ISO 5348: Механічна вібрація та удари – Механічне кріплення акселерометрів

Короткий зміст

ISO 5348 – це фундаментальний та дуже практичний стандарт для будь-якого аналітика вібрації. Він стосується критичного фактора, який безпосередньо впливає на якість даних: як акселерометр фізично прикріплений до машини. Стандарт визначає різні методи кріплення та описує, як кожен метод впливає на частотну характеристику вимірювання. Дотримання вказівок у стандарті ISO 5348 є важливим для отримання точних та повторюваних даних про вібрацію, особливо під час вимірювання високочастотних коливань.

Зміст (концептуальна структура)

Стандарт структурований таким чином, щоб надати чіткі, практичні поради щодо методів монтажу:

1. 1. Область застосування та методи монтажу:

   У цьому початковому розділі викладено мету стандарту: надати чіткі технічні рекомендації щодо методів кріплення акселерометрів до вібруючої поверхні для забезпечення точності даних. Тут представлено центральну тезу стандарту: метод кріплення є критично важливою частиною вимірювальної системи та безпосередньо визначає найвищу частоту, на якій можна збирати достовірні дані. Неправильна техніка кріплення діятиме як механічний фільтр, послаблюючи або гасячи високочастотні коливання, перш ніж їх можна буде виміряти. Далі в розділі представлено основні методи кріплення, які будуть детально оцінені: кріплення за допомогою шпильок, клейове кріплення та магнітне кріплення, що встановлює основу для решти документа.

2. 2. Кріплення шпильок:

   Цей метод представлений як оптимальний, еталонний метод кріплення акселерометра. Він включає свердління отвору в конструкції машини, нарізання різьби, а потім вкручування монтажної шпильки акселерометра безпосередньо в отвір. Стандарт визначає, що монтажна поверхня має бути чистою, рівною та гладкою, з обробленою за допомогою точок поверхні, якщо необхідно. На основу датчика слід нанести тонкий шар силіконового мастила або подібної з'єднувальної рідини, щоб заповнити будь-які мікроскопічні порожнини, максимізуючи площу контакту поверхні та покращуючи передачу високочастотної енергії. Цей метод забезпечує максимально можливу жорсткість кріплення, що, у свою чергу, призводить до найвищої резонансної частоти кріплення. Це гарантує, що датчик може точно вимірювати максимально широкий діапазон частот без спотворення його вимірювань резонансом самого кріплення. Він вважається еталоном для всіх інших методів і є важливим для постійних моніторингових установок, високочастотних діагностичних випробувань (наприклад, для підшипників та шестерень) та для калібрування датчиків.

3. 3. Клейовий монтаж:

   У цьому розділі детально описано використання клеїв як напівперманентного кріпильного рішення, яке часто використовується, коли свердління отворів у машині недоцільне або дозволене. Стандарт розрізняє різні типи клеїв. Для найкращих результатів рекомендується використовувати твердий, жорсткий клей, такий як ціаноакрилат («суперклей») або двокомпонентна епоксидна смола. Ключовий принцип полягає у використанні мінімальної кількості клею для створення дуже тонкої, жорсткої лінії з'єднання між основою датчика та поверхнею машини. Товстий або м'який клей (наприклад, силіконова гума) діятиме як демпфер, значно обмежуючи високочастотну характеристику. При правильному виконанні на належним чином підготовленій поверхні жорстке клейове кріплення може досягти корисного діапазону частот, який майже такий же високий, як і у шпилькового кріплення, що робить його життєздатною альтернативою для багатьох діагностичних застосувань. Стандарт також охоплює використання клейових основ, які являють собою невеликі металеві прокладки, приклеєні до машини, щоб забезпечити повторюване місце для кріплення датчика зі шпильковим кріпленням.

4. 4. Магнітне кріплення:

   У цьому розділі розглядається використання магнітних підставок, які надзвичайно поширені для портативних, збір даних на основі маршруту через їхню зручність. Однак, стандарт наголошує, що ця зручність призводить до значного зниження якості даних. Магнітне кріплення за своєю суттю менш жорстке, ніж кріплення на шпильці або клейке кріплення. Крім того, магніт додає значну масу акселерометру. Це поєднання меншої жорсткості та більшої маси різко знижує резонансну частоту монтованої сенсорної системи, що суттєво обмежує придатний для використання верхній діапазон частот вимірювання. Стандарт чітко вказує, що високочастотні дані (зазвичай вище 2000 Гц), зібрані за допомогою магніту, часто ненадійні. Він надає практичні рекомендації щодо максимізації якості магнітного кріплення: використовуйте сильний «двополюсний» магніт, переконайтеся, що контактні поверхні ідеально чисті та рівні, і щільно притискайте магніт до машини.

5. 5. Інші методи (зонди):

   У цьому розділі розглядається використання ручних зондів, які часто називають «стінгерами», що іноді використовуються для швидких перевірок або у важкодоступних місцях. Стандарт рішуче не рекомендує таку практику для будь-якої серйозної діагностичної роботи. Людське тіло є дуже ефективним низькочастотним фільтром і демпфером, і неможливо тримати зонд з постійним тиском або під ідеально перпендикулярним кутом. Як результат, цей метод виявився дуже неповторним, а його частотна характеристика сильно обмежена, часто до менш ніж 1000 Гц. Хоча зонд може підтвердити наявність дуже великої низькочастотної вібрації (наприклад, сильного дисбалансу), він абсолютно непридатний для надійного аналізу тенденцій або для виявлення високочастотних несправностей, таких як дефекти підшипників та шестерень.

6. 6. Підготовка поверхні та прокладання кабелів:

   У цьому заключному розділі наведено важливі практичні поради щодо забезпечення якості даних, незалежно від використаного методу монтажу. У ньому наголошується на тому, що поверхня для монтажу має бути належним чином підготовлена. Це включає забезпечення максимально рівної та гладкої поверхні, а також видалення будь-якої фарби, іржі або бруду для забезпечення прямого контакту металу з металом (або металу з клеєм до металу). Для монтажу шпильками вказано необхідність обробки точкової поверхні, якщо поверхня не ідеально рівна. Стандарт також містить важливі рекомендації щодо підключення кабелів датчиків. Рекомендується міцно прикріпити кабель до конструкції на невеликій відстані від датчика. Це забезпечує зняття натягу для роз'єму та, що ще важливіше, запобігає руху кабелю. Якщо кабелю дозволити хитатися під час вимірювання, він може генерувати низькочастотний електричний сигнал через трибоелектричний ефект, який може спотворити справжній сигнал вібрації та призвести до помилкових даних.

Ключові поняття

• Частотна характеристика є ключовою: Центральною темою стандарту є те, що метод кріплення діє як механічний фільтр. Неправильне кріплення (як магніт) додає маси та зменшує жорсткість, створюючи низькочастотний фільтр, який відсікає високочастотну вібрацію ще до того, як вона досягне датчика.
• Жорсткість має першорядне значення: Для точної передачі високочастотної вібрації з'єднання між датчиком і машиною має бути максимально жорстким і легким. Саме тому пряме кріплення на шпильках перевершує всі інші методи.
• Компроміс між зручністю та точністю: Стандарт чітко вказує на наявність прямого компромісу. Магнітні кріплення зручні для збору даних на основі маршруту, але аналітик повинен визнати, що корисний діапазон частот обмежений. Для аналізу високочастотних підшипників або шестерень перевага надається шпилькам або клейовим кріпленням.
• Повторюваність: Дотримання вказівок стандарту, таких як використання монтажних площадок для повторюваного розміщення датчиків, має вирішальне значення для якісного аналізу тенденцій, оскільки це гарантує, що зміни даних зумовлені станом машини, а не варіаціями в методиці вимірювання.

← Назад до головного індексу