ISO 2041: Vibrații mecanice, șocuri și monitorizarea stării – Vocabular

Rezumat

ISO 2041 este standardul vocabular principal pentru întregul domeniu al monitorizării vibrațiilor, șocurilor și stării. Domeniul său de aplicare este mult mai larg decât standarde precum ISO 1940-2, care se concentrează doar pe echilibrare. ISO 2041 servește ca un dicționar cuprinzător, oferind definiții precise pentru mii de termeni utilizați în toate disciplinele conexe, inclusiv măsurare, analiză, testare și diagnosticare. Scopul său este de a stabili un limbaj comun și lipsit de ambiguitate pentru a asigura o comunicare clară între profesioniștii din aceste domenii interconectate.

Cuprins (Structura conceptuală)

Standardul este organizat sub forma unui glosar amplu, cu termeni grupați într-o serie de secțiuni tematice pentru a ajuta la localizarea și înțelegerea conceptelor conexe. Secțiunile principale includ:

1. 1. Concepte fundamentale:

   Această secțiune pune bazele întregului domeniu prin definirea celor mai elementare concepte fizice. Definește formal Vibrații ca variația în timp a magnitudinii unei cantități care descrie mișcarea sau poziția unui sistem mecanic, atunci când magnitudinea este alternativ mai mare și mai mică decât o anumită valoare medie. Aceasta distinge acest lucru de Şoc, care este un eveniment tranzitoriu și Oscilaţie, termenul general pentru orice cantitate care variază în acest mod. În mod esențial, definește și proprietățile fizice fundamentale care guvernează comportamentul vibrațional al oricărui sistem: Masă (Inerție), proprietatea care rezistă accelerației; Rigiditate (arc), proprietatea care rezistă la deformare; și Amortizare, proprietatea care disipează energia din sistem, provocând descreșterea oscilațiilor. Conceptul de Grade de libertate , definind numărul de coordonate independente necesare pentru a descrie mișcarea sistemului.

2. 2. Parametrii vibrațiilor și șocurilor:

   Acest capitol definește mărimile esențiale utilizate pentru măsurarea și descrierea mișcării vibraționale. Oferă definiții formale pentru caracteristicile cheie ale unei oscilații. Frecvenţă este definită ca numărul de cicluri ale unei mișcări periodice care au loc într-o unitate de timp (măsurată în Hertz, Hz). Amplitudine este valoarea maximă a mărimii oscilante. Standardul clarifică apoi cei trei parametri principali ai mișcării: Deplasare (cât de departe se mișcă ceva) Viteză (cât de repede se mișcă) și Accelerare (rata de schimbare a vitezei, care este legată de forțele care acționează asupra sistemului). Această secțiune definește, de asemenea, cu precizie diferitele moduri în care amplitudinea este cuantificată pentru un semnal: Vârf-vârf (excursia totală de la valoarea pozitivă maximă la valoarea negativă maximă), Vârf (valoarea maximă de la zero) și RMS (Rădăcina medie pătratică), care este cea mai comună metrică pentru vibrația generală, deoarece este legată de conținutul energetic al semnalului.

3. 3. Instrumentație și măsurare:

   Această secțiune se concentrează pe terminologia echipamentului utilizat pentru captarea semnalelor de vibrații. Definește un Traductor (sau senzor) ca dispozitiv conceput pentru a converti o mărime mecanică (vibrație) într-un semnal electric. Apoi definește cele mai comune tipuri de traductoare utilizate în monitorizarea mașinilor: Accelerometru, care este un senzor de contact care măsoară accelerația și este cel mai versatil și comun tip de senzor; și Sondă de proximitate (sau sondă de curenți turbionari), care este un senzor fără contact ce măsoară deplasarea relativă dintre sondă și o țintă conductivă, de obicei un arbore rotativ. Secțiunea definește, de asemenea, instrumentația asociată, cum ar fi amplificatoarele de semnal, filtrele și hardware-ul și software-ul de achiziție a datelor (analizoare) utilizat pentru procesarea și afișarea semnalelor.

4. 4. Prelucrarea și analiza semnalelor:

   Acest capitol definește vocabularul tehnicilor matematice utilizate pentru transformarea datelor brute privind vibrațiile în informații de diagnostic. Definește cele două domenii principale de analiză: Formă de undă temporală, care este un grafic al amplitudinii în funcție de timp, și Spectru (sau graficul din domeniul frecvenței), care arată amplitudinea în funcție de frecvență. Standardul definește Analiza spectrală ca proces de descompunere a unui semnal temporal în frecvențele sale constitutive. Algoritmul matematic folosit pentru a face acest lucru este FFT (Transformata Fourier rapidă)Această secțiune definește, de asemenea, caracteristici spectrale cheie, cum ar fi Armonice (multipli întregi ai unei frecvențe fundamentale) și Benzi laterale (frecvențe care apar în jurul unei frecvențe centrale). În plus, definește concepte critice pentru procesarea semnalelor digitale, cum ar fi Aliasing (o formă de distorsiune care apare dacă rata de eșantionare este prea mică) și Ferestre (aplicarea unei funcții matematice pentru a reduce o eroare cunoscută sub numele de scurgere spectrală).

5. 5. Caracteristicile sistemelor (analiză modală):

   Această secțiune definește terminologia utilizată pentru a descrie proprietățile dinamice inerente ale unei structuri mecanice. Definește Frecvență naturală ca o frecvență la care un sistem va vibra dacă este deranjat din poziția sa de echilibru și apoi lăsat să se miște liber. Când o frecvență de forțare externă coincide cu o frecvență naturală, fenomenul de Rezonanţă are loc, ceea ce este definit ca o condiție de amplitudine maximă a vibrației. Această secțiune definește, de asemenea, termenii utilizați în analiza modală experimentală, cum ar fi Formă de mod (modelul caracteristic de deformare a unei structuri la o frecvență naturală specifică) și Funcția de răspuns în frecvență (FRF), care este o măsurătoare ce caracterizează relația intrare-ieșire a unui sistem și este utilizată pentru a identifica frecvențele sale naturale și proprietățile de amortizare.

6. 6. Monitorizarea stării și diagnosticarea:

   Acest capitol final definește termenii legați de aplicarea practică a analizei vibrațiilor pentru întreținerea utilajelor. Acesta definește Monitorizarea stării ca procesul de monitorizare a unui parametru al stării unui utilaj (în acest caz, vibrațiile) pentru a identifica o modificare semnificativă care indică o defecțiune în curs de dezvoltare. Bazându-se pe acest aspect, Diagnosticare este definit ca procesul de utilizare a datelor monitorizate pentru a identifica defectul specific, locația și gravitatea acestuia. Standardul introduce, de asemenea, conceptul mai avansat de Prognostic, care este procesul de prognozare a stării viitoare a mașinii și a duratei sale de viață utilă rămase. De asemenea, oferă definiții pentru indicatorii cheie de diagnosticare calculați pe baza semnalului de vibrații, cum ar fi Factorul de creastă și Kurtoză, care sunt indicatori statistici utilizați pentru detectarea defecțiunilor la rulmenți și angrenaje în stadiu incipient.

Importanță cheie

• Comunicare interdisciplinară: Oferă un limbaj comun pentru inginerii mecanici, specialiștii în fiabilitate, tehnicieni și cadrele universitare pentru a comunica eficient.
• Document justificativ: Este referința principală pentru terminologia utilizată în aproape toate celelalte standarde ISO legate de vibrații și monitorizarea stării. Atunci când un alt standard folosește un termen precum „severitatea vibrațiilor”, acesta este definit oficial în ISO 2041.
• Fundația Educațională: Pentru oricine învață domeniul analizei vibrațiilor, acest standard reprezintă sursa autorizată pentru terminologia și definițiile corecte.

← Înapoi la indexul principal