Kalkulator dopuszczalnej prędkości drgań
Obliczenia zgodnie z normą ISO 10816
Parametry obliczeń
ISO 10816 – Ocena drgań maszyn poprzez pomiary na częściach nieobrotowych
Wyniki obliczeń
—
—
—
—
—
Ocena stanu strefy:
Jak działa kalkulator
Norma ISO 10816
Normy odniesienia:
- ISO 10816-1: Wytyczne ogólne
- ISO 10816-3: Maszyny przemysłowe
- ISO 10816-6: Maszyny tłokowe
- ISO 20816: Nowa ujednolicona norma (zastępuje ISO 10816)
Norma ISO 10816 określa ogólne warunki i metody pomiaru i oceny drgań maszyn poprzez pomiary części nieobrotowych. Norma definiuje cztery strefy warunków drgań:
- Strefa A – wibracje nowych maszyn
- Strefa B – akceptowalne do długotrwałej eksploatacji
- Strefa C – dopuszczalne przez ograniczony czas
- Strefa D – wibracje powodujące uszkodzenia
Klasyfikacja maszyn
Maszyny klasyfikuje się do czterech klas w zależności od mocy i rodzaju instalacji:
- Klasa I: Poszczególne części maszyn połączone z maszyną roboczą (silniki elektryczne do 15 kW)
- Klasa II: Maszyny średniej mocy (15-75 kW) do 300 kW na specjalnych fundamentach
- Klasa III: Duże silniki główne i inne duże maszyny z masami obrotowymi na sztywnych fundamentach
- Klasa IV: Duże silniki główne i inne duże maszyny na elastycznych fundamentach
Wartości progowe prędkości drgań
Wartości progowe prędkości drgań RMS dla granic stref (mm/s):
Klasa | A/B | PRZED CHRYSTUSEM | PŁYTA CD |
---|---|---|---|
I | 0.71 | 1.8 | 4.5 |
II | 1.12 | 2.8 | 7.1 |
III | 1.8 | 4.5 | 11.2 |
IV | 2.8 | 7.1 | 18 |
Zalecenia dotyczące pomiarów
- Pomiary wykonuje się w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach
- Punkty pomiarowe wybiera się na obudowach łożysk lub w ich pobliżu
- Prędkość drgań RMS (średnia kwadratowa) jest stosowana w zakresie 10–1000 Hz
- Do oceny używana jest maksymalna zmierzona wartość
Uwagi
Te wartości progowe mają charakter orientacyjny. W przypadku konkretnego sprzętu należy wziąć pod uwagę zalecenia producenta i historię eksploatacji. W przypadku maszyn o zmiennej prędkości ocenę przeprowadza się przy prędkości nominalnej.
Przykłady użycia i przewodnik po wyborze wartości
Przykład 1: Mały silnik elektryczny
Scenariusz: Monitorowanie silnika elektrycznego o mocy 11 kW napędzającego pompę
- Klasa maszyny: Klasa I (silniki do 15 kW)
- Moc: 11 kW
- Prędkość: 2950 obr./min
- Fundacja: Sztywny (podstawa betonowa)
- Pomiar: Obudowa łożyska
- Wynik: Strefa A: 0-0,71 mm/s, Strefa B: 0,71-1,8 mm/s
- Typowy dobry stan: 0,5-1,0 mm/s
Przykład 2: Sprężarka średniej mocy
Scenariusz: Sprężarka odśrodkowa z silnikiem 55 kW
- Klasa maszyny: Klasa II (15-75 kW)
- Moc: 55 kW
- Prędkość: 1480 obr./min
- Fundacja: Sztywny
- Pomiar: Obudowa łożyska
- Wynik: Strefa A: 0-1,12 mm/s, Strefa B: 1,12-2,8 mm/s
- Działanie: Jeżeli > 2,8 mm/s, zaplanuj konserwację
Przykład 3: Duży turbogenerator
Scenariusz: Turbogenerator 50 MW na fundamencie sprężynowym
- Klasa maszyny: Klasa IV (duża, elastyczna podstawa)
- Moc: 50 MW (50000 kW)
- Prędkość: 3000 obr./min
- Fundacja: Elastyczny (podparty sprężyną)
- Pomiar: Obudowa łożyska
- Wynik: Strefa A: 0-2,8 mm/s, Strefa B: 2,8-7,1 mm/s
- Uwaga: Wyższe limity dzięki elastycznemu montażowi
Jak wybierać wartości
Wybór klasy maszyn
- Klasa I:
- Silniki ≤ 15 kW
- Małe pompy, wentylatory
- Sprzęt pomocniczy
- Klasa II:
- Silniki 15-75 kW (standard)
- Do 300 kW na specjalnych fundamentach
- Pompy średnie, sprężarki
- Klasa III:
- Duże maszyny > 300 kW
- Fundament sztywny (betonowy)
- Ciężki sprzęt obrotowy
- Klasa IV:
- Duże maszyny > 300 kW
- Elastyczne podstawy (sprężyny, ramy)
- Turbiny, duże generatory
Rodzaj fundamentu
- Sztywny fundament:
- Blok lub płyta betonowa
- Rama stalowa wypełniona zaprawą
- Częstotliwość własna > 1,25 × częstotliwość robocza
- Elastyczna podstawa:
- Podpory sprężynowe
- Mocowania gumowe
- Lekkie konstrukcje stalowe
- Częstotliwość własna < częstotliwość pracy
Wybór punktu pomiarowego
- Obudowa łożyska: Główne miejsce pomiaru
- Fundacja: Aby sprawdzić transmisję/izolację
- Struktura: Do pomiaru ogólnych drgań budynku
- Najlepsza praktyka: Pomiar we wszystkich dostępnych łożyskach
Interpretacja wyników
- Strefa A (dobra):
- Maszyny nowe lub niedawno remontowane
- Nie jest wymagane żadne działanie
- Punkt odniesienia dla przyszłych porównań
- Strefa B (zadowalająca):
- Normalna praca
- Kontynuuj regularne monitorowanie
- Brak natychmiastowych działań
- Strefa C (niezadowalająca):
- Zaplanuj wkrótce konserwację
- Zwiększ częstotliwość monitorowania
- Zbadaj przyczynę źródłową
- Strefa D (niedopuszczalna):
- Wymagane natychmiastowe działanie
- Ryzyko uszkodzenia
- Rozważ wyłączenie
📘 Kompletny przewodnik: Kalkulator prędkości drgań
🎯 Co robi ten kalkulator
Ten kalkulator określa dopuszczalne poziomy prędkości drgań dla urządzeń przemysłowych zgodnie z międzynarodową normą ISO 10816.
Jest to podstawowe narzędzie służące do diagnozowania stanu technicznego maszyn wirujących i przewidywania potencjalnych awarii zanim wystąpią.
🌍 Zrozumienie normy ISO 10816
ISO 10816 to międzynarodowa norma ustanawiająca zasady oceny drgań maszyn poprzez pomiary na częściach nieobrotowych (obudowy łożysk, fundamenty). Norma dzieli wszystkie urządzenia na 4 klasy w zależności od mocy i rodzaju instalacji, z określonymi dopuszczalnymi poziomami drgań dla każdej klasy.
Wyjaśnienie stref wibracji:
- Strefa A (zielona): Nowa maszyna wibracyjna - sprzęt w doskonałym stanie
- Strefa B (żółta): Dopuszczalny do długotrwałej eksploatacji - sprzęt w dobrym stanie technicznym
- Strefa C (pomarańczowa): Dopuszczalne tylko na krótki okres – wymagane planowanie konserwacji
- Strefa D (czerwona): Niedopuszczalne wibracje – ryzyko uszkodzenia sprzętu
Uwaga: Od 2016 r. norma ISO 10816 została zastąpiona normą ISO 20816, ale zasady pozostają te same.
💼 Zastosowania w świecie rzeczywistym
Typowe scenariusze:
1️⃣ Akceptacja nowego sprzętu
Po zainstalowaniu pompy sprawdza się drgania. Wartość powinna mieścić się w strefie A. Jeśli jest wyższa, oznacza to problemy z instalacją lub wyważeniem.
2️⃣ Zaplanowana diagnostyka
Miesięczne pomiary drgań silników. Wzrost trendu ostrzega przed rozwojem usterek. Umożliwia planowe naprawy przed awarią.
3️⃣ Rozwiązywanie problemów
Wentylator stał się głośny. Zmierzone drgania – strefa C. Przyczyna: zużycie łożysk lub niewyważenie wirnika.
4️⃣ Ocena po naprawie
Po wymianie łożyska sprawdza się poziom drgań. Powinien powrócić do strefy A lub B. Jeśli nie, oznacza to, że naprawa została wykonana nieprawidłowo.
📊 Przykład praktyczny: Stacja pomp
Sytuacja:
- Pompa odśrodkowa, 55 kW, 1480 obr./min
- ISO 10816 Klasa II
- Zmierzone drgania: 4,5 mm/s (strefa C)
Działanie: Pilna diagnostyka wykazała niewyważenie wirnika
Wynik: Po wyważeniu wibracje zredukowano do 1,8 mm/s (strefa B) ✓
📖 Słownik techniczny
- Prędkość drgań (RMS)
- Prędkość ruchu oscylacyjnego w punkcie obudowy maszyny. Mierzona w mm/s. Wartość średnia kwadratowa w zakresie 10–1000 Hz.
- Klasa maszyny
- Kategorie urządzeń ze względu na moc i rodzaj instalacji:
- Klasa I: Małe maszyny do 15 kW
- Klasa II: Maszyny średnie 15-75 kW (do 300 kW na specjalnych fundamentach)
- Klasa III: Duże maszyny na sztywnych fundamentach
- Klasa IV: Duże maszyny na elastycznych fundamentach
- Sztywny fundament
- Fundament, którego częstotliwość drgań własnych jest większa niż 1,25 × częstotliwość obrotowa. Praktycznie nie wibruje.
- Elastyczny fundament
- Fundament na sprężynach lub lekkiej ramie. Częstotliwość drgań własnych. < częstotliwość obrotów.
- Punkt pomiarowy
- Miejsce umieszczenia czujnika drgań. Zazwyczaj – obudowa łożyska, jak najbliżej łożyska.
- Trend wibracji
- Zmiana poziomu drgań w czasie. Ważniejsza niż wartość bezwzględna – wskazuje na rozwój defektu.
⚠️ Ważne uwagi
- Ten kalkulator podaje wartości orientacyjne w oparciu o normę ISO 10816
- W przypadku sprzętu krytycznego wymagana jest szczegółowa analiza inżynieryjna
- Zawsze bierz pod uwagę trendy drgań, a nie tylko pojedyncze pomiary
- Lokalne normy mogą mieć bardziej rygorystyczne wymagania
🎓 Profesjonalne porady
- Pomiar w trzech kierunkach: pionowym, poziomym i osiowym
- Wykonaj pomiary w tych samych punktach w celu analizy trendów
- Rejestruj warunki pracy (obciążenie, temperatura, prędkość)
- Używaj wysokiej jakości czujników i certyfikowanych instrumentów
- Porównaj z pomiarami bazowymi z uruchomienia