ISO 2041: Механичке вибрације, ударци и праћење стања – Речник
Резиме
ISO 2041 је главни речник за целокупно подручје вибрација, удара и праћења стања. Његов обим је много шири од стандарда попут ISO 1940-2, који се фокусира само на балансирање. ISO 2041 служи као свеобухватни речник, пружајући прецизне дефиниције за хиљаде термина који се користе у свим сродним дисциплинама, укључујући мерење, анализу, испитивање и дијагностику. Његова сврха је да успостави заједнички, недвосмислен језик како би се осигурала јасна комуникација међу стручњацима у овим међусобно повезаним областима.
Садржај (концептуална структура)
Стандард је организован као велики речник, са терминима груписаним у неколико тематских одељака како би се помогло у проналажењу и разумевању повезаних концепата. Главни одељци укључују:
-
1. Основни концепти:
Овај одељак поставља темеље за целу област дефинисањем њених најосновнијих физичких концепата. Формално дефинише Vibration као промена величине величине током времена која описује кретање или положај механичког система, када је величина наизменично већа и мања од неке просечне вредности. То разликује ово од Шок, што је пролазни догађај, и Осцилација, општи термин за било коју величину која се мења на овај начин. Критично је да такође дефинише фундаментална физичка својства која управљају вибрационим понашањем било ког система: Маса (инерција), својство које се опире убрзању; Крутост (опруга), својство које се опире деформацији; и Пригушивање, својство које расипа енергију из система, узрокујући слабљење осцилација. Концепт Степени слободе такође је уведена , дефинишући број независних координата потребних за описивање кретања система.
-
2. Параметри вибрација и удара:
Ово поглавље дефинише основне величине које се користе за мерење и описивање вибрационог кретања. Оно пружа формалне дефиниције за кључне карактеристике осцилације. Учесталост дефинише се као број циклуса периодичног кретања који се дешавају у јединици времена (мерено у херцима, Hz). Амплитуда је максимална вредност осцилујуће величине. Стандард затим појашњава три основна параметра кретања: Расељавање (колико далеко се нешто креће), Брзина (колико брзо се креће), и Убрзање (брзина промене брзине, која је повезана са силама које делују на систем). Овај одељак такође прецизно дефинише различите начине квантификовања амплитуде сигнала: Од врха до врха (укупно одступање од максималне позитивне до максималне негативне вредности), Врх (максимална вредност од нуле), и RMS (средња квадратна вредност), што је најчешћа метрика за укупне вибрације јер је повезана са енергетским садржајем сигнала.
-
3. Инструментација и мерење:
Овај одељак се фокусира на терминологију опреме која се користи за снимање вибрационих сигнала. Дефинише Претварач (или сензор) као уређај дизајниран да претвори механичку величину (вибрације) у електрични сигнал. Затим дефинише најчешће типове претварача који се користе у праћењу машина: Акцелерометар, што је контактни сензор који мери убрзање и најсвестранији је и најчешћи тип сензора; и Сонда за мерење близине (или сонда са вртложним струјама), што је бесконтактни сензор који мери релативно померање између сонде и проводне мете, обично ротирајућег вратила. Овај одељак такође дефинише припадајућу инструментацију, као што су појачала сигнала, филтери и хардвер и софтвер за прикупљање података (анализатори) користи се за обраду и приказивање сигнала.
-
4. Обрада и анализа сигнала:
Ово поглавље дефинише речник математичких техника које се користе за трансформацију сирових података о вибрацијама у дијагностичке информације. Оно дефинише два примарна домена анализе: Временски таласни облик, што је график амплитуде у односу на време, и Спектар (или графикон фреквентног домена), који приказује амплитуду у односу на фреквенцију. Стандард дефинише Спектрална анализа као процес разлагања временског сигнала на његове саставне фреквенције. Математички алгоритам који се користи за ово је FFT (Брза Фуријеова трансформација)Овај одељак такође дефинише кључне спектралне карактеристике као што су Хармоници (целобројни вишекратници основне фреквенције) и Бочне траке (фреквенције које се појављују око централне фреквенције). Поред тога, дефинише критичне концепте за дигиталну обраду сигнала, као што су Алијасинг (облик изобличења који се јавља ако је брзина узорковања прениска) и Прозори (примена математичке функције за смањење грешке познате као спектрално цурење).
-
5. Карактеристике система (модална анализа):
Овај одељак дефинише терминологију која се користи за описивање инхерентних динамичких својстава машинске структуре. Он дефинише Природна фреквенција као фреквенција на којој ће систем вибрирати ако се поремети из свог равнотежног положаја, а затим се дозволи да се слободно креће. Када се фреквенција спољашњег присиљавања поклопи са природном фреквенцијом, феномен Резонанција дешава се, што је дефинисано као услов максималне амплитуде вибрација. Овај одељак такође дефинише термине који се користе у експерименталној модалној анализи, као што су Облик режима (карактеристичан образац отклона структуре на одређеној природној фреквенцији) и Функција фреквентног одзива (FRF), што је мерење које карактерише однос улаза и излаза система и користи се за идентификацију његових природних фреквенција и својстава пригушења.
-
6. Праћење стања и дијагностика:
Ово последње поглавље дефинише појмове везане за практичну примену анализе вибрација за одржавање машина. Оно дефинише Праћење стања као процес праћења параметра стања у машинама (у овом случају, вибрација) како би се идентификовала значајна промена која указује на развој квара. На основу овога, Дијагностика се дефинише као процес коришћења праћених података за идентификацију специфичног квара, његове локације и његове озбиљности. Стандард такође уводи напреднији концепт Прогноза, што је процес предвиђања будућег стања машине и њеног преосталог века трајања. Такође пружа дефиниције за кључне дијагностичке индикаторе који се израчунавају из вибрационог сигнала, као што су Крест фактор и Куртоза, што су статистичке метрике које се користе за откривање кварова лежајева и зупчаника у раној фази.
Кључни значај
- Интердисциплинарна комуникација: Омогућава заједнички језик за машинске инжењере, стручњаке за поузданост, техничаре и академике како би ефикасно комуницирали.
- Пратећа документација: То је главна референца за терминологију која се користи у скоро свим другим ISO стандардима који се односе на вибрације и праћење стања. Када други стандард користи термин попут „интензитет вибрација“, он је формално дефинисан у ISO 2041.
- Образовна фондација: За свакога ко учи област анализе вибрација, овај стандард представља ауторитативни извор за исправну терминологију и дефиниције.