ISO 10816-3: ค่าจำกัดการสั่นสะเทือนสำหรับเครื่องจักรอุตสาหกรรม
สรุปเชิงปฏิบัติของ ISO 10816-3:2009 สำหรับการตรวจการสั่นสะเทือน ณ หน้างานบนชุดเครื่องจักรอุตสาหกรรมกำลังเกิน 15 kW ที่ทำงานระหว่าง 120 ถึง 15 000 r/min ได้แก่ โซนการประเมิน A ถึง D ตามความเร็วการสั่นสะเทือน RMS และการกระจัด กลุ่มเครื่องจักรสองกลุ่ม ฐานรองรับสองประเภท เกณฑ์การเปลี่ยนแปลง และแนวทางการตั้งค่า ALARM และ TRIP
เครื่องมือพกพา เช่น Balanset-1A วัดความเร็วการสั่นสะเทือน RMS แบบบรอดแบนด์บนเรือนแบริ่ง แถบความถี่เริ่มต้น 10 Hz ถึงประมาณ 1 kHz ตรงกับแถบที่ใช้ที่นี่สำหรับเครื่องจักรส่วนใหญ่ คุณต้องเปรียบเทียบค่าที่อ่านได้กับตารางด้านล่างด้วยตนเอง เพราะซอฟต์แวร์ Balanset ไม่ได้กำหนดโซนตาม ISO 10816-3 โดยอัตโนมัติ
อ้างอิงด่วน: ค่าจำกัดความรุนแรงของการสั่นสะเทือน
ขอบเขตโซนของ ISO 10816-3:2009 ภาคผนวก A: ตาราง A.1 สำหรับกลุ่มที่ 1 และตาราง A.2 สำหรับกลุ่มที่ 2 ค่าทั้งหมดเป็น RMS แบบบรอดแบนด์ วัดในแนวรัศมีบนเรือนแบริ่งหรือแท่นรองแบริ่งขณะเครื่องจักรทำงานในสภาวะคงที่
แถบความถี่: 10–1000 Hz หรือ 2–1000 Hz สำหรับเครื่องจักรที่ทำงานต่ำกว่า 600 r/min ให้กำหนดกลุ่มเครื่องจักรและประเภทฐานรองรับก่อน แล้วจึงอ่านโซน
เกณฑ์การประเมิน — ความเร็วการสั่นสะเทือน RMS (mm/s)
ค่าขอบเขตโซนตาม ISO 10816-3 สำหรับเครื่องจักรอุตสาหกรรม
| กลุ่มเครื่องจักร | โซน A / B | โซน B / C | โซน C / D |
|---|---|---|---|
| กลุ่มที่ 1 — แบบแข็ง เกิน 300 kW (ถึง 50 MW) หรือเครื่องจักรไฟฟ้าที่มี H ≥ 315 mm; ฐานรองรับแบบแข็ง | 2.3 | 4.5 | 7.1 |
| กลุ่มที่ 2 — แบบแข็ง ★ เกิน 15 kW ถึง 300 kW หรือเครื่องจักรไฟฟ้าที่มี 160 ≤ H < 315 mm; ฐานรองรับแบบแข็ง | 1.4 | 2.8 | 4.5 |
| กลุ่มที่ 1 — แบบยืดหยุ่น เกิน 300 kW (ถึง 50 MW) หรือเครื่องจักรไฟฟ้าที่มี H ≥ 315 mm; ฐานรองรับแบบยืดหยุ่น | 3.5 | 7.1 | 11.0 |
| กลุ่มที่ 2 — แบบยืดหยุ่น เกิน 15 kW ถึง 300 kW หรือเครื่องจักรไฟฟ้าที่มี 160 ≤ H < 315 mm; ฐานรองรับแบบยืดหยุ่น | 2.3 | 4.5 | 7.1 |
ค่าจำกัดใช้กับค่าในแนวรัศมีที่แบริ่ง แท่นรองแบริ่ง หรือเรือนแบริ่งใดก็ได้ และกับค่าในแนวแกนเฉพาะที่แบริ่งกันรุน เครื่องจักรต้องทำงานในสภาวะคงที่ ที่ความเร็วพิกัดหรือภายในช่วงความเร็วที่อนุญาต ค่าที่วัดขณะความเร็วหรือภาระกำลังเปลี่ยนแปลงจะไม่นำมาประเมินเทียบกับค่าเหล่านี้ สำหรับเครื่องจักรเฉพาะหรือฐานรองรับที่ไม่ปกติ ผู้ผลิตและลูกค้าอาจตกลงใช้ค่าอื่นได้
ระดับที่มักพบในเครื่องจักรที่เพิ่งเริ่มใช้งาน
โดยปกติยอมรับได้สำหรับการทำงานระยะยาวโดยไม่มีข้อจำกัด
โดยปกติถือว่าไม่น่าพอใจสำหรับการทำงานต่อเนื่องระยะยาว ตามหลักทั่วไป เครื่องจักรสามารถใช้งานต่อได้ในระยะเวลาจำกัดจนถึงโอกาสที่เหมาะสมในการแก้ไข
การสั่นสะเทือนระดับนี้โดยปกติถือว่ารุนแรงพอที่จะทำให้เครื่องจักรเสียหาย
การกระจัด RMS (µm)
ภาคผนวก A แสดงขอบเขตการกระจัดควบคู่กับขอบเขตความเร็ว หากวัดทั้งสองปริมาณ ให้ใช้โซนที่เข้มงวดกว่า
| กลุ่มเครื่องจักร | โซน A / B | โซน B / C | โซน C / D |
|---|---|---|---|
| กลุ่มที่ 1 — แบบแข็ง | 29 | 57 | 90 |
| กลุ่มที่ 2 — แบบแข็ง ★ | 22 | 45 | 71 |
| กลุ่มที่ 1 — แบบยืดหยุ่น | 45 | 90 | 140 |
| กลุ่มที่ 2 — แบบยืดหยุ่น | 37 | 71 | 113 |
การกระจัดมีความสำคัญที่สุดกับเครื่องจักรความเร็วต่ำ: เมื่อองค์ประกอบหนึ่งครั้งต่อรอบเด่น ความเร็วที่ดูปานกลางก็ยังอาจหมายถึงการเคลื่อนที่ที่มากเกินไป สำหรับเครื่องจักรเช่นนี้ควรประเมินทั้งความเร็วและการกระจัด
หน่วยอิมพีเรียล — ความเร็วการสั่นสะเทือน RMS (in/s)
ค่าเทียบเท่าสำหรับภูมิภาคที่ใช้ระบบหน่วยอิมพีเรียล (1 mm/s ≈ 0.03937 in/s)
| กลุ่มเครื่องจักร | โซน A / B | โซน B / C | โซน C / D |
|---|---|---|---|
| กลุ่มที่ 1 — แบบแข็ง | 0.091 | 0.177 | 0.280 |
| กลุ่มที่ 2 — แบบแข็ง ★ | 0.055 | 0.110 | 0.177 |
| กลุ่มที่ 1 — แบบยืดหยุ่น | 0.138 | 0.280 | 0.433 |
| กลุ่มที่ 2 — แบบยืดหยุ่น | 0.091 | 0.177 | 0.280 |
⚡ เครื่องคำนวณโซนการสั่นสะเทือน
เลือกกลุ่มเครื่องจักรและประเภทฐานรองรับ กรอกค่าที่วัดได้ แล้วรับผลโซน การตรวจการเปลี่ยนแปลง และแนวทาง ALARM/TRIP ตาม ISO 10816-3:2009
แบบแข็ง: ความถี่ธรรมชาติต่ำสุดอย่างน้อย 1.25 เท่าของความถี่กระตุ้น แบบยืดหยุ่น: กรณีอื่นทั้งหมด
ไม่แน่ใจประเภทฐานรองรับ? ตรวจสอบได้ที่นี่
การเปรียบเทียบขอบเขตโซนด้วยภาพ
ความกว้างตามสัดส่วนของแต่ละโซนแสดงให้เห็นว่าค่าจำกัดขยายกว้างขึ้นอย่างไรสำหรับเครื่องจักรบนฐานรองรับแบบยืดหยุ่นและเครื่องจักรขนาดใหญ่
แต่ละช่วงแสดงขอบเขตบนเป็น mm/s RMS สเกลสูงสุด 15 mm/s
ISO 10816-3 คืออะไร?
ISO 10816-3 คือส่วนที่ 3 ของมาตรฐานชุด ISO 10816 ซึ่งประเมินการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรที่วัดบนชิ้นส่วนที่ไม่หมุน ส่วนที่ 1 กำหนดแนวทางทั่วไป ส่วนที่ 3 แปลงแนวทางนั้นเป็นเกณฑ์ที่เป็นรูปธรรมสำหรับชุดเครื่องจักรอุตสาหกรรมกำลังเกิน 15 kW ที่มีความเร็วระบุ 120 ถึง 15 000 r/min โดยวัด ณ หน้างาน หน้านี้อธิบายฉบับที่สอง ISO 10816-3:2009 ซึ่งจัดทำโดยคณะกรรมการวิชาการ ISO TC 108 คณะอนุกรรมการ SC 2
ฉบับปี 2009 แทนที่ฉบับแรกปี 1998 การเปลี่ยนแปลงหลักคือการนำปั๊มออกจากขอบเขต เพราะปั๊มแบบโรโตไดนามิกมีส่วนของตนเองแล้ว คือ ISO 10816-7
การสั่นสะเทือนประเมินได้สองทาง: ตามขนาด (เกณฑ์ I, โซน A ถึง D) และตามการเปลี่ยนแปลงจากค่าอ้างอิงที่กำหนดไว้ (เกณฑ์ II) ภาคผนวก A ให้ขอบเขตโซนเป็นความเร็วการสั่นสะเทือน RMS แบบบรอดแบนด์และการกระจัด แยกสำหรับกลุ่มเครื่องจักรสองกลุ่มและสำหรับฐานรองรับแบบแข็งและแบบยืดหยุ่น
หลักการทั่วไป: ISO 10816-1
ขอบเขตและการนำไปใช้
ตรวจสอบขอบเขตก่อนใช้ตาราง: ค่าจำกัดมีไว้สำหรับประเภทเครื่องจักรที่ระบุด้านล่างเท่านั้น โดยวัด ณ หน้างานในสภาวะการทำงานคงที่
เครื่องจักรที่อยู่ในขอบเขต
ชุดเครื่องจักรกำลังพิกัดเกิน 15 kW ที่ทำงานระหว่าง 120 ถึง 15 000 r/min ได้แก่:
- กังหันไอน้ำกำลังไม่เกิน 50 MW
- ชุดกังหันไอน้ำขนาดใหญ่กว่า (เกิน 50 MW) ที่ทำงานช้ากว่า 1 500 หรือเร็วกว่า 3 600 r/min ซึ่งเป็นความเร็วที่ ISO 10816-2 ไม่ครอบคลุม
- คอมเพรสเซอร์แบบโรตารี
- กังหันก๊าซอุตสาหกรรมกำลังไม่เกิน 3 MW
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
- มอเตอร์ไฟฟ้าทุกประเภท
- เครื่องเป่าลมและพัดลม
สำหรับพัดลม เกณฑ์โดยทั่วไปเหมาะกับพัดลมกำลังเกิน 300 kW หรือพัดลมที่ไม่ได้ติดตั้งบนฐานรองรับแบบยืดหยุ่นเท่านั้น พัดลมอื่น เช่น แบบโครงแผ่นโลหะบาง ต้องใช้ค่าจำกัดที่ผู้จำหน่ายและผู้ซื้อตกลงกันโดยอิงประสบการณ์การใช้งานที่ผ่านมา
ข้อกำหนดด้านการถ่วงสมดุลและการสั่นสะเทือนของพัดลม: ISO 14694
เครื่องจักรที่ไม่อยู่ในขอบเขต
ISO 10816-3:2009 ไม่ใช้กับ:
- ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันไอน้ำขนาดใหญ่บนบก กำลังเกิน 50 MW ที่ 1 500, 1 800, 3 000 หรือ 3 600 r/min (ISO 10816-2)
- ชุดกังหันก๊าซกำลังพิกัดเกิน 3 MW (ISO 10816-4)
- ชุดเครื่องจักรไฮดรอลิกในโรงไฟฟ้าและสถานีสูบน้ำ (ISO 10816-5)
- เครื่องจักรที่ต่อกับเครื่องจักรแบบลูกสูบ (ISO 10816-6)
- ปั๊มแบบโรโตไดนามิก รวมถึงชุดที่ใบพัดติดตั้งโดยตรงหรือยึดแน่นกับเพลามอเตอร์ (ISO 10816-7)
- คอมเพรสเซอร์โรตารีแบบปริมาตรแทนที่ เช่น คอมเพรสเซอร์แบบสกรู
- คอมเพรสเซอร์และปั๊มแบบลูกสูบ
- ชุดมอเตอร์ปั๊มแบบจุ่ม
- กังหันลม
พิจารณาเฉพาะการสั่นสะเทือนที่เกิดจากชุดเครื่องจักรเอง ไม่รวมการสั่นสะเทือนที่ส่งผ่านมาจากภายนอก เครื่องจักรที่มีกระปุกเกียร์หรือแบริ่งแบบลูกกลิ้งอยู่ในขอบเขต แต่การประเมินสภาพของเกียร์หรือแบริ่งดังกล่าวไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของมาตรฐาน เกณฑ์เดียวกันใช้ทั้งการทดสอบรับมอบและการเฝ้าติดตามระหว่างใช้งาน ไม่ว่าจะวัดต่อเนื่องหรือเป็นระยะ
ช่วงกำลัง
ชุดเครื่องจักรกำลังเกิน 15 kW สำหรับเครื่องจักรไฟฟ้า กลุ่มกำหนดจากความสูงแกนเพลา เครื่องจักรที่เล็กกว่าอยู่นอกขอบเขตของส่วนนี้
ช่วงความเร็ว
ความเร็วใช้งานระบุ 120 ถึง 15 000 r/min วัดค่าในสภาวะการทำงานคงที่ภายในช่วงดังกล่าว
ตำแหน่งการวัด
แบริ่ง แท่นรองแบริ่ง หรือเรือนแบริ่ง: จุดที่เปิดโล่ง เข้าถึงได้ตามปกติ และสะท้อนการสั่นสะเทือนของเรือนแบริ่งโดยไม่มีการสั่นพ้องเฉพาะที่ หากเข้าถึงเรือนแบริ่งไม่ได้ ให้วัดใกล้ที่สุดเท่าที่ทำได้
พารามิเตอร์การวัด
ปริมาณหลักคือความเร็วการสั่นสะเทือน RMS แบบบรอดแบนด์ในหน่วย mm/s และเพิ่มการกระจัดในหน่วย µm เมื่อคาดว่ามีองค์ประกอบความถี่ต่ำ แถบความถี่คือ 10–1000 Hz หรือ 2–1000 Hz เมื่อต่ำกว่า 600 r/min และเครื่องมือวัดควรเป็นไปตาม ISO 2954
ความหมายของ RMS: ความเร็วการสั่นสะเทือน RMS
การจัดประเภทเครื่องจักร: สองกลุ่มและฐานรองรับสองประเภท
ISO 10816-3 จัดประเภทเครื่องจักรตามชนิด ตามกำลังพิกัดหรือความสูงแกนเพลา และตามความยืดหยุ่นของฐานรองรับ มีกลุ่มเครื่องจักรสองกลุ่ม แต่ละกลุ่มอาจมีเพลาแนวนอน แนวตั้ง หรือแนวเอียง และติดตั้งบนฐานรองรับแบบแข็งหรือแบบยืดหยุ่นก็ได้
| กลุ่ม | กำลังพิกัด | เครื่องจักรไฟฟ้า | การออกแบบทั่วไป | ค่าจำกัด |
|---|---|---|---|---|
| 1 | เกิน 300 kW (ตาราง A.1 ระบุถึง 50 MW) | ความสูงแกนเพลา H ≥ 315 mm | มักใช้แบริ่งแบบปลอก ความเร็วครอบคลุมทั้งช่วง 120–15 000 r/min | ตาราง A.1 |
| 2 ★ | เกิน 15 kW ไม่เกิน 300 kW | ความสูงแกนเพลา 160 mm ≤ H < 315 mm | มักใช้แบริ่งแบบลูกกลิ้ง ความเร็วเกิน 600 r/min | ตาราง A.2 |
ความสูงแกนเพลา H นิยามไว้ใน ISO 496 ว่าเป็นระยะจากเส้นศูนย์กลางเพลาถึงระนาบการติดตั้งของเครื่องจักรเอง วัดบนเครื่องจักรในสภาพที่ส่งมอบ สำหรับเครื่องจักรที่ไม่มีขา มีขายกสูง หรือติดตั้งแนวตั้ง ให้ใช้ความสูงแกนเพลาของรุ่นแนวนอนแบบมีขาที่ใช้โครงเดียวกัน หากไม่ทราบโครง ให้ใช้ครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องจักร
วิธีกำหนดประเภทฐานรองรับ
ประเภทฐานรองรับเป็นคุณสมบัติเชิงพลวัต ไม่ได้ขึ้นกับวัสดุหรือมวลของฐานราก ในทิศทางการวัดหนึ่งๆ ฐานรองรับถือเป็นแบบแข็งเมื่อความถี่ธรรมชาติแรกของเครื่องจักรรวมกับฐานรองรับสูงกว่าความถี่กระตุ้นหลักอย่างน้อย 25% ซึ่งในกรณีส่วนใหญ่คือความเร็วรอบ ในกรณีอื่นทั้งหมดถือเป็นแบบยืดหยุ่น
การติดตั้งเดียวกันอาจเป็นแบบแข็งในทิศทางหนึ่งและแบบยืดหยุ่นในอีกทิศทางหนึ่ง ยางหรือสปริงรองรับ แท่นคอนกรีต หรือโครงเหล็ก ไม่ได้เป็นตัวกำหนดประเภทด้วยตัวเอง ให้ใช้ความถี่ธรรมชาติที่วัดหรือคำนวณได้และการกระตุ้นขณะทำงานที่เกี่ยวข้อง
กรณีทั่วไป: มอเตอร์ไฟฟ้าขนาดใหญ่และขนาดกลาง โดยเฉพาะแบบความเร็วต่ำ มักติดตั้งบนฐานรองรับแบบแข็ง ส่วนชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันและคอมเพรสเซอร์กำลังเกิน 10 MW รวมถึงชุดเครื่องจักรแนวตั้ง มักมีฐานรองรับแบบยืดหยุ่น
หากแบบและการคำนวณยังตัดสินไม่ได้ มาตรฐานอนุญาตให้หาประเภทฐานรองรับด้วยการทดสอบ ในทางปฏิบัติมักใช้การทดสอบด้วยแรงกระแทก หรือการวัดขณะเร่งเครื่องหรือขณะหยุดหมุนอิสระ เพื่อหาความถี่ธรรมชาติต่ำสุด
ข้อมูลพื้นฐาน: ความถี่ธรรมชาติ
แนวทางการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ
เกณฑ์เดียวกันใช้ทั้งการทดสอบรับมอบเครื่องจักรใหม่หรือที่ซ่อมแล้ว และการเฝ้าติดตามเครื่องจักรที่ใช้งานอยู่ สิ่งที่ต่างกันคือวิธีนำผลไปใช้
การทดสอบรับมอบอุปกรณ์ใหม่/ที่ซ่อมแล้ว
ขอบเขตโซนเป็นแนวทาง ไม่ใช่ข้อกำหนดการรับมอบสำเร็จรูป ค่ารับมอบเป็นสิ่งที่ผู้จำหน่ายและผู้ซื้อเครื่องจักรตกลงกัน ขอบเขตโซนในฐานะค่าอ้างอิงช่วยตัดทั้งข้อบกพร่องที่ชัดเจนและข้อเรียกร้องที่ไม่สมจริง เครื่องจักรบางเครื่องอาจสมควรใช้ค่าจำกัดที่ต่างออกไป สูงขึ้นหรือต่ำลง ในกรณีนั้นผู้ผลิตควรชี้แจงเหตุผล และหากยอมให้สั่นสะเทือนมากขึ้น ต้องแสดงว่าไม่เป็นอันตรายต่อเครื่องจักร
การเฝ้าติดตามอุปกรณ์ระหว่างใช้งาน
ระหว่างใช้งานมีคำถามสองข้อ: ขนาดปัจจุบันอยู่ในโซนใด (เกณฑ์ I) และมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญหรือไม่ (เกณฑ์ II) โซน A และ B ไม่มีเหตุให้กังวลต่อการทำงานระยะยาว โซน C ต้องแก้ไขในโอกาสที่เหมาะสมครั้งถัดไป และโซน D หมายความว่าการสั่นสะเทือนรุนแรงพอที่จะทำให้เครื่องจักรเสียหาย โซนบอกระดับความรุนแรง แต่ไม่ได้ระบุสาเหตุ
เกณฑ์ II เปรียบเทียบค่าที่อ่านได้กับค่าอ้างอิงที่กำหนดไว้ก่อนหน้า ณ ตำแหน่งและทิศทางของหัววัดเดียวกัน ภายใต้สภาวะการทำงานใกล้เคียงกัน การเปลี่ยนแปลงขึ้นหรือลงมากกว่า 25% ของขอบเขตบนของโซน B ถือว่ามีนัยสำคัญ โดยเฉพาะหากเกิดขึ้นอย่างกะทันหัน และควรเริ่มการตรวจวินิจฉัยแม้ยังไม่ถึงโซน C ตัวเลข 25% เป็นแนวทาง ประสบการณ์กับเครื่องจักรเฉพาะอาจสนับสนุนค่าอื่นได้
ตัวอย่าง: สำหรับเครื่องจักรกลุ่มที่ 2 บนฐานรองรับแบบแข็ง ขอบเขตบนของโซน B คือ 2.8 mm/s ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงมากกว่า 0.7 mm/s ถือว่ามีนัยสำคัญ มอเตอร์ที่ทำงานที่ 1.0 mm/s มาหลายปีและตอนนี้วัดได้ 2.2 mm/s ยังอยู่ในโซน B แต่การเพิ่มขึ้น 1.2 mm/s ก็ต้องตรวจสอบแล้ว
ขั้นตอนการวัด
โดยปกติวัดในสองทิศทางแนวรัศมีที่ตั้งฉากกันบนฝาครอบแบริ่งหรือแท่นรองแบริ่งทุกตัว สำหรับเครื่องจักรแนวนอนมักเป็นทิศทางแนวตั้งและแนวนอน สำหรับเครื่องจักรแนวตั้งหรือแนวเอียง หนึ่งในสองทิศทางต้องเป็นทิศทางที่ค่าสูงสุด ซึ่งมักอยู่ตามแกนยืดหยุ่น หัววัดติดตั้งที่มุมใดรอบเรือนแบริ่งก็ได้ และต้องบันทึกตำแหน่งและทิศทางที่ใช้
สำหรับการประเมิน ให้ใช้ค่าที่มากกว่าในสองค่าของแต่ละระนาบการวัดเปรียบเทียบกับขอบเขตโซน การใช้หัววัดตัวเดียวต่อระนาบยอมรับได้เฉพาะเมื่อทราบว่าวัดขนาดการสั่นสะเทือนได้เพียงพอ เพราะอาจไม่ได้ชี้ไปยังทิศทางที่สูงสุด
โดยปกติไม่เฝ้าติดตามการสั่นสะเทือนในแนวแกนที่แบริ่งรับภาระแนวรัศมี ค่านี้วัดหลักๆ ในการสำรวจเป็นระยะหรือเพื่อการวินิจฉัย เพราะข้อบกพร่องบางอย่างแสดงออกชัดเจนกว่าในทิศทางนี้ และขอบเขตโซนใช้กับค่าในแนวแกนเฉพาะที่แบริ่งกันรุน
วัดค่าเมื่อโรเตอร์และแบริ่งหลักถึงอุณหภูมิการทำงานคงที่ตามปกติแล้ว โดยเครื่องจักรทำงานภายใต้สภาวะที่กำหนด เช่น ความเร็วและภาระพิกัด แรงดันไฟฟ้า อัตราการไหล และความดัน หากความเร็วหรือภาระเปลี่ยนแปลงระหว่างใช้งาน ให้วัดทุกสภาวะที่เครื่องจักรทำงานเป็นเวลานานและใช้ค่าสูงสุด
หากค่าที่อ่านได้เกินค่ารับมอบและสงสัยว่ามีการสั่นสะเทือนพื้นหลัง ให้วัดซ้ำขณะเครื่องจักรหยุด เมื่อการสั่นสะเทือนขณะหยุดมากกว่า 25% ของค่าขณะทำงาน อาจต้องลดอิทธิพลภายนอกหรือแยกออก เช่น ด้วยการวิเคราะห์สเปกตรัม
เครื่องมือวัดควรเป็นไปตาม ISO 2954 และวัด RMS แบบบรอดแบนด์ที่มีผลตอบสนองราบเรียบในช่วงไม่แคบกว่า 10–1000 Hz และขยายลงถึง 2 Hz สำหรับเครื่องจักรที่ความเร็วประมาณ 600 r/min หรือต่ำกว่า ติดตั้งหัววัดโดยไม่ให้การติดตั้งบิดเบือนค่าที่อ่าน และระวังการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ สนามแม่เหล็กและสนามเสียง ความผันผวนของแหล่งจ่ายไฟ ความยาวสาย และการวางแนวหัววัด
แนวปฏิบัติภาคสนาม ไม่ใช่ส่วนหนึ่งของ ISO 10816-3: การเปรียบเทียบทิศทางช่วยจำกัดสาเหตุที่เป็นไปได้ระหว่างการวินิจฉัย
| ทิศทาง | ตัวย่อ | ข้อบกพร่องที่พบบ่อย |
|---|---|---|
| แนวนอน (ตั้งฉากกับเพลา) | H | ความไม่สมดุล การหลวม การสึกหรอของแบริ่ง |
| แนวตั้ง | V | ความไม่สมดุล การสั่นพ้องของโครงสร้าง |
| แนวแกน (ขนานกับเพลา) | การเยื้องศูนย์ เพลาคด ข้อบกพร่องของแบริ่งกันรุน |
ISO 10816-3 ประเมินการสั่นสะเทือนแบบบรอดแบนด์โดยไม่พิจารณาองค์ประกอบความถี่แต่ละตัวหรือเฟส ซึ่งมักเพียงพอสำหรับการทดสอบรับมอบและการเฝ้าติดตามประจำ แต่บอกได้เพียงว่ามีบางอย่างเปลี่ยนไป ไม่ได้บอกว่าอะไรเป็นสาเหตุ แอมพลิจูดและเฟสขององค์ประกอบแต่ละตัวมีคุณค่าต่อการเฝ้าติดตามสภาพระยะยาวและการวินิจฉัย แต่เกณฑ์สำหรับสิ่งเหล่านี้อยู่นอกมาตรฐานนี้
การหาสาเหตุ: การวิเคราะห์สเปกตรัมความถี่
ตัวอย่างเชิงปฏิบัติ
การประเมินทีละขั้นตอนตามเกณฑ์โซนของ ISO 10816-3
เครื่องจักร: มอเตอร์ไฟฟ้า 75 kW ความสูงแกนเพลา 280 mm
ฐานรองรับ: ฐานรากคอนกรีต ในทิศทางที่วัด ความถี่ธรรมชาติต่ำสุดสูงกว่า 1.25 เท่าของความถี่การหมุนมาก ฐานรองรับจึงเป็นแบบแข็ง
การจัดประเภท: กลุ่มที่ 2 (เครื่องจักรไฟฟ้าที่มี 160 mm ≤ H < 315 mm) ฐานรองรับแบบแข็ง
การสั่นสะเทือนที่วัดได้: 3.5 mm/s RMS บนเรือนแบริ่งด้านขับ แนวนอน: ค่าที่มากกว่าในสองค่าแนวรัศมี
ขอบเขตกลุ่มที่ 2: A/B = 1.4 mm/s · B/C = 2.8 mm/s · C/D = 4.5 mm/s
3.5 mm/s อยู่ระหว่างขอบเขต B/C (2.8) และขอบเขต C/D (4.5) มอเตอร์ไม่ควรทำงานต่อเนื่องระยะยาวที่ระดับนี้ แม้โดยปกติจะทำงานต่อได้ในระยะเวลาจำกัดระหว่างวางแผนการแก้ไข สาเหตุทั่วไปที่ควรตรวจด้วยการวิเคราะห์สเปกตรัมคือ ความไม่สมดุล การเยื้องศูนย์ และการสึกหรอของแบริ่งในระยะเริ่มต้น
เครื่องจักร: พัดลมหอยโข่งขับด้วยกำลัง 500 kW, 1480 r/min เกิน 300 kW เกณฑ์สำหรับพัดลมของส่วนนี้จึงใช้ได้
ฐานรองรับ: โครงเหล็กบนสปริงกันสะเทือน ในทิศทางที่วัด ความถี่ธรรมชาติต่ำสุดต่ำกว่า 1.25 เท่าของความถี่การหมุน ฐานรองรับจึงเป็นแบบยืดหยุ่น
การจัดประเภท: กลุ่มที่ 1 (เกิน 300 kW) ฐานรองรับแบบยืดหยุ่น
การสั่นสะเทือนที่วัดได้: 2.0 mm/s RMS ค่าที่มากกว่าในสองค่าแนวรัศมีบนแบริ่งด้านขับ
ขอบเขตกลุ่มที่ 1 ฐานรองรับแบบยืดหยุ่น: A/B = 3.5 mm/s · B/C = 7.1 mm/s · C/D = 11.0 mm/s
2.0 mm/s ต่ำกว่าขอบเขต A/B ที่ 3.5 mm/s ซึ่งเป็นระดับทั่วไปของเครื่องจักรที่เพิ่งเริ่มใช้งาน อย่างไรก็ตาม การผ่านการรับมอบของพัดลมยังขึ้นอยู่กับค่าที่ผู้จำหน่ายและลูกค้าตกลงกัน
เครื่องจักร: มอเตอร์ไฟฟ้า 45 kW ความสูงแกนเพลา 225 mm
ฐานรองรับ: ฐานยาง ในทิศทางที่วัด ความถี่ธรรมชาติต่ำสุดต่ำกว่า 1.25 เท่าของความถี่การหมุน ฐานรองรับจึงเป็นแบบยืดหยุ่น
การจัดประเภท: กลุ่มที่ 2 ฐานรองรับแบบยืดหยุ่น
ค่าฐานการสั่นสะเทือน: 3.0 mm/s RMS (กำหนดไว้เมื่อ 6 เดือนก่อน)
การสั่นสะเทือนปัจจุบัน: 6.8 mm/s RMS
ขอบเขตกลุ่มที่ 2 ฐานรองรับแบบยืดหยุ่น: A/B = 2.3 mm/s · B/C = 4.5 mm/s · C/D = 7.1 mm/s
6.8 mm/s อยู่ระหว่าง 4.5 และ 7.1 mm/s ขนาดจึงอยู่ในโซน C การเพิ่มขึ้น 3.8 mm/s สูงกว่าเกณฑ์แนะนำ 1.125 mm/s (25% ของขอบเขต B/C ที่ 4.5 mm/s) มาก เกณฑ์ II จึงกำหนดให้ตรวจวินิจฉัยด้วย หากค่าฐานคือ 3.0 mm/s ค่า ALARM ที่แนะนำจะเป็น 4.125 mm/s
แนวคิดสำคัญและแนวปฏิบัติที่ดี
แนวทาง ไม่ใช่สัญญา
ขอบเขตโซนเป็นค่าอ้างอิง ค่าจำกัดการรับมอบมาจากข้อตกลงระหว่างผู้จำหน่ายและลูกค้า ส่วนการตั้งค่า ALARM และ TRIP มาจากค่าฐานและการออกแบบของเครื่องจักร
ประเภทฐานรองรับมีผล
ค่าที่อ่านได้เดียวกันอาจอยู่ในโซนต่างกันสำหรับกลุ่มที่ 1 และกลุ่มที่ 2 และสำหรับฐานรองรับแบบแข็งและแบบยืดหยุ่น ให้จัดประเภทเครื่องจักรและฐานรองรับในแต่ละทิศทางก่อนอ่านตาราง
เฝ้าดูการเปลี่ยนแปลง
เครื่องจักรที่ทำงานคงที่ที่ 2.5 mm/s น่ากังวลน้อยกว่าเครื่องที่กระโดดจาก 1.0 เป็น 2.5 mm/s สำหรับกลุ่มที่ 2 บนฐานรองรับแบบแข็ง การเปลี่ยนแปลงใดๆ ที่เกิน 0.7 mm/s ถือว่ามีนัยสำคัญตามเกณฑ์ II
การคัดกรอง ไม่ใช่การวินิจฉัย
มาตรฐานประเมินการสั่นสะเทือนรวมแบบบรอดแบนด์: บอกว่ามีปัญหา แต่ไม่ได้บอกว่าเป็นปัญหาอะไร สำหรับสาเหตุที่แท้จริง ให้ใช้การวิเคราะห์สเปกตรัม การวิเคราะห์รูปคลื่นเวลา และการวัดเฟสด้วยเครื่องวิเคราะห์การสั่นสะเทือน
ค่าจำกัดการทำงาน: ALARM และ TRIP
สำหรับการทำงานระยะยาว ISO 10816-3 อธิบายค่าจำกัดการทำงานสองประเภท ALARM เตือนว่าการสั่นสะเทือนถึงค่าที่ตั้งไว้หรือเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ โดยปกติเครื่องจักรยังทำงานต่อได้ระหว่างตรวจหาสาเหตุ TRIP คือระดับที่หากทำงานต่ออาจทำให้เครื่องจักรเสียหาย เมื่อเกินค่านี้ควรลดการสั่นสะเทือนทันทีหรือหยุดเครื่อง ค่าจำกัดอาจแตกต่างกันตามตำแหน่งและทิศทางการวัด
การตั้งค่า ALARM
ตั้ง ALARM โดยอิงค่าฐานในสภาวะคงที่ของเครื่องจักรนั้นที่ตำแหน่งและทิศทางนั้น: ค่าฐานบวก 25% ของขอบเขตบนของโซน B โดยปกติ ALARM ควรไม่เกิน 125% ของขอบเขตนั้น และหากค่าฐานต่ำก็อาจอยู่ต่ำกว่าโซน C เครื่องจักรใหม่ที่ยังไม่มีค่าฐานให้เริ่มจากประสบการณ์กับเครื่องจักรที่คล้ายกันหรือจากค่ารับมอบที่ตกลงไว้ แล้วปรับค่าเมื่อทราบค่าฐานในสภาวะคงที่ และปรับอีกครั้งทุกครั้งที่ค่าฐานเปลี่ยน เช่น หลังการยกเครื่อง
การตั้งค่า TRIP
ค่าจำกัด TRIP ขึ้นอยู่กับความแข็งแรงเชิงกลและการออกแบบของเครื่องจักร จึงมักเท่ากันสำหรับเครื่องจักรที่ออกแบบคล้ายกันและไม่ผูกกับค่าฐาน มาตรฐานไม่ได้กำหนดค่า TRIP ตายตัว โดยปกติ TRIP อยู่ในโซน C หรือ D และไม่ควรเกิน 125% ของขอบเขตบนของโซน C
ค่าสูงสุดของการตั้งค่า, mm/s RMS
คำนวณจากขอบเขตความเร็ว: 25% และ 125% ของ B/C, 125% ของ C/D
| กลุ่มเครื่องจักร | การเปลี่ยนแปลงที่มีนัยสำคัญ | ALARM สูงสุด | TRIP สูงสุด |
|---|---|---|---|
| กลุ่มที่ 1 — แบบแข็ง | 1.125 | 5.625 | 8.875 |
| กลุ่มที่ 2 — แบบแข็ง ★ | 0.700 | 3.500 | 5.625 |
| กลุ่มที่ 1 — แบบยืดหยุ่น | 1.775 | 8.875 | 13.750 |
| กลุ่มที่ 2 — แบบยืดหยุ่น | 1.125 | 5.625 | 8.875 |
ตัวอย่าง: เครื่องจักรกลุ่มที่ 2 บนฐานรองรับแบบแข็งที่มีค่าฐาน 1.2 mm/s จะได้ ALARM เท่ากับ 1.2 + 0.7 = 1.9 mm/s ซึ่งต่ำกว่าเพดาน 3.5 mm/s มาก และ TRIP ไม่เกิน 5.625 mm/s
การกำหนดค่าอ้างอิง: ค่าฐานการสั่นสะเทือน
ความสัมพันธ์กับมาตรฐานอื่น
ISO 10816-3 อาศัย ISO 10816-1 สำหรับแนวทางทั่วไป ISO 2954 สำหรับข้อกำหนดของเครื่องมือวัดความรุนแรงการสั่นสะเทือน และ ISO 496 สำหรับความสูงแกนเพลา เครื่องจักรที่ไม่อยู่ในขอบเขตนี้ครอบคลุมโดยส่วนอื่นของมาตรฐานชุดเดียวกัน: ISO 10816-2 (กังหันไอน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ในโรงไฟฟ้าบนบก) ISO 10816-4 (ชุดกังหันก๊าซ) ISO 10816-5 (โรงไฟฟ้าพลังน้ำและสถานีสูบน้ำ) ISO 10816-6 (เครื่องจักรแบบลูกสูบ) และ ISO 10816-7 (ปั๊มแบบโรโตไดนามิก)
เกณฑ์สำหรับเรือนแบริ่งสามารถเสริมด้วยการสั่นสะเทือนของเพลาที่วัดตาม ISO 7919-3 ไม่มีการแปลงค่าอย่างง่ายระหว่างการสั่นสะเทือนของเรือนแบริ่งและของเพลา จึงต้องวัดทั้งสองอย่างแยกกัน หากเกณฑ์ทั้งสองชุดให้ผลการประเมินต่างกัน ให้ใช้ผลที่เข้มงวดกว่า ISO ได้ยกเลิกฉบับปี 2009 แล้ว และฉบับปรับปรุงคือ ISO 20816-3:2022
หน้าที่เกี่ยวข้อง: ISO 7919-1 · ISO 20816-3
คำถามที่พบบ่อย
เครื่องจักรไฟฟ้าที่มีความสูงแกนเพลาอย่างน้อย 160 mm แต่ต่ำกว่า 315 mm จัดอยู่ในกลุ่มที่ 2 บนฐานรองรับแบบแข็ง ขอบเขต A/B, B/C และ C/D คือ 1.4, 2.8 และ 4.5 mm/s RMS (22, 45 และ 71 µm) บนฐานรองรับแบบยืดหยุ่นคือ 2.3, 4.5 และ 7.1 mm/s (37, 71 และ 113 µm)
การแบ่งประเภทพิจารณาจากพฤติกรรมเชิงพลวัต และทำแยกกันในแต่ละทิศทางการวัด ฐานรองรับเป็นแบบแข็งเมื่อความถี่ธรรมชาติต่ำสุดของเครื่องจักรรวมกับฐานรองรับสูงกว่าความถี่กระตุ้นหลักอย่างน้อย 25% และเป็นแบบยืดหยุ่นในกรณีอื่นทั้งหมด วัสดุของฐานรากหรือการมีตัวกันสะเทือนเพียงอย่างเดียวไม่ใช่ตัวตัดสิน
ISO ระบุว่า ISO 10816-3:2009 ถูกยกเลิกแล้ว ฉบับปรับปรุงคือ ISO 20816-3:2022 หน้านี้อธิบายฉบับปี 2009
ไม่ได้ ISO 10816-3 ครอบคลุมชุดเครื่องจักรกำลังเกิน 15 kW เครื่องจักรที่เล็กกว่านั้นจึงอยู่นอกขอบเขต สำหรับเครื่องเหล่านี้ให้ใช้ค่าจำกัดของผู้ผลิตหรือเกณฑ์อื่นที่เกี่ยวข้อง และติดตามการเปลี่ยนแปลงเทียบกับค่าฐานที่บันทึกไว้หลังการติดตั้ง
ไม่ได้ ฉบับปี 2009 นำปั๊มออกจากขอบเขต ปั๊มแบบโรโตไดนามิก รวมถึงแบบที่มีมอเตอร์ในตัว อยู่ใน ISO 10816-7 ส่วนปั๊มแบบลูกสูบและชุดมอเตอร์ปั๊มแบบจุ่มถูกยกเว้น
ตั้ง ALARM ที่ค่าฐานในสภาวะคงที่บวก 25% ของขอบเขตบนของโซน B โดยปกติไม่เกิน 125% ของขอบเขตนั้น ค่า TRIP ขึ้นอยู่กับการออกแบบเครื่องจักร มักอยู่ในโซน C หรือ D และไม่ควรเกิน 125% ของขอบเขตบนของโซน C
ไม่จำเป็นในการวัดประจำ การประเมินอิงจากสองทิศทางแนวรัศมีต่อแบริ่งหนึ่งตัว ค่าในแนวแกนใช้หลักๆ ในการสำรวจเป็นระยะและการวินิจฉัย และค่าจำกัดของโซนใช้กับค่าในแนวแกนเฉพาะที่แบริ่งกันรุนเท่านั้น
มาตรฐาน ISO ฉบับทางการ
รายการในแค็ตตาล็อกของเอกสารที่อธิบายในหน้านี้: ISO 10816-3:2009 บน iso.org
หน้านี้เป็นบทสรุปอิสระที่เขียนด้วยถ้อยคำของเราเองเพื่อการศึกษา ไม่ได้คัดลอกเนื้อหาของมาตรฐาน สำหรับข้อกำหนดเชิงบรรทัดฐาน ให้ใช้เอกสารฉบับทางการ
← กลับสู่ดัชนีอภิธานศัพท์หลัก
