ISO 5348: Mechaninė vibracija ir smūgiai. Akselerometrų mechaninis montavimas.
Santrauka
ISO 5348 yra pagrindinis ir labai praktiškas standartas bet kuriam vibracijos analitikui. Jame nagrinėjamas esminis veiksnys, tiesiogiai veikiantis duomenų kokybę: kaip akselerometras yra fiziškai pritvirtintas prie mašinos. Standarte nurodomi įvairūs tvirtinimo būdai ir aprašoma, kaip kiekvienas metodas veikia matavimo dažnio atsaką. Norint gauti tikslius ir pakartojamus vibracijos duomenis, ypač matuojant aukšto dažnio vibracijas, būtina laikytis ISO 5348 rekomendacijų.
Turinys (koncepcinė struktūra)
Standartas yra sudarytas taip, kad pateiktų aiškius, praktiškus patarimus dėl montavimo būdų:
-
1. Taikymo sritis ir tvirtinimo būdai:
Šiame pradiniame skyriuje nustatomas standarto tikslas: pateikti aiškias technines gaires dėl akselerometrų tvirtinimo prie vibruojančio paviršiaus metodų, siekiant užtikrinti tikslius duomenis. Čia pristatoma pagrindinė standarto tezė: tvirtinimo būdas yra labai svarbi matavimo sistemos dalis ir tiesiogiai lemia didžiausią dažnį, kuriuo galima surinkti patikimus duomenis. Netinkama tvirtinimo technika veiks kaip mechaninis filtras, slopinantis aukšto dažnio vibracijas prieš jas išmatuojant. Toliau skyriuje pristatomi pagrindiniai tvirtinimo būdai, kurie bus išsamiai įvertinti: tvirtinimas smeigėmis, tvirtinimas klijais ir magnetinis tvirtinimas, sukuriant pagrindą likusiai dokumento daliai.
-
2. Smeigių tvirtinimas:
Šis metodas pateikiamas kaip optimali, etaloninės klasės akselerometro tvirtinimo technika. Tai apima skylės gręžimą mašinos konstrukcijoje, įsriegimą sriegiu ir akselerometro tvirtinimo kaiščio įsukimą tiesiai į skylę. Standartas nurodo, kad tvirtinimo paviršius turi būti švarus, lygus ir švarus, o jei reikia, taškinis paviršius turi būti apdirbtas. Ant jutiklio pagrindo reikia užtepti ploną silikoninių tepalų arba panašaus jungiamojo skysčio sluoksnį, kad būtų užpildytos bet kokios mikroskopinės tuštumos, maksimaliai padidinant paviršiaus sąlyčio plotą ir pagerinant aukšto dažnio energijos perdavimą. Šis metodas užtikrina didžiausią įmanomą tvirtinimo standumą, o tai savo ruožtu lemia didžiausią sumontuoto rezonanso dažnį. Tai užtikrina, kad jutiklis gali tiksliai išmatuoti kuo platesnį dažnių diapazoną, o jo matavimo neiškraipytų paties tvirtinimo rezonansas. Tai laikoma visų kitų metodų etalonu ir yra būtinas nuolatiniams stebėjimo įrenginiams, aukšto dažnio diagnostiniams bandymams (pvz., guoliams ir krumpliaračiams) ir jutiklių kalibravimui.
-
3. Klijuojamas tvirtinimas:
Šiame skyriuje išsamiai aprašomas klijų naudojimas kaip pusiau nuolatinio tvirtinimo sprendimas, dažnai naudojamas, kai gręžti į įrenginį yra nepraktiška arba leidžiama. Standartas išskiria skirtingus klijų tipus. Geriausiems rezultatams pasiekti rekomenduojami kieti, standūs klijai, tokie kaip cianakrilatas („superklijai“) arba dviejų komponentų epoksidiniai klijai. Pagrindinis principas – naudoti minimalų klijų kiekį, kad būtų sukurta labai plona, standi jungties linija tarp jutiklio pagrindo ir įrenginio paviršiaus. Stori arba minkšti klijai (pvz., silikoninė guma) veiks kaip slopintuvas, smarkiai apribojantis aukšto dažnio atsaką. Teisingai pritvirtinus ant tinkamai paruošto paviršiaus, standus lipnus laikiklis gali pasiekti beveik tokį pat aukštą dažnių diapazoną kaip ir smeigės, todėl tai yra perspektyvi alternatyva daugeliui diagnostikos pritaikymų. Standartas taip pat apima lipnių pagrindų, kurie yra maži metaliniai padėkliukai, priklijuoti prie įrenginio, kad būtų užtikrinta pakartotinai naudojama vieta smeigės jutikliui pritvirtinti, naudojimą.
-
4. Magnetinis tvirtinimas:
Šiame skyriuje aptariamas magnetinių pagrindų naudojimas, kurie yra itin įprasti nešiojamuosiuose įrenginiuose, maršrutais pagrįstų duomenų rinkimas dėl jų patogumo. Tačiau standarte pabrėžiama, kad šis patogumas gerokai sumažina duomenų kokybę. Magnetinis laikiklis iš esmės yra mažiau standus nei smeigių ar lipnus laikiklis. Be to, magnetas žymiai padidina akselerometro masę. Šis mažesnio standumo ir didesnės masės derinys smarkiai sumažina jutiklio sistemos sumontuotą rezonansinį dažnį, o tai labai apriboja naudojamą viršutinį matavimo dažnių diapazoną. Standartas aiškiai nurodo, kad magnetu surinkti aukšto dažnio duomenys (paprastai virš 2000 Hz) dažnai yra nepatikimi. Jame pateikiamos praktinės gairės, kaip maksimaliai padidinti magnetinio laikiklio kokybę: naudokite stiprų „dviejų polių“ magnetą, užtikrinkite, kad kontaktiniai paviršiai būtų visiškai švarūs ir plokšti, ir tvirtai spauskite magnetą prie įrenginio.
-
5. Kiti metodai (zondai):
Šiame skyriuje aptariamas rankinių zondų, dažnai vadinamų „stingers“, naudojimas, kurie kartais naudojami greitiems patikrinimams arba sunkiai pasiekiamose vietose. Standartas griežtai nerekomenduoja tokios praktikos atliekant rimtus diagnostikos darbus. Žmogaus kūnas yra labai efektyvus žemo dažnio filtras ir slopintuvas, todėl neįmanoma laikyti zondo pastoviu slėgiu arba idealiai statmenu kampu. Dėl to šis metodas yra labai nepakartojamo tikslumo, o jo dažnio atsakas yra labai ribotas, dažnai mažesnis nei 1000 Hz. Nors zondas gali patvirtinti labai didelės, žemo dažnio vibracijos buvimą (pvz., didelį disbalansą), jis visiškai netinka patikimai tendencijų analizei ar aukšto dažnio gedimų, pvz., guolių ir krumpliaračių defektų, aptikimui.
-
6. Paviršiaus paruošimas ir kabelių klojimas:
Šiame paskutiniame skyriuje pateikiami svarbūs praktiniai patarimai, kaip užtikrinti duomenų kokybę, nepriklausomai nuo naudojamo tvirtinimo būdo. Jame pabrėžiama, kad tvirtinimo paviršius turi būti tinkamai paruoštas. Tai reiškia, kad paviršius turi būti kuo lygesnis ir lygesnis, o dažai, rūdys ar nešvarumai turi būti pašalinti, kad būtų užtikrintas tiesioginis metalo ir metalo (arba metalo ir klijų) sąlytis. Standarte nurodoma, kad montuojant smeigėmis, jei paviršius nėra idealiai lygus, reikia apdirbti taškinį paviršių. Standarte taip pat pateikiamos svarbios gairės dėl jutiklių kabelių tiesimo. Rekomenduojama, kad kabelis būtų tvirtai pritvirtintas prie konstrukcijos nedideliu atstumu nuo jutiklio. Tai sumažina jungties įtempimą ir, dar svarbiau, apsaugo kabelio judėjimą. Jei kabelis matavimo metu gali linguoti, dėl triboelektrinio efekto jis gali generuoti žemo dažnio elektrinį signalą, kuris gali iškreipti tikrąjį vibracijos signalą ir sukelti klaidingus duomenis.
Pagrindinės sąvokos
- Dažnio atsakas yra raktas: Pagrindinė standarto idėja yra ta, kad tvirtinimo būdas veikia kaip mechaninis filtras. Prastas tvirtinimas (kaip magnetas) padidina masę ir sumažina standumą, sukurdamas žemo dažnio filtrą, kuris nutraukia aukšto dažnio vibraciją dar prieš jai pasiekiant jutiklį.
- Svarbiausia yra standumas: Norint tiksliai perduoti aukšto dažnio vibraciją, jutiklio ir mašinos jungtis turi būti kuo standesnė ir lengvesnė. Štai kodėl tiesioginis tvirtinimas prie smeigių yra pranašesnis už visus kitus metodus.
- Patogumo ir tikslumo kompromisas: Standartas aiškiai nurodo, kad yra tiesioginis kompromisas. Magnetiniai laikikliai yra patogūs renkant duomenis pagal maršrutą, tačiau analitikas turi susitaikyti su tuo, kad naudojamas dažnių diapazonas yra pažeistas. Aukšto dažnio guolių ar krumpliaračių analizei labai pageidautinas smeiginis arba lipnus laikiklis.
- Pakartojamumas: Laikytis standarto nurodymų, pavyzdžiui, naudoti tvirtinimo pagalvėles pasikartojančiam jutiklių išdėstymui, yra labai svarbu norint atlikti gerą tendencijų analizę, nes tai užtikrina, kad duomenų pokyčiai atsirastų dėl mašinos būklės, o ne dėl matavimo technikos skirtumų.