ISO 10816-1 standarts un instrumentālā vibrāciju diagnostikas īstenošana, izmantojot Balanset-1A sistēmu

Kopsavilkums

Šajā ziņojumā ir sniegta visaptveroša analīze par starptautiskajām regulatīvajām prasībām attiecībā uz rūpniecisko iekārtu vibrācijas stāvokli, kas definētas ISO 10816-1 un no tās atvasinātajos standartos. Dokumentā ir apskatīta standartizācijas attīstība no ISO 2372 līdz pašreizējam ISO 20816, izskaidrota mērāmo parametru fizikālā nozīme un aprakstīta metodika vibrācijas stāvokļa intensitātes novērtēšanai. Īpaša uzmanība pievērsta šo noteikumu praktiskai īstenošanai, izmantojot portatīvo balansēšanas un diagnostikas sistēmu Balanset-1A. Ziņojumā ir sniegts detalizēts apraksts par instrumenta tehniskajām īpašībām, tā darbības algoritmiem vibrometra un balansēšanas režīmos, kā arī metodiskās vadlīnijas mērījumu veikšanai, lai nodrošinātu atbilstību rotējošo mašīnu uzticamības un drošības kritērijiem.

1. nodaļa. Vibrāciju diagnostikas teorētiskie pamati un standartizācijas attīstība

1.1. Vibrācijas fizikālā daba un mērījumu parametru izvēle

Vibrācija kā diagnostikas parametrs ir visinformatīvākais mehāniskās sistēmas dinamiskā stāvokļa rādītājs. Atšķirībā no temperatūras vai spiediena, kas ir integrāli rādītāji un bieži reaģē uz kļūmēm ar kavēšanos, vibrācijas signāls reāllaikā sniedz informāciju par spēkiem, kas darbojas mehānismā.

Standarts ISO 10816-1, tāpat kā tā priekšgājēji, balstās uz vibrācijas ātruma mērīšanu. Šī izvēle nav nejauša un izriet no bojājumu enerģētiskās dabas. Vibrācijas ātrums ir tieši proporcionāls svārstīgo masu kinētiskajai enerģijai un tādējādi arī noguruma spriegumiem, kas rodas mašīnu detaļās.

Vibrācijas diagnostikā izmanto trīs galvenos parametrus, katram no kuriem ir sava piemērošanas joma:

Vibrācijas pārvietojums (pārvietojums): Svārstību amplitūda, ko mēra mikrometros (µm). Šis parametrs ir ļoti svarīgs zema ātruma mašīnām (zem 600 apgr./min) un, novērtējot atstarpes vārpstu gultņos, kur ir svarīgi novērst rotora kontaktu ar statoru. ISO 10816-1 kontekstā pārvietojumam ir ierobežota nozīme, jo pie augstām frekvencēm pat mazi pārvietojumi var radīt destruktīvus spēkus.

Vibrācijas ātrums (ātrums): Virsmas punkta ātrums, ko mēra milimetros sekundē (mm/s). Tas ir universāls parametrs frekvenču diapazonā no 10 līdz 1000 Hz, kas aptver galvenos mehāniskos defektus: disbalansu, nesasvērtību un vaļīgumu. Saskaņā ar ISO 10816 vibrācijas ātrums ir galvenais novērtēšanas kritērijs. Standarts nosaka vidējo kvadrātisko vērtību (RMS), kas raksturo vibrācijas vidējo enerģiju.

Vibrācijas paātrinājums (paātrinājums): Vibrācijas ātruma izmaiņu ātrums, ko mēra metros sekundē kvadrātā (m/s²) vai g vienībās (1 g = 9,81 m/s²). Paātrinājums raksturo inerciālos spēkus un ir visjutīgākais pret augstfrekvences procesiem (no 1000 Hz un vairāk), piemēram, rites gultņu defektiem agrīnā stadijā, problēmām ar zobratu sietiem un elektriskiem defektiem motoros.

1.2. Vēsturiskais konteksts: no ISO 2372 līdz ISO 20816

Lai izprastu pašreizējās prasības, ir jāanalizē to vēsturiskā attīstība. Vibrācijas standartu attīstība ilgst vairāk nekā piecas desmitgades:

Šis ziņojums ir vērsts uz ISO 10816-1 un ISO 10816-3, jo šie dokumenti ir galvenie darba rīki aptuveni 90% rūpnieciskajām iekārtām, kuras tiek diagnosticētas ar pārnēsājamiem instrumentiem, piemēram, Balanset-1A.

2. nodaļa. ISO 10816-1 metodoloģijas detalizēta analīze

2.1. Darbības joma un ierobežojumi

ISO 10816-1 attiecas uz vibrāciju mērījumiem, kas veikti uz mašīnu nerotējošajām daļām (gultņu korpusiem, kājām, atbalsta rāmjiem). Standarts neattiecas uz vibrācijām, ko izraisa akustiskais troksnis, un neattiecas uz virzuļmašīnām (tās ir iekļautas ISO 10816-6), kas to darbības principa dēļ rada specifiskas inerciālās spēkas.

Svarīgs aspekts ir tas, ka standarts regulē in situ mērījumus — reālos ekspluatācijas apstākļos, nevis tikai uz testa stenda. Tas nozīmē, ka robežvērtības ņem vērā reālo pamatu, cauruļvadu savienojumu un ekspluatācijas slodzes apstākļu ietekmi.

2.2. Iekārtu klasifikācija

Metodoloģijas galvenais elements ir visu mašīnu iedalīšana klasēs. IV klases ierobežojumu piemērošana I klases mašīnai var izraisīt to, ka inženieris nepamanīs bīstamu stāvokli, savukārt pretējais var izraisīt nepamatotu darbspējīgas iekārtas apturēšanu.

2.1. tabula. Mašīnu klasifikācija saskaņā ar ISO 10816-1

Pamatu tipa noteikšanas problēma (cietais pret lokano)

Standartā pamats ir definēts kā stingrs, ja sistēmas "mašīna - pamats" pirmā īpatnējā frekvence ir augstāka par galveno ierosmes frekvenci (rotācijas frekvenci). Pamats ir elastīgs, ja tā īpatnējā frekvence ir zemāka par rotācijas frekvenci.

Praksē tas nozīmē:

• Mašīna, kas piestiprināta pie masīva betona grīdas, parasti pieder pie klases ar stingru pamatu.
• Mašīna, kas uzstādīta uz vibrāciju izolatoriem (atsperēm, gumijas spilventiņiem) vai uz viegla tērauda rāmja (piemēram, augšējā līmeņa konstrukcijas), pieder pie klases ar elastīgu pamatu.
• Viena un tā pati fiziskā iekārta var mainīt klasi, ja to pārvieto no viena pamata uz citu — tas ir ļoti svarīgi atcerēties, pārvietojot iekārtas.

2.3. Vibrācijas novērtēšanas zonas

Tā vietā, lai veiktu divējādo vērtējumu "labi/nelabi", standarts piedāvā četru zonu skalu, kas atbalsta uz stāvokli balstītu tehnisko apkopi:

2.4. Vibrācijas robežvērtības

Tabulā ir apkopotas RMS vibrācijas ātruma robežvērtības (mm/s) saskaņā ar ISO 10816-1 B pielikumu. Šīs vērtības ir empīriskas un kalpo kā vadlīnijas, ja nav pieejamas ražotāja specifikācijas.

2.2. tabula. Zonu robežu vērtības (ISO 10816-1 B pielikums)

Vizuālais salīdzinājums: Zonu robežas pa mašīnu klasēm

Analītiska interpretācija. Ņemiet vērā vērtību 4,5 mm/s. Mazām mašīnām (I klase) tā ir avārijas stāvokļa (C/D) robeža, kas prasa izslēgšanu. Vidēja lieluma mašīnām (II klase) tas ir zonas "jāpievērš uzmanība" vidus. Lielām mašīnām uz cieta pamata (III klase) tā ir tikai robeža starp "apmierinošu" un "neapmierinošu" zonu. Mašīnām uz elastīga pamata (IV klase) tas ir normāls darba vibrācijas līmenis (B zona). Šī progresija parāda risku, ko rada universālu robežu izmantošana bez pienācīgas klasifikācijas.

2.5. Divi vērtēšanas kritēriji: Absolūtā vērtība pret relatīvajām izmaiņām

ISO 10816-1 definē divus neatkarīgus vērtēšanas kritērijus, kas jāpiemēro vienlaicīgi:

I kritērijs - vibrācijas lielums: Absolūtais platjoslas vibrācijas vidējais kvadrātiskais ātrums, kas salīdzināts ar zonas robežvērtībām. Tas ir galvenais kritērijs, kas aprakstīts tabulās iepriekš.

II kritērijs — vibrācijas izmaiņas: Būtiskas vibrācijas līmeņa izmaiņas (palielinājums vai samazinājums) attiecībā pret noteikto bāzes līniju neatkarīgi no tā, vai absolūtais līmenis šķērso zonas robežu. Pēkšņas vibrācijas līmeņa izmaiņas, kas pārsniedz 25%, var liecināt par bojājuma attīstību, pat ja mašīna paliek B zonā. Un otrādi, pēkšņa samazināšanās var liecināt par sakabes bojājumu vai sastāvdaļas lūzumu.

3. nodaļa. Pilnīgs ISO 10816/20816 sērijas pārskats

ISO 10816 standarts tika publicēts kā vairāku daļu sērija, kuras 1. daļā ir sniegts vispārīgs pamats, bet turpmākajās daļās ir noteiktas konkrētas prasības dažādiem mašīnu tipiem. Lai veiktu pareizu novērtēšanu, ir svarīgi saprast, kura daļa attiecas uz konkrēto iekārtu.

3.0. tabula. Pilns ISO 10816 daļu un to ISO 20816 aizstājēju saraksts

3.1. ISO 7919 sērija (vārpstas vibrācijas) - tagad ISO 20816 daļa

Ja ISO 10816 pievērsās tikai korpusa vibrācijai, tad paralēlajā ISO 7919 sērijā tika aplūkota vārpstas vibrācija, ko mēra ar bezkontakta tuvuma zondēm (virpuļstrāvas sensoriem). Kritiskām rotējošām mašīnām, piemēram, lielām tvaika turbīnām, gāzturbīnām un ģeneratoriem, vārpstas relatīvā vibrācija bieži vien ir informatīvāks parametrs, jo tā tieši mēra rotora kustību tā gultņu atstarpēs.

Šo divu sēriju apvienošana ISO 20816 standartā atspoguļo mūsdienu izpratni par to, ka kritisko mašīnu visaptverošai stāvokļa kontrolei ir nepieciešama gan korpusa vibrācija (konstrukcijas novērtēšanai), gan vārpstas vibrācija (rotora dinamikas novērtēšanai).

3.2. Saistītie starptautiskie standarti

ISO 10816 nepastāv izolēti. Vairāki papildu standarti nosaka sensoru specifikācijas, balansēšanas kvalitāti un mērījumu metodoloģiju:

3.3. Saistība starp ISO 1940 balansēšanas kvalitāti un ISO 10816 vibrācijas zonām

Viens no praksē visbiežāk uzdotajiem jautājumiem ir par to, kā balansēšanas kvalitātes pakāpe (G vērtība saskaņā ar ISO 1940) ir saistīta ar ISO 10816 noteiktajām vibrācijas zonām. Lai gan nav precīzas matemātiskas formulas, kā tās sasaistīt (sakarība ir atkarīga no gultņu stinguma, mašīnas masas un balsta dinamikas), pastāv vispārēja korelācija:

• Līdzsvara klase G2.5 (tipiska ventilatoriem, sūkņiem, motoriem) parasti sasniedz A vai B zonu pareizi uzstādītām iekārtām.
• Līdzsvara klase G6.3 (vispārējas nozīmes mašīnas) parasti atbilst B zonai, bet stingrām, vieglām konstrukcijām tā var būt C zonā.
• Balansēšanas klase G16 (lauksaimniecības iekārtas, drupinātāji) parasti atbilst C vai sliktākai zonai saskaņā ar ISO 10816.

Balansēšanas sistēma Balanset-1A var sasniegt G2.5 un augstāku līdzsvara kvalitāti, kas tieši veicina atbilstību ISO 10816 A zonas prasībām.

4. nodaļa. Rūpniecisko mašīnu specifika: ISO 10816-3

Lai gan ISO 10816-1 definē vispārējo sistēmu, praksē lielākā daļa rūpniecisko iekārtu (sūkņi, ventilatori, kompresori ar jaudu virs 15 kW) tiek regulētas ar specifiskāku standarta 3. daļu (ISO 10816-3). Ir svarīgi saprast atšķirību, jo Balanset-1A bieži tiek izmantots, lai sabalansētu ventilatorus un sūkņus, uz kuriem attiecas šī daļa.

4.1. Mašīnu grupas ISO 10816-3 standartā

Atšķirībā no 1. daļā minētajām četrām klasēm, 3. daļā mašīnas ir sadalītas divās galvenajās grupās:

1. grupa: Lielas mašīnas ar nominālo jaudu virs 300 kW vai elektriskās mašīnas ar vārpstas augstumu virs 315 mm, kas darbojas ar apgriezieniem no 120 līdz 15 000 apgr./min.

2. grupa: Vidēja lieluma mašīnas ar nominālo jaudu no 15 kW līdz 300 kW vai elektriskās mašīnas ar vārpstas augstumu no 160 mm līdz 315 mm, ar darba apgriezieniem no 120 līdz 15 000 apgr./min.

4.2. Vibrācijas robežvērtības ISO 10816-3

Robežvērtības ir atkarīgas no pamatu tipa (cietie/elastīgie), kas ir definēts tāpat kā 1. daļā.

4.1. tabula. Vibrācijas robežvērtības saskaņā ar ISO 10816-3 (RMS, mm/s)

Datu sintēze. Salīdzinot ISO 10816-1 un ISO 10816-3 tabulas, redzams, ka ISO 10816-3 izvirza stingrākas prasības vidējas jaudas mašīnām (2. grupa) uz stingriem pamatiem. D zonas robeža ir noteikta 4,5 mm/s, kas sakrīt ar I klases robežu 1. daļā. Tas apstiprina tendenci noteikt stingrākas robežas modernām, ātrākām un vieglākām iekārtām. Izmantojot Balanset-1A, lai diagnosticētu 45 kW ventilatoru uz betona grīdas, jāpievērš uzmanība šīs tabulas slejai "2. grupa / stingrs pamats", kur pāreja uz avārijas zonu notiek pie 4,5 mm/s.

4.3. ISO 10816-3 papildu prasības

ISO 10816-3 pievieno svarīgus noteikumus, kas pārsniedz pamata zonu robežvērtības:

• Pieņemšanas pārbaude: Jaunuzstādītām vai remontētām mašīnām vibrācijai jāatrodas A zonā. Ja tā ietilpst B zonā, ieteicams veikt izmeklēšanu, lai noteiktu cēloni.
• Darbības trauksmes signāli: Standartā ir ieteikts noteikt divus trauksmes līmeņus - ALERT (parasti uz B/C robežas) un DANGER (uz C/D robežas). Tos var ieviest nepārtrauktās uzraudzības sistēmās.
• Pārejas apstākļi: Standartā ir atzīts, ka palaišanas un izslēgšanas laikā vibrācija uz laiku var pārsniegt stacionārā režīma robežas, jo īpaši, šķērsojot kritiskos apgriezienus (rezonanses).
• Savienotās mašīnas: Attiecībā uz savienotām iekārtām (piemēram, motoru un sūkņu komplektiem) katra iekārta jānovērtē atsevišķi, izmantojot tās grupas klasifikācijai atbilstošās robežvērtības.

5. nodaļa. Balanset-1A sistēmas aparatūras arhitektūra

Lai īstenotu ISO 10816/20816 prasības, ir nepieciešams instruments, kas nodrošina precīzus un atkārtojamus mērījumus un atbilst nepieciešamajiem frekvenču diapazoniem. Vibromera izstrādātā Balanset-1A sistēma ir integrēts risinājums, kas apvieno divkanālu vibrāciju analizatora un lauka balansēšanas instrumenta funkcijas.

5.1. Mērīšanas kanāli un sensori

Balanset-1A sistēmai ir divi neatkarīgi vibrācijas mērīšanas kanāli (X1 un X2), kas ļauj vienlaikus veikt mērījumus divos punktos vai divās plaknēs.

Sensora tips. Sistēma izmanto akselerometrus (vibrācijas devējus, kas mēra paātrinājumu). Tas ir mūsdienu nozares standarts, jo akselerometri nodrošina augstu uzticamību, plašu frekvenču diapazonu un labu linearitāti.

Signāla integrācija. Tā kā ISO 10816 standarts prasa novērtēt vibrācijas ātrumu (mm/s), akselerometru signāls tiek integrēts aparatūrā vai programmatūrā. Tas ir ļoti svarīgs signāla apstrādes posms, un analogā-ciparu pārveidotāja kvalitātei ir izšķiroša nozīme.

Mērījumu diapazons. Instruments mēra vibrācijas ātrumu (RMS) diapazonā no 0,05 līdz 100 mm/s. Šis diapazons pilnībā aptver visas ISO 10816 novērtēšanas zonas (no A zonas 45 mm/s lielākajām iekārtām).

5.2. Frekvences raksturlielumi un precizitāte

Balanset-1A metroloģiskās īpašības pilnībā atbilst standarta prasībām.

Frekvenču diapazons. Instrumenta pamata versija darbojas 5 Hz - 550 Hz diapazonā. Apakšējā robeža 5 Hz (300 apgr./min) pat pārsniedz standarta ISO 10816 prasību 10 Hz, un tā atbalsta zema ātruma mašīnu diagnostiku. Augšējā 550 Hz robeža aptver līdz pat 11. harmoniskajai mašīnām ar rotācijas frekvenci 3000 apgr./min (50 Hz), kas ir pietiekama, lai noteiktu nelīdzsvarotību (1×), nesaskaņotību (2×, 3×) un vaļīgumu. Pēc izvēles frekvenču diapazonu var paplašināt līdz 1000 Hz, pilnībā aptverot visas standarta prasības.

Amplitūdas precizitāte. Amplitūdas mērījumu kļūda ir ±5% no pilnas skalas. Operatīvā monitoringa uzdevumiem, kur zonu robežas atšķiras par simtiem procentu, šī precizitāte ir vairāk nekā pietiekama.

Fāzes precizitāte. Instruments mēra fāzes leņķi ar precizitāti ±1 grāds. Lai gan ISO 10816 neregulē fāzes leņķi, tas ir ļoti svarīgs balansēšanas procedūrai.

5.3. Tahometra kanāls

Komplektā ietilpst lāzera tahometrs (optiskais sensors), kas veic divas funkcijas: mēra rotora apgriezienu skaitu (RPM) no 150 līdz 60 000 apgr./min (dažās versijās līdz 100 000 apgr./min), ļaujot noteikt, vai vibrācija ir sinhrona ar rotācijas frekvenci (1×) vai asinhrona; un ģenerē atskaites fāzes signālu (fāzes zīmi) sinhronam vidējam rādītājam un korekcijas masas leņķu aprēķināšanai balansēšanas laikā.

5.4. Savienojumi un izkārtojums

Standarta komplektā ir iekļauti 4 metrus gari sensoru vadi (pēc izvēles 10 metrus gari). Tas palielina drošību, veicot mērījumus uz vietas. Gari vadi ļauj operatoram palikt drošā attālumā no rotējošām mašīnas detaļām, kas atbilst rūpnieciskās drošības prasībām darbam ar rotējošām iekārtām.

5.1. tabula. Balanset-1A galvenās specifikācijas salīdzinājumā ar ISO 10816 prasībām

6. nodaļa. Mērījumu metodoloģija un ISO 10816 novērtējums, izmantojot Balanset-1A

6.1. Sagatavošana mērījumiem

Identificējiet mašīnu. Nosakiet mašīnu klasi vai grupu (saskaņā ar šā ziņojuma 2. un 4. nodaļu). Piemēram, "45 kW ventilators uz vibrāciju izolatoriem" pieder pie 2. grupas (ISO 10816-3) ar elastīgu pamatu.

Programmatūras instalēšana. Instalējiet Balanset-1A draiverus un programmatūru no pievienotā USB diska. Savienojiet interfeisa ierīci ar klēpjdatora USB portu.

Uzstādiet sensorus. Uzstādiet sensorus uz gultņu korpusiem, nevis uz plāniem vākiem, aizsargiem vai lokšņu metāla korpusiem. Izmantojiet magnētisko pamatni un pārliecinieties, ka magnēts cieši pieguļ uz tīras, līdzenas virsmas. Krāsa vai rūsa zem magnēta darbojas kā slāpētājs un samazina augstfrekvences rādījumus. Uzturiet ortogonālitāti: katrā gultnī veiciet mērījumus vertikālā (V), horizontālā (H) un aksiālā (A) virzienā. Balanset-1A ir divi kanāli, tāpēc pie viena balsta var vienlaicīgi veikt V un H mērījumus.

6.2. Vibrometra režīms (F5)

Balanset-1A programmatūrā ir ISO 10816 novērtēšanas režīms. Palaidiet programmu, nospiediet F5 (vai noklikšķiniet uz pogas "F5 - Vibrometrs" saskarnē), pēc tam nospiediet F9 (Palaist), lai sāktu datu iegūšanu.

Rādītāju analīze:

• RMS (kopā): Instruments parāda kopējo vidējo kvadrātisko vibrācijas ātrumu (V1s, V2s). Šī ir vērtība, ko salīdzināt ar standarta tabulā norādītajām robežvērtībām.
• 1× vibrācija: Instruments iegūst vibrācijas amplitūdu rotācijas frekvencē (sinhronā komponente).

Ja RMS vērtība ir augsta (C/D zona), bet 1 × komponente ir zema, problēma nav nelīdzsvarotība. Tas var būt gultņu defekts, kavitācija (sūknim) vai elektromagnētiskas problēmas. Ja RMS ir tuvu 1 × vērtībai (piemēram, RMS = 10 mm/s, 1 × = 9,8 mm/s), dominē nelīdzsvarotība, un balansēšana samazinās vibrāciju par aptuveni 95%.

6.3. Spektrālā analīze (FFT)

Ja kopējā vibrācija pārsniedz pieļaujamo robežu (C vai D zona), ir jāidentificē tās cēlonis. F5 režīmā ir cilne Diagrammas ar FFT spektra attēlojumu.

• Dominējošais maksimums pie 1 × (rotācijas frekvence) norāda uz nelīdzsvarotību.
• Maksimumi pie 2×, 3× norāda uz neatbilstību vai vaļīgumu.
• Augstas frekvences "troksnis" vai harmoniku mežs norāda uz rites gultņu defektiem.
• Lāpstiņu šķērsošanas biežums (lāpstiņu skaits × apgriezieni minūtē) norāda uz aerodinamiskām problēmām ventilatorā vai hidrauliskām problēmām sūknī.
• 2 × līnijas frekvence (100 Hz vai 120 Hz) norāda uz elektriskiem defektiem dzinējos (statora ekscentricitāte, bojāti rotora stieņi).

Balanset-1A nodrošina šo vizualizāciju, kas pārvērš to no vienkārša "atbilstības mērītāja" par pilnvērtīgu diagnostikas rīku.

6.4. Mērījumu punkti un virzieni

ISO 10816-1 iesaka mērīt vibrāciju trīs savstarpēji perpendikulāros virzienos katrā gultņa vietā. Tipiskai mašīnai ar diviem gultņiem tas nozīmē līdz sešiem mērījumu punktiem (3 virzieni × 2 gultņi). Praksē svarīgākie mērījumi ir šādi:

• Vertikālais (V): Visjutīgākā pret disbalansu. Parasti sniedz visaugstākos rādījumus, jo gultņiem ir mazāka stingrība vertikālā virzienā.
• Horizontāli (H): Jūtīgs pret neizlīdzinātību un vaļīgumu. Horizontālā vibrācija, kas ievērojami pārsniedz vertikālo vibrāciju, bieži norāda uz mīkstu kāju vai vaļīgām skrūvēm.
• Aksiālais (A): Paaugstināta aksiālā vibrācija (vairāk nekā 50% no radiālās vibrācijas) liecina par nepareizu izlīdzināšanu, izliektu vārpstu vai nesabalansētu konsoles rotoru.

ISO 10816 novērtēšanai parasti izmanto augstāko rādījumu no visiem mērījumu punktiem un virzieniem. Vienmēr reģistrējiet visus mērījumus tendenču analīzei.

7. nodaļa. Balansēšana kā korekcijas metode: Balanset-1A praktiska izmantošana

Ja diagnostika (pamatojoties uz 1 × dominanci spektrā) norāda, ka galvenais ISO 10816 robežvērtības pārsniegšanas iemesls ir nelīdzsvarotība, nākamais solis ir balansēšana. Balansēšanas sistēmā Balanset-1A tiek izmantota ietekmes koeficienta metode (trīs piegājienu metode).

7.1. Balansēšanas teorija

Nelīdzsvarotība rodas, ja rotora masas centrs nesakrīt ar tā rotācijas asi. Tas izraisa centrbēdzes spēku F = m - r - ω² kas rada vibrāciju rotācijas frekvencē. Balansēšanas mērķis ir pievienot korekcijas masu (svaru), kas rada spēku, kura lielums ir vienāds ar nelīdzsvarotības spēku, bet virziens pretējs.

7.2. Vienas plaknes balansēšanas procedūra

Šo procedūru izmantojiet šauriem rotoriem (ventilatoriem, trīšiem, diskiem). Programmā izvēlieties F2 režīmu.

Gājiens 0 — Sākotnējais: Palaidiet rotoru, nospiediet F9. Instruments mēra sākotnējo vibrāciju (amplitūda un fāze). Piemērs: 8,5 mm/s pie 120°.

1. brauciens - izmēģinājuma svars: Apstādiniet rotoru, uzstādiet zināmas masas (piemēram, 10 g) izmēģinājuma svaru patvaļīgi izvēlētā vietā. Palaidiet rotoru, nospiediet F9. Piemērs: 5,2 mm/s pie 160°.

Aprēķins un korekcija: Programma automātiski aprēķina korekcijas svara masu un leņķi. Piemēram, instruments var dot norādījumus: "Pievienojiet 15 g 45° leņķī no izmēģinājuma svara pozīcijas". Balansēšanas funkcijas atbalsta sadalītus atsvarus: ja nav iespējams novietot atsvaru aprēķinātajā vietā, programma to sadala divos atsvaros uzstādīšanai, piemēram, uz ventilatora lāpstiņām.

2. brauciens - pārbaude: Uzstādiet aprēķināto korekcijas svaru (vajadzības gadījumā noņemiet izmēģinājuma svaru). Palaidiet rotoru un pārliecinieties, ka atlikusī vibrācija ir samazinājusies līdz A vai B zonai saskaņā ar ISO 10816 (piemēram, zem 2,8 mm/s 2. grupai / stingrajiem rotoriem).

7.3. Divu plakņu balansēšana

Gari rotori (vārpstas, drupinātāju cilindri) prasa dinamisko balansēšanu divās korekcijas plaknēs. Procedūra ir līdzīga, bet prasa divus vibrācijas sensorus (X1, X2) un trīs darbības ciklus (sākotnējais, izmēģinājuma svars plaknē 1, izmēģinājuma svars plaknē 2). Šai procedūrai izmantojiet F3 režīmu.

8. nodaļa. Praktiskie scenāriji un interpretācija (gadījumu izpēte)

9. nodaļa. Saistība starp vibrācijas parametriem: Pārvietojums, ātrums, paātrinājums.

Matemātisko attiecību starp trim vibrācijas parametriem izprašana ir svarīga, lai tos savstarpēji konvertētu un lai saprastu, kāpēc ISO 10816 par galveno metriku izvēlējās ātrumu.

Vienkāršai harmoniskai kustībai ar frekvenci f (Hz):

• Pārvietojums: D = D₀ - sin(2πft), mērīts µm (no maksimuma līdz maksimumam)
• Ātrums: V = 2πf - D₀ - cos(2πft), mērīts mm/s
• Paātrinājums: A = (2πf)² - D₀ - sin(2πft), mērīts m/s²

Galvenās sakarības (attiecībā uz maksimālajām vērtībām pie frekvences f):

• V_pīķis (mm/s) = π - f - D_lpp. (µm) / 1000
• A_pīķis (m/s²) = 2πf - V_pīķis (mm/s) / 1000

Tas izskaidro, kāpēc pārvietojums dominē zemās frekvencēs un paātrinājums dominē augstās frekvencēs, bet ātrums nodrošina relatīvi vienmērīgu (no frekvences neatkarīgu) vibrācijas intensitātes atspoguļojumu visā tipiskajā mašīnas ātruma diapazonā. Nemainīga ātruma vērtība atspoguļo nemainīgu spriegumu konstrukcijā neatkarīgi no frekvences — tas ir galvenais iemesls, kāpēc ISO 10816 izmanto ātrumu.

9.1. tabula. Praktiskie konversijas piemēri pie 50 Hz (3000 apgr./min)

10. nodaļa. Biežāk sastopamās mērījumu kļūdas un kā no tām izvairīties

Pat ar pareizi kalibrētu instrumentu, piemēram, Balanset-1A, mērījumu kļūdas var novest pie nepareiziem secinājumiem. Šeit ir aprakstītas visbiežāk sastopamās kļūdas:

10.1. Sensoru montāžas kļūdas

Problēma: Sensors ir uzstādīts uz aizsarga, plāna vāka vai vaļīgas konstrukcijas, nevis uz gultņa korpusa. Tas rada nepatiesi augstus rādījumus vāka strukturālo rezonanšu dēļ, izraisot nevajadzīgas apturēšanas.

Risinājums: Vienmēr montējiet tieši uz gultņa korpusa. Izmantojiet magnētisko stiprinājumu uz tīras, līdzenas, metāliskas virsmas. Virsmām ar krāsu, kas biezāka par 0,1 mm, noskrāpējiet nelielu laukumu līdz plikam metālam.

10.2. Nepareiza mašīnu klasifikācija

Problēma: I klases ierobežojumu piemērošana 200 kW kompresoram (kam saskaņā ar ISO 10816-3 būtu jābūt 2. grupas kompresoram) izraisa priekšlaicīgus trauksmes signālus.

Risinājums: Pirms izvēlaties piemērojamo standartu un grupu, vienmēr nosakiet mašīnas nominālo jaudu, ātrumu un pamatnes tipu.

10.3. Darbības apstākļu ignorēšana

Problēma: Vibrācijas mērīšana palaišanas vai daļējas slodzes laikā. ISO 10816 ierobežojumi attiecas uz stabilu darbību normālos darba apstākļos.

Risinājums: Pirms mērījumu reģistrēšanas ļaujiet iekārtai sasniegt termisko līdzsvaru un normālu darba ātrumu/slodzi. Elektriskajiem motoriem tas parasti nozīmē vismaz 15 minūtes darbības.

10.4. Kabeļu un elektriskais troksnis

Problēma: Sensoru kabeļu novadīšana līdztekus strāvas kabeļiem rada elektromagnētiskos traucējumus, kas izraisa mākslīgi paaugstinātus rādījumus, jo īpaši 50/60 Hz frekvencē un to harmonikās.

Risinājums: Novietojiet sensoru kabeļus tālāk no barošanas kabeļiem. Ja iespējams, izmantojiet ekranētus kabeļus. Balanset-1A kabeļi pēc konstrukcijas ir ekranēti, taču joprojām ir svarīgi tos pareizi novadīt.

10.5. Viena punkta mērījumi

Problēma: Veicot mērījumu tikai vienā virzienā pie viena gultņa un secinot, ka "mašīna ir kārtībā".

Risinājums: Veiciet mērījumus vismaz divos virzienos (V un H) katrā gultnī. ISO 10816 novērtēšanai izmantojiet augstāko rādījumu. Ievērojamas atšķirības starp virzieniem var norādīt uz konkrētiem defektiem (piemēram, horizontālā > vertikālā pozīcija bieži norāda uz konstrukcijas vaļīgumu).

Bieži uzdotie jautājumi (BUJ)

Secinājums

ISO 10816-1 un tā specializētā 3. daļa nodrošina fundamentālu pamatu rūpniecisko iekārtu uzticamības nodrošināšanai. Pāreja no subjektīvas uztveres uz kvantitatīvu vibrācijas ātruma novērtējumu (RMS, mm/s) ļauj inženieriem objektīvi klasificēt iekārtas stāvokli un plānot tehnisko apkopi, pamatojoties uz faktiskajiem datiem, nevis patvaļīgiem grafikiem.

Četru zonu novērtēšanas sistēma (no A līdz D) nodrošina universāli saprotamu valodu, lai tehniskās apkopes komandas, vadība un aprīkojuma pārdevēji varētu sazināties par mašīnas stāvokli. Apvienojumā ar spektrālo analīzi šī metodoloģija ļauj ne tikai atklāt problēmas, bet arī identificēt to cēloņus — disbalansu, nesaskaņotību, gultņu nodilumu, vaļīgumu un elektriskos defektus.

Šo standartu instrumentālā īstenošana, izmantojot Balanset-1A sistēmu, ir pierādījusi savu efektivitāti. Instruments nodrošina metrologiski precīzus mērījumus diapazonā no 5 līdz 550 Hz (pilnībā atbilstot standarta prasībām lielākajai daļai mašīnu) un piedāvā funkcijas, kas nepieciešamas, lai identificētu paaugstinātas vibrācijas cēloņus (spektrālā analīze) un tos novērstu (balansēšana).

Ekspluatācijas uzņēmumiem regulāras uzraudzības īstenošana, pamatojoties uz ISO 10816 metodiku un instrumentiem, piemēram, Balanset-1A, ir tieša investīcija darbības izmaksu samazināšanā. Spēja atšķirt zonu B no zonas C palīdz izvairīties gan no priekšlaicīgas veselu mašīnu remonta, gan no katastrofālām avārijām, kas rodas, ignorējot kritiskos vibrācijas līmeņus.

Ziņojuma beigas