Diagnostyka wibracji: interpretacja języka maszyn

1. Definicja: Czym jest diagnostyka wibracyjna?

Diagnostyka wibracji to zaawansowana forma monitorowania stanu, w której dane dotyczące drgań nie są jedynie gromadzone, ale dogłębnie analizowane i interpretowane w celu określenia stanu maszyny i wskazania pierwotnej przyczyny konkretnych usterek. Jest to proces tłumaczenia surowych danych wibracja sygnały przekształcają się w informacje dotyczące konserwacji umożliwiające podjęcie działań.

Chwila monitorowanie drgań może śledzić ogólny poziom drgań, diagnostyka koncentruje się na „dlaczego”. Stara się odpowiedzieć na pytania takie jak: Czy te drgania są spowodowane przez brak równowagi lub niewspółosiowośćCzy to łożysko się psuje? Czy jest jakiś problem z przekładniami?

2. Proces diagnostyczny

Typowy proces diagnostyki drgań przebiega według ustrukturyzowanego podejścia:

1. Zbieranie danych: Zbieranie wysokiej jakości danych o drganiach za pomocą czujników takich jak akcelerometry i analizator danych. Obejmuje to wybór odpowiedniego czujnika, jego prawidłowy montaż (zgodnie z normą ISO 5348) oraz dobranie odpowiednich ustawień pomiaru (np. Fmax, rozdzielczość).
2. Przetwarzanie sygnałów: Konwersja surowego przebieg czasowy sygnał do bardziej użytecznego formatu, najczęściej częstotliwości widmo używając FFT (szybka transformata Fouriera) Algorytm. Stosowane są również inne narzędzia, takie jak analiza fazowa i obwiednia.
3. Analiza widmowa: To sedno diagnostyki. Analityk bada widmo częstotliwości, aby zidentyfikować specyficzne wzorce. Różne usterki maszyn generują energię o przewidywalnych częstotliwościach. Na przykład:
   • Brak równowagi: Wysoka amplituda 1x większa od amplitudy wirnika prędkość biegu.
   • Niewspółosiowość: Wysoka amplituda przy prędkości biegu 1x, a zwłaszcza 2x, często połączona z dużymi drganiami osiowymi.
   • Wady łożysk: Niesynchroniczne, wysokoczęstotliwościowe szczyty przy określonych częstotliwościach uszkodzeń łożysk (BPFO, BPFI, BSF, FTF).
   • Wady przekładni: Szczyty przy częstotliwości zazębienia (GMF) i jej wstęgi boczne.
4. Potwierdzenie błędu: Wykorzystanie wielu typów danych do potwierdzenia diagnozy. Na przykład analiza kształtu fali w czasie w celu wykrycia uderzeń (oznaczających uszkodzenia łożysk) lub analiza fazowa w celu odróżnienia niewyważenia od skrzywienia wału.
5. Sprawozdawanie i rekomendacje: Jasne przedstawienie ustaleń, w tym zidentyfikowanej usterki, jej stopnia ważności i zalecanego sposobu postępowania dla personelu zajmującego się konserwacją.

3. Kluczowe narzędzia i techniki

Diagnostyka wibracji opiera się na różnorodnych specjalistycznych narzędziach analitycznych:

• Analiza widmowa (FFT): Podstawowe narzędzie służące do identyfikacji częstotliwości obecnych w sygnale.
• Analiza przebiegu czasowego: Przydatne do obserwacji kształtu sygnału, uderzeń i zdarzeń modulacyjnych, które mogą zostać pominięte w FFT.
• Analiza fazowa: Kluczowe narzędzie do potwierdzania niewyważenia, nieprawidłowego ustawienia, luzu i wykonywania równoważenie.
• Analiza obwiedni (demodulacja): Technika wykrywania powtarzających się uderzeń o bardzo niskiej energii, towarzyszących wczesnym uszkodzeniom łożysk i przekładni.
• Analiza zamówień: Stosowany w maszynach o zmiennej prędkości, wiąże drgania z wielokrotnościami (rzędami) prędkości ruchu, a nie ze stałymi częstotliwościami.
• Kształt ugięcia roboczego (ODS): Animacja pokazująca, jak maszyna lub konstrukcja porusza się z określoną częstotliwością, przydatna do diagnozowania rezonansu i osłabień konstrukcji.

4. Cel: od reaktywności do proaktywności

Ostatecznym celem diagnostyki wibracji jest wspieranie proaktywnej strategii konserwacji. Identyfikując pierwotne przyczyny awarii (takie jak niewspółosiowość, rezonans czy niewłaściwe smarowanie), organizacje mogą wyjść poza prostą naprawę zepsutych maszyn i zacząć eliminować czynniki, które są przyczyną ich awarii, co prowadzi do znacznej poprawy niezawodności i redukcji kosztów.

← Powrót do indeksu głównego