Чем измерить вибрацию оборудования
Приборы для измерения вибрации
Приборы для измерения вибрации на вращающемся оборудовании позволяют оценить состояние оборудования и диагностировать дефекты в оборудовании.
Вибрация – очень удобный показатель состояния оборудования. Она стандартизирована (есть стандарт ГОСТ), имеет конкретные значения аварийного и тревожного состояния. Физическая природа вибрации понятна.
Виды приборов можно разделить по нескольким признакам.
Самый главный признак – что умеет измерять прибор
Количество каналов измерения
Другие признаки – цена (виброметры значительно дешевле), дополнительные функции (балансировка, разгон-выбег, запись длительных сигналов и т.д.), наличие памяти для хранения измерений и передачи их в компьютер.
Виброметр
Первые приборы для измерения вибрации были аналоговые. И они могли измерять только интегральное значения вибрации, то есть мощность. Некоторые, как устройство на фотографии слева, до сих пор используются.
Современные приборы используют цифровые методы для вычислений значения вибрации. Они очень просто устроены и поэтому дешёвые.
Виброметр – это очень полезный прибор для оценки состояния оборудования. Максимальное значение вибрации, при котором состояние агрегата считается аварийным называется Норма. Её значение задаётся в паспорте на агрегат или в ГОСТ ИСО 10816-1-97. Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Сравнение текущей вибрации с нормой позволяет наглядно оценить состояние агрегата.
Измерение вибрации в виброметрах производится в диапазоне 10 ÷ 1000 Гц. Этот диапазон указан в ГОСТ и позволяет измерять одинаковое значение вибрации на разных приборах.
Значение вибрации, измеренное виброметром можно использовать и для более подробной диагностики дефектов. Например, по СКЗ виброскорости отлично диагностируется расцентровка и небаланс. Состояние крепления к фундаменту тоже проще оценить виброметром. Виброметром даже можно балансировать агрегат не используя отметчик фазы (способ трех пусков с пробными массами).
Виброметр позволяет быстро обойти всё оборудование на предприятии. Можно измерить 100 агрегатов за смену, с выдачей отчётов о состоянии.
Значения вибрации, измеренные через некоторое время (например, через 1 месяц) позволяют строить прогноз развития вибрации и планировать сроки следующих ремонтов. Это даёт значительную экономию денег, по сравнению с плановыми ремонтами. Такая система используется в нашей программе Аврора-2000.
Самые маленькие виброметры помещаются в карман одежды и похожи на ручку (или маркер). Такие приборы называют виброручка.
Мы выпускаем виброметры:
Одноканальный виброанализатор (анализатор вибрации)
Это – самые популярные приборы для диагностики состояния агрегатов по вибрации. Они измеряют сигнал вибрации с вибродатчика и с помощью вычислений умеют преобразовавать это измерение в другие виды, например, в спектры.
При работе с одноканальным виброанализатором одной рукой держим прибор, а другой – устанавливаем датчик в место измерения.
Современные анализаторы очень компактные, но при этом очень умные. Они позволяют просматривать данные на месте и быстро делать диагностику дефектов агрегата. Для более сложных случаев данные сохраняются в память, затем в офисе передаются на компьютер и анализируются уже на компьютере.
Часто используется маршрутная технология (Маршруты). Для этого порядок и параметры измерения задаются на компьютере и затем передаются в прибор. Прибор сам подсказывает что и где сейчас будем измерять. После всех измерений данные быстро раскладываются на компьютере для анализа. Это позволяет не запутаться при измерении и доверять процесс измерения людям, у которых мало опыта в вибродиагностике. А при наличии в программе на компьютере экспертной системы диагностики, можно вообще не задумываться.
Мы выпускаем одноканальные виброанализаторы:
Многоканальный виброанализатор (анализатор вибрации)
Такие приборы измеряют несколько сигналов вибрации одновременно. Это очень полезно для диагностики сложных дефектов. Многоканальные анализаторы имеют несколько датчиков, за которыми тянутся несколько проводов. Поэтому они не такие удобные, как одноканальные. Одной рукой с ними уже не поработаешь. И цена сразу намного возрастает.
Зато у многоканальных приборов больше экран, больше возможностей для обработки сигналов. И смотрятся они солиднее. И человек с таким прибором внушает уважение окружающим – «он настоящий профессионал».
Многоканальные приборы могут быть собраны в одном корпусе или на базе переносного компьютера (отдельно блок для подключения датчиков и отдельно компьютер ноутбук).
Два датчика, установленные в вертикальном и поперечном направлении уже позволяют смотреть орбиту перемещения тяжёлой точки. Четыре датчика можно установить на передний и задний подшипник двигателя. А есть у нас прибор Атлант-32, с помощью которого можно обвешать датчиками весь турбогенератор. Но при этом у него куча проводов и он уже не переносной, а ездит в чемодане на колёсиках.
Почти все многоканальные приборы имеют отделный канал для подключения отметчика фазы. Это позволяет проводить балансировку на месте и измерять сигналы, привязанные к фазе вращения агрегата.
У таких приборов много других режимов измерения, но применяются они только в очень сложных случаях. Например, режим Разгон-Выбег позволяет проследить изменение вибрации при разгоне и остановке агрегата. Строится график зависимости амплитуды и фазы вибрации от частоты вращения, что позволяет определить резонансные частоты агрегата.
Многоканальные виброанализаторы нашего производства:
Стационарные системы мониторинга
В таких системах датчики установлены прямо на агрегате и наблюдение за агрегатом идёт постоянно. Можно следить за состоянием агрегата в текущий момент времени и оперативно вмешиваться в его работу.
Стационарные системы устанавливаются на критичном и дорогом оборудовании. Они привязаны к агрегату и не могут быть использованы для измерения вибрации другого агрегата. Поэтому установить такие системы – это дорого.
Кроме вибрации, системы мониторинга измеряют и другие параметры – температуру, обороты, ток, напряжение, расход и т.п.
Автор: Андрей Щекалев
Напишите мне свой вопрос, я отвечу Вам и дополню статью полезной информацией.
Виброметр – простой прибор для измерения вибрации
Виброметр – это прибор для измерения параметров вибрации: виброускорения, виброскорости, виброперемещения и частоты колебаний. Он простой в использовании и не требует специальной подготовки.
Выделяют две группы виброметров:
Виброметры для измерения вибрации вращающегося оборудования
Виброметры измеряют интегральное значение вибрации (одно число). Самое популярное значение – СКЗ виброскорости, так как существуют стандарты для определения состояния агрегата по СКЗ виброскорости. Это число пропорционально мощности сил, вызывающих вибрацию агрегата.
Чаще всего вибрация в виброметрах измеряется в диапазоне 10 ÷ 1000 Гц. Этот диапазон указан в ГОСТ и позволяет измерять одинаковое значение вибрации на разных приборах.
Виброметр – это очень полезный прибор для оценки состояния оборудования. Максимальное значение вибрации, при котором состояние агрегата считается аварийным называется Норма. Значение задаётся в паспорте на агрегат или в ГОСТ ИСО 10816-1-97. «Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях». Сравнение текущей вибрации с нормой позволяет оценить состояние агрегата.
Измерение вибрации виброметром очень быстрое и не требует подготовительных работ. Можно измерить 100 агрегатов за смену с выдачей отчётов о состоянии оборудования на предприятии.
Значения вибрации, измеренные через некоторое время (например, через 1 месяц) позволяют строить прогноз развития вибрации и планировать сроки следующих ремонтов. Это даёт значительную экономию денег, по сравнению с плановыми ремонтами. Такая система планирования ремонтов используется в нашей программе Аврора-2000.
Значение вибрации, измеренное виброметром можно использовать и для диагностики дефектов агрегата. Например, по СКЗ виброскорости отлично диагностируется расцентровка и небаланс. Состояние крепления к фундаменту тоже проще оценить виброметром. Виброметром даже можно балансировать агрегат не используя отметчик фазы (метод трех пусков с пробными массами).
При этом виброметры значительно дешевле виброанализаторов и проще в работе. Однако, для изучения сложных случаев дефектов необходим виброанализатор и опыт вибродиагностики.
Самые маленькие виброметры имеют размер авторучки и управление одной кнопкой. Такие приборы называют виброручки.
Современные виброметры дополнительно имеют режимы измерения спектров и сигналов, память для сохранения замеров и передачи их в компьютер, режим измерения по маршруту, датчики температуры, оборотов и ударных импульсов от подшипников качения.
В виброанализаторах всегда есть режим виброметра. Он делается программно и не удорожает изготовление прибора.
Виброметры имеют внутренний датчик вибрации, встроенный в корпус прибора или внешний датчик, подключённый к прибору проводом. Внутренний датчик – это компактность прибора, а внешний датчик позволяет измерить вибрацию в труднодоступных местах.
Мы выпускаем виброметры:
Виброметры для измерения вибрации, воздействующей на человека
Измерение такой вибрации используется в сфере охраны труда. Приборы отличаются от приборов для измерения вибрации вращающегося оборудования. Они называются виброметры-шумомеры.
Прибор измеряет мощность вибрации за какой-то период времени, например, за рабочую смену, показывает мощность вибрации в полосах частот. Вибрация разных частот оказывает разное влияние на человека, поэтому используются нормирующие коэфициенты для частных полос. В дополнение шумомеры умеют измерять акустический шум на рабочем месте.
Предельные значения вибрации нормируется СанПиНами. Библиотеку этих нормативных документов можно найти на сайте НТМ-Защита:
СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий»
Настоящие Санитарные нормы устанавливают классификацию, нормируемые параметры, предельно допустимые значения производственных вибраций, допустимые значения вибраций в жилых и общественных зданиях
МУ 3911-85 «Методические указания по проведению измерений и гигиенической оценки производственных вибраций»
Указания устанавливают методы и условия проведения измерений и гигиенической оценки производственной вибрации на рабочих местах или в местах контакта с руками оператора для установления их соответствия санитарным нормам
Способ измерения вибраций: какой предпочесть?
Условия современного производства требуют постоянного контроля за состоянием и правильной работой оборудования, чтобы минимизировать риск ущерба для здоровья сотрудников и повысить продуктивность производства. Наиболее важными профилактическими проверками в промышленной сфере являются проверки механического движения приборов в пространстве в процессе работы (мониторинг уровня вибрации). Параметрами, которые измеряют при проверке источников вибрации, являются амплитуда вращения оборудования и скорость вращения. Другими словами, это виброперемещение предметов и их виброскорость.
Измерение и анализ вибрации, наблюдение за работой оборудования необходимы и критически важны для качества работы в разных сферах: начиная с электроники и микроэлектроники, заканчивая вибрационными измерениями в бытовом пространстве и на автомобильном производстве. От качественного измерения вибрации зависит успешное авиастроительство, машиностроение, работа заводов и фабрик по производству бытовой техники и производственного оборудования.
Какими способами можно измерить вибрации?
На сегодняшний день современное высокоточное оборудование позволяет проводить два типа измерений шума и вибраций:
Бесконтактные способы измерения вибрации
Стоит отметить, что в последнее время проводится цикл исследований и разработка новых методик, как измерить вибрацию, которая будет основываться на бесконтактной связи с объектом в процессе произведения замеров. Необходимость в создании новых способов обусловлена тем, что контактные анализы часто могут допускать погрешности в проверках и не давать достаточно четкой картины исследования.
Бесконтактная проверка вибрации производится без непосредственного контакта датчика измеряющего прибора и оборудования. Между замеряющим прибором и оборудованием в процессе проверки не производится механической связи.
Бесконтактные методики проверки вибрационных движений объектов основаны на замерах с помощью ультразвуковых волн или электромагнитных показаний.
Наиболее используемым методом бесконтактного измерения вибрации ГОСТ на сегодня считается метод фазометрии. Для чего используются измерения вибрации таким способом? Суть данного способа исследования уровня вибраций заключается в том, что датчик измеряет разницу между показаниями в условиях передачи ультразвуковых сигналов и их отражений от объекта.
Для чувствительности измерений нередко используют пьезоэлектрическую керамику. При передаче ультразвуковых сигналов с частотой в 240 кГц, точность показателей измерений может достигать до 10 мкм с диапазоном в 10-5*10 мкм. При этом расстояние между контрольным объектом и измерительным прибором может составлять около 1.5 м. В зависимости от величины дистанции между объектами и частоты передачи ультразвуковых сигналов, чувствительность измеряющего прибора и точность показаний увеличивается.
Среди наиболее заметных преимуществ бесконтактных приборов измерения вибраций стоит отметить их бюджетность и простоту в использовании и транспортировке. Для измерений таким способом не требуется много времени. Показатели являются максимально точными, учитывая отсутствие факторов, которые могут влиять на частоту диапазона волн или на приглушение ультразвуковых колебаний в пространстве.
Среди недостатков можно отметить то, что на бесконтактные приборы измерения вибраций оказывает влияние атмосфера, а также частота вибраций исследуемого элемента.
Как измеряется вибрация предметов сегодня?
Среди большого количества способов измерения вибрации, в бытовой и промышленной сферах сегодня нередко используют следующие методики:
1. Метод измерения вибраций с помощью зондирования световыми лучами. Большинство датчиков такого типа регистрируют показатели движения исследуемых объектов с помощью эффекта Допплера. Приборы способны измерять амплитуду движения оборудования и фазы вибраций. Однако при больших амплитудах движения приборы могут допускать погрешности в измерениях, требовать дополнительной калибровки, в зависимости от особенностей проверяемого объекта.
2. Световые способы измерения вибрации зависят от поверхности исследуемых объектов и теряют свою эффективность в случае неподходящих параметров. Вторую группу наиболее часто используемых приборов для замеров вибрации составляют голографические методы. Разрешение этих датчиков составляет около 0,05 мкм. Однако для измерений таким образом требуется высокотехнологичное оборудование, которое отнимает много времени на процесс произведения замеров и полного вычисления.
3. К третьей группе методов измерений вибраций относятся приборы, работа которых основана на измерении СВЧ излучений. Они могут быть двух типов: интерференционными или резонаторными. Основой работы интерференционных методов является просвечивание контрольного объекта СВЧ-волнами и прием показателей отражения лучей от поверхности. Между датчиком и объектом в процессе произведения замеров образуется так называемая стоячая волна, которая начинает колебание по мере увеличения или уменьшения амплитуды движения объекта исследования.
4. Датчики, которые измеряют резонаторные изменения, работают по принципу сканирования объекта проверки в поле СВЧ излучений. При малейших колебаниях исследуемого элемента, показатели движения и амплитуда фиксируются и анализируются. Бесконтактные методы проверки позволяют максимально точно произвести вычисление амплитуды движения объектов и вибрационные изменения в процессе их работы.
Как влияет вибрация на человека?
Независимо от типа и характера вибраций, воздействие вибрации на человеческий организм зарегистрировано и доказано многими научными исследованиями и экспериментами. Вибрации могут привести к некоторым специфическим заболеваниям или изменениям в организме.
Дабы узнать, как проверить уровень вибрации в квартире, избежать проблем и всегда быть защищенным на месте своей профессиональной деятельности, лаборатория «ЭкоТестЭкспресс» предлагает высокотехнологичную проверку и сканирование показателей вибрации вашего оборудования на промышленных предприятиях или в бытовом пространстве. Мы гарантируем, в отличие от видеоуроков замера вибрации, максимально точные измерения и составление полной картины вибраций в проверяемом пространстве, что позволит вам предпринять методы по оптимизации своего оборудования или бытовой организации помещения.
Высококвалифицированный персонал лаборатории «ЭкоТестЭкспресс» готов предоставить детальную консультацию о методах и способах проверки вибраций нашим оборудованием, а также уверить вас в том, что мы используем только современные методики для замеров вибраций. Мы заботимся о вашем самочувствии и безопасности!
Чем измерить вибрацию оборудования
В предыдущей главы мы выяснили, что основным инструментом анализа вибрации является спектр. Когда мы измеряем вибрацию машин, мы обычно измеряем спектр вибрации, поскольку данный параметр дает важную информацию о техническом состоянии машины и позволяет определить возможные причины вибраций. Именно поэтому крайне важно, чтобы спектр вибрации отображал достоверную информацию.
Какие условия необходимо соблюдать для выполнения точного измерения вибрации?
Как и для каких типов машин нужно выполнять измерения?
В данном разделе мы ответим на эти вопросы. После прочтения данной главы Вы узнаете:
• Какие машины нуждаются в контроле за вибрацией?
• Как правильно устанавливать датчик вибрации.
• Как правильно задавать параметры измерения вибрации.
• Как правильно выполнять измерения вибрации.
Какие машины нуждаются в контроле за вибрацией?
В первую очередь, необходимо выполнять мониторинг критического оборудования. Ведь, к примеру, нецелесообразно обследовать сначала людей с идеальным состоянием здоровья, а затем переходить к тем пациентам, которые действительно нуждаются в лечении. То же самое касается мониторинга технического состояния оборудования. Во избежание непредвиденных и дорогостоящих поломок регулярный мониторинг вибрации требуется выполнять для следующих машин:
Как работает датчик вибрации?
Для точного измерения вибрации необходимо правильно устанавливать датчик вибрации на измеряемый объект. Существует несколько видов датчиков для измерения вибрации, наиболее широко применяемым является акселерометр, так как он имеет множество преимуществ по сравнению с другими типами датчиков.
Акселерометр – это датчик, который генерирует электрический сигнал, пропорциональный величине ускорения вибрирующего объекта, на котором установлен датчик.
Ускорение вибрирующего компонента – это быстрота изменения скорости вибрирующего компонента.
Сигнал ускорения, генерируемый акселерометром, поступает в инструмент, который, в свою очередь, преобразует его в сигнал виброскорости. В зависимости от выбора пользователя, сигнал может быть представлен в виде временного сигнала или спектра вибрации. Спектр виброскорости получают из временного сигнала виброскорости с помощью алгоритма Быстрого Преобразования Фурье.
Ниже представлен простой пример сбора данных вибрации.
Как правильно устанавливать датчик вибрации?
Большинство машин состоят из нескольких вращающихся компонентов. Моторы насосы, компрессоры, вентиляторы, ленточные конвейеры, редукторы представляют собой вращающиеся механизмы, которые часто используются в машинах.
Большинство вращающихся механизмов имеют подшипники, которые поддерживают вес вращающихся частей и воспринимают нагрузку, связанную с вращательным и колебательным движением. Как правило, подшипники воспринимают большую часть нагрузки, поэтому неудивительно, что в подшипниках часто возникают поломки и проявляются первые признаки неисправностей.
В связи с этим, измерение вибрации выполняют, как правило, на подшипниках, на которые устанавливают акселерометр.
Поскольку заключение о техническом состоянии машин составляется на основе полученных данных измерения, необходимо очень внимательно относиться к процедуре сбора данных. Важно помнить, что точность измерения данных значительно зависит от способа установки акселерометра на измеряемый объект.
Каким образом нужно устанавливать акселерометр для получения точных данных измерения?
Ниже даны основные принципы:
1. Акселерометр необходимо устанавливать как можно ближе к подшипнику
Представьте, что доктор слушает Ваше сердце через толстый слой одежды, при этом поместив стетоскоп в области почек, а не сердца. В таком случае Вы, вероятнее всего, усомнились бы в точности поставленного диагноза.
Аналогично, при измерении вибрации машин датчик необходимо устанавливать как можно ближе к подшипнику, а именно как можно ближе к осевой линии подшипника, что исключает возможность искажения данных во время измерения.
2. Акселерометр должен быть закреплен надежно
Для получения точных данных измерения акселерометр должен в точности повторять колебательные движения машины, на которой он установлен. Для этого акселерометр необходимо устанавливать так, чтобы он не качался и не перемещался. Ненадежно установленный акселерометр генерирует сигналы, искаженные из-за его собственных колебаний.
Существуют несколько способов установки акселерометра, но наиболее распространенным является крепление на магнитное основание, поскольку данный вид монтажа обеспечивает надежность измерения и в то же время удобен для пользователя. Магнитное основание позволяет надежно фиксировать акселерометр на объект измерения и выполнять измерения сразу на нескольких машинах с помощью одного акселерометра. Установка и снятие акселерометра с помощью магнитного основания требует минимум времени.
Для обеспечения надежной фиксации акселерометра на объект измерения, магнитное основание должно быть ровным и плотно прилегать к поверхности измеряемого объекта. Монтажная поверхность должна быть очищена от мусора, ржавчины и отслоившейся краски.
3. Акселерометр необходимо устанавливать в правильном направлении
В различных ситуациях акселерометр устанавливают в разных направлениях.
Сигнал, генерируемый акселерометром, зависит от направления, в котором установлен датчик, поскольку амплитуда механических колебаний изменяется в различных направлениях.
Монтажная поверхность должна быть магнитной (сталь, никель, кобальт сплавы).
Избегайте ударов и нагрева магнитного основания, поскольку это ведет к ухудшению магнитных свойств.
4. Акселерометр необходимо устанавливать в одной и той же измерительной точке
Для получения надежных данных измерения необходимо использовать один и то же акселерометр и устанавливать его в одной и той же точке измерения. При возможности, всегда выполняйте измерения с помощью одного и того же датчика, установленного в одном и том же месте.
5. Акселерометр необходимо устанавливать на твердых поверхностях
Недопустимо устанавливать акселерометр на гибкие поверхности машины, поскольку это приведет к искажению спектра из-за колебаний гибкой части машины.
Нельзя устанавливать акселерометр на очень легкие по весу объекты, иначе сигнал вибрации будет искажен под действием веса акселерометра. Как правило, общий вес акселерометра и магнита должен быть меньше 10 % от веса измеряемого объекта.
6. Уход за акселерометром
В случае небрежного обращения акселерометр может выдавать некорректные данные. Необходимо очень осторожно крепить акселерометр на монтажную поверхность и следить, чтобы не возникло удара в результате сильного магнитного притяжения. Для этого наклоните магнит и подведите акселерометр к измеряемой поверхности под углом, а после соприкосновения магнита с поверхностью осторожно выпрямите магнит до полного соприкосновения поверхностей.
Для того, чтобы демонтировать акселерометр с измеряемой поверхности ни в коем случае не тяните за акселерометр. Следует обхватить акселерометр вместе с основанием и наклонить в сторону.
Кабель акселерометра не должен закручиваться (переламываться), а должен быть надежно закреплен таким образом, чтобы не допустить его повреждения. Закрученный или свободно перемещающийся кабель может искажать данные спектра вибрации.
7. Личная безопасность
При проведении измерений вибраций необходимо всегда соблюдать меры безопасности. Во время сбора данных вибраций следует учитывать три основных вида опасностей: ушибы движущими частями, поражение электрическим током и повреждения, вызванные магнитными свойствами частей.
Во-первых, во время монтажа акселерометра необходимо следить за тем, чтобы кабель не попадал в движущиеся компоненты. Несмотря на то, что быстроразъёмное соединение сводит данный вид риска к минимуму, нельзя полагаться только на это. Помимо кабеля в движущиеся части может попадать свободная одежда, длинные волосы и ремни.
Во-вторых, ни в коем случае нельзя устанавливать акселерометр на поверхность под напряжением, поскольку это может стать причиной поражения электрическим током.
В-третьих, не держите магнитное основание вблизи чувствительных к магниту предметов, таких как кредитные карты, дискеты, видеоплёнки, кассетные ленты и часы, так как они могут быть повреждены магнитными полями.
Также существуют другие виды опасностей, которые могут возникать при проведении измерений вибрации, поэтому перед началом работ необходимо внимательно ознакомиться с инструкцией по эксплуатации и технике безопасности.
Что такое параметры измерения?
Параметры измерения – это установки, которые определяют способ и характер проведения измерений. Задавая параметры измерения, мы определяем, каким образом будет проводиться сбор и обработка данных. Перед проведением сбора данных вибрации, в первую очередь, необходимо настроить параметры измерения.
Параметры измерения вибрации можно сравнить с критериями «что и как», которые определяет доктор перед тем, как назначить пациенту медицинское обследование.
Давайте рассмотрим, каким образом следует устанавливать параметры измерения перед проведением измерения спектра вибрации. Рассмотрим это на примере использования приборов CSI. Параметры, установленные по умолчанию (за исключением значения Fmax) подходят для проведения большинства измерений вибрации, поэтому чаще всего нет необходимости в настройке параметров.
Так какие же параметры измерения вибрации бывают и что они определяют?
Параметры, используемые при измерении спектра вибрации, можно разделить на 4 класса:
1. Способ сбора данных
2. Объем и продолжительность сбора данных
3. Способ обработки собранных данных
4. Способ представления собранных данных
1. Способ сбора данных
Параметры, которые определяют способ сбора данных, относятся к категории параметров «Trigger type» (Тип измерений) и задаются в поле «Sensor setup» (Настройка датчика).
Обычно устанавливают режим «Free run» (Непрерывный).
2. Объем и продолжительность сбора данных
Параметры, которые определяют объем и продолжительность данных: «Fmax», «Spectral lines» (Спектральные линии), «Overlap» (Перекрытие).
В главе 2 мы отмечали, что чем выше значение Fmax, тем выше частотный диапазон, в пределах которого будет выполняться сбор данных вибрации.
Таким образом, если значение Fmax высокое, спектр вибрации будет отображать высокочастотные данные. Для сбора высокочастотных данных вибрации частота измерения или частота выборки также должны быть высокими. В результате, чем выше значение Fmax, тем ниже будет продолжительность измерения. Чем больше используется спектральных линий, тем больше информации будет собрано. Это означает, что чем больше используется спектральных линий, тем больше данных необходимо собрать, а, следовательно, тем больше требуется времени на проведение измерений.
Какое значение Fmax использовать?
Чем выше скорость вращения машины, тем выше частота колебаний и тем больше должно быть значение Fmax для сбора данных вибрации на высоких частотах.
Для машин, которые не имеют такие компоненты, как зубья шестерни, лопасти вентилятора, крыльчатки насоса и опорные элементы, значение Fmax должно быть в 10 раз выше частоты вращения машины для сбора всей важной информации о техническом состоянии машины.
Например, если скорость вращения составляет 10.000 об/мин, то величину Fmax можно устанавливать на уровне 100.000 Об/мин.
Для машин, которые состоят из таких механизмов, как ЗК, вентиляторы, насосы и роликоподшипники, достаточным значением Fmax будет величина, в три раза выше рабочей скорости.
Например, для зубчатого колеса с 12 зубьями со скоростью вращения 10.000 Об/мин, значение Fmax устанавливают на уровне 360.000 Об/мин. Если необходимое значение Fmax очень высокое, то разрешение спектра будет низким, что ведет к возможной потере данных на низких частотах. Во избежание этого помимо измерений с высоким значением Fmax следует выполнять измерения с низким значением Fmax.
Сколько спектральных линий использовать?
В большинстве случаев достаточно использовать разрешение в 400 спектральных линий. Однако, если значение Fmax высокое, то линии будут распределены по всему частотному диапазону с большими промежутками между собой. Поэтому для предотвращения потери данных сигнала необходимо соблюдать следующее условие: чем выше значение Fmax, тем больше спектральных линий требуется.
Однако чем больше используется спектральных линий, тем выше будет продолжительность сбора данных и тем больше будет использоваться памяти прибора. Поэтому использовать высокое значение Fmax или большое количество спектральных линий стоит только при необходимости.
3. Как обрабатывать данные?
К параметрам, которые определяют способ обработки данных, относятся «Average type» (Тип усреднения), «Number of averages» (Число усреднений), «Window type» (Тип окна).
Представьте, что Вам нужно точно измерить ширину страниц этой книги. Поскольку ширина страниц может изменяться, то Вы бы, скорее всего, замерили не одну страницу, а несколько страниц, после чего рассчитали бы среднее значение.
Подобным образом, при измерении вибрации сначала измеряют несколько спектров, а затем усредняют их для получения среднего спектра. Средний спектр лучше отражает характер вибрации, поскольку в процессе усреднения минимизируются случайные колебания и импульсы, характерные для вибраций машин.
Параметр «Average type» (Тип усреднения) определяет способ усреднения спектров. В большинстве случаев рекомендуется использовать «Linear» (Линейное усреднение).
«Exponential (Экспоненциальное усреднение) обычно используется в том случае, если характер вибраций значительно меняется во времени. «Peak hold» (Удержание пика), в сущности, не подразумевает усреднение, а отображает максимальную амплитуду колебаний для каждой спектральной линии.
Параметр «Number of averages» (Число усреднений) определяет количество спектров, участвующих в усреднении. Чем больше используется спектров в процессе усреднения, тем более четким представляются спектральные пики.
Однако чем больше используется спектров, тем больше требуется данных и, соответственно, тем больше времени уходит на вычисление среднего спектра. В большинстве случаев достаточно использовать 4 спектра для усреднения.
Как правило, собранные данные не используют непосредственно для получения спектра, а сначала преобразуют для компенсации определенных ограничений алгоритма БПФ (преобразование данных в спектр).
Обычно данные преобразуют путем их умножения на соответствующее окно. Это предотвращает «смазывание» или «утечку» спектральных линий.
«Window type» (Тип окна) определяет вид используемого окна. Обычно используют «Hanning window» (Окно Ханнинга). При использовании «Rectangular window» (Прямоугольное окно) данные фактически не будут изменены.
4. Как отображать данные?
Параметры «Display units» (Единицы отображения) определяют способ отображения спектров.Чтобы определить способ отображения спектров, нужно задать масштаб спектра. Масштаб спектра определяет четкость отображения деталей спектра и задается параметрами «Amplitude scale» (Масштаб амплитуды), «vdB reference» (Исходное vdB), «Log range» (Диапазон) и «Velocity max» (Макс.скорость).
В большинстве случаев «Amplitude scale» (Масштаб амплитуды) выбирают «Linear» (Линейный). При выборе линейного масштаба параметры «vdB reference» (Исходное vdB) и «Log range» (Диапазон) устанавливать не нужно. Обычно рекомедуется устанавливать параметр «Velocity max» (Макс.скорость) на «Automatic» (Авто) для автоматического выбора масштаба амплитуд, что обеспечивает четкое отображение спектральных пиков.
Чтобы определить способ отображения спектра, нужно определить «Amplitude type» (Тип амплитуды). В главе 2 мы определили два типа амплитуды – пиковая амплитуда и СКЗ амплитуда.
Если используется пиковая амплитуда, спектр будет отображать максимальный пик амплитуды колебаний на различных частотах. При использовании СКЗ амплитуды спектр будет отображать величину колебаний на различных частотах.В спектре вибрации пиковая амплитуда на определенной частоте равна √2 х СКЗ амплитуду на этой частоте. Таким образом, неважно, какой тип амплитуды используется, поскольку одно значение амплитуды может быть преобразовано в другое.
Рекомендуем всегда использоватьодни и те же значения амплитуды для одних и тех же точек для предотвращения возникновения ошибок. При переходе от СКЗ величины к пиковой в спектре вибрации возникают выраженные подъемы, которые специалист может ошибочно принять за сигналы, генерируемые при наличии повреждений в машинах. С другой стороны, переключение пикового значения амплитуды на СКЗ значение может скрывать реальное повышение амплитуды колебаний.
Наконец, необходимо указывать типы единиц амплитуды и частоты. Выбор единиц зависит от личного предпочтения пользователя, но чаще всего зависит от географического положения.
В Северной Америке в качестве единиц скорости и частоты используются дюйм/сек и kcpm (килоциклы в минуту). В других странах в качестве единиц измерения скорости и частоты обычно используют мм/с и Гц соответственно.
5. Как собирать данные?
Обычно анализ вибраций выполняют не на месте эксплуатации машины, поскольку работать в таких условиях часто опасно и неудобно. Измерения обычно проводят с помощью прибора, а затем выполняют анализ измеренных данных в офисе в спокойной и безопасной обстановке. Для более детального анализа данные можно переносить на компьютер.
На многих предприятиях имеется большое количество критического оборудования, которое нуждается в контроле за вибраций. При этом для тщательного анализа требуется проведение измерения в разных точках машины. Для измерения в каждой точке акселерометры нужно устанавливать, как правило, в разных направлениях и с использованием разных параметров измерения. Таким образом, в течение каждого измерительного цикла требуется снимать множество показаний.
В целях экономии времени измерения обычно проводят сразу на всех машинах, а затем выполняют анализ в офисе.
Важно, чтобы измерения проводились точно и последовательно. Если Вы проводите измерения последовательно и систематично, это минимизирует вероятность путаницы в данных, полученных с разных машин. Смешение данных приводит к неправильным результатам анализа, что может стать причиной дорогостоящих ремонтов.
Возникает вопрос: как можно быть уверенным в том, что измерения выполняются в нужных направлениях, результаты измерений не смешиваются между собой и выполняются все необходимые измерения. Для этого нужно использовать список измерений.
В списке измерений указаны все измерения, которые требуется снять в определенном цикле измерений.
Это подобно списку покупок, в котором указано всё, что Вам необходимо купить. В списке измерений содержатся указания по поводу того, на какой машине и какие измерения необходимо выполнить, в каком направлении и с использованием каких параметров.
Список измерений, который содержится в виброприборе vb instrument, немного отличается, однако имеет ту же структуру данных.
Во избежание путаницы измерительные точки, указанные в списке измерений, должны иметь уникальные понятные названия. Также необходимо четко маркировать машины и измерительные точки названиями, совпадающими с названиями в списке измерений. При выполнении измерений следите, чтобы направления, в которых устанавливаются акселерометры, соответствовали указанным в списке измерений.
Необходимо снять следующие показания:
• Передняя часть (подшипник)
— горизонтальное (Fmax 200 Гц, _ _ _)
— вертикальное (Fmax 200 Гц, _ _ _)
— осевое (Fmax 200 Гц, _ _ _)
• Задняя часть (подшипник)
— горизонтальное (Fmax 200 Гц, _ _ _)
— вертикальное (Fmax 200 Гц, _ _ _)
— осевое (Fmax 200 Гц, _ _ _)
• Выходная сторона (подшипник)
— радиальное (Fmax 200 Гц, _ _ _)
(Fmax 8000 Гц, _ _ _)
• Ведомый конец (подшипник)
— горизонтальное (Fmax 200 Гц, _ _ _)
— вертикальное (Fmax 200 Гц, _ _ _)
Инженерпо техническому обслуживанию
Не все машины, содержащиеся в списке измерений, могут быть в равной степени важными. Менее критические машины можно контролировать реже. Если для определенного цикла измерений нужно измерить только некоторые машины или некоторые точки, Вы можете помечать эти машины, чтобы измерения выполнялись только на них. Подробная информация об отметке пунктов в списке измерений содержится в руководстве по эксплуатации прибора CSI.
Для обеспечения регулярного сбора данных следует составлять план проведения измерений.
Для большинства машин данные необходимо собирать каждый месяц. Для критического оборудования данные нужно собирать раз в неделю, а для менее важного – раз в два месяца. Для начала рекомендуем придерживаться строгого графика, а затем корректировать его исходя из опыта.
Представьте, что Вы идете в магазин со списком покупок, но при этом не имеете достаточной суммы денег и средства передвижения. Полагаем, такая задача будет бессмысленной.
Аналогично, для проведения вибромониторинга требуется достаточный объем памяти и заряженный аккумулятор. Перед началом сбора данных необходимо убедиться, что аккумулятор заряжен и имеется достаточно свободной памяти в приборе (подробная информация содержится в руководстве по эксплуатации прибора CSI).
Большинство типов вибраций обнаруживается, когда машина находится в установившемся режиме работы и генерирует стабильный сигнал.
Сразу после запуска машины или изменения скорости вращения необходимо подождать некоторое время для того, чтоб машина вошла в установившийся режим
работы перед тем, как начать измерение спектра вибрации, иначе собранный спектр будет содержать недостоверные данные вибрации.
По завершении измерительного цикла рекомендуется переносить собранные данные на компьютер с помощью программного обеспечения IORS:2020. После передачи данных измерения их можно удалить из памяти прибора с тем, чтобы можно было сохранить информацию при последующем сборе данных.
В данном разделе мы узнали, как выполнять измерение вибрации.
Мы узнали, какие машины необходимо контролировать и по каким параметрам машину относят к классу критических.
Мы также рассмотрели принцип работы измерительного прибора и описали функцию акселерометров. Мы подчеркнули важность корректной и надежной установки акселерометров, поскольку от этого зависит точность измеренных данных.
Мы узнали, как задавать параметры измерения; установка параметров измерения определяет способ сбора данных вибрации. К параметрам измерения относятся способ, объем и продолжительность измерения, а также способ обработки и отображения собранных данных.
Мы подчеркнули важность сбора и регистрации данных в последовательном и систематическом порядке. При измерении данных их заносят в список измерений, а затем переносят на компьютер для детального анализа и документирования. Для обеспечения регулярного сбора данных необходимо иметь четкий график проведения измерений.