ISO 10816-1: Đánh giá độ rung của máy trên các bộ phận không quay • Máy cân bằng di động, máy phân tích độ rung "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều rôto khác ISO 10816-1: Đánh giá độ rung của máy trên các bộ phận không quay • Máy cân bằng di động, máy phân tích độ rung "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều rôto khác

ISO 10816-1: Đánh giá độ rung của máy trên các bộ phận không quay

Được xuất bản bởi quản trị viên trên






ISO 10816-1: Đánh giá độ rung của máy trên các bộ phận không quay












Tiêu chuẩn ISO 10816-1 và Ứng dụng thiết bị chẩn đoán rung động sử dụng hệ thống Balanset-1A

Tóm tắt

Báo cáo này trình bày phân tích toàn diện về các yêu cầu quy định quốc tế đối với điều kiện rung động của thiết bị công nghiệp được quy định trong ISO 10816-1 và các tiêu chuẩn phái sinh của nó. Tài liệu này xem xét sự phát triển của quá trình tiêu chuẩn hóa từ ISO 2372 đến tiêu chuẩn hiện hành ISO 20816, giải thích ý nghĩa vật lý của các thông số được đo lường và mô tả phương pháp đánh giá mức độ nghiêm trọng của điều kiện rung động. Đặc biệt chú trọng đến việc áp dụng thực tế các quy định này thông qua hệ thống cân bằng và chẩn đoán di động Balanset-1A. Báo cáo bao gồm mô tả chi tiết về các đặc tính kỹ thuật của thiết bị, các thuật toán hoạt động của nó ở chế độ đo rung và cân bằng, cũng như các hướng dẫn phương pháp luận để thực hiện các phép đo nhằm đảm bảo tuân thủ các tiêu chí về độ tin cậy và an toàn cho máy móc quay.

Chương 1. Nền tảng lý thuyết của chẩn đoán rung động và sự phát triển của tiêu chuẩn hóa

1.1. Tính chất vật lý của dao động và lựa chọn các thông số đo lường

Dao động, với tư cách là một thông số chẩn đoán, là chỉ số cung cấp thông tin hữu ích nhất về trạng thái động học của một hệ thống cơ khí. Khác với nhiệt độ hoặc áp suất, vốn là các chỉ số tích hợp và thường phản ứng với sự cố với độ trễ, tín hiệu dao động truyền tải thông tin về các lực tác động bên trong cơ chế theo thời gian thực.

Tiêu chuẩn ISO 10816-1, giống như các phiên bản trước đó, dựa trên việc đo tốc độ dao động. Sự lựa chọn này không phải là ngẫu nhiên mà xuất phát từ bản chất năng lượng của hư hỏng. Tốc độ dao động tỷ lệ thuận với năng lượng động học của khối lượng dao động và do đó với ứng suất mỏi phát sinh trong các bộ phận máy móc.

Chẩn đoán rung động sử dụng ba thông số chính, mỗi thông số có phạm vi ứng dụng riêng:

Dao động dịch chuyển (Dịch chuyển): Độ dao động được đo bằng micromet (µm). Thông số này rất quan trọng đối với các máy có tốc độ thấp và để đánh giá khoảng hở trong ổ trục trục, nơi cần tránh tiếp xúc giữa rotor và stator. Trong bối cảnh của ISO 10816-1, độ dịch chuyển có ứng dụng hạn chế, vì ở tần số cao, ngay cả những độ dịch chuyển nhỏ cũng có thể tạo ra lực phá hủy.

Tốc độ dao động (Tốc độ)Tốc độ điểm bề mặt được đo bằng milimét trên giây (mm/s). Đây là thông số chung cho dải tần số từ 10 đến 1000 Hz, bao phủ các khuyết tật cơ học chính: mất cân bằng, lệch trục và lỏng lẻo. Tiêu chuẩn ISO 10816 sử dụng tốc độ rung động làm tiêu chí đánh giá chính.

Tăng tốc rung động (Tăng tốc)Tốc độ thay đổi của vận tốc dao động được đo bằng mét trên giây bình phương (m/s²) hoặc đơn vị g. Gia tốc đặc trưng cho lực quán tính và nhạy cảm nhất với các quá trình tần số cao (từ 1000 Hz trở lên), chẳng hạn như các khuyết tật ban đầu của ổ bi hoặc vấn đề ăn khớp bánh răng.

ISO 10816-1 tập trung vào dao động băng tần rộng trong khoảng 10–1000 Hz. Điều này có nghĩa là thiết bị phải tích hợp năng lượng của tất cả các dao động trong dải tần này và đưa ra một giá trị duy nhất — giá trị trung bình bình phương (RMS). Việc sử dụng RMS thay vì giá trị đỉnh là hợp lý vì RMS mô tả tổng công suất của quá trình dao động theo thời gian, điều này phù hợp hơn để đánh giá tác động của nhiệt và mỏi lên cơ chế.

1.2. Bối cảnh lịch sử: Từ ISO 2372 đến ISO 20816

Để hiểu rõ các yêu cầu hiện tại, cần phân tích sự phát triển lịch sử của chúng.

ISO 2372 (1974)Tiêu chuẩn toàn cầu đầu tiên giới thiệu việc phân loại máy móc theo công suất. Tiêu chuẩn này đã xác định các lớp máy (Lớp I – Lớp IV) và các vùng đánh giá (A, B, C, D). Mặc dù đã chính thức bị bãi bỏ vào năm 1995, thuật ngữ và logic của tiêu chuẩn này vẫn được sử dụng rộng rãi trong thực tiễn kỹ thuật.

ISO 10816-1 (1995)Tiêu chuẩn này đã thay thế ISO 2372 và ISO 3945. Điểm mới quan trọng nhất của tiêu chuẩn là sự phân biệt rõ ràng hơn về các yêu cầu tùy thuộc vào loại nền móng (cứng so với mềm). Tiêu chuẩn này trở thành tài liệu “mái che” xác định các nguyên tắc chung (Phần 1), trong khi các giá trị giới hạn cụ thể cho các loại máy khác nhau được chuyển sang các phần tiếp theo (Phần 2 — tuabin hơi nước, Phần 3 — máy công nghiệp, Phần 4 — tuabin khí, v.v.).

ISO 20816-1 (2016)Phiên bản hiện đại của tiêu chuẩn. ISO 20816 kết hợp loạt tiêu chuẩn 10816 (rung động của các bộ phận không quay) và loạt tiêu chuẩn 7919 (rung động của trục quay). Đây là một bước đi hợp lý, vì việc đánh giá toàn diện thiết bị quan trọng đòi hỏi phải phân tích cả hai thông số. Tuy nhiên, đối với hầu hết các máy công nghiệp thông dụng (quạt, bơm), nơi việc tiếp cận trục là khó khăn, phương pháp dựa trên đo lường vỏ máy được giới thiệu trong ISO 10816 vẫn chiếm ưu thế.

Báo cáo này tập trung vào ISO 10816-1 và ISO 10816-3, vì các tài liệu này là công cụ làm việc chính cho khoảng 90% thiết bị công nghiệp được chẩn đoán bằng các thiết bị di động như Balanset-1A.

Chương 2. Phân tích chi tiết về phương pháp luận ISO 10816-1

2.1. Phạm vi và Giới hạn

ISO 10816-1 áp dụng cho các phép đo rung động được thực hiện trên các bộ phận không quay của máy móc (vỏ ổ trục, chân đế, khung đỡ). Tiêu chuẩn này không áp dụng cho rung động do tiếng ồn âm thanh gây ra và không bao gồm các máy móc có chuyển động往復 (được quy định trong ISO 10816-6), những máy móc này tạo ra các lực quán tính đặc thù do nguyên lý hoạt động của chúng.

Một khía cạnh quan trọng là tiêu chuẩn quy định các phép đo tại chỗ — trong điều kiện vận hành thực tế, không chỉ trên bệ thử nghiệm. Điều này có nghĩa là các giới hạn tính đến ảnh hưởng của nền móng thực tế, các kết nối ống dẫn và điều kiện tải trọng vận hành.

2.2. Phân loại thiết bị

Một yếu tố quan trọng của phương pháp này là việc phân loại tất cả các máy móc thành các nhóm. Việc áp dụng giới hạn của Nhóm IV cho một máy thuộc Nhóm I có thể khiến kỹ sư bỏ qua một tình trạng nguy hiểm, trong khi ngược lại có thể dẫn đến việc tắt máy không cần thiết đối với thiết bị hoạt động bình thường.

Theo Phụ lục B của ISO 10816-1, máy móc được chia thành các loại sau:

Bảng 2.1. Phân loại máy theo ISO 10816-1

Lớp học Description Máy móc thông thường Loại nền móng
Lớp I Các bộ phận riêng lẻ của động cơ và máy móc, được kết nối cấu trúc với tổng thể. Máy móc nhỏ. Mô-tơ điện có công suất lên đến 15 kW. Bơm nhỏ, động cơ phụ. Bất kì
Lớp II Máy móc cỡ trung bình không cần nền móng đặc biệt. Mô-tơ điện công suất 15–75 kW. Động cơ công suất lên đến 300 kW trên khung cố định. Bơm, quạt. Thường cứng nhắc
Lớp III Các động cơ chính có kích thước lớn và các máy móc lớn khác có khối lượng quay. Tuabin, máy phát điện, bơm công suất cao (>75 kW). Cứng nhắc
Lớp IV Các động cơ chính có kích thước lớn và các máy móc lớn khác có khối lượng quay. Tuabin khí và tuabin khí tuabin (>10 MW). Linh hoạt

Vấn đề xác định loại nền móng (Cứng vs Mềm):

Tiêu chuẩn định nghĩa một nền móng là cứng nếu tần số tự nhiên đầu tiên của hệ thống “máy - nền móng” nằm trên tần số kích thích chính (tần số quay). Một nền móng được coi là linh hoạt nếu tần số tự nhiên của nó nằm dưới tần số quay.

Trong thực tế, điều này có nghĩa là:

  • Một máy được cố định bằng bu lông vào sàn nhà xưởng bê tông lớn thường thuộc loại có nền móng cứng.
  • Máy móc được lắp đặt trên các bộ giảm chấn rung (lò xo, đệm cao su) hoặc trên khung thép nhẹ (ví dụ: kết cấu tầng trên) thuộc loại có nền móng linh hoạt.

Sự phân biệt này là rất quan trọng vì một máy móc đặt trên nền móng linh hoạt có thể rung động với biên độ lớn hơn mà không gây ra các ứng suất nội bộ nguy hiểm. Do đó, giới hạn cho Lớp IV cao hơn so với Lớp III.

2.3. Khu vực đánh giá rung động

Thay vì đánh giá theo hai mức “tốt/xấu”, tiêu chuẩn này cung cấp một thang đo bốn vùng hỗ trợ bảo trì dựa trên tình trạng.

Khu vực A (Tốt)Mức độ rung động cho các máy móc mới được đưa vào sử dụng. Đây là điều kiện tham chiếu cần đạt được sau khi lắp đặt hoặc bảo dưỡng lớn.

Khu vực B (Đạt yêu cầu): Máy móc phù hợp cho hoạt động liên tục trong thời gian dài mà không bị giới hạn. Mức độ rung động cao hơn mức lý tưởng nhưng không ảnh hưởng đến độ tin cậy.

Khu vực C (Không đạt yêu cầu)Các máy móc không phù hợp cho hoạt động liên tục trong thời gian dài. Dao động đạt đến mức độ khiến quá trình hư hỏng gia tăng của các bộ phận (bạc đạn, phớt) bắt đầu. Hoạt động có thể tiếp tục trong thời gian giới hạn dưới sự giám sát chặt chẽ cho đến lần bảo dưỡng định kỳ tiếp theo.

Khu vực D (Không chấp nhận được)Mức độ rung động có thể gây ra hỏng hóc nghiêm trọng. Cần tắt máy ngay lập tức.

2.4. Giới hạn giá trị rung động

Bảng dưới đây tóm tắt các giá trị giới hạn của vận tốc dao động RMS (mm/s) theo Phụ lục B của ISO 10816-1. Các giá trị này là giá trị thực nghiệm và được sử dụng làm hướng dẫn nếu không có thông số kỹ thuật của nhà sản xuất.

Bảng 2.2. Giới hạn vùng rung động (Phụ lục B của ISO 10816-1)

Giới hạn vùng Loại I (mm/s) Lớp II (mm/s) Lớp III (mm/s) Lớp IV (mm/s)
A / B 0.71 1.12 1.80 2.80
B / C 1.80 2.80 4.50 7.10
C / D 4.50 7.10 11.20 18.00

Giải thích phân tích. Xem xét giá trị 4,5 mm/s. Đối với máy móc nhỏ (Lớp I), đây là giới hạn của điều kiện khẩn cấp (C/D), yêu cầu phải tắt máy. Đối với máy móc cỡ trung bình (Lớp II), đây là điểm giữa của vùng “cần chú ý”. Đối với máy móc lớn trên nền móng cứng (Lớp III), đây chỉ là giới hạn giữa vùng “đạt yêu cầu” và “không đạt yêu cầu”. Đối với máy móc trên nền móng linh hoạt (Lớp IV), đây là mức rung động hoạt động bình thường (Vùng B).

Sự tiến triển này cho thấy rủi ro khi sử dụng các giới hạn chung. Một kỹ sư áp dụng quy tắc “4,5 mm/s là xấu” cho tất cả các máy móc có thể bỏ qua sự cố của một bơm nhỏ hoặc từ chối một cách không hợp lý một turbo tăng áp lớn.

Chương 3. Đặc điểm của máy móc công nghiệp: ISO 10816-3

Trong khi ISO 10816-1 xác định khung chung, trên thực tế, hầu hết các thiết bị công nghiệp (máy bơm, quạt, máy nén có công suất trên 15 kW) đều tuân theo Phần 3 cụ thể hơn của tiêu chuẩn (ISO 10816-3). Điều quan trọng là phải hiểu sự khác biệt này vì Balanset-1A thường được sử dụng để cân bằng quạt và máy bơm thuộc phạm vi áp dụng của phần này.

3.1. Nhóm máy trong ISO 10816-3

Khác với bốn nhóm trong Phần 1, Phần 3 chia các máy móc thành hai nhóm chính:

Nhóm 1: Máy móc có công suất định mức trên 300 kW. Nhóm này cũng bao gồm các máy điện có chiều cao trục lớn hơn 315 mm.

Nhóm 2Máy có công suất định mức từ 15 kW đến 300 kW. Nhóm này bao gồm các máy điện có chiều cao trục từ 160 mm đến 315 mm.

3.2. Giới hạn rung động trong ISO 10816-3

Các giới hạn ở đây cũng phụ thuộc vào loại nền móng (Cứng/Mềm).

Bảng 3.1. Giới hạn rung động theo ISO 10816-3 (RMS, mm/s)

Điều kiện (Khu vực) Nhóm 1 (>300 kW) Cứng Nhóm 1 (>300 kW) Linh hoạt Nhóm 2 (15–300 kW) Cứng Nhóm 2 (15–300 kW) Linh hoạt
A (Mới) < 2.3 < 3,5 < 1.4 < 2.3
B (Hoạt động lâu dài) 2,3 – 4,5 3,5 – 7,1 1,4 – 2,8 2,3 – 4,5
C (Hoạt động giới hạn) 4,5 – 7,1 7,1 – 11,0 2,8 – 4,5 4,5 – 7,1
D (Thiệt hại) > 7.1 > 11.0 > 4.5 > 7.1

Tổng hợp dữ liệu. So sánh bảng ISO 10816-1 và ISO 10816-3 cho thấy ISO 10816-3 áp đặt các yêu cầu nghiêm ngặt hơn đối với máy móc công suất trung bình (Nhóm 2) trên nền móng cứng. Giới hạn của Khu vực D được đặt ở 4,5 mm/s, trùng khớp với giới hạn cho Lớp I trong Phần 1. Điều này xác nhận xu hướng áp dụng các giới hạn nghiêm ngặt hơn cho thiết bị hiện đại, nhanh hơn và nhẹ hơn. Khi sử dụng Balanset-1A để chẩn đoán quạt 45 kW trên sàn bê tông, bạn nên tập trung vào cột “Nhóm 2 / Cứng” của bảng này, nơi sự chuyển đổi sang vùng khẩn cấp xảy ra tại 4,5 mm/s.

Chương 4. Kiến trúc phần cứng của hệ thống Balanset-1A

Để đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn ISO 10816/20816, bạn cần một thiết bị có khả năng cung cấp các đo lường chính xác và lặp lại, đồng thời phù hợp với các dải tần số yêu cầu. Hệ thống Balanset-1A do Vibromera phát triển là một giải pháp tích hợp kết hợp các chức năng của một máy phân tích rung động hai kênh và một thiết bị cân bằng trường.

4.1. Kênh đo lường và cảm biến

Hệ thống Balanset-1A có hai kênh đo rung động độc lập (X1 và X2), cho phép thực hiện đo đồng thời tại hai điểm hoặc trên hai mặt phẳng.

Loại cảm biến. Hệ thống sử dụng cảm biến gia tốc (cảm biến rung đo gia tốc). Đây là tiêu chuẩn công nghiệp hiện đại vì cảm biến gia tốc cung cấp độ tin cậy cao, dải tần số rộng và độ tuyến tính tốt.

Tích hợp tín hiệu. Vì ISO 10816 yêu cầu đánh giá tốc độ rung (mm/s), tín hiệu từ các cảm biến gia tốc được tích hợp trong phần cứng hoặc phần mềm. Đây là một bước xử lý tín hiệu quan trọng, và chất lượng của bộ chuyển đổi analog-to-digital (ADC) đóng vai trò then chốt.

Dải đo. Công cụ đo tốc độ rung (RMS) trong khoảng từ 0,05 đến 100 mm/s. Khoảng này bao phủ hoàn toàn tất cả các vùng đánh giá theo tiêu chuẩn ISO 10816 (từ Vùng A 45 mm/s).

4.2. Đặc tính tần số và độ chính xác

Các đặc tính đo lường của Balanset-1A hoàn toàn tuân thủ các yêu cầu của tiêu chuẩn.

Dải tần số. Phiên bản cơ bản của thiết bị hoạt động trong dải tần số từ 5 Hz đến 550 Hz.

Giới hạn dưới 5 Hz (300 vòng/phút) thậm chí vượt quá yêu cầu tiêu chuẩn ISO 10816 là 10 Hz và hỗ trợ chẩn đoán cho các máy có tốc độ thấp. Giới hạn trên 550 Hz bao phủ đến hài thứ 11 cho các máy có tần số quay 3000 vòng/phút (50 Hz), đủ để phát hiện mất cân bằng (1×), lệch trục (2×, 3×) và lỏng lẻo. Tùy chọn, dải tần số có thể được mở rộng lên 1000 Hz, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu tiêu chuẩn.

Độ chính xác của biên độ. Lỗi đo lường biên độ là ±5% so với dải đo toàn phần. Đối với các tác vụ giám sát vận hành, nơi biên giới vùng có thể chênh lệch hàng trăm phần trăm, độ chính xác này là hoàn toàn đủ.

Độ chính xác pha. Công cụ đo góc pha với độ chính xác ±1 độ. Mặc dù góc pha không được quy định bởi ISO 10816, nó lại có vai trò quan trọng đối với bước tiếp theo — cân bằng.

4.3. Kênh đồng hồ tốc độ

Bộ kit bao gồm một máy đo tốc độ laser (cảm biến quang học) có hai chức năng:

  • Đo tốc độ quay của rotor (RPM) từ 150 đến 60.000 vòng/phút (trong một số phiên bản lên đến 100.000 vòng/phút). Điều này cho phép xác định xem dao động có đồng bộ với tần số quay (1×) hay không đồng bộ.
  • Tạo tín hiệu pha tham chiếu (dấu pha) để thực hiện trung bình đồng bộ và tính toán góc khối lượng điều chỉnh trong quá trình cân bằng.

4.4. Kết nối và Bố trí

Bộ kit tiêu chuẩn bao gồm các dây cảm biến dài 4 mét (tùy chọn 10 mét). Điều này giúp tăng cường an toàn trong quá trình đo đạc tại chỗ. Các dây cảm biến dài cho phép người vận hành duy trì khoảng cách an toàn với các bộ phận quay của máy móc, đáp ứng các yêu cầu an toàn công nghiệp khi làm việc với thiết bị quay.

Chương 5. Phương pháp đo lường và đánh giá theo tiêu chuẩn ISO 10816 sử dụng Balanset-1A

Chương này mô tả một thuật toán từng bước để sử dụng thiết bị Balanset-1A trong việc thực hiện đánh giá rung động.

5.1. Chuẩn bị cho việc đo lường

Xác định máy. Xác định lớp máy (theo Chương 2 và 3 của báo cáo này). Ví dụ, một “quạt 45 kW trên bộ cách ly rung động” thuộc Nhóm 2 (ISO 10816-3) với nền móng linh hoạt.

Cài đặt phần mềm. Cài đặt trình điều khiển và phần mềm Balanset-1A từ ổ USB đi kèm. Kết nối bộ điều khiển giao diện với cổng USB của laptop.

Lắp đặt các cảm biến.

  • Lắp đặt cảm biến trên vỏ ổ trục. Không lắp đặt chúng trên các nắp mỏng.
  • Sử dụng đế từ tính. Đảm bảo nam châm được đặt chắc chắn trên bề mặt. Lớp sơn hoặc gỉ sét dưới nam châm hoạt động như một bộ giảm chấn và làm giảm các giá trị đo tần số cao.
  • Bảo đảm tính vuông góc: thực hiện đo đạc theo các hướng thẳng đứng (V), ngang (H) và trục (A). Balanset-1A có hai kênh, vì vậy bạn có thể đo đồng thời V và H tại một điểm tựa.

5.2. Chế độ Vibrometer (F5)

Phần mềm Balanset-1A có chế độ chuyên dụng để đánh giá theo tiêu chuẩn ISO 10816.

  • Chạy chương trình.
  • Nhấn phím F5 (hoặc nhấp vào nút “F5 – Vibrometer” trên giao diện). Cửa sổ máy đo rung đa kênh sẽ mở ra.
  • Nhấn phím F9 (Chạy) để bắt đầu thu thập dữ liệu.

Phân tích chỉ số.

  • RMS (Tổng): Thiết bị hiển thị tốc độ rung động RMS tổng thể (V1s, V2s). Đây là giá trị mà bạn so sánh với các giới hạn được liệt kê trong bảng của tiêu chuẩn.
  • 1× Dao độngCông cụ này đo lường biên độ dao động ở tần số quay.

Nếu giá trị RMS cao (Khu vực C/D) nhưng thành phần 1× thấp, vấn đề không phải do mất cân bằng. Có thể do hỏng ổ trục, hiện tượng cavitation (đối với bơm) hoặc các vấn đề điện từ. Nếu giá trị RMS gần với giá trị 1× (ví dụ: RMS = 10 mm/s, 1× = 9,8 mm/s), mất cân bằng là nguyên nhân chính và việc cân bằng sẽ giảm rung động khoảng 95%.

5.3. Phân tích phổ (FFT)

Nếu rung động tổng thể vượt quá giới hạn (Khu vực C hoặc D), bạn phải xác định nguyên nhân. Chế độ F5 bao gồm tab Biểu đồ.

Phổ. Biểu đồ phổ thể hiện biên độ theo tần số.

  • Đỉnh nổi bật tại 1× (tần số quay) cho thấy sự mất cân bằng.
  • Đỉnh ở 2×, 3× cho thấy sự lệch tâm hoặc lỏng lẻo.
  • Tiếng ồn tần số cao hoặc một dải hài âm cho thấy sự cố của ổ trục lăn.
  • Tần số quay của cánh quạt (số cánh × vòng/phút) cho thấy các vấn đề về khí động học trong quạt hoặc các vấn đề về thủy lực trong bơm.

Balanset-1A cung cấp các biểu đồ trực quan này, biến nó từ một công cụ đo lường tuân thủ đơn giản thành một công cụ chẩn đoán đầy đủ.

Chương 6. Cân bằng như một phương pháp điều chỉnh: Ứng dụng thực tiễn của Balanset-1A

Khi chẩn đoán (dựa trên sự thống trị 1× trong phổ) chỉ ra sự mất cân bằng là nguyên nhân chính dẫn đến việc vượt quá giới hạn ISO 10816, bước tiếp theo là cân bằng. Balanset-1A áp dụng phương pháp hệ số ảnh hưởng (phương pháp ba lần chạy).

6.1. Lý thuyết cân bằng

Sự mất cân bằng xảy ra khi tâm khối lượng của rô-to không trùng khớp với trục quay của nó. Điều này gây ra lực ly tâm. F = m · r · ω² Tạo ra rung động ở tần số quay. Mục tiêu của việc cân bằng là thêm một khối lượng điều chỉnh (trọng lượng) tạo ra một lực có độ lớn bằng và hướng ngược lại với lực mất cân bằng.

6.2. Quy trình cân bằng một mặt phẳng

Sử dụng quy trình này cho các rotor có đường kính nhỏ (quạt, puli, đĩa).

Cài đặt.

  • Lắp đặt cảm biến rung (Kênh 1) vuông góc với trục quay.
  • Cài đặt máy đo tốc độ laser và dán một miếng băng phản quang lên rotor.
  • Trong chương trình, chọn F2 – Mặt phẳng đơn.

Chạy 0 – Ban đầu.

  • Khởi động rotor. Nhấn phím F9. Thiết bị đo lường dao động ban đầu (độ lớn và pha).
  • Ví dụ: 8,5 mm/s ở 120°.

Chạy 1 – Trọng lượng thử nghiệm.

  • Dừng cánh quạt.
  • Gắn một khối lượng thử nghiệm có khối lượng đã biết (ví dụ: 10 g) tại một vị trí tùy ý.
  • Khởi động rotor. Nhấn phím F9. Thiết bị ghi lại sự thay đổi của vectơ rung động.
  • Ví dụ: 5,2 mm/s ở 160°.

Tính toán và điều chỉnh.

  • Chương trình tự động tính toán khối lượng và góc của trọng lượng điều chỉnh.
  • Ví dụ, thiết bị có thể hướng dẫn: “Thêm 15 g ở góc 45° so với vị trí trọng lượng thử nghiệm.”
  • Chức năng cân bằng Balanset hỗ trợ chia trọng lượng: nếu không thể đặt trọng lượng tại vị trí đã tính toán, chương trình sẽ chia nó thành hai trọng lượng để lắp đặt, ví dụ như trên cánh quạt.

Chạy 2 – Xác minh.

  • Cài đặt trọng số điều chỉnh đã tính toán (loại bỏ trọng số thử nghiệm nếu chương trình yêu cầu).
  • Khởi động rotor và đảm bảo rằng dao động dư đã giảm xuống vùng A hoặc B theo tiêu chuẩn ISO 10816 (ví dụ: dưới 2,8 mm/s).

6.3. Cân bằng hai mặt phẳng

Các rotor dài (trục, trống nghiền) yêu cầu cân bằng động trong hai mặt phẳng điều chỉnh. Quy trình tương tự nhưng yêu cầu hai cảm biến rung (X1, X2) và ba lần chạy (Ban đầu, Thử nghiệm trọng lượng trong Mặt phẳng 1, Thử nghiệm trọng lượng trong Mặt phẳng 2). Sử dụng chế độ F3 cho quy trình này.

Chương 7. Các tình huống thực tế và giải thích (Nghiên cứu trường hợp)

Kịch bản 1: Quạt thông gió công nghiệp (45 kW)

Bối cảnh. Quạt được lắp đặt trên mái nhà bằng các bộ giảm chấn rung động dạng lò xo.

Phân loại. ISO 10816-3, Nhóm 2, nền móng linh hoạt.

Đo lường. Balanset-1A ở chế độ F5 hiển thị RMS = 6,8 mm/s.

Phân tích.

  • Theo Bảng 3.1, giới hạn B/C cho “Flexible” là 4,5 mm/s, và giới hạn C/D là 7,1 mm/s.

Kết luận. Quạt hoạt động ở Khu vực C (hoạt động giới hạn), đang tiến gần đến Khu vực khẩn cấp D.

Chẩn đoán. Phổ cho thấy một đỉnh mạnh 1×.

Hành động. Cần phải cân bằng. Sau khi cân bằng bằng Balanset-1A, mức độ rung động giảm xuống 1,2 mm/s (Khu vực A). Sự cố đã được ngăn chặn.

Kịch bản 2: Bơm cấp nước lò hơi (200 kW)

Bối cảnh. Bơm được lắp đặt cố định trên một nền móng bê tông chắc chắn.

Phân loại. ISO 10816-3, Nhóm 2, nền móng cứng.

Đo lường. Balanset-1A cho thấy RMS = 5,0 mm/s.

Phân tích.

  • Theo Bảng 3.1, giới hạn C/D cho “Rigid” là 4,5 mm/s.

Kết luận. Bơm hoạt động ở Khu vực D (tình trạng khẩn cấp). Giá trị 5,0 mm/s đã là không thể chấp nhận được đối với lắp đặt cứng.

Chẩn đoán. Biểu đồ phổ cho thấy một loạt các hài âm và mức nhiễu cao. Đỉnh 1× có giá trị thấp.

Hành động. Cân bằng không giúp được gì. Vấn đề có thể nằm ở ổ trục hoặc hiện tượng cavitation. Bơm phải được dừng lại để kiểm tra cơ khí.

Chương 8. Kết luận

ISO 10816-1 và Phần 3 chuyên biệt của nó cung cấp cơ sở cơ bản để đảm bảo độ tin cậy của thiết bị công nghiệp. Việc chuyển từ đánh giá chủ quan sang đánh giá định lượng về tốc độ rung (RMS, mm/s) cho phép các kỹ sư phân loại tình trạng máy móc một cách khách quan và lập kế hoạch bảo trì dựa trên tình trạng thực tế.

Việc triển khai các tiêu chuẩn này bằng hệ thống Balanset-1A đã chứng minh hiệu quả. Thiết bị này cung cấp các đo lường chính xác về mặt đo lường trong dải tần số 5–550 Hz (phủ sóng đầy đủ các yêu cầu tiêu chuẩn cho hầu hết các máy móc) và cung cấp các chức năng cần thiết để xác định nguyên nhân gây rung động cao (phân tích phổ) và loại bỏ chúng (cân bằng).

Đối với các công ty vận hành, việc triển khai giám sát định kỳ dựa trên phương pháp và công cụ ISO 10816 như Balanset-1A là một khoản đầu tư trực tiếp vào việc giảm chi phí vận hành. Khả năng phân biệt Khu vực B với Khu vực C giúp tránh cả việc sửa chữa sớm các máy móc hoạt động bình thường và các sự cố nghiêm trọng do bỏ qua các mức rung động quan trọng.

Kết thúc báo cáo


Thể loại: Thuật ngữTiêu chuẩn ISO
WhatsApp