ISO 5348: Mekanisk vibrasjon og støt – Mekanisk montering av akselerometre

Sammendrag

ISO 5348 er en grunnleggende og svært praktisk standard for enhver vibrasjonsanalytiker. Den tar for seg en kritisk faktor som direkte påvirker datakvaliteten: hvordan akselerometer er fysisk festet til maskinen. Standarden spesifiserer ulike monteringsmetoder og beskriver hvordan hver metode påvirker frekvensresponsen til målingen. Det er viktig å følge veiledningen i ISO 5348 for å oppnå nøyaktige og repeterbare vibrasjonsdata, spesielt når man måler høyfrekvente vibrasjoner.

Innholdsfortegnelse (konseptuell struktur)

Standarden er strukturert for å gi klare, praktiske råd om monteringsteknikker:

1. 1. Omfang og monteringsmetoder:

   Denne innledende delen fastsetter standardens formål: å gi tydelig, teknisk veiledning om metodene for å feste akselerometre til en vibrerende overflate for å sikre nøyaktige data. Standardens sentrale tese introduseres her: monteringsmetoden er en kritisk del av målesystemet og bestemmer direkte den høyeste frekvensen pålitelige data kan samles inn med. En dårlig monteringsteknikk vil fungere som et mekanisk filter, som demper høyfrekvente vibrasjoner før de kan måles. Delen introduserer deretter de primære monteringsmetodene som vil bli evaluert i detalj: boltmontering, limmontering og magnetisk montering, og etablerer rammeverket for resten av dokumentet.

2. 2. Montering av stender:

   Denne metoden presenteres som den optimale referanseteknikken for feste av akselerometer. Den innebærer å bore et hull i maskinstrukturen, gjenge det med en gjenge, og deretter skru akselerometerets monteringsbolt direkte inn i hullet. Standarden spesifiserer at monteringsflaten må være ren, flat og glatt, med en punktflate maskinert om nødvendig for å oppnå dette. Et tynt lag med silikonfett eller lignende koblingsvæske bør påføres bunnen av sensoren for å fylle eventuelle mikroskopiske hulrom, maksimere overflatekontaktområdet og forbedre overføringen av høyfrekvent energi. Denne metoden gir høyest mulig monteringsstivhet, noe som igjen resulterer i den høyeste monterte resonansfrekvensen. Dette sikrer at sensoren nøyaktig kan måle det bredest mulige frekvensområdet uten at målingen blir ødelagt av resonansen til selve monteringen. Den regnes som referansepunktet for alle andre metoder og er viktig for permanente overvåkingsinstallasjoner, høyfrekvente diagnostiske tester (som for lagre og gir), og for sensorkalibrering.

3. 3. Limmontering:

   Denne delen beskriver bruken av lim som en semi-permanent monteringsløsning, som ofte brukes når det ikke er praktisk eller tillatt å bore i maskinen. Standarden skiller mellom ulike typer lim. For best resultat anbefales et hardt, stivt lim som cyanoakrylat («superlim») eller en tokomponent epoksy. Hovedprinsippet er å bruke en minimal mengde lim for å lage en veldig tynn, stiv bindingslinje mellom sensorens base og maskinoverflaten. Et tykt eller mykt lim (som silikongummi) vil fungere som en demper, noe som begrenser høyfrekvensresponsen betydelig. Når det utføres riktig på en riktig forberedt overflate, kan en stiv limfeste oppnå et brukbart frekvensområde som er nesten like høyt som en boltfeste, noe som gjør den til et levedyktig alternativ for mange diagnostiske applikasjoner. Standarden dekker også bruken av limmonterte baser, som er små metallputer limt til maskinen for å gi et repeterbart sted for å feste en boltfestet sensor.

4. 4. Magnetisk montering:

   Dette kapittelet omhandler bruken av magnetiske baser, som er ekstremt vanlig for bærbare, rutebasert datainnsamling på grunn av deres bekvemmelighet. Standarden understreker imidlertid at denne bekvemmeligheten kommer med en betydelig kostnad for datakvaliteten. En magnetisk montering er iboende mindre stiv enn en bolt- eller limfeste. Videre tilfører magneten betydelig masse til akselerometeret. Denne kombinasjonen av lavere stivhet og høyere masse senker den monterte resonansfrekvensen til sensorsystemet dramatisk, noe som begrenser det brukbare øvre frekvensområdet for målingen betydelig. Standarden gjør det klart at høyfrekvente data (vanligvis over 2000 Hz) samlet inn med en magnet ofte er upålitelige. Den gir praktisk veiledning for å maksimere kvaliteten på en magnetisk montering: bruk en sterk, "topolet" magnet, sørg for at kontaktflatene er helt rene og flate, og bruk fast trykk når du fester magneten til maskinen.

5. 5. Andre metoder (sonder):

   Denne delen omhandler bruken av håndholdte sonder, ofte kalt «stingere», som noen ganger brukes til raske kontroller eller på vanskelig tilgjengelige steder. Standarden fraråder sterkt denne praksisen for alt seriøst diagnostisk arbeid. Menneskekroppen er et svært effektivt lavpassfilter og demper, og det er umulig å holde en sonde med jevnt trykk eller i en perfekt vinkelrett vinkel. Som et resultat viser det seg at denne metoden er svært lite repeterbar, og frekvensresponsen er sterkt begrenset, ofte til mindre enn 1000 Hz. Selv om en sonde kan bekrefte tilstedeværelsen av en svært stor, lavfrekvent vibrasjon (som en alvorlig ubalanse), er den fullstendig uegnet for pålitelig trendanalyse eller for deteksjon av høyfrekvente feil som lager- og girfeil.

6. 6. Overflatebehandling og kabling:

   Denne siste delen gir viktige, praktiske råd for å sikre datakvalitet, uavhengig av hvilken monteringsmetode som brukes. Den understreker at monteringsoverflaten må forberedes riktig. Dette inkluderer å sørge for at overflaten er så flat og glatt som mulig, og at all maling, rust eller smuss fjernes for å sikre direkte metall-til-metall-kontakt (eller metall-til-lim-til-metall). For montering av stender spesifiserer den behovet for å maskinere en punktflate hvis overflaten ikke er helt flat. Standarden gir også viktig veiledning om sensorkabling. Den anbefaler at kabelen festes godt til strukturen i kort avstand fra sensoren. Dette gir strekkavlastning for kontakten og, enda viktigere, forhindrer kabelbevegelse. Hvis en kabel får lov til å piske rundt under måling, kan den generere et lavfrekvent elektrisk signal på grunn av den triboelektriske effekten, noe som kan forurense det sanne vibrasjonssignalet og føre til feilaktige data.

Nøkkelbegreper

• Frekvensrespons er nøkkelen: Det sentrale temaet i standarden er at monteringsmetoden fungerer som et mekanisk filter. En dårlig montering (som en magnet) tilfører masse og reduserer stivhet, noe som skaper et lavpassfilter som kutter av høyfrekvente vibrasjoner før de i det hele tatt kan nå sensoren.
• Stivhet er avgjørende: For å overføre høyfrekvente vibrasjoner nøyaktig, må forbindelsen mellom sensoren og maskinen være så stiv og lett som mulig. Derfor er direkte boltmontering bedre enn alle andre metoder.
• Avveining mellom bekvemmelighet og nøyaktighet: Standarden gjør det klart at det er en direkte avveining. Magnetiske fester er praktiske for rutebasert datainnsamling, men analytikeren må akseptere at det brukbare frekvensområdet kompromitteres. For høyfrekvent lager- eller giranalyse er en bolt- eller limfeste sterkt foretrukket.
• Repeterbarhet: Å følge standardens veiledning, som å bruke monteringsputer for repeterbar sensorplassering, er avgjørende for god trendanalyse, da det sikrer at endringer i dataene skyldes maskinens tilstand, ikke variasjoner i måleteknikken.

← Tilbake til hovedindeksen