Galios įvertinimas > 300 kW
• ARBA elektros mašinos su veleno aukščiu Aukštis > 315 mm
• Paprastai įrengtas slankiojantys (įvoriniai) guoliai
• Darbinis greitis nuo 120 iki 30 000 aps./min.

2 grupė – vidutinio dydžio mašinos

• Galios įvertinimas 15–300 kW
• ARBA elektros mašinos su veleno aukščiu 160 mm < aukštis ≤ 315 mm
• Paprastai įrengtas riedėjimo elementų guoliai
• Darbinis greitis paprastai > 600 aps./min.

5.3 Klasifikacija pagal pamato standumą

Mašinų pamatai klasifikuojami pagal standumo laipsnį nurodytoje matavimo kryptyje į:

1. Standūs pamatai
2. Lankstūs pamatai

Šios klasifikacijos pagrindas yra mašinos standumo ir pagrindo santykis. Jei žemiausias natūralusis "mašinos-pamatų" sistemos dažnis vibracijos matavimo kryptimi viršija pagrindinį sužadinimo dažnį (daugeliu atvejų tai yra rotoriaus sukimosi dažnis) bent 25%, tada toks pamatas ta kryptimi laikomas standus. Visi kiti fondai yra laikomi lankstus.

Tipiniai pavyzdžiai

Mašinos ant standaus pagrindo paprastai yra dideli ir vidutinio dydžio elektros varikliai, dažniausiai su mažu sukimosi greičiu.

Mašinos ant lanksčių pamatų paprastai apima turbogeneratorius arba kompresorius, kurių galia viršija 10 MW, taip pat mašinas su vertikalia veleno orientacija.

Jei "mašinos-pamato" sistemos charakteristikų negalima nustatyti skaičiavimais, tai galima padaryti eksperimentiškai (smūgio bandymai, veikimo modalinė analizė arba paleidimo vibracijos analizė).

A priedas (norminis). Nesisukančių dalių vibracijos sąlygų zonos ribos nustatytais darbo režimais

Patirtis rodo kad skirtingų tipų mašinų su skirtingais sukimosi greičiais vibracijos būklei įvertinti būtų atliekami matavimai vien greičio pakanka. Todėl pagrindinis stebimas parametras yra greičio RMS vertė.

Tačiau pastovaus greičio kriterijaus taikymas neatsižvelgiant į virpesių dažnį gali sukelti nepriimtinai didelės poslinkio vertės. Tai ypač pasitaiko lėtaeigėms mašinoms, kurių rotoriaus sukimosi dažnis yra mažesnis nei 600 aps./min., kai darbinio greičio komponentas dominuoja plačiajuosčio vibracijos signale (žr. D priedą).

Panašiai, pastovaus greičio kriterijus gali lemti nepriimtinai dideles pagreičio vertes greitaeigėms mašinoms, kurių rotoriaus sukimosi dažnis viršija 10 000 aps./min., arba kai mašinos sukurtos vibracijos energija daugiausia sutelkta aukštų dažnių diapazone. Todėl vibracijos būklės kriterijai gali būti suformuluoti poslinkio, greičio ir pagreičio vienetais, priklausomai nuo rotoriaus sukimosi dažnių diapazono ir mašinos tipo.

A.1 ir A.2 lentelėse pateikiamos zonų ribinės vertės skirtingoms mašinų grupėms, kurioms taikomas šis standartas. Šiuo metu šios ribos suformuluotos tik vienetais greitis ir poslinkis.

Vibracijos sąlygų zonos ribos vibracijai dažnių diapazone nuo 10 iki 1000 Hz išreiškiamos RMS greičio ir poslinkio vertėmis. Mašinoms, kurių rotoriaus sukimosi dažnis yra mažesnis nei 600 aps./min., plačiajuosčio vibracijos matavimo diapazonas yra 2–1000 Hz. Daugeliu atvejų vibracijos būklės įvertinimas pakanka remiantis tik greičio kriterijumi; tačiau jei tikimasi, kad vibracijos spektre bus reikšmingų žemo dažnio komponentų, vertinimas atliekamas remiantis ir greičio, ir poslinkio matavimais.

Visų nagrinėjamų grupių mašinos gali būti montuojamos ant standžių arba lanksčių atramų (žr. 5 skyrių), kurioms skirtingos zonų ribos nustatytos A.1 ir A.2 lentelėse.

A.1 lentelė. 1 grupės mašinos (didelės: >300 kW arba A >315 mm)

A.2 lentelė. 2 grupės mašinos (vidutinės: 15–300 kW arba aukštis = 160–315 mm)

B priedas (norminis). Sukamųjų velenų vibracijos sąlygų zonos ribos nustatytais darbo režimais

B.1 Bendroji informacija

Vibracijos sąlygų zonos ribos nustatomos remiantis įvairių pramonės šakų veiklos patirtimi, kuri rodo, kad priimtina santykinė veleno vibracija mažėja didėjant sukimosi dažniui. Be to, vertinant vibracijos būklę, reikia atsižvelgti į besisukančio veleno ir stacionarių mašinos dalių sąlyčio galimybę. Mašinoms su slankiojančiais guoliais minimalus priimtinas guolio tarpas taip pat reikia atsižvelgti (žr. C priedą).

B.2 Vibracija esant nominaliam sukimosi dažniui pastoviosios būsenos režimu

B.2.1 Bendroji informacija

I kriterijus yra susijęs su:

1. Ribojami veleno poslinkiai nuo priimtinų dinaminių apkrovų guoliams sąlygos
2. Priimtinos radialinio prošvaisos vertės guolyje
3. Priimtina vibracija perduodamas atramoms ir pamatams

Didžiausias kiekvieno guolio veleno poslinkis lyginamas su keturių zonų ribomis (žr. standarto B.1 paveikslą), nustatytomis remiantis eksploatavimo patirtimi su mašinomis.

B.2.2 Zonos ribos

Patirtis, įgyta matuojant veleno vibracijas įvairiose mašinų klasėse, leidžia nustatyti vibracijos sąlygų zonos ribas, išreikštas per smailės poslinkis S(pp) mikrometrais, atvirkščiai proporcingas rotoriaus sukimosi dažnio n kvadratinei šakniai, išreikštai aps./min.

Artumo zondais matuojamų veleno santykinių vibracijų zonos ribos išreiškiamos kaip smailės poslinkis S(pp) mikrometrais, kurie kinta priklausomai nuo važiavimo greičio:

Kur n yra didžiausias darbinis greitis aps./min., o S(pp) yra μm.

Skaičiavimo pavyzdys

Mašinai, veikiančiai 3000 aps./min. greičiu:

• √3000 ≈ 54,77
• A/B = 4800 / 54,77 ≈ 87,6 μm
• B/C = 9000 / 54,77 ≈ 164,3 μm
• C/D = 13200 / 54,77 ≈ 241,0 μm

Svarbu: Zonų ribos neturėtų būti naudojamos kaip priėmimo kriterijai, dėl kurių turėtų susitarti tiekėjas ir klientas. Tačiau vadovaujantis skaitinėmis ribinėmis vertėmis, galima išvengti akivaizdžiai prastos būklės mašinos naudojimo ir pernelyg griežtų reikalavimų jos vibracijai taikymo.

Kai kuriais atvejais konkrečių mašinų konstrukcinės savybės gali reikalauti taikyti skirtingas zonos ribas – aukštesnes arba žemesnes (pvz., savaime išsilyginantiems guoliams su pakreipiamomis trinkelėmis), o mašinoms su elipsiniais guoliais skirtingoms matavimo kryptims (didžiausio ir mažiausio prošvaisos link) gali būti taikomos skirtingos zonos ribos.

Priimtina vibracija gali būti susijusi su guolio skersmeniu, nes paprastai didesnio skersmens guoliai turi ir didesnius tarpus. Atitinkamai, skirtingiems vienos veleno eilės guoliams gali būti nustatytos skirtingos zonos ribinės vertės. Tokiais atvejais gamintojas paprastai turi paaiškinti ribinių verčių keitimo priežastį ir, visų pirma, patvirtinti, kad pagal šiuos pakeitimus leidžiama padidėjusi vibracija nesumažins mašinos patikimumo.

Jei matavimai atliekami ne visai šalia guolio, taip pat mašinai veikiant pereinamaisiais režimais, tokiais kaip įsibėgėjimas ir lėtėjimas (įskaitant kritinių greičių viršijimą), priimtina vibracija gali būti didesnė.

Vertikalioms mašinoms su slankiojančiais guoliais, nustatant ribines vibracijos vertes, reikia atsižvelgti į galimus veleno poslinkius laisvumo ribose be stabilizavimo jėgos, susijusios su rotoriaus svoriu.

4 skyrius. Vibracijos matavimai

4.1 Bendrieji reikalavimai

Matavimo metodai ir prietaisai turi atitikti bendruosius ISO 20816-1 reikalavimus, atsižvelgiant į konkrečius aspektus, taikomus pramoninėms mašinoms. Šie veiksniai neturi reikšmingos įtakos matavimo įrangai:

• Temperatūros pokyčiai — Jutiklio jautrumo poslinkis
• Elektromagnetiniai laukai — Įskaitant veleno įmagnetėjimo efektus
• Akustiniai laukai — Slėgio bangos didelio triukšmo aplinkoje
• Maitinimo šaltinių variantai — Įtampos svyravimai
• Kabelio ilgis — Kai kuriems artumo jutiklių konstrukcijoms reikalingas atitinkamo ilgio kabelis
• Kabelio pažeidimas — Pertraukiami ryšiai arba ekrano nutrūkimai
• Keitiklio orientacija — Jautrumo ašies suderinimas

4.2 Matavimo taškai ir kryptys

Būklės stebėjimo tikslais atliekami matavimai nesisukančios dalys arba įjungta šachtos, arba abu kartu. Šiame standarte, jei nenurodyta kitaip, veleno vibracija reiškia jo poslinkis guolio atžvilgiu.

Nesisukančiųjų dalių guolių korpusų matmenys

Nesisukančių dalių vibracijos matavimai apibūdina guolio, guolio korpuso ar kito konstrukcinio elemento, perduodančio dinamines jėgas nuo veleno vibracijos guolio vietoje, vibraciją.

Tipinė matavimo konfigūracija: Matavimai atliekami naudojant du keitikliai dviem viena kitai statmenomis radialinėmis kryptimis ant guolių dangtelių arba korpusų. Horizontaliose mašinose viena kryptis paprastai yra vertikali. Jei velenas yra vertikalus arba pasviręs, pasirinkite kryptis, kuriomis būtų užfiksuota maksimali vibracija.

Vieno taško matavimas: Galima naudoti vieną keitiklį, jei žinoma, kad rezultatai atspindės bendrą vibraciją. Pasirinkta kryptis turi užtikrinti beveik maksimalius rodmenis.

Veleno vibracijos matavimai

Veleno vibracija (kaip apibrėžta ISO 20816-1) reiškia veleno poslinkį guolio atžvilgiu. Pageidaujamas metodas naudoja a bekontakčių artumo zondų pora sumontuoti statmenai vienas kitam, leidžiant nustatyti veleno trajektoriją (orbitą) matavimo plokštumoje.

4.3 Matavimo įranga

Būklės stebėjimui matavimo sistema turi matuoti plačiajuosčio RMS vibracijos bent jau dažnių diapazone 10 Hz–1000 Hz. Mašinoms, kurių sukimosi greitis neviršija 600 aps./min., apatinė dažnio riba neturi viršyti 2 Hz.

Veleno vibracijos matavimams: Viršutinė dažnių diapazono riba turi viršyti maksimalų veleno sukimosi dažnį bent 3,5 karto. Matavimo įranga turi atitikti ... reikalavimus. ISO 10817-1.

Nesisukančiųjų dalių matavimams: Įranga turi atitikti ISO 2954. Priklausomai nuo nustatyto kriterijaus, išmatuotas dydis gali būti poslinkis, greitis arba abu (žr. ISO 20816-1).

Jei matavimai atliekami naudojant akcelerometrai (kas praktikoje įprasta), išėjimo signalas turi būti integruotas norint gauti greičio signalą. Norint gauti poslinkio signalą, reikia dviguba integracija, tačiau reikėtų atkreipti dėmesį į galimą padidėjusį triukšmo poveikį. Triukšmui sumažinti galima naudoti aukšto dažnio filtrą arba kitą skaitmeninio signalo apdorojimo metodą.

Jei vibracijos signalas taip pat skirtas diagnostikai, matavimo diapazonas turėtų apimti dažnius bent nuo 0,2 karto didesnis už apatinį veleno greičio limitą į 2,5 karto didesnis už maksimalų vibracijos sužadinimo dažnį (paprastai neviršijantis 10 000 Hz). Papildoma informacija pateikta ISO 13373-1, ISO 13373-2 ir ISO 13373-3 standartuose.

Dažnių diapazono reikalavimai

Matavimo parametrai

Matavimo parametras gali būti poslinkis, greitis, arba abu, priklausomai nuo vertinimo kriterijaus (žr. ISO 20816-1).

• Akselerometro matavimai: Jei matavimams naudojami akselerometrai (dažniausiai naudojami), integruokite išėjimo signalą, kad gautumėte greitį. Dvigubas integravimas leidžia gauti poslinkį, tačiau saugokitės padidėjusio žemo dažnio triukšmo. Triukšmui sumažinti naudokite aukšto dažnio filtravimą arba skaitmeninį signalo apdorojimą.
• Veleno vibracija: Viršutinė dažnio riba turi būti bent 3,5 karto didesnis už maksimalų veleno greitį. Prietaisai turi atitikti ISO 10817-1.
• Nesisukančios dalys: Instrumentai turi atitikti ISO 2954.

4.4 Nuolatinis ir periodinis stebėjimas

Nuolatinis stebėjimas: Paprastai didelėms arba itin svarbioms mašinoms naudojami nuolatiniai stebimų vibracijos indikatorių matavimai su stacionariai sumontuotais keitikliais svarbiausiuose taškuose, tiek būklės stebėjimo tikslais, tiek įrangos apsaugai. Kai kuriais atvejais tam naudojama matavimo sistema yra integruota į bendrą gamyklos įrangos valdymo sistemą.

Periodinis stebėjimas: Daugeliui mašinų nuolatinis stebėjimas nereikalingas. Tinkamą informaciją apie gedimų vystymąsi (disbalansą, guolių susidėvėjimą, nesutapimą, laisvumą) galima gauti periodiškai matuojant. Šiame standarte pateiktos skaitinės vertės gali būti naudojamos periodinei stebėsenai, jei matavimo taškai ir prietaisai atitinka standarto reikalavimus.

Veleno vibracija: Įrenginiai paprastai įrengiami visam laikui, tačiau matavimai gali būti atliekami periodiškai.

Nesisukančios dalys: Keitikliai paprastai montuojami tik matavimo metu. Sunkiai prieinamoms mašinoms gali būti naudojami stacionariai montuojami keitikliai, kurių signalas nukreipiamas į lengvai prieinamas vietas.

4.5 Mašinos darbo režimai

Vibracijos matavimai atliekami rotoriui ir guoliams pasiekus pusiausvyros temperatūra pastovios būsenos nustatytu veikimo režimu, kurį lemia tokios charakteristikos kaip:

• Nominalus veleno greitis
• Maitinimo įtampa
• Srauto greitis
• Darbinio skysčio slėgis
• Apkrova

Kintamo greičio arba kintamos apkrovos mašinos: Atlikite matavimus visais ilgalaikiam veikimui būdingais darbo režimais. Naudokite maksimali vertė gautas visais vibracijos būklės vertinimo režimais.

4.6 Fono vibracija

Jei matavimų metu gauta stebimo parametro vertė viršija priėmimo kriterijų ir yra pagrindo manyti, kad foninė vibracija mašinoje gali būti didelė, būtina atlikti matavimus. sustojusio aparato įvertinti išorinių šaltinių sukeltą vibraciją.

4.7 Matavimo tipo pasirinkimas

Šis standartas numato galimybę atlikti matavimus tiek su nesisukančiomis mašinų dalimis, tiek sukamaisiais velenais. Kurį iš šių dviejų matavimo tipų pasirinkti geriau, lemia mašinos charakteristikos ir numatomi gedimų tipai.

Jei reikia pasirinkti vieną iš dviejų galimų matavimo tipų, reikėtų atsižvelgti į šiuos dalykus:

Matavimo tipo pasirinkimo aspektai:

• Veleno greitis: Nesisukančiųjų dalių matavimai yra jautresni aukšto dažnio vibracijai, palyginti su veleno matavimais.
• Guolio tipas: Riedėjimo guolių tarpai labai maži; veleno vibracija efektyviai persiduoda korpusui. Paprastai pakanka korpuso matmenų. Slydimo guolių tarpai didesni ir jie slopina padėtį; veleno vibracija dažnai suteikia papildomos diagnostinės informacijos.
• Mašinos tipas: Mašinoms, kurių guolio laisvumas yra panašus į veleno vibracijos amplitudę, reikalingi veleno matavimai, kad būtų išvengta sąlyčio. Mašinos su aukšto dažnio harmonikomis (menčių praleidimas, krumpliaračių sujungimas, strypo praleidimas) stebimos atliekant aukšto dažnio korpuso matavimus.
• Rotoriaus masės ir pagrindo masės santykis: Mašinos, kurių veleno masė yra maža, palyginti su pagrindo mase, perduoda mažai vibracijos pagrindui. Veleno matavimas yra efektyvesnis.
• Rotoriaus lankstumas: Lankstūs rotoriai: veleno santykinė vibracija suteikia daugiau informacijos apie rotoriaus elgseną.
• Atitiktis pjedestalo reikalavimams: Lankstūs pagrindai užtikrina didesnį vibracijos atsaką nesisukančiose dalyse.
• Matavimo patirtis: Jei turite didelę patirtį naudojant konkretų matavimo tipą su panašiais įrenginiais, toliau naudokite tą tipą.

Išsamios rekomendacijos dėl matavimo metodo pasirinkimo pateiktos standarte ISO 13373-1. Priimant galutinius sprendimus, reikėtų atsižvelgti į prieinamumą, keitiklio tarnavimo laiką ir įrengimo kainą.

Matavimo vietos ir kryptys

• Matavimas įjungtas guolių korpusai arba atramos — ne ant plonasienių dangčių ar lanksčių paviršių
• Naudokite dvi viena kitai statmenos radialinės kryptys kiekvienoje guolio vietoje
• Horizontalioms mašinoms viena kryptis paprastai yra vertikali
• Vertikalioms arba pasvirusioms mašinoms pasirinkite kryptis, kad būtų užfiksuota maksimali vibracija
• Ašinė vibracija įjungta atraminiai guoliai naudoja tas pačias ribas kaip ir radialinė vibracija
• Venkite vietų su vietiniai rezonansai — patvirtinkite palygindami matavimus netoliese esančiuose taškuose

Veikimo sąlygos

• Matuoti pastovaus veikimo esant nominaliam greičiui ir apkrovai
• Leiskite rotoriui ir guoliams pasiekti terminė pusiausvyra
• Kintamo greičio / apkrovos mašinoms matuokite visuose būdinguose veikimo taškuose ir naudokite didžiausią
• Dokumento sąlygos: greitis, apkrova, temperatūra, slėgis, srautai

6 skyrius. Vibracijos būklės vertinimo kriterijai

6.1 Bendroji informacija

ISO 20816-1 standarte pateikiamas bendras dviejų kriterijų, skirtų skirtingų klasių mašinų vibracijos būklei įvertinti, aprašymas. Vienas kriterijus taikomas absoliuti vertė stebimo vibracijos parametro plačiame dažnių diapazone; kitas taikomas pokyčiai šioje vertėje (nepriklausomai nuo to, ar pokyčiai didėja, ar mažėja).

Įprasta mašinos vibracijos būklę vertinti pagal nesisukančių dalių vibracijos greičio kvadratinę vertę, daugiausia dėl atitinkamų matavimų atlikimo paprastumo. Tačiau daugeliui mašinų taip pat patartina matuoti abiejų pusių santykinius veleno poslinkius, o jei tokie matavimo duomenys yra prieinami, jie taip pat gali būti naudojami mašinos vibracijos būklei įvertinti.

6.2 I kriterijus. Vertinimas pagal absoliutų dydį

6.2.1 Bendrieji reikalavimai

Sukamojo veleno matavimams: Vibracijos būsena įvertinama pagal maksimalią plačiajuosčio virpesių poslinkio vertę nuo piko iki piko. Šis stebimas parametras gaunamas matuojant poslinkius dviem nurodytomis ortogonaliomis kryptimis.

Nesisukančiųjų dalių matavimams: Vibracijos būsena įvertinama pagal maksimalią plačiajuosčio virpesių greičio RMS vertę ant guolio paviršiaus arba tiesiogiai šalia jo.

Pagal šį kriterijų nustatomos stebimo parametro ribinės vertės, kurios gali būti laikomos priimtinomis šiais aspektais:

• Dinaminės guolių apkrovos
• Radialiniai guolių tarpai
• Mašinos perduodama vibracija į atraminę konstrukciją ir pamatą

Kiekviename guolyje arba guolio stove gauta maksimali stebimo parametro vertė palyginama su tam tikros mašinų grupės ir atramos tipo ribine verte. Didelė 1 skyriuje nurodytų mašinų vibracijos stebėjimo patirtis leidžia nustatyti vibracijos sąlygų zonos ribas, kuriomis vadovaujantis daugeliu atvejų galima užtikrinti patikimą ilgalaikį mašinų veikimą.

Nustatytos vibracijos sąlygų zonos skirtos mašinos vibracijai įvertinti tam tikru pastovios būsenos darbo režimu, esant nominaliam veleno greičiui ir nominaliai apkrovai. Pastovios būsenos režimo koncepcija leidžia lėtai keisti apkrovą. Vertinimas yra neatlikta jei veikimo režimas skiriasi nuo nurodytojo arba pereinamųjų režimų, pvz., įsibėgėjimo, lėtėjimo ar praėjimo per rezonansines zonas, metu (žr. 6.4).

Bendros išvados apie vibracijos būklę dažnai daromos remiantis vibracijos matavimais tiek nesisukančiose, tiek besisukančiose mašinos dalyse.

Ašinė vibracija Slydimo guolių vibracija paprastai nematuojama nuolat stebint vibracijos būklę. Tokie matavimai paprastai atliekami periodiškai stebint arba diagnostikos tikslais, nes ašinė vibracija gali būti jautresnė tam tikriems gedimų tipams. Šiame standarte pateikiami vertinimo kriterijai tik atraminių guolių ašinė vibracija, kur jis koreliuoja su ašinėmis pulsacijomis, galinčiomis sukelti mašinos pažeidimus.

6.2.2 Vibracijos sąlygų zonos

6.2.2.1 Bendras aprašymas

Kokybiniam mašinos vibracijos įvertinimui ir sprendimų dėl reikalingų priemonių priėmimui nustatytos šios vibracijos sąlygų zonos:

A zona — Naujai užsakytos mašinos paprastai patenka į šią zoną.

B zona — Į šią zoną patenkančios mašinos paprastai laikomos tinkamomis toliau eksploatuoti be laiko apribojimų.

C zona — Į šią zoną patenkančios mašinos paprastai laikomos netinkamomis ilgalaikiam nepertraukiamam darbui. Paprastai tokios mašinos gali veikti ribotą laiką, kol atsiras tinkama proga atlikti remonto darbus.

D zona — Vibracijos lygis šioje zonoje paprastai laikomas pakankamai rimtu, kad sukeltų mašinos pažeidimus.

6.2.2.2 Zonos ribų skaitinės vertės

Nustatytos vibracijos sąlygų zonos ribų skaitinės vertės yra neskirta naudoti kaip priėmimo kriterijų, dėl kurių turėtų susitarti mašinos tiekėjas ir klientas. Tačiau šias ribas galima naudoti kaip bendras gaires, leidžiančias išvengti nereikalingų vibracijos mažinimo išlaidų ir pernelyg griežtų reikalavimų.

Kartais dėl mašinos konstrukcijos ypatybių arba eksploatavimo patirties gali reikėti nustatyti kitas ribines vertes (aukštesnes arba žemesnes). Tokiais atvejais gamintojas paprastai pateikia ribų keitimo pagrindimą ir, visų pirma, patvirtina, kad pagal šiuos pakeitimus leidžiama padidėjusi vibracija nesumažins mašinos patikimumo.

6.2.2.3 Priėmimo kriterijai

Mašinos vibracijos priimtinumo kriterijai yra visada susitarimo objektas tarp tiekėjo ir kliento, kurie turi būti dokumentuojami prieš pristatymą arba pristatymo metu (pirmiausia pirmenybė teikiama pirmajam variantui). Pristatant naują mašiną arba grąžinant mašiną po kapitalinio remonto, vibracijos sąlygų zonos ribos gali būti naudojamos kaip pagrindas tokiems kriterijams nustatyti. Tačiau skaitmeninės zonos ribų vertės turėtų būti ne būti taikomi pagal numatytuosius nustatymus kaip priėmimo kriterijai.

Tipinė rekomendacija: Naujos mašinos stebimas vibracijos parametras turėtų patekti į A arba B zoną, bet neturėtų viršyti šių zonų ribos daugiau nei 1,25 karto. Nustatant priėmimo kriterijus, į šią rekomendaciją galima neatsižvelgti, jei to pagrindas yra mašinos konstrukcijos ypatybės arba sukaupta eksploatavimo patirtis su panašiais mašinų tipais.

Priėmimo bandymai atliekami griežtai nustatytomis mašinos darbo sąlygomis (našumas, sukimosi greitis, srautas, temperatūra, slėgis ir kt.) per nustatytą laiko intervalą. Jei mašina atvyko pakeitus vieną iš pagrindinių mazgų arba atlikus techninę priežiūrą, nustatant priėmimo kriterijus atsižvelgiama į atlikto darbo tipą ir stebimų parametrų vertes prieš mašinos pašalinimą iš gamybos proceso.

6.3 II kriterijus. Vertinimas pagal dydžio pokytį

Šis kriterijus pagrįstas stebimo plačiajuosčio vibracijos parametro dabartinės vertės, veikiančios pastovios būsenos mašina (leidžiant nedidelius veikimo charakteristikų skirtumus), palyginimu su anksčiau nustatyta verte. bazinė (atskaitos) vertė.

Dėl reikšmingų pokyčių gali prireikti imtis atitinkamų priemonių net jei B/C zonos riba dar nepasiekta. Šie pokyčiai gali vystytis palaipsniui arba būti staigaus pobūdžio, atsiradę dėl pradinės žalos ar kitų mašinos veikimo sutrikimų.

Palyginamas vibracijos parametras turi būti gautas naudojant ta pati keitiklio padėtis ir orientacija tam pačiam mašinos darbo režimui. Aptikus reikšmingus pokyčius, tiriamos galimos jų priežastys, siekiant užkirsti kelią pavojingoms situacijoms.

6.4 Vibracijos būklės vertinimas pereinamaisiais režimais

Vibracijos sąlygų zonos ribos, pateiktos A ir B prieduose, taikomos vibracijai pastovaus veikimo mašinos. Pereinamieji darbo režimai paprastai gali būti lydimi didesnės vibracijos. Pavyzdys yra mašinos vibracija ant lanksčios atramos įsibėgėjimo arba lėtėjimo metu, kai vibracijos augimas yra susijęs su rotoriaus kritinių greičių viršijimu. Be to, vibracijos padidėjimas gali būti stebimas dėl besisukančių dalių arba rotoriaus lanko nesutapimo kaitinimo metu.

Analizuojant mašinos vibracijos būseną, būtina atkreipti dėmesį į tai, kaip vibracija reaguoja į darbo režimo ir išorinių darbo sąlygų pokyčius. Nors šiame standarte nenagrinėjamas vibracijos vertinimas pereinamaisiais mašinos darbo režimais, kaip bendrą rekomendaciją galima teigti, kad vibracija yra priimtina, jei ribotos trukmės pereinamaisiais režimais ji neviršija C zonos viršutinė riba.

II kriterijus. Pokytis nuo pradinio lygio

Net jei vibracija išlieka B zonoje, reikšmingas pokytis nuo pradinio lygio rodo besivystančias problemas:

6.5 Ribiniai vibracijos lygiai pastoviosios būsenos režimu

6.5.1 Bendroji informacija

Paprastai ilgalaikiam darbui skirtoms mašinoms nustatomi ribiniai vibracijos lygiai, kuriuos viršijus pastovaus veikimo režimu, atsiranda tokių tipų įspėjamieji signalai. ĮSPĖJIMAS arba KELIONĖ.

ĮSPĖJIMAS — pranešimas, skirtas atkreipti dėmesį į tai, kad stebimo vibracijos parametro vertė arba jos pokytis pasiekė lygį, po kurio gali prireikti imtis taisomųjų priemonių. Paprastai, pasirodžius ĮSPĖJIMO pranešimui, mašiną kurį laiką galima naudoti, kol bus tiriamos vibracijos pokyčio priežastys ir nustatyta, kokių taisomųjų priemonių reikia imtis.

KELIONĖ — pranešimas, rodantis, kad vibracijos parametras pasiekė lygį, kuriam esant tolesnis mašinos veikimas gali ją sugadinti. Kai pasiekiamas IŠJUNGIMO lygis, reikia nedelsiant imtis priemonių vibracijai sumažinti arba mašinai sustabdyti.

Dėl skirtingų dinaminių apkrovų ir mašinos atramų standumo, skirtingiems matavimo taškams ir kryptims gali būti nustatyti skirtingi ribiniai vibracijos lygiai.

6.5.2 ĮSPĖJIMO lygio nustatymas

ĮSPĖJIMO lygis gali labai skirtis (didėti arba mažėti) priklausomai nuo įrenginio. Paprastai šis lygis nustatomas atsižvelgiant į tam tikrą bazinis lygis gautas kiekvienam konkrečiam mašinos egzemplioriui nurodytame taške ir nurodyta matavimo kryptimi, remiantis eksploatavimo patirtimi.

Rekomenduojama nustatyti ĮSPĖJIMO lygį taip, kad jis viršytų bazinį lygį 25% viršutinės B zonos ribos vertės. Jei bazinis lygis yra žemas, ĮSPĖJIMO lygis gali būti žemesnis už C zoną.

Jei bazinis lygis nėra apibrėžtas (pvz., naujai mašinai), ĮSPĖJIMO lygis nustatomas remiantis eksploatavimo patirtimi su panašiomis mašinomis arba atsižvelgiant į sutartas priimtinas stebimo vibracijos parametro vertes. Po kurio laiko, remiantis mašinos vibracijos stebėjimais, nustatomas bazinis lygis ir atitinkamai pakoreguojamas ĮSPĖJIMO lygis.

Paprastai ĮSPĖJIMO lygis nustatomas taip, kad neviršija viršutinės B zonos ribos daugiau nei 1,25 karto.

Jei pasikeičia bazinis lygis (pvz., po mašinos remonto), ĮSPĖJIMO lygis taip pat turi būti atitinkamai pakoreguotas.

6.5.3 IŠJUNGIMO lygio nustatymas

IŠJUNGIMO lygis paprastai siejamas su mašinos mechaninio vientisumo išsaugojimu, kurį savo ruožtu lemia jos konstrukcijos ypatybės ir gebėjimas atlaikyti neįprastas dinamines jėgas. Todėl IŠJUNGIMO lygis paprastai yra tas pats ir panašios konstrukcijos mašinoms ir yra nesusijęs su bazine padėtimi.

Dėl mašinų konstrukcijų įvairovės neįmanoma pateikti universalių TRIP lygio nustatymo gairių. Paprastai TRIP lygis nustatomas C arba D zonoje, bet ne aukščiau nei riba tarp šių zonų daugiau nei 25%.

6.6 Papildomos procedūros ir kriterijai

Yra nėra paprasto skaičiavimo metodo guolio pagrindo vibracija dėl veleno vibracijos (arba atvirkščiai, veleno vibracija dėl pagrindo vibracijos). Skirtumas tarp absoliučios ir santykinės veleno vibracijos yra susijęs su guolio pagrindo vibracija, bet, kaip taisyklė, yra nelygus tam.

Praktinė reikšmė: Jei korpuso vibracija rodo B zoną (priimtina), o veleno vibracija rodo C zoną (ribojama), priskirkite mašiną C zonai ir suplanuokite taisomuosius veiksmus. Visada naudokite blogiausio atvejo vertinimą, kai galimi dvigubi matavimai.

6.7 Vertinimas remiantis informacijos vektoriniu vaizdavimu

Atskiro vibracijos dažnio komponento amplitudės pokytis, net jei ir reikšmingas, yra nebūtinai lydimas dėl esminio plačiajuosčio virpesių signalo pokyčio. Pavyzdžiui, įtrūkimo atsiradimas rotoriuje gali sukelti reikšmingų sukimosi dažnio harmonikų atsiradimą, tačiau jų amplitudės gali išlikti mažos, palyginti su komponentu veikiant greičiui. Tai neleidžia patikimai sekti įtrūkimo atsiradimo poveikio vien tik plačiajuosčio virpesių pokyčiais.

Norint gauti duomenis vėlesnėms diagnostinėms procedūroms, reikia stebėti atskirų vibracijos komponentų amplitudės pokyčius speciali matavimo ir analizės įranga, paprastai sudėtingesnis ir reikalaujantis specialios kvalifikacijos jo taikymui (žr. ISO 18436-2).

Šiame standarte nustatyti metodai yra apsiriboja plačiajuosčio vibracijos matavimu neįvertinus atskirų dažnio komponentų amplitudžių ir fazių. Daugeliu atvejų to pakanka mašinos priėmimo bandymams ir būklės stebėjimui įrengimo vietoje.

Tačiau ilgalaikėse būklės stebėjimo ir diagnostikos programose vektoriaus informacija apie dažnio komponentus (ypač esant važiavimo greičiui ir jo antrąjai harmonikai) leidžia įvertinti mašinos dinaminio elgesio pokyčius, kurie yra neatskiriami stebint tik plačiajuostę vibraciją. Atskirų dažnio komponentų ir jų fazių ryšių analizė vis dažniau taikoma būklės stebėjimo ir diagnostikos sistemose.

Pastaba: Šiame standarte nenurodyti vibracijos būklės vertinimo kriterijai, pagrįsti vektoriaus komponentų pokyčiais. Išsamesnė informacija šiuo klausimu pateikta ISO 13373-1, ISO 13373-2, ISO 13373-3 (taip pat žr. ISO 20816-1).

8. Pereinamasis veikimas

Įsibėgėjimo, lėtėjimo arba veikimo didesniu nei vardinis greitis metu tikėtina didesnė vibracija, ypač viršijus kritinius greičius.

9. Fono vibracija

Jei išmatuota vibracija viršija priimtinas ribas ir įtariama foninė vibracija, matuokite, kai mašina sustabdyta. Koregavimai reikalingi, jei fonas viršija:

• 25% išmatuotos vertės veikimo metu ARBA
• 25% B/C ribos tai mašinų klasei

C priedas (informacinis). Zonos ribos ir pelengo atstumai

Mašinoms su slankiojantys (skysčio plėvelės) guoliai, pagrindinė saugaus eksploatavimo sąlyga yra reikalavimas, kad veleno poslinkiai ant alyvos pleišto neleistų liestis su guolio korpusu. Todėl B priede pateiktos santykinių veleno poslinkių zonų ribos turi būti suderintos su šiuo reikalavimu.

Visų pirma, guoliams su mažu laisvumu gali tekti sumažinti zonos ribų vertes. Sumažėjimo laipsnis priklauso nuo guolio tipo ir kampo tarp matavimo krypties ir minimalaus tarpo krypties.

Pavyzdys: didelė garo turbina (3000 aps./min., slankiojantis guolis)

• Apskaičiuotas B/C (B priedas): S(pp) = 9000/√3000 ≈ 164 μm
• Faktinis guolio skersmens laisvumas: 150 μm
• Kadangi 164 > 150, naudokite klirensu pagrįstas ribas:
• A/B = 0,4 × 150 = 60 μm
• B/C = 0,6 × 150 = 90 μm
• C/D = 0,7 × 150 = 105 μm

Paraiškos pastaba: Šios pakoreguotos vertės taikomos matuojant veleno vibraciją guolyje arba šalia jo. Kitose velenų vietose, kur radialiniai tarpai didesni, gali būti taikomos standartinės B priedo formulės.

D priedas (informacinis). Pastovaus greičio kriterijaus taikymas mažo greičio mašinoms

Šiame priede pateikiamas pagrindimas, kodėl nepageidautina taikyti kriterijus, pagrįstus greičio matavimu, mašinoms, kurių vibracija žemo dažnio (mažesnė nei 120 aps./min.). Mažo greičio mašinoms kriterijai, pagrįsti poslinkio matavimas gali būti tinkamesnė tinkamos matavimo įrangos naudojimas. Tačiau šiame standarte tokie kriterijai nėra nagrinėjami.

Greičio kriterijaus istorinis pagrindas

Pasiūlymas naudoti vibraciją greitis Matuojamas ant nesisukančių mašinos dalių, kaip pagrindas vibracijos sąlygai apibūdinti, buvo suformuluotas remiantis daugelio bandymų rezultatų apibendrinimu (žr., pavyzdžiui, novatorišką Rathbone TC darbą, 1939 m.), atsižvelgiant į tam tikrus fizikinius aspektus.

Dėl to daugelį metų buvo manoma, kad mašinos yra lygiavertės būklės ir vibracijos poveikio joms požiūriu, jei RMS greičio matavimo rezultatai 10–1000 Hz dažnių diapazone sutampa. Šio metodo privalumas buvo galimybė naudoti tuos pačius vibracijos būklės kriterijus, neatsižvelgiant į vibracijos dažninę sudėtį ar mašinos sukimosi dažnį.

Ir atvirkščiai, naudojant poslinkį arba pagreitį kaip vibracijos būklės vertinimo pagrindą, reikėtų sukurti nuo dažnio priklausomus kriterijus, nes poslinkio ir greičio santykis yra atvirkščiai proporcingas vibracijos dažniui, o pagreičio ir greičio santykis yra tiesiogiai proporcingas jam.

Greičio konstantos paradigma

Vibracijos naudojimas greitis kaip pagrindinis parametras, pagrįstas išsamiais bandymais ir pastebėjimu, kad mašinos yra "ekvivalentiškos" būklės atžvilgiu, jei jos pasižymi tuo pačiu RMS greičiu 10–1000 Hz diapazone, nepriklausomai nuo dažnio turinio.

Privalumas: Paprastumas. Vienas greičio apribojimų rinkinys taikomas plačiame greičio diapazone be nuo dažnio priklausančių korekcijų.

Problema esant žemiems dažniams: Poslinkio ir greičio santykis yra atvirkščiai proporcingas dažniui:

Labai žemais dažniais (< 10 Hz), priimant pastovų greitį (pvz., 4,5 mm/s), gali būti leidžiama pernelyg didelė poslinkis, kurie gali įtempti prijungtus komponentus (vamzdynus, jungtis) arba rodyti akivaizdžias konstrukcines problemas.

Grafinė iliustracija (iš D priedo)

Tarkime, kad greitis yra pastovus 4,5 mm/s esant skirtingam važiavimo greičiui:

Stebėjimas: Mažėjant greičiui, poslinkis smarkiai padidėja. 358 μm poslinkis esant 120 aps./min. gali perkrauti movas arba pažeisti alyvos plėvelę slankiojančiuose guoliuose, net jei greitis yra "priimtinas"."

D.1 paveiksle pavaizduotas paprastas matematinis ryšys tarp pastovaus greičio ir kintamo poslinkio esant skirtingiems sukimosi dažniams. Tačiau tuo pačiu metu jis parodo, kaip taikant pastovaus greičio kriterijų guolio pagrindo poslinkis gali didėti mažėjant sukimosi dažniui. Nors guolį veikiančios dinaminės jėgos išlieka priimtinose ribose, dideli guolio korpuso poslinkiai gali neigiamai paveikti prijungtus mašinos elementus, tokius kaip alyvos vamzdynai.

„Balanset-1A“ konfigūracija mažo greičio mašinoms

Matuojant mašinas ≤600 aps./min.:

• Nustatykite dažnių diapazono apatinę ribą į 2 Hz (ne 10 Hz)
• Rodyti abu Greitis (mm/s) ir Poslinkis (μm) metrikos
• Palyginkite abu parametrus su savo standarto / procedūros ribinėmis vertėmis (įveskite jas į skaičiuotuvą).
• Jei matuojamas tik greitis ir jis praeina, bet poslinkis nežinomas, vertinimas yra nepilnas
• Įsitikinkite, kad keitiklio atsakas yra tiesinis iki 2 Hz (patikrinkite kalibravimo sertifikatą).

12. Pereinamasis veikimas: įsibėgėjimas, lėtėjimas ir viršsūkis

A ir B prieduose nurodytos zonų ribos taikomos pastovaus veikimo esant nominaliam greičiui ir apkrovai. Pereinamosiomis sąlygomis (paleidimas, išjungimas, greičio pokyčiai) tikėtina didesnė vibracija, ypač praeinant per kritiniai greičiai (rezonansai).

1 lentelė. Rekomenduojamos ribos pereinamųjų procesų metu

Pastaba dėl <20% greičio: Esant labai mažam greičiui, greičio kriterijai gali būti netaikomi (žr. D priedą). Poslinkis tampa kritiniu.

Praktinis aiškinimas

• Greitėjimo / lėtėjimo metu mašina gali trumpam viršyti pastoviosios būsenos ribas.
• Veleno vibracija leidžiama 1,5 karto viršyti C/D ribą (iki 90% greičio), kad būtų galima pasiekti kritinius greičius.
• Jei vibracija išlieka didelė ir pasiekus darbinį greitį, tai rodo, kad nuolatinis gedimas, o ne trumpalaikis rezonansas

„Balanset-1A“ apledėjimo analizė

"Balanset-1A" turi eksperimentinę „RunDown“ diagramos funkciją, kuri įrašo vibracijos amplitudę ir aps./min. riedėjimo laisvąja eiga metu:

• Nustato kritinius greičius: Staigūs amplitudės pikai rodo rezonansus
• Patvirtina greitą praėjimą: Siauri viršūnės patvirtina, kad mašina greitai praeina (gerai)
• Aptinka nuo greičio priklausančius gedimus: Nuolat didėjanti amplitudė, kylanti kartu su greičiu, rodo aerodinamines ar proceso problemas.

Šie duomenys yra neįkainojami norint atskirti trumpalaikius šuolius (priimtinus pagal 1 lentelę) nuo pernelyg didelės pastovios būsenos vibracijos (nepriimtinos).

13. Praktinis ISO 20816-3 atitikties darbo eiga

14. Išplėstinė tema: Įtakos koeficiento balansavimo teorija

Kai diagnozuojamas mašinos disbalansas (didelė 1× vibracija, stabili fazė), „Balanset-1A“ naudoja Įtakos koeficiento metodas norint apskaičiuoti tikslius korekcijos svorius.

Matematinis fondas

Rotoriaus vibracijos atsakas modeliuojamas kaip linijinė sistema kur pridėjus masę, pasikeičia virpesių vektorius:

Trijų etapų balansavimo procedūra (viena plokštuma)

1. Pradinis paleidimas (0 paleidimas):
   • Vibracijos matavimas: A₀ = 6,2 mm/s, φ₀ = 45°
   • Vektorius: V₀ = 6,2∠45°
2. Bandomasis svorių kilnojimas (1 važiavimas):
   • Pridėti bandomąją masę: M_bandymas = 20 g kampu θ_bandymas = 0°
   • Vibracijos matavimas: A₁ = 4,1 mm/s, φ₁ = 110°
   • Vektorius: V₁ = 4,1∠110°
3. Apskaičiuokite įtakos koeficientą:
   • ΔV = V₁ − V₀ = (vektoriaus atimtis)
   • α = ΔV / (20 g ∠ 0°)
   • α nurodo, "kiek vibracijos pasikeičia vienam pridėtos masės gramui"
4. Apskaičiuokite korekciją:
   • M_korr = −V₀ / α
   • Rezultatas: M_korr = 28,5 g kampu θ_korr = 215°
5. Pritaikykite pataisą ir patikrinkite:
   • Pašalinti bandomąjį svorį
   • Įpilkite 28,5 g ties 215° kampu (matuojant nuo rotoriaus žymės).
   • Išmatuokite galutinę vibraciją: A_galutinis = 1,1 mm/s (tikslas: <1,4 mm/s A zonai)

Kodėl tai veikia

Dėl disbalanso susidaro išcentrinė jėga F = m × e × ω², kur m yra nesubalansuota masė, e – jos ekscentricitetas, o ω – kampinis greitis. Ši jėga sukuria vibraciją. Pridėjus tiksliai apskaičiuotą masę tam tikru kampu, sukuriame lygus ir priešingas išcentrinę jėgą, panaikinančią pradinį disbalansą. „Balanset-1A“ programinė įranga automatiškai atlieka sudėtingą vektorių matematinį skaičiavimą, padėdama technikui atlikti šį procesą.

11. Fizikos ir formulių nuoroda

Signalų apdorojimo pagrindai

Ryšys tarp poslinkio, greičio ir pagreičio

Už sinusoidinė vibracija Esant dažniui f (Hz), poslinkio (d), greičio (v) ir pagreičio (a) ryšius lemia skaičiavimas:

Svarbiausia įžvalga: Greitis yra proporcingas dažniui × poslinkiui. Pagreitis yra proporcingas dažniui² × poslinkiui. Štai kodėl:

• Prie žemi dažniai (< 10 Hz), poslinkis yra kritinis parametras
• Prie vidutiniai dažniai (10–1000 Hz), greitis gerai koreliuoja su energija ir nepriklauso nuo dažnio
• Prie aukšti dažniai (> 1000 Hz), dominuojančiu tampa pagreitis

RMS ir didžiausios vertės

Svetainė Vidutinė kvadratinė vertė (RMS) reikšmė rodo signalo efektyviąją energiją. Grynos sinusinės bangos atveju:

Kodėl RMS? RMS tiesiogiai koreliuoja su galia ir nuovargis stresas Mašinos komponentams taikomas vibracijos signalas su V_RMS = 4,5 mm/s tiekia tą pačią mechaninę energiją, nepriklausomai nuo bangos formos sudėtingumo.

Plačiajuosčio ryšio RMS skaičiavimas

Sudėtingam signalui, turinčiam kelis dažnio komponentus (kaip ir tikruose įrenginiuose):

Kur kiekvienas V_RMS,i reiškia RMS amplitudę esant konkrečiam dažniui (1×, 2×, 3× ir kt.). Tai yra "bendroji" vertė, rodoma vibracijos analizatorių ir naudojama zonos vertinimui pagal ISO 20816-3.

Balanset-1A signalų apdorojimo architektūra

Praktinis pavyzdys: diagnostikos apžvalga

Scenarijus: 75 kW išcentrinis siurblys, veikiantis 1480 aps./min. (24,67 Hz) ant tvirto betoninio pamato.

1 veiksmas: klasifikavimas

• Galia: 75 kW → 2 grupė (15–300 kW)
• Pagrindas: tvirtas (patvirtintas smūginiu bandymu)
• Nustatykite A/B, B/C, C/D slenksčius pagal savo standartinį tekstą / specifikaciją ir įveskite juos į skaičiuoklę.

2 veiksmas: matavimas naudojant „Balanset-1A“

• Sumontuokite akselerometrus ant siurblio guolių korpusų (išorinio ir vidinio)
• Įjunkite vibrometro režimą (F5)
• Nustatykite dažnių diapazoną: 10–1000 Hz
• Įrašyti bendrą RMS greitį: 6,2 mm/s

3 veiksmas: zonos įvertinimas

Palyginkite išmatuotą vertę (pvz., 6,2 mm/s RMS) su įvestomis ribinėmis vertėmis: virš C/D → D ZONA; tarp B/C ir C/D → C ZONA, ir kt.

4 veiksmas: Spektrinė diagnostika

Perjunkite į FFT režimą. Spektras rodo:

• 1× komponentas (24,67 Hz): 5,8 mm/s — dominuojantis
• 2× komponentas (49,34 Hz): 1,2 mm/s – nedidelis
• Kiti dažniai: Nereikšmingas

Diagnozė: Didelė 1× vibracija su stabilia faze → Disbalansas

5 veiksmas: balansavimas naudojant „Balanset-1A“

Įjunkite "Vienos plokštumos balansavimo" režimą:

• Pradinis paleidimas: A₀ = 6,2 mm/s, φ₀ = 45°
• Bandomasis svoris: Pridėkite 20 gramų ties 0° kampu (savavališkas kampas)
• Bandomasis važiavimas: A₁ = 4,1 mm/s, φ₁ = 110°
• Programinė įranga apskaičiuoja: Korekcinė masė = 28,5 gramo, kai kampas = 215°
• Pataisa pritaikyta: Nuimkite bandomąjį svorį, įdėkite 28,5 g 215° temperatūroje
• Patvirtinimo vykdymas: A_galutinis = 1,1 mm/s

6 veiksmas: atitikties patikrinimas

1,1 mm/s < 1,4 mm/s (A/B riba) → A ZONA — Puiki būklė!

Siurblys dabar atitinka ISO 20816-3 standartą, leidžiantį neribotai naudoti ilgą laiką. Sukurkite ataskaitą, kurioje būtų dokumentuojami duomenys apie siurblio veikimą prieš (6,2 mm/s, D zona) ir po (1,1 mm/s, A zona) su spektro diagramomis.

Kodėl greitis yra pagrindinis kriterijus

Vibracijos greitis gerai koreliuoja su vibracijos stiprumu plačiame dažnių diapazone, nes:

• Greitis susijęs su energija perduodamas į pamatus ir aplinką
• Greitis yra santykinai nepriklauso nuo dažnio tipinei pramoninei įrangai
• Esant labai žemiems dažniams (<10 Hz), poslinkis tampa ribojančiu veiksniu
• Esant labai aukštiems dažniams (> 1000 Hz), pagreitis tampa svarbus (ypač guolių diagnostikai).

Statinė deformacija ir natūralus dažnis

Norint įvertinti, ar pamatas yra standus, ar lankstus:

Kritinio greičio įvertinimas

Pirmasis paprasto rotoriaus kritinis greitis:

15. Dažniausios ISO 20816-3 taikymo klaidos ir spąstai

16. Integracija su platesne būklės stebėjimo strategija

ISO 20816-3 vibracijos ribos yra būtina, bet nepakankama visapusiškam mašinų būklės valdymui. Integruokite vibracijos duomenis su:

• Aliejaus analizė: Dėvėjimosi dalelės, klampumo sumažėjimas, užterštumas
• Termografija: Guolių temperatūra, variklio apvijų karštosios vietos, dėl nesutapimo sukeltas įkaitimas
• Ultragarsas: Ankstyvas guolių tepimo gedimų, elektros lanko aptikimas
• Variklio srovės charakteristikų analizė (MCSA): Rotoriaus strypo defektai, ekscentricitetas, apkrovos pokyčiai
• Proceso parametrai: Srauto greitis, slėgis, energijos suvartojimas – susiekite vibracijos šuolius su proceso sutrikimais

„Balanset-1A“ suteikia vibracijos stulpas šios strategijos. Pasinaudokite jos archyvavimo ir tendencijų funkcijomis, kad sukurtumėte istorinę duomenų bazę. Kryžminėmis nuorodomis susiekite vibracijos įvykius su techninės priežiūros įrašais, alyvos mėginių datomis ir eksploatavimo žurnalais.

17. Reguliavimo ir sutartiniai aspektai

Priėmimo testavimas (naujos mašinos)

Svarbu: zonos ribos paprastai yra būklės vertinimo gairės, tuo tarpu priėmimo kriterijai Naujos mašinos kainos yra apibrėžtos sutartyje / specifikacijoje ir suderintos tarp tiekėjo ir kliento.

Balanset-1A vaidmuo: Gamyklinių priėmimo bandymų (FAT) arba statybvietės priėmimo bandymų (SAT) metu „Balanset-1A“ patikrina tiekėjo deklaruotus vibracijos lygius. Sukuria dokumentuotas ataskaitas, įrodančias atitiktį sutartyse numatytoms riboms.

Draudimas ir civilinė atsakomybė

Kai kuriose jurisdikcijose mašinų valdymas D zona gali panaikinti draudimo apsaugą, jei įvyktų katastrofiškas gedimas. Dokumentuoti ISO 20816-3 vertinimai rodo deramą kruopštumą prižiūrint mašinas.

18. Būsima plėtra: ISO 20816 serijos išplėtimas

ISO 20816 serija toliau tobulinama. Būsimos dalys ir pataisymai apima:

• ISO 20816-6: Stūmoklinės mašinos (pakeičia ISO 10816-6)
• ISO 20816-7: Rotodinaminiai siurbliai (pakeičiantys ISO 10816-7)
• ISO 20816-8: Stūmoklinių kompresorių sistemos (naujos)
• ISO 20816-21: Vėjo turbinos (pakeičia ISO 10816-21)

Šie standartai taikys panašią zonų ribų nustatymo filosofiją, tačiau su konkrečiai technikai pritaikytais pakeitimais. „Balanset-1A“, pasižymintis lanksčia konfigūracija ir plačiu dažnių / amplitudės diapazonu, išliks suderinamas, kai šie standartai bus paskelbti.

19. Atvejų analizės

1 atvejo analizė: Klaidingos diagnozės išvengimas atliekant dvigubą matavimą

Mašina: 5 MW garo turbina, 3000 aps./min., slankiojantys guoliai

Situacija: Guolio korpuso vibracija = 3,0 mm/s (B zona, priimtina). Tačiau operatoriai pranešė apie neįprastą triukšmą.

Tyrimas: „Balanset-1A“ prijungtas prie esamų artumo zondų. Veleno vibracija = 180 μm pp. Apskaičiuota B/C riba (B priedas) = 164 μm. Velenas C zona!

Pagrindinė priežastis: Alyvos plėvelės nestabilumas (alyvos sūkurys). Korpuso vibracija buvo maža dėl stiprios pagrindo masės, slopinančios veleno judėjimą. Pasikliaujant vien korpuso matavimais, ši pavojinga būklė nebūtų pastebėta.

Veiksmas: Sureguliuotas guolių alyvos tiekimo slėgis, sumažintas tarpas pakartotinai įdedant tarpines. Veleno vibracija sumažinta iki 90 μm (A zona).

2 atvejo analizė: balansavimas gelbsti svarbų ventiliatorių

Mašina: 200 kW dirbtinės traukos ventiliatorius, 980 aps./min., lanksti jungtis

Pradinė sąlyga: Vibracija = 7,8 mm/s (D zona). Gamykloje svarstomas avarinis sustabdymas ir guolių keitimas ($50 000, 3 dienų prastovos).

Balanset-1A diagnozė: FFT rodo 1× = 7,5 mm/s, 2× = 0,8 mm/s. Fazė stabili. Disbalansas, be guolio pažeidimų.

Lauko balansavimas: Dviejų plokštumų balansavimas atliktas vietoje per 4 valandas. Galutinė vibracija = 1,6 mm/s (A zona).

Rezultatai: Išvengta prastovų, sutaupyta $50,000. Pagrindinė priežastis: peilių priekinių briaunų erozija dėl abrazyvinių dulkių. Ištaisyta balansuojant; numatytas peilių atnaujinimas kito planinio prastovos metu.

20. Išvada ir geriausia praktika

Perėjimas prie ISO 20816-3:2022 atspindi vibracijos analizės brandą, reikalaujančią fizikos dėsniais pagrįsto, dvejopo požiūrio į mašinų būklę. Svarbiausios išvados:

Svetainė Balanset-1A sistema demonstruoja tvirtą atitikimą ISO 20816-3 reikalavimams. Jo techninės specifikacijos – dažnių diapazonas, tikslumas, jutiklio lankstumas ir programinės įrangos darbo eiga – leidžia techninės priežiūros komandoms ne tik diagnozuoti neatitikimus, bet ir aktyviai juos ištaisyti taikant tikslų balansavimą. Derindamas diagnostinę spektro analizę su korekcinio balansavimo galimybėmis, „Balanset-1A“ suteikia patikimumo inžinieriams galimybę prižiūrėti pramonės turtą A/B zonoje, užtikrinant ilgaamžiškumą, saugą ir nepertraukiamą gamybą.

Nuorodų standartai ir bibliografija

Norminės nuorodos (ISO 20816-3 2 skyrius)

Susiję ISO 20816 serijos standartai

Papildomi standartai

Istorinis kontekstas (pakeisti standartai)

ISO 20816-3:2022 pakeičia šiuos standartus:

• ISO 10816-3:2009 — Mašinų vibracijos įvertinimas matuojant nesisukančias dalis — 3 dalis. Pramoninės mašinos, kurių vardinė galia didesnė nei 15 kW, o vardinis greitis nuo 120 aps./min. iki 15 000 aps./min.
• ISO 7919-3:2009 — Mechaniniai virpesiai. Mašinų virpesių įvertinimas matuojant besisukančius velenus. 3 dalis. Sujungtos pramoninės mašinos

Korpuso vibracijos (10816) ir veleno vibracijos (7919) integravimas į vieningą standartą pašalina ankstesnius neaiškumus ir sukuria darnią vertinimo sistemą.

DA priedas (informacinis). Nuorodų į tarptautinius standartus atitikmuo nacionaliniams ir tarpvalstybiniams standartams

Taikant šį standartą, rekomenduojama naudoti atitinkamus nacionalinius ir tarpvalstybinius standartus, o ne nurodytus tarptautinius standartus. Šioje lentelėje parodytas 2 skyriuje nurodytų ISO standartų ir jų nacionalinių atitikmenų ryšys.

Pastaba: Šioje lentelėje naudojamas toks įprastas atitikimo laipsnio žymėjimas:

• IDT — Identiški standartai

Nacionaliniai standartai gali turėti skirtingas paskelbimo datas, tačiau išlaiko techninį lygiavertiškumą nurodytiems ISO standartams. Visada žr. naujausius nacionalinių standartų leidimus, kad sužinotumėte naujausius reikalavimus.

Bibliografija

Šie dokumentai informaciniais tikslais pateikiami standarte ISO 20816-3:

Istorinė pastaba: Nuoroda [16] (Rathbone, 1939) yra novatoriškas darbas, padėjęs pagrindą naudoti greitį kaip pagrindinį vibracijos kriterijų.