ISO 2041: Mechanische trillingen, schokken en conditiebewaking – Woordenschat

Samenvatting

ISO 2041 is de overkoepelende standaard voor trillings-, schok- en conditiebewaking. De reikwijdte ervan is veel breder dan normen zoals ISO 1940-2, die zich uitsluitend richten op balanceren. ISO 2041 fungeert als een uitgebreid woordenboek met precieze definities voor duizenden termen die in alle relevante disciplines worden gebruikt, waaronder meten, analyseren, testen en diagnostiek. Het doel is om een gemeenschappelijke, eenduidige taal te creëren die heldere communicatie tussen professionals in deze onderling verbonden vakgebieden garandeert.

Inhoudsopgave (Conceptuele structuur)

De standaard is opgebouwd als een uitgebreide verklarende woordenlijst, met termen gegroepeerd in een aantal thematische secties om verwante concepten gemakkelijker te kunnen vinden en begrijpen. De belangrijkste secties zijn:

1. 1. Fundamentele concepten:

   Deze sectie legt de basis voor het hele vakgebied door de meest fundamentele fysieke concepten te definiëren. Het definieert formeel Trilling als de variatie in de tijd van de grootte van een grootheid die de beweging of positie van een mechanisch systeem beschrijft, wanneer de grootte afwisselend groter en kleiner is dan een gemiddelde waarde. Het onderscheidt dit van Schok, wat een voorbijgaande gebeurtenis is, en Oscillatie, de algemene term voor elke grootheid die op deze manier varieert. Cruciaal is dat het ook de fundamentele fysische eigenschappen definieert die het trillingsgedrag van elk systeem bepalen: Massa (inertie), de eigenschap die weerstand biedt aan versnelling; Stijfheid (veer), de eigenschap die weerstand biedt tegen vervorming; en Demping, de eigenschap die energie uit het systeem afvoert, waardoor oscillaties afnemen. Het concept van Vrijheidsgraden wordt ook geïntroduceerd, waarmee het aantal onafhankelijke coördinaten wordt gedefinieerd dat nodig is om de beweging van het systeem te beschrijven.

2. 2. Parameters van trillingen en schokken:

   Dit hoofdstuk definieert de essentiële grootheden die gebruikt worden om trillingsbeweging te meten en te beschrijven. Het geeft formele definities voor de belangrijkste kenmerken van een oscillatie. Frequentie wordt gedefinieerd als het aantal cycli van een periodieke beweging die plaatsvinden in een tijdseenheid (gemeten in Hertz, Hz). Amplitude is de maximale waarde van de oscillerende grootheid. De norm verduidelijkt vervolgens de drie primaire bewegingsparameters: Verplaatsing (hoe ver iets beweegt), Snelheid (hoe snel het beweegt), en Versnelling (de snelheidsverandering, die gerelateerd is aan de krachten die op het systeem werken). Deze sectie definieert ook nauwkeurig de verschillende manieren waarop de amplitude van een signaal wordt gekwantificeerd: Piek-tot-piek (de totale excursie van de maximale positieve naar de maximale negatieve waarde), Piek (de maximale waarde vanaf nul), en RMS (Root Mean Square), wat de meest gebruikte maatstaf is voor algehele trillingen, omdat deze verband houdt met de energie-inhoud van het signaal.

3. 3. Instrumentatie en meting:

   In dit gedeelte wordt de terminologie besproken van de apparatuur die wordt gebruikt om trillingssignalen op te vangen. Het definieert een Omvormer (of sensor) als een apparaat dat is ontworpen om een mechanische grootheid (trillingen) om te zetten in een elektrisch signaal. Vervolgens worden de meest voorkomende typen transducers gedefinieerd die worden gebruikt bij machinebewaking: de Versnellingsmeter, een contactsensor die de versnelling meet en het meest veelzijdige en meest voorkomende sensortype is; en de Nabijheidssonde (of wervelstroomsonde), een contactloze sensor die de relatieve verplaatsing meet tussen de sonde en een geleidend doel, meestal een roterende as. Deze sectie definieert ook de bijbehorende instrumentatie, zoals signaalversterkers, filters en de hardware en software voor data-acquisitie (analysatoren) wordt gebruikt om de signalen te verwerken en weer te geven.

4. 4. Signaalverwerking en -analyse:

   Dit hoofdstuk definieert de terminologie voor de wiskundige technieken die gebruikt worden om ruwe trillingsdata om te zetten in diagnostische informatie. Het definieert de twee primaire analysedomeinen: de Tijdgolfvorm, wat een grafiek is van amplitude versus tijd, en de Spectrum (of frequentiedomeingrafiek), die amplitude versus frequentie weergeeft. De standaard definieert Spectrale analyse als het proces van het ontbinden van een tijdsignaal in zijn samenstellende frequenties. Het wiskundige algoritme dat hiervoor wordt gebruikt, is de FFT (Snelle Fouriertransformatie)In deze sectie worden ook belangrijke spectrale kenmerken gedefinieerd, zoals Harmonischen (gehele veelvouden van een grondfrequentie) en Zijbanden (frequenties die rond een middenfrequentie voorkomen). Daarnaast definieert het kritische concepten voor digitale signaalverwerking, zoals Aliasing (een vorm van vervorming die optreedt als de bemonsteringsfrequentie te laag is) en Vensteren (de toepassing van een wiskundige functie om een fout te verkleinen die bekend staat als spectrale lekkage).

5. 5. Kenmerken van systemen (modale analyse):

   In deze sectie wordt de terminologie gedefinieerd die wordt gebruikt om de inherente dynamische eigenschappen van een mechanische structuur te beschrijven. Natuurlijke frequentie als een frequentie waarbij een systeem zal trillen als het uit zijn evenwichtspositie wordt gehaald en vervolgens vrij mag bewegen. Wanneer een externe forcerende frequentie samenvalt met een natuurlijke frequentie, ontstaat het fenomeen van Resonantie treedt op, wat gedefinieerd wordt als een toestand van maximale trillingsamplitude. Deze sectie definieert ook de termen die gebruikt worden in experimentele modale analyse, zoals Modusvorm (het karakteristieke patroon van afbuiging van een constructie bij een specifieke natuurlijke frequentie) en de Frequentieresponsfunctie (FRF), een meting die de input-outputrelatie van een systeem karakteriseert en wordt gebruikt om de eigenfrequenties en dempingseigenschappen ervan te identificeren.

6. 6. Conditiebewaking en diagnostiek:

   In dit laatste hoofdstuk worden de termen gedefinieerd die betrekking hebben op de praktische toepassing van trillingsanalyse voor machineonderhoud. Conditiebewaking als het proces van het bewaken van een conditieparameter in een machine (in dit geval trillingen) om een significante verandering te identificeren die wijst op een zich ontwikkelende storing. Voortbouwend hierop, Diagnostiek wordt gedefinieerd als het proces waarbij de gemonitorde gegevens worden gebruikt om de specifieke fout, de locatie en de ernst ervan te identificeren. De norm introduceert ook het meer geavanceerde concept van Prognostiek, het proces van het voorspellen van de toekomstige toestand van de machine en de resterende levensduur. Het bevat ook definities voor belangrijke diagnostische indicatoren die worden berekend op basis van het trillingssignaal, zoals Crestfactor en KurtosisDit zijn statistische gegevens die worden gebruikt om lager- en tandwielstoringen in een vroeg stadium op te sporen.

Belangrijk belang

• Interdisciplinaire communicatie: Het biedt een gemeenschappelijke taal waarmee werktuigbouwkundigen, betrouwbaarheidsspecialisten, technici en academici effectief kunnen communiceren.
• Ondersteunend document: Het is de standaardreferentie voor terminologie die in bijna alle andere ISO-normen met betrekking tot trillingen en conditiebewaking wordt gebruikt. Wanneer een andere norm een term als "vibratie-ernst" gebruikt, wordt deze formeel gedefinieerd in ISO 2041.
• Onderwijsstichting: Voor iedereen die zich verdiept in trillingsanalyse, vormt deze norm de gezaghebbende bron voor de juiste terminologie en definities.

← Terug naar hoofdindex