Rung động là gì?
rung động, trong bối cảnh của máy móc, là dao động cơ học — chuyển động lặp đi lặp lại qua lại — của một máy hoặc các thành phần của nó quanh một vị trí cân bằng. Một mức độ rung động nhất định là vốn có trong bất kỳ thiết bị hoạt động nào, nhưng một thay đổi trong mô hình rung động thường là dấu hiệu đầu tiên và đáng tin cậy nhất của một vấn đề đang phát triển. Vì lý do này, rung động là nền tảng của chẩn đoán rung động and bảo trì dự đoán: nó cho phép một kỹ sư “lắng nghe” một máy và đọc tình trạng cơ học của nó lâu trước khi một lỗi trở nên rõ ràng hoặc có thể nghe được.
1. Định nghĩa: Bản chất của rung động
Mỗi rung động là một phản ứng đối với một lực. Một máy quay liên tục tạo ra các lực tuần hoàn nhỏ, và cấu trúc phản ứng bằng cách dao động; kích thước và tính chất của dao động đó phụ thuộc vào lực kích thích và tính cứng, khối lượng của máy, và giảm chấn. Rung động do đó không bao giờ là vấn đề tự nó — nó là một triệu chứng có mô hình mã hóa nguyên nhân gốc rễ. Nghệ thuật của Phân tích rung động đang giải mã mẫu đó.
2. Đặc điểm chính của rung động
Để có thể phân tích, rung động phải được định lượng. Bốn đặc điểm mô tả hoàn toàn nó:
- Tần số: tần suất chuyển động lặp lại, được đo bằng hertz (Hz) hoặc chu kỳ trên phút (CPM). Tần suất xác định nguồn của rung động — mất cân bằng, không thẳng hàng, lỗi vòng bi — vì mỗi sự cố tạo ra năng lượng ở các tần suất đặc trưng tương ứng với tốc độ vận hành.
- Biên độ: mức độ nghiêm trọng của chuyển động, chỉ ra mức độ nghiêm trọng của sự cố. Biên độ có thể được biểu thị ba cách:
- Sự dịch chuyển: tổng khoảng cách di chuyển (micromet hoặc mil), hữu ích nhất ở tần suất thấp.
- Vận tốc: tốc độ chuyển động (mm/s hoặc in/s) — chỉ số được sử dụng phổ biến nhất để đánh giá sức khỏe tổng thể của máy.
- Gia tốc: tốc độ thay đổi của vận tốc (tính bằng g), đặc biệt nhạy cảm với các sự kiện tần suất cao như sự cố bánh răng và vòng bi.
- Pha: một phép đo thời gian mô tả vị trí của một phần rung động trong chu kỳ của nó so với một phần khác hoặc so với một điểm cố định như một Keyphasor xung. Pha là điều cần thiết để chẩn đoán không thẳng hàng và trục cong, và nó là nền tảng của cân bằng rotor cân bằng.
- Phương hướng: rung động xảy ra theo mọi hướng, do đó các bài đọc được thực hiện theo chiều ngang, chiều dọc và chiều trục để xây dựng bức tranh hoàn chỉnh về cách máy chuyển động.
3. Nguồn rung động của máy
Một số ít điều kiện cơ học chiếm phần lớn rung động trong công nghiệp, và hầu hết chúng tiết lộ bản thân thông qua tần suất và chữ ký pha đặc biệt:
- Mất cân bằng: phân bố khối lượng không đều xung quanh đường tâm quay — một "điểm nặng" — tạo ra phản ứng mạnh 1×.
- Sự không thẳng hàng: các đường tâm của hai trục ghép không thẳng hàng, thường nâng các thành phần 1× và 2×.
- Độ lỏng cơ học: bu lông mòn hoặc lỏng, vòng bi, hoặc mounts nền tảng, thường tạo ra nhiều sóng hài.
- Khuyết tật ổ trục: lỗi trên các vòng hoặc các yếu tố lăn, xuất hiện tại tần số lỗi ổ trục.
- Lỗi bánh răng: bánh răng hao mòn, bị chipped hoặc không thẳng hàng, kích thích tần số mắt lưới bánh răng và các dải tần phụ của nó.
- Sự cộng hưởng: một tần suất lực trùng khớp với tần số tự nhiên, khuếch đại đáng kể chuyển động.
- Các vấn đề điện: các sự cố động cơ như que rotor bị hỏng hoặc khoảng không khí lệch tâm.
4. Tại sao Đo lường Rung động Quan trọng
Đo lường và phân tích rung động một cách có hệ thống mang lại bốn lợi ích cụ thể cho bảo trì công nghiệp:
- Phát hiện lỗi sớm: các vấn đề được phát hiện lâu trước khi chúng trở nên nhìn thấy được, nghe thấy được, hoặc gây ra thiệt hại thứ cấp.
- Phân tích nguyên nhân gốc rễ: nội dung tần số xác định chính xác cơ chế, cho phép sửa chữa có mục đích thay vì đoán mò.
- An toàn: Việc theo dõi độ rung giúp ngăn ngừa những sự cố nghiêm trọng có thể gây nguy hiểm cho con người và môi trường.
- Hiệu quả: máy chạy êm ái tiêu thụ ít năng lượng hơn và sản xuất đầu ra chất lượng cao hơn.
5. Đo đạc và Đánh giá Rung động tại Hiện trường
Tại hiện trường, một cảm biến gia tốc được gắn vào vỏ ổ trục và tín hiệu của nó được chuyển đổi bởi một FFT thành một phổ, tách tổng số đọc thành các tần số riêng lẻ tiết lộ từng lỗi. Giá trị đo được mức độ nghiêm trọng sau đó được so sánh với các vùng chấp nhận trong Tiêu chuẩn ISO 20816 (người kế thừa hiện đại của ISO 10816). Khi thành phần chiếm ưu thế là mất cân bằng 1×, cùng một công cụ đo nó cũng có thể chỉnh sửa nó: máy phân tích di động hai kênh như Balanset-1A nắm bắt biên độ và pha tại các ổ trục riêng của máy và hướng dẫn sửa chữa cân bằng tại chỗ, sau đó đo lại để xác nhận rung động đã giảm trong dung sai — đóng vòng lặp từ chẩn đoán đến sửa chữa được xác minh.
