ISO 2041: Mehanske vibracije, udarci in spremljanje stanja – Slovar

Povzetek

Standard ISO 2041 je glavni slovar za celotno področje vibracij, udarcev in spremljanja stanja. Njegovo področje uporabe je veliko širše od standardov, kot je ISO 1940-2, ki se osredotoča le na uravnoteženje. ISO 2041 služi kot obsežen slovar, ki zagotavlja natančne definicije za tisoče izrazov, ki se uporabljajo v vseh sorodnih disciplinah, vključno z meritvami, analizami, testiranjem in diagnostiko. Njegov namen je vzpostaviti skupen, nedvoumen jezik za zagotovitev jasne komunikacije med strokovnjaki na teh medsebojno povezanih področjih.

Kazalo vsebine (konceptualna struktura)

Standard je organiziran kot obsežen glosar, kjer so izrazi združeni v več tematskih razdelkov, ki pomagajo pri iskanju in razumevanju sorodnih konceptov. Glavni razdelki vključujejo:

1. 1. Temeljni koncepti:

   Ta razdelek postavlja temelje za celotno področje z opredelitvijo njegovih najosnovnejših fizikalnih konceptov. Formalno definira Vibracije kot sprememba velikosti količine s časom, ki opisuje gibanje ali položaj mehanskega sistema, ko je velikost izmenično večja in manjša od neke povprečne vrednosti. To loči od Šok, kar je prehoden dogodek, in Nihanje, splošni izraz za katero koli količino, ki se na ta način spreminja. Ključno je tudi to, da opredeljuje temeljne fizikalne lastnosti, ki določajo vibracijsko obnašanje katerega koli sistema: Masa (vztrajnost), lastnost, ki se upira pospeševanju; Togost (vzmet), lastnost, ki se upira deformaciji; in Dušenje, lastnost, ki odvaja energijo iz sistema, zaradi česar nihanja upadajo. Koncept Stopnje svobode Uveden je tudi , ki definira število neodvisnih koordinat, potrebnih za opis gibanja sistema.

2. 2. Parametri vibracij in udarcev:

   To poglavje opredeljuje bistvene količine, ki se uporabljajo za merjenje in opisovanje vibracijskega gibanja. Podaja formalne definicije ključnih značilnosti nihanja. Pogostost je definirano kot število ciklov periodičnega gibanja, ki se zgodijo v časovni enoti (merjeno v hercih, Hz). Amplituda je največja vrednost nihajoče količine. Standard nato pojasnjuje tri primarne parametre gibanja: Premik (kako daleč se nekaj premakne), Hitrost (kako hitro se premika) in Pospešek (hitrost spremembe hitrosti, ki je povezana s silami, ki delujejo na sistem). Ta razdelek natančno opredeljuje tudi različne načine kvantifikacije amplitude signala: Od vrha do vrha (skupni odklon od največje pozitivne do največje negativne vrednosti), Vrh (največja vrednost od nič) in RMS (koren povprečne kvadratne vrednosti), kar je najpogostejša metrika za celotne vibracije, saj je povezana z energijsko vsebnostjo signala.

3. 3. Instrumentacija in meritve:

   Ta razdelek se osredotoča na terminologijo opreme, ki se uporablja za zajemanje vibracijskih signalov. Opredeljuje Pretvornik (ali senzor) kot naprava, zasnovana za pretvorbo mehanske količine (vibracij) v električni signal. Nato definira najpogostejše vrste pretvornikov, ki se uporabljajo pri spremljanju strojev: Merilnik pospeška, ki je kontaktni senzor, ki meri pospešek in je najbolj vsestranski in najpogostejši tip senzorja; in Sonda za bližino (ali sonda na vrtinčne tokove), ki je brezkontaktni senzor, ki meri relativni premik med sondo in prevodnim ciljem, običajno vrtečo se gredjo. Razdelek opredeljuje tudi pripadajočo instrumentacijo, kot so ojačevalniki signalov, filtri ter strojna in programska oprema za zajem podatkov (analizatorji), ki se uporablja za obdelavo in prikaz signalov.

4. 4. Obdelava in analiza signalov:

   To poglavje opredeljuje besedišče matematičnih tehnik, ki se uporabljajo za pretvorbo surovih podatkov o vibracijah v diagnostične informacije. Opredeljuje dve glavni domeni analize: Časovna valovna oblika, ki je graf amplitude v odvisnosti od časa, in Spekter (ali graf frekvenčne domene), ki prikazuje amplitudo v odvisnosti od frekvence. Standard definira Spektralna analiza kot postopek razgradnje časovnega signala na njegove sestavne frekvence. Matematični algoritem, ki se uporablja za to, je FFT (hitra Fourierjeva transformacija)V tem razdelku so opredeljene tudi ključne spektralne značilnosti, kot so Harmoniki (celoštevilski večkratniki osnovne frekvence) in Stranski pasovi (frekvence, ki se pojavljajo okoli osrednje frekvence). Poleg tega opredeljuje kritične koncepte za digitalno obdelavo signalov, kot so Aliasiranje (oblika popačenja, ki se pojavi, če je frekvenca vzorčenja prenizka) in Okna (uporaba matematične funkcije za zmanjšanje napake, znane kot spektralno uhajanje).

5. 5. Značilnosti sistemov (modalna analiza):

   V tem razdelku je opredeljena terminologija, ki se uporablja za opis inherentnih dinamičnih lastnosti mehanske strukture. Definira Naravna frekvenca kot frekvenca, pri kateri bo sistem vibriral, če ga zmotimo iz ravnotežnega položaja in mu nato omogočimo prosto gibanje. Ko frekvenca zunanjega vpliva sovpada z naravno frekvenco, se pojavi pojav Resonanca pojavi se, kar je opredeljeno kot pogoj maksimalne amplitude vibracij. V tem razdelku so opredeljeni tudi izrazi, ki se uporabljajo v eksperimentalni modalni analizi, kot so Oblika načina (značilen vzorec odklona konstrukcije pri določeni naravni frekvenci) in Funkcija frekvenčnega odziva (FRF), kar je meritev, ki označuje vhodno-izhodni odnos sistema in se uporablja za identifikacijo njegovih naravnih frekvenc in lastnosti dušenja.

6. 6. Spremljanje stanja in diagnostika:

   To zadnje poglavje opredeljuje izraze, povezane s praktično uporabo vibracijske analize za vzdrževanje strojev. Opredeljuje Spremljanje stanja kot postopek spremljanja parametra stanja v strojih (v tem primeru vibracij), da se ugotovi pomembna sprememba, ki kaže na nastajajočo napako. Na podlagi tega Diagnostika je opredeljen kot postopek uporabe spremljanih podatkov za identifikacijo specifične napake, njene lokacije in resnosti. Standard uvaja tudi naprednejši koncept Prognoza, ki je postopek napovedovanja prihodnjega stanja stroja in njegove preostale uporabne dobe. Zagotavlja tudi definicije ključnih diagnostičnih kazalnikov, ki se izračunajo iz vibracijskega signala, kot so Vrstni faktor in . Kurtoza, ki so statistične metrike, ki se uporabljajo za odkrivanje zgodnjih napak ležajev in zobnikov.

Ključni pomen

• Interdisciplinarna komunikacija: Zagotavlja skupni jezik za učinkovito komunikacijo strojnih inženirjev, strokovnjakov za zanesljivost, tehnikov in akademikov.
• Podporni dokument: Je glavna referenca za terminologijo, ki se uporablja v skoraj vseh drugih standardih ISO, povezanih z vibracijami in spremljanjem stanja. Kadar drug standard uporablja izraz, kot je »resnost vibracij«, je ta formalno opredeljen v standardu ISO 2041.
• Izobraževalna fundacija: Za vse, ki se učijo področja analize vibracij, ta standard predstavlja avtoritativni vir pravilne terminologije in definicij.

← Nazaj na glavno kazalo