ISO 2041: Övervakning av mekaniska vibrationer, stötar och tillstånd – Ordförråd

Sammanfattning

ISO 2041 är den huvudsakliga vokabulärstandarden för hela området vibrations-, stöt- och tillståndsövervakning. Dess omfattning är mycket bredare än standarder som ISO 1940-2, som endast fokuserar på balansering. ISO 2041 fungerar som en omfattande ordbok som ger exakta definitioner för tusentals termer som används inom alla relaterade discipliner, inklusive mätning, analys, testning och diagnostik. Syftet är att etablera ett gemensamt, entydigt språk för att säkerställa tydlig kommunikation mellan yrkesverksamma inom dessa sammankopplade områden.

Innehållsförteckning (konceptuell struktur)

Standarden är organiserad som en omfattande ordlista, med termer grupperade i ett antal tematiska avsnitt för att underlätta lokalisering och förståelse av relaterade begrepp. De viktigaste avsnitten inkluderar:

1. 1. Grundläggande begrepp:

   Detta avsnitt lägger grunden för hela området genom att definiera dess mest grundläggande fysikaliska begrepp. Det definierar formellt Vibration som variationen med tiden av magnituden hos en kvantitet som beskriver rörelsen eller positionen hos ett mekaniskt system, när magnituden är växelvis större och mindre än ett medelvärde. Det skiljer detta från Chock, vilket är en övergående händelse, och Svängning, den allmänna termen för alla kvantiteter som varierar på detta sätt. Avgörande nog definierar den också de grundläggande fysikaliska egenskaper som styr vibrationsbeteendet hos alla system: Massa (tröghet), egenskapen som motstår acceleration; Styvhet (fjäder), den egenskap som motstår deformation; och Dämpning, den egenskap som avleder energi från systemet, vilket får oscillationer att avta. Begreppet Frihetsgrader introduceras också, vilket definierar antalet oberoende koordinater som krävs för att beskriva systemets rörelse.

2. 2. Parametrar för vibration och stöt:

   Detta kapitel definierar de väsentliga kvantiteter som används för att mäta och beskriva vibrationsrörelse. Det ger formella definitioner för de viktigaste egenskaperna hos en oscillation. Frekvens definieras som antalet cykler av en periodisk rörelse som sker per tidsenhet (mätt i Hertz, Hz). Amplitud är det maximala värdet av den oscillerande kvantiteten. Standarden förtydligar sedan de tre primära rörelseparametrarna: Förflyttning (hur långt något rör sig), Hastighet (hur snabbt den rör sig), och Acceleration (hastighetsförändringshastigheten, som är relaterad till de krafter som verkar på systemet). Detta avsnitt definierar också exakt de olika sätt som amplituden kvantifieras för en signal: Topp-till-topp (den totala avvikelsen från det maximala positiva till det maximala negativa värdet), Topp (maximumvärdet från noll), och RMS (rotmedelvärdeskvadrat), vilket är det vanligaste måttet för total vibration eftersom det är relaterat till signalens energiinnehåll.

3. 3. Instrumentering och mätning:

   Detta avsnitt fokuserar på terminologin för den utrustning som används för att fånga vibrationssignaler. Det definierar en Givare (eller sensor) som en anordning utformad för att omvandla en mekanisk kvantitet (vibration) till en elektrisk signal. Den definierar sedan de vanligaste typerna av givare som används vid maskinövervakning: Accelerometer, vilket är en kontaktsensor som mäter acceleration och är den mest mångsidiga och vanligaste sensortypen; och Närhetsprob (eller virvelströmssond), vilket är en beröringsfri sensor som mäter den relativa förskjutningen mellan sonden och ett ledande mål, vanligtvis en roterande axel. Avsnittet definierar också tillhörande instrument, såsom signalförstärkare, filter och datainsamlingshårdvara och -mjukvara (analysatorer) används för att bearbeta och visa signalerna.

4. 4. Signalbehandling och analys:

   Detta kapitel definierar vokabulären för de matematiska tekniker som används för att omvandla råa vibrationsdata till diagnostisk information. Det definierar de två primära analysområdena: Tidsvågform, vilket är ett diagram över amplitud kontra tid, och Spektrum (eller frekvensdomändiagram), som visar amplitud kontra frekvens. Standarden definierar Spektralanalys som processen att bryta ner en tidssignal i dess ingående frekvenser. Den matematiska algoritmen som används för att göra detta är FFT (Snabb Fouriertransform)Detta avsnitt definierar även viktiga spektrala egenskaper som Övertoner (heltalsmultiplar av en grundfrekvens) och Sidband (frekvenser som uppträder runt en mittfrekvens). Dessutom definierar den kritiska koncept för digital signalbehandling, såsom Aliasing (en form av distorsion som uppstår om samplingsfrekvensen är för låg) och Fönsterläggning (tillämpningen av en matematisk funktion för att minska ett fel som kallas spektralläckage).

5. 5. Systemens egenskaper (modalanalys):

   Detta avsnitt definierar den terminologi som används för att beskriva de inneboende dynamiska egenskaperna hos en mekanisk struktur. Det definierar Naturfrekvens som en frekvens vid vilken ett system kommer att vibrera om det rubbas från sitt jämviktsläge och sedan tillåts röra sig fritt. När en extern påtvingningsfrekvens sammanfaller med en naturlig frekvens, uppstår fenomenet Resonans inträffar, vilket definieras som ett tillstånd med maximal vibrationsamplitud. Detta avsnitt definierar också de termer som används i experimentell modalanalys, såsom Läge Form (det karakteristiska mönstret för avböjning av en struktur vid en specifik egenfrekvens) och Frekvensresponsfunktion (FRF), vilket är ett mått som karakteriserar ingångs-utgångsförhållandet i ett system och används för att identifiera dess egenfrekvenser och dämpningsegenskaper.

6. 6. Tillståndsövervakning och diagnostik:

   Detta sista kapitel definierar termerna relaterade till den praktiska tillämpningen av vibrationsanalys för maskinunderhåll. Tillståndsövervakning som processen att övervaka en tillståndsparameter i maskiner (i detta fall vibration) för att identifiera en signifikant förändring som tyder på ett begynnande fel. Byggande på detta, Diagnostik definieras som processen att använda övervakade data för att identifiera det specifika felet, dess plats och dess allvarlighetsgrad. Standarden introducerar också det mer avancerade konceptet Prognoser, vilket är processen att prognostisera maskinens framtida skick och dess återstående livslängd. Den ger också definitioner för viktiga diagnostiska indikatorer som beräknas från vibrationssignalen, såsom Crest-faktor och Kurtosis, vilka är statistiska mätvärden som används för att upptäcka tidiga lager- och kugghjulsfel.

Nyckelvikt

• Tvärvetenskaplig kommunikation: Det tillhandahåller ett gemensamt språk för maskiningenjörer, tillförlitlighetsspecialister, tekniker och akademiker för att kommunicera effektivt.
• Stödjande dokument: Det är huvudreferensen för terminologi som används i nästan alla andra ISO-standarder relaterade till vibrations- och tillståndsövervakning. När en annan standard använder en term som "vibrationsgrad" definieras den formellt i ISO 2041.
• Utbildningsgrund: För alla som studerar vibrationsanalys representerar denna standard den auktoritativa källan för korrekt terminologi och definitioner.

← Tillbaka till huvudmenyn