ISO 7919-1: Vibrații mecanice – Evaluarea vibrațiilor mașinilor prin măsurători pe arbori rotativi – Partea 1: Instrucțiuni generale

Rezumat

ISO 7919-1 este un standard internațional cheie care oferă linii directoare generale pentru măsurarea și evaluarea vibrațiilor la arborii rotativi ai mașinilor. Acest standard este echivalentul ISO 10816, care se ocupă de vibrațiile pieselor nerotative. ISO 7919 se concentrează pe utilizarea vibrațiilor fără contact sonde de proximitate pentru a măsura direct mișcarea arborelui în raport cu lagărele sale. Acest tip de măsurare este deosebit de important pentru utilajele mari, critice, cu lagăre cu peliculă fluidă, cum ar fi turbinele, compresoarele și pompele mari, unde înțelegerea comportamentului dinamic al rotorului este esențială pentru o funcționare în siguranță.

Cuprins (Structura conceptuală)

Standardul oferă un cadru pentru configurarea unui program de măsurare a vibrațiilor arborelui și pentru interpretarea rezultatelor:

1. 1. Domeniu de aplicare și principiul măsurării:

   Această secțiune inițială definește domeniul de aplicare al standardului, clarificând faptul că acesta oferă proceduri generale pentru măsurarea și evaluarea vibrațiilor la arbori rotativi. Stabilește principiul fundamental: acest tip de măsurare se concentrează pe mișcarea vibratorie a arborelui în sine, de obicei în raport cu carcasa rulmentului staționară. Aceasta este o distincție critică față de măsurătorile carcasei (acoperite de ISO 10816). Vibrația arborelui este măsurarea preferată pentru mașinile în care rotorul este masiv în comparație cu carcasa și este susținut în rulmenți cu peliculă fluidă. În aceste cazuri, poate apărea o mișcare semnificativă a arborelui în jocul rulmentului, care nu este transmisă carcasei externe. Scopul principal este de a evalua severitatea acestei mișcări dinamice a arborelui pentru a proteja mașina de deteriorarea rulmentului sau de contactul rotor-stator.

2. 2. Mărimi de măsurare:

   Acest capitol specifică parametrii care ar trebui măsurați și evaluați. Mărimea principală pentru evaluarea generală a severității vibrațiilor este S_pp valoare, care este vârf la vârf deplasare vibratorie a arborelui. Aceasta reprezintă deplasarea totală a liniei centrale a arborelui pe măsură ce se mișcă în interiorul rulmentului și este o metrică crucială pentru protecția mașinilor, deoarece poate fi comparată direct cu jocurile fizice ale rulmentului. Cu toate acestea, standardul recunoaște și valoarea altor mărimi în scopuri de diagnosticare. Acesta recomandă ca sistemul de măsurare să fie capabil și să ofere orbita arborelui (traiectoria liniei centrale a arborelui), care este esențială pentru diagnosticarea problemelor precum vârtejul de ulei sau nealinierea și poziția medie a liniei centrale a arborelui, a cărui modificare poate indica modificări ale sarcinii sau ale alinierii. Pentru unele aplicații, se utilizează pentru evaluare și valorile vibrațiilor filtrate (de exemplu, la o viteză de rulare de 1X).

3. 3. Instrumentație și montare:

   Acest capitol oferă îndrumări privind hardware-ul necesar pentru măsurătorile vibrațiilor arborelui. Specifică utilizarea sistemelor de sonde fără contact, care constau din trei componente principale: sondă (senzor), un cablu prelungitor, și o șofer (sau proximitor)Aceste componente sunt calibrate ca un sistem și nu sunt interschimbabile. Standardul recomandă montarea sondelor în perechi la fiecare rulment, aranjate la 90 de grade una față de cealaltă (o configurație XY). Acest lucru permite sistemului de măsurare să capteze mișcarea bidimensională completă a liniei centrale a arborelui și să construiască orbita arborelui. Instalarea corectă este subliniată ca fiind critică, necesitând console de montare rigide, o distanță corectă între sonde și asigurarea faptului că suprafața „căii sondei” a arborelui este netedă și lipsită de orice bătaie electrică sau mecanică care ar putea corupe semnalul.

4. 4. Criterii și zone de evaluare:

   Această secțiune prezintă cadrul pentru evaluarea severității vibrațiilor măsurate. Propune două criterii principale. Primul este un criteriu absolut, care implică compararea vibrațiilor măsurate ale arborelui (S_pp) față de limitele predefinite. Standardul sugerează un model cu patru zone pentru aceasta:

   • Zona A (Bun): Nivelurile de vibrații la utilajele nou puse în funcțiune.
   • Zona B (Satisfăcătoare): Acceptabil pentru funcționare pe termen lung fără restricții.
   • Zona C (Nesatisfăcătoare): Indică o problemă potențială; mașina trebuie investigată pentru a determina cauza.
   • Zona D (Inacceptabil): Nivelurile de vibrații sunt considerate dăunătoare; sunt necesare măsuri imediate.

   Al doilea criteriu se bazează pe o modificare a magnitudinii vibrațiilor față de o valoare de referință cunoscută. O creștere semnificativă a vibrațiilor, chiar dacă se află încă în zona „Satisfăcătoare”, poate fi un indicator timpuriu al unui defect în curs de dezvoltare. Această parte a standardului (Partea 1) oferă cadrul general; valorile numerice specifice pentru limitele zonelor sunt furnizate în părțile specifice mașinilor din seria ISO 7919.

5. 5. Îndrumări privind setarea alarmelor (alertă și declanșare):

   Această secțiune finală oferă un cadru practic pentru implementarea criteriilor de evaluare într-un sistem automat de protecție a mașinilor. Recomandă o strategie de alarmă pe două niveluri. Primul nivel este un Alerta (sau „alarmă”) valoare de referință. Aceasta este de obicei setată peste valoarea de referință normală și stabilă de funcționare a mașinii. Dacă acest nivel este depășit, ar trebui să declanșeze un avertisment pentru operator că starea mașinii s-a schimbat și că este necesară o investigație. Al doilea nivel, superior, este un Călătorie (sau „oprire”) punct de referință. Aceasta este o limită absolută setată la un nivel la care funcționarea continuă este susceptibilă să provoace daune grave. Dacă acest nivel este depășit, sistemul ar trebui să declanșeze o oprire automată a mașinii pentru a preveni o defecțiune catastrofală. Standardul recomandă ca aceste puncte de referință să se bazeze atât pe limitele absolute ale zonei (o declanșare nu trebuie setată peste limita Zonei C/D), cât și pe modificări semnificative față de valoarea de referință stabilită (de exemplu, o alertă ar putea fi declanșată dacă vibrația se dublează, chiar dacă se află încă în Zona B).

Concepte cheie

• Vibrații arbore vs. carcasă: Principiul de bază este că, pentru anumite mașini (în special cele cu rotoare masive, rigide și carcase relativ flexibile), mișcarea arborelui în sine este un indicator mult mai direct și mai fiabil al stării dinamice a mașinii decât vibrațiile transmise la exteriorul carcasei rulmentului.
• Protecția mașinilor: Deși datele sunt utilizate și pentru diagnosticare, principala aplicație a cadrului ISO 7919 este în sistemele de protecție a mașinilor în timp real, concepute pentru a preveni defecțiunile catastrofale.
• Importanța mișcării relative: Prin măsurarea mișcării arborelui față de rulment, analiștii pot evalua direct utilizarea jocului rulmentului și pot diagnostica probleme specifice, cum ar fi vârtej de ulei sau preîncărcare excesivă.

← Înapoi la indexul principal