ISO 5348: Mechanické vibrácie a otrasy – Mechanická montáž akcelerometrov

Zhrnutie

Norma ISO 5348 je základná a veľmi praktická norma pre každého analytika vibrácií. Rieši kritický faktor, ktorý priamo ovplyvňuje kvalitu údajov: ako akcelerometer je fyzicky pripojený k stroju. Norma špecifikuje rôzne metódy montáže a opisuje, ako každá metóda ovplyvňuje frekvenčnú odozvu merania. Dodržiavanie pokynov v norme ISO 5348 je nevyhnutné na získanie presných a opakovateľných údajov o vibráciách, najmä pri meraní vysokofrekvenčných vibrácií.

Obsah (koncepčná štruktúra)

Norma je štruktúrovaná tak, aby poskytovala jasné a praktické rady týkajúce sa montážnych techník:

1. 1. Rozsah a spôsoby montáže:

   Táto úvodná časť stanovuje účel normy: poskytnúť jasné technické usmernenia o metódach pripevnenia akcelerometrov k vibrujúcemu povrchu, aby sa zabezpečili presné údaje. Tu sa predstavuje ústredná téza normy: spôsob montáže je kritickou súčasťou meracieho systému a priamo určuje najvyššiu frekvenciu, pri ktorej je možné zhromažďovať spoľahlivé údaje. Zlá technika montáže bude pôsobiť ako mechanický filter, ktorý tlmí vysokofrekvenčné vibrácie skôr, ako ich bude možné merať. Táto časť potom predstavuje primárne spôsoby montáže, ktoré budú podrobne hodnotené: montáž pomocou kolíkov, lepená montáž a magnetická montáž, čím sa vytvára rámec pre zvyšok dokumentu.

2. 2. Montáž svorníkov:

   Táto metóda sa prezentuje ako optimálna, referenčná technika na upevnenie akcelerometra. Zahŕňa vyvŕtanie otvoru do konštrukcie stroja, narezanie závitu a následné zaskrutkovanie montážneho čapu akcelerometra priamo do otvoru. Norma špecifikuje, že montážny povrch musí byť čistý, rovný a hladký, v prípade potreby s opracovanou plochou. Na základňu senzora by sa mala naniesť tenká vrstva silikónového maziva alebo podobnej spojovacej kvapaliny, aby sa vyplnili všetky mikroskopické dutiny, maximalizovala sa kontaktná plocha povrchu a zlepšil sa prenos vysokofrekvenčnej energie. Táto metóda poskytuje najvyššiu možnú tuhosť montáže, čo následne vedie k najvyššej rezonančnej frekvencii montáže. To zaisťuje, že senzor dokáže presne merať čo najširší rozsah frekvencií bez toho, aby jeho meranie bolo skreslené rezonanciou samotnej montáže. Považuje sa za referenčnú hodnotu pre všetky ostatné metódy a je nevyhnutná pre trvalé monitorovacie inštalácie, vysokofrekvenčné diagnostické testy (napríklad pre ložiská a ozubené kolesá) a pre kalibráciu senzorov.

3. 3. Lepiaca montáž:

   Táto časť podrobne popisuje použitie lepidiel ako polopermanentného montážneho riešenia, ktoré sa často používa, keď vŕtanie do stroja nie je praktické alebo povolené. Norma rozlišuje medzi rôznymi typmi lepidiel. Pre dosiahnutie najlepších výsledkov sa odporúča tvrdé, tuhé lepidlo, ako je kyanoakrylát („superlepidlo“) alebo dvojzložkový epoxid. Kľúčovou zásadou je použiť minimálne množstvo lepidla na vytvorenie veľmi tenkej, tuhej spojovacej línie medzi základňou senzora a povrchom stroja. Hrubé alebo mäkké lepidlo (ako silikónová guma) bude pôsobiť ako tlmič, čím výrazne obmedzí vysokofrekvenčnú odozvu. Pri správnom vykonaní na správne pripravenom povrchu môže tuhé lepidlo dosiahnuť použiteľný frekvenčný rozsah, ktorý je takmer taký vysoký ako pri montáži na čap, čo z neho robí schodnú alternatívu pre mnohé diagnostické aplikácie. Norma sa tiež vzťahuje na použitie samolepiacich základov, čo sú malé kovové podložky prilepené k stroju, aby poskytli opakovateľné miesto na pripevnenie senzora s montážou na čap.

4. 4. Magnetická montáž:

   Táto kapitola pojednáva o použití magnetických podstavcov, ktoré sú mimoriadne bežné pre prenosné, zber údajov na základe trasy kvôli ich pohodliu. Norma však zdôrazňuje, že toto pohodlie so sebou prináša značné náklady na kvalitu údajov. Magnetický držiak je vo svojej podstate menej tuhý ako držiak s kolíkom alebo lepidlom. Okrem toho magnet pridáva akcelerometru značnú hmotnosť. Táto kombinácia nižšej tuhosti a vyššej hmotnosti dramaticky znižuje rezonančnú frekvenciu namontovaného senzorového systému, čo výrazne obmedzuje použiteľný horný frekvenčný rozsah merania. Norma jasne uvádza, že vysokofrekvenčné údaje (zvyčajne nad 2 000 Hz) zhromaždené magnetom sú často nespoľahlivé. Poskytuje praktické rady na maximalizáciu kvality magnetického držiaka: použite silný „dvojpólový“ magnet, uistite sa, že kontaktné povrchy sú dokonale čisté a ploché, a pri pripevňovaní magnetu k zariadeniu vyvíjajte pevný tlak.

5. 5. Iné metódy (sondy):

   Táto časť sa zaoberá používaním ručných sond, často nazývaných „stinger“, ktoré sa niekedy používajú na rýchle kontroly alebo v ťažko dostupných miestach. Norma dôrazne neodporúča tento postup pri akejkoľvek serióznej diagnostickej práci. Ľudské telo je veľmi účinný nízkopriepustný filter a tlmič a je nemožné držať sondu s konzistentným tlakom alebo v dokonale kolmom uhle. V dôsledku toho sa táto metóda ukazuje ako veľmi neopakovateľná a jej frekvenčná odozva je výrazne obmedzená, často na menej ako 1 000 Hz. Zatiaľ čo sonda môže byť schopná potvrdiť prítomnosť veľmi veľkých nízkofrekvenčných vibrácií (ako je silná nevyváženosť), je úplne nevhodná na spoľahlivú analýzu trendov alebo na detekciu vysokofrekvenčných porúch, ako sú poruchy ložísk a ozubených kolies.

6. 6. Príprava povrchu a káblovanie:

   Táto záverečná časť poskytuje dôležité praktické rady na zabezpečenie kvality údajov bez ohľadu na použitý spôsob montáže. Zdôrazňuje, že montážny povrch musí byť správne pripravený. To zahŕňa zabezpečenie čo najrovnejšieho a najhladšieho povrchu a odstránenie akejkoľvek farby, hrdze alebo nečistôt, aby sa zabezpečil priamy kontakt kovu s kovom (alebo kovu s lepidlom s kovom). Pri montáži pomocou kolíkov sa špecifikuje potreba opracovania bodovej plochy, ak povrch nie je dokonale rovný. Norma tiež poskytuje dôležité usmernenia týkajúce sa kabeláže senzorov. Odporúča, aby bol kábel pevne pripevnený ku konštrukcii v krátkej vzdialenosti od senzora. To poskytuje odľahčenie konektora od napätia a, čo je dôležitejšie, zabraňuje pohybu kábla. Ak sa kábel počas merania nechá víriť, môže v dôsledku triboelektrického efektu generovať nízkofrekvenčný elektrický signál, ktorý môže kontaminovať skutočný vibračný signál a viesť k chybným údajom.

Kľúčové koncepty

• Frekvenčná odozva je kľúčová: Ústrednou témou normy je, že spôsob montáže funguje ako mechanický filter. Zlá montáž (ako magnet) zvyšuje hmotnosť a znižuje tuhosť, čím vytvára nízkopriepustný filter, ktorý tlmí vysokofrekvenčné vibrácie skôr, ako sa vôbec dostanú k senzoru.
• Tuhosť je prvoradá: Pre presný prenos vysokofrekvenčných vibrácií musí byť spojenie medzi snímačom a strojom čo najpevnejšie a najľahšie. Preto je priama montáž na kolík lepšia ako všetky ostatné metódy.
• Kompromis medzi pohodlím a presnosťou: Norma jasne uvádza, že existuje priamy kompromis. Magnetické držiaky sú vhodné na zber údajov na základe trasy, ale analytik musí akceptovať, že použiteľný frekvenčný rozsah je ohrozený. Pre analýzu vysokofrekvenčných ložísk alebo ozubených kolies sa dôrazne uprednostňuje držiak s čapom alebo lepidlom.
• Opakovateľnosť: Dodržiavanie pokynov normy, ako napríklad používanie montážnych podložiek pre opakovateľné umiestnenie snímačov, je kľúčové pre dobrú analýzu trendov, pretože zabezpečuje, že zmeny v údajoch sú spôsobené stavom stroja, nie zmenami v technike merania.

← Späť na hlavný index