ISO 2041: Механічна вібрація, удари та моніторинг стану – Термінологія

Короткий зміст

ISO 2041 – це головний стандарт словника для всієї галузі вібрації, ударів та моніторингу стану. Його сфера застосування набагато ширша, ніж у стандартів, таких як ISO 1940-2, який зосереджений лише на балансуванні. ISO 2041 слугує вичерпним словником, що надає точні визначення тисячам термінів, що використовуються в усіх суміжних дисциплінах, включаючи вимірювання, аналіз, випробування та діагностику. Його метою є встановлення спільної, однозначної мови для забезпечення чіткого спілкування між фахівцями в цих взаємопов'язаних галузях.

Зміст (концептуальна структура)

Стандарт організовано у вигляді великого глосарію, де терміни згруповані в кілька тематичних розділів, щоб допомогти у пошуку та розумінні пов'язаних понять. Основні розділи включають:

1. 1. Основні поняття:

   Цей розділ закладає основу для всієї галузі, визначаючи її найбазовіші фізичні поняття. Він формально визначає Вібрація як зміна з часом величини величини, що описує рух або положення механічної системи, коли величина по черзі більша та менша за деяке середнє значення. Це відрізняє це від Шок, що є тимчасовою подією, та Коливання, загальний термін для будь-якої величини, яка змінюється таким чином. Важливо, що він також визначає фундаментальні фізичні властивості, що керують коливальною поведінкою будь-якої системи: Маса (інерція), властивість, що чинить опір прискоренню; Жорсткість (пружина), властивість, що протистоїть деформації; та Демпфування, властивість, яка розсіює енергію з системи, що призводить до затухання коливань. Концепція Ступені свободи також вводиться , що визначає кількість незалежних координат, необхідних для опису руху системи.

2. 2. Параметри вібрації та ударів:

   У цьому розділі визначено основні величини, що використовуються для вимірювання та опису коливального руху. Він надає формальні визначення ключових характеристик коливання. Частота визначається як кількість циклів періодичного руху, що відбуваються за одиницю часу (вимірюється в герцах, Гц). Амплітуда – максимальне значення коливальної величини. Далі стандарт уточнює три основні параметри руху: Зміщення (наскільки далеко щось рухається), Швидкість (як швидко він рухається), та Прискорення (швидкість зміни швидкості, яка пов'язана з силами, що діють на систему). У цьому розділі також точно визначено різні способи кількісної оцінки амплітуди сигналу: Від піку до піку (загальне відхилення від максимального позитивного до максимального негативного значення), Пік (максимальне значення від нуля), та RMS (середньоквадратичне відхилення), що є найпоширенішим показником загальної вібрації, оскільки він пов'язаний з енергетичним вмістом сигналу.

3. 3. Приладобудування та вимірювання:

   У цьому розділі основна увага приділяється термінології обладнання, що використовується для захоплення вібраційних сигналів. У ньому визначено Перетворювач (або датчик) як пристрій, призначений для перетворення механічної величини (вібрації) в електричний сигнал. Далі він визначає найпоширеніші типи перетворювачів, що використовуються в моніторингу машин: Акселерометр, який є контактним датчиком, що вимірює прискорення та є найуніверсальнішим і найпоширенішим типом датчика; та Датчик наближення (або вихрострумовий зонд), який є безконтактним датчиком, що вимірює відносне зміщення між зондом та провідною ціллю, зазвичай обертовим валом. У цьому розділі також визначено пов'язані з ним прилади, такі як підсилювачі сигналів, фільтри, а також апаратне та програмне забезпечення для збору даних (аналізатори), що використовується для обробки та відображення сигналів.

4. 4. Обробка та аналіз сигналів:

   У цьому розділі визначено термінологію математичних методів, що використовуються для перетворення необроблених даних вібрації на діагностичну інформацію. Він визначає дві основні області аналізу: Форма хвилі часу, що є графіком залежності амплітуди від часу, та Спектр (або графік частотної області), який показує залежність амплітуди від частоти. Стандарт визначає Спектральний аналіз як процес розкладання часового сигналу на складові частоти. Математичний алгоритм, що використовується для цього, називається ШПФ (швидке перетворення Фур'є)У цьому розділі також визначено ключові спектральні характеристики, такі як Гармоніки (цілі кратні основної частоти) та Бічні смуги (частоти, що з'являються навколо центральної частоти). Крім того, він визначає критичні концепції для цифрової обробки сигналів, такі як Псевдонім (форма спотворення, що виникає, якщо частота дискретизації занадто низька) та Вікно (застосування математичної функції для зменшення похибки, відомої як спектральний витік).

5. 5. Характеристики систем (модальний аналіз):

   У цьому розділі визначено термінологію, яка використовується для опису властивих динамічних властивостей механічної конструкції. Він визначає Власна частота як частота, на якій система вібруватиме, якщо її зрушити з рівноважного положення, а потім дозволити їй вільно рухатися. Коли частота зовнішнього впливу збігається з власною частотою, виникає явище Резонанс відбувається, що визначається як умова максимальної амплітуди коливань. У цьому розділі також визначено терміни, що використовуються в експериментальному модальному аналізі, такі як Форма режиму (характерна закономірність прогину конструкції на певній власній частоті) та Функція частотної характеристики (FRF), що є вимірюванням, що характеризує взаємозв'язок вхід-вихід системи та використовується для визначення її власних частот та властивостей демпфування.

6. 6. Моніторинг стану та діагностика:

   У цьому заключному розділі визначено терміни, пов'язані з практичним застосуванням вібраційного аналізу для технічного обслуговування машин. У ньому визначено Моніторинг стану як процес моніторингу параметра стану машин (у цьому випадку вібрації) з метою виявлення суттєвої зміни, яка свідчить про розвиток несправності. Спираючись на це, Діагностика визначається як процес використання даних моніторингу для визначення конкретної несправності, її місця розташування та ступеня її серйозності. Стандарт також запроваджує більш просунуту концепцію Прогнозування, що є процесом прогнозування майбутнього стану машини та її залишкового терміну служби. Він також надає визначення ключовим діагностичним показникам, що розраховуються на основі вібраційного сигналу, таким як Крест-фактор і Ексцес, які є статистичними показниками, що використовуються для виявлення несправностей підшипників та шестерень на ранніх стадіях.

Ключове значення

• Міждисциплінарна комунікація: Він забезпечує спільну мову для ефективного спілкування інженерів-механіків, фахівців з надійності, техніків та науковців.
• Підтверджувальний документ: Це головний довідник з термінології, що використовується майже в усіх інших стандартах ISO, пов'язаних з вібрацією та моніторингом стану. Коли в іншому стандарті використовується такий термін, як «інтенсивність вібрації», його формально визначають в ISO 2041.
• Освітній фонд: Для будь-кого, хто вивчає галузь вібраційного аналізу, цей стандарт є авторитетним джерелом правильної термінології та визначень.

← Назад до головного індексу