ISO 13373-1: Моніторинг стану та діагностика машин – Моніторинг вібраційного стану – Частина 1: Загальні процедури

Короткий зміст

Стандарт ISO 13373-1 встановлює систематичну та повторювану процедуру для проведення вимірювань та аналізу вібрації як частини програми моніторингу стану. Він слугує базовим посібником з налаштування програми моніторингу, детально описуючи все: від вибору точок вимірювання та параметрів до збору даних та базового аналізу. Мета полягає в тому, щоб забезпечити узгодженість, надійність та придатність зібраних даних про вібрацію для виявлення змін у стані машини з часом. Цей стандарт, по суті, формалізує найкращі практики для збір даних на основі маршруту.

Зміст (концептуальна структура)

Стандарт містить покрокове керівництво щодо встановлення надійної процедури моніторингу вібрації:

1. 1. Обсяг та цілі:

   У цьому основоположному розділі чітко визначено мету стандарту, яка полягає у встановленні загального, систематичного та повторюваного набору процедур для всього процесу моніторингу вібраційного стану. Основна мета полягає в забезпеченні послідовного та надійного збору даних про вібрацію, що робить їх придатними для їхнього призначення: виявлення змін у динамічній поведінці машини з часом. Стандарт розроблений як процедурна основа для створення нової програми моніторингу вібрації або для аудиту існуючої. У ньому наголошується, що, дотримуючись цих процедур, організація може створити високоякісну базу даних історії вібрації машини, що є необхідною передумовою для ефективного виявлення несправностей, аналізу тенденцій та діагностики. У ньому уточнюється, що ця частина стандарту охоплює загальну методологію, тоді як наступні частини (наприклад, ISO 13373-2) надають більш детальні методи діагностики.

2. 2. Вимірювання та вибір датчика:

   У цьому розділі заглиблюються в критичні рішення, які складають основу будь-якого вимірювання вібрації. Він вимагає структурованого підходу до вибору точок вимірювання, підкреслюючи, що вони повинні бути якомога ближче до підшипників машини, щоб точно фіксувати сили, що передаються від ротора. Він містить детальні вказівки щодо орієнтації вимірювань (горизонтальної, вертикальної, осьової) для забезпечення повної тривимірної картини руху машини. Значна частина цього розділу присвячена вибору датчиків, пояснюючи компроміси між різними типами перетворювачів. У ньому підкреслюється, що акселерометр є найпоширенішим вибором завдяки широкому діапазону частот та надійності, але також обговорюється використання зондів швидкості та безконтактних зонди наближення для конкретних застосувань. Найголовніше, що наголошується на тому, що якість даних безпосередньо залежить від способу кріплення датчика, що дає наполегливу рекомендацію використовувати постійні шпильки для отримання найякісніших та найбільш повторюваних даних, а також містить посилання на детальні інструкції в ISO 5348.

3. 3. Параметри вимірювання:

   Цей розділ, можливо, є найбільш технічним, оскільки він визначає налаштування колектора даних, які визначають якість та корисність спектральних та сигнальних даних. Він надає детальну методологію вибору цих параметрів на основі конкретної машини та потенційних несправностей, що контролюються. Ключові параметри, що розглядаються, включають:

   • Діапазон частот (Fmax): У стандарті пояснюється, як вибрати максимальну частоту для вимірювання. Вона має бути достатньо високою, щоб вловити цікаві сигнали, такі як високочастотні тони від дефекти підшипників або зубчаста сітка, не будучи настільки високим, щоб не створювати зайвого шуму.
   • Розв'язка: Це стосується кількості рядків у Швидке перетворення Фур'є спектр. Стандарт надає рекомендації щодо вибору роздільної здатності, достатньої для розділення близько розташованих частотних компонентів, що є критично важливим для ідентифікації бічних смуг навколо частоти зачеплення зубчастих коліс або розрізнення близько розташованих швидкостей обертання в багатовальній машині.
   • Усереднення: У стандарті пояснюється використання усереднення сигналу для покращення співвідношення сигнал/шум та забезпечення стабільнішого, повторюваного вимірювання. Він описує різні типи усереднення, такі як середньоквадратичне усереднення та утримання піку, а також коли їх застосовувати.
   • Вікно: Це пояснює необхідність застосування функція віконування (як вікно Ханнінга) до даних часу перед виконанням швидкого перетворення Фур'є, щоб мінімізувати помилку, відому як спектральний витік.
4. 4. Процедури збору даних:

   У цьому розділі розглядається процес від налаштування до виконання, що забезпечує сувору процедуру самого процесу збору даних. Основна увага приділяється забезпеченню порівнянності кожного проведеного вимірювання з усіма минулими та майбутніми вимірюваннями. У ньому робиться особливий акцент на документуванні робочих умов машини під час випробування, включаючи швидкість обертання, навантаження, температуру та будь-які інші відповідні змінні процесу. Це критично важливо, оскільки зміна цих умов може суттєво змінити вібраційну характеристику машини, і без цього контексту зміна вібрації може бути помилково інтерпретована як несправність, що розвивається. Стандарт також містить контрольний список для перевірки цілісності вимірювального ланцюга перед збором даних, гарантуючи, що датчик правильно встановлено, кабель знаходиться в належному стані та налаштування збирача даних правильні.

5. 5. Аналіз та оцінка даних:

   Після збору високоякісних даних цей розділ надає основу для їх інтерпретації. Він формалізує двосторонній підхід до оцінювання, вперше запроваджений у таких стандартах, як ISO 10816-1Перший метод – це **порівняння абсолютних меж**, де виміряне значення широкосмугової вібрації порівнюється з попередньо визначеними діаграмами серйозності (наприклад, із серії ISO 10816), щоб визначити, чи знаходиться машина в «доброму», «задовільному» чи «незадовільному» стані. Другий, більш потужний метод – це **аналіз трендів**. Він включає побудову графіків значень вимірювань з плином часу для встановлення стабільної базової лінії, а потім пошук значних відхилень від цієї базової лінії. Стандарт наголошує, що виявлення змін часто важливіше, ніж абсолютне значення. Він надає методологію для встановлення рівнів сигналізації «Сповіщення» та «Відключення» на основі даних, наприклад, встановлення сповіщення, якщо вібрація подвоюється (збільшення на 100%), та відключення, якщо вона п'ятеро (збільшення на 400%) від своєї нормальної базової лінії, навіть якщо абсолютні значення все ще знаходяться в межах прийнятної зони.

6. 6. Базова ідентифікація несправностей:

   Цей заключний розділ слугує вступом до процесу діагностики. Хоча основна увага в Частині 1 приділяється збору та виявленню даних, цей розділ долає розрив з діагностикою, пояснюючи фундаментальний принцип, що різні механічні та електричні несправності генерують унікальні, розпізнавані закономірності в даних про вібрацію. Він вводить концепцію кореляції певних частот у Спектр ШПФ до їхніх фізичних джерел на машині. Наприклад, це пояснює, що високий пік на швидкості, що рівно в один раз перевищує швидкість роботи (1X), зазвичай свідчить про дисбаланс, тоді як високий пік при 2-кратній швидкості бігу часто вказує на невідповідністьТакож описано, як високочастотні, несинхронні піки можуть бути пов'язані з дефекти підшипниківЦей розділ надає базові знання, необхідні аналітику для початку процесу аналізу першопричин, який є предметом більш просунутих стандартів серії ISO 13373.

Ключові поняття

• Послідовність та повторюваність: Центральна тема стандарту. Програма моніторингу марна, якщо дані не збираються послідовно. ISO 13373-1 надає правила для досягнення цієї мети.
• Якість даних: Стандарт робить сильний акцент на факторах, що впливають на якість даних, особливо на кріпленні перетворювача та виборі відповідних параметрів вимірювання (наприклад, діапазоні частот, роздільній здатності).
• Фонд для програми: Цей стандарт не є діагностичним посібником, який пояснює, як виявляти конкретні несправності. Натомість, це важливий перший крок, який пояснює, як правильно *збирати дані*, що будуть використовуватися для діагностики (яка охоплена іншими стандартами, такими як ISO 13373-2 та -3).

← Назад до головного індексу