5 kluczowych typów narzędzi do pomiaru drgań

Na przykład z monitorowanie stanu narzędzia, specjaliści ds. niezawodności mogą przewidywać awarie aktywów i otrzymywać krytyczne dane o stanie maszyny natychmiast z dowolnego miejsca. A w przyszłości, analiza drgań w połączeniu z uczeniem maszynowym (ML) i sztuczną inteligencją (AI) będzie w stanie kierować zaleceniami dotyczącymi napraw. Jednak aby odblokować tę przyszłość, zespoły konserwacyjne muszą być przygotowane z odpowiednim zestawem narzędzi do pomiaru drgań.

Którego narzędzia do pomiaru drgań powinienem użyć i dlaczego?

Zanim zdecydujesz, jak mierzyć drgania, sprawdź, na jakim etapie podróży w kierunku niezawodności znajduje się Twoja organizacja. Czy jesteś zadowolony ze swoich obecnych praktyk konserwacyjnych i operacyjnych? Czy dysponujesz łącznością i infrastrukturą do wdrożenia strategii konserwacji predykcyjnej (PdM) lub programu monitorowania drgań?

Brak zasobów to częsty powód, dla którego niektóre organizacje mają problemy z programami monitorowania drgań — w tym z wyborem niewłaściwego narzędzia do pomiaru drgań dla swoich potrzeb. Fluke Reliability oferuje kompleksowe zdalne usługi monitorowania stanu, sprzęt i oprogramowanie, które pomogą Ci zacząć, pomogą Ci utrzymać się na właściwej drodze i zagwarantują sukces.

Dane z pomiaru drgań są bogate w informacje

Pomiary drgań mogą pomóc zespołom konserwacyjnym określić stan maszyn. Gromadząc dane o drganiach, zespoły mogą wykryć, czy i kiedy stan maszyny ulega zmianie. Pomiary drgań mogą być również wykorzystywane do diagnozowania przyczyny u źródła tej zmiany. Co najważniejsze, pomiary drgań mogą również dostarczać informacji na temat bezpiecznej obsługi maszyn.

Pomiar drgań to zazwyczaj nieinwazyjna procedura pomiarowa, którą można przeprowadzać podczas normalnej pracy maszyny.

Wibracja to po prostu fala dźwiękowa, a każdy element maszyny ma unikalny dźwięk (lub częstotliwość), który nie jest wykrywalny dla ludzkiego ucha. Czujniki mają zdolność wykrywania tych dźwięków.

Amplituda drgań zależy od wielkości siły wzbudzenia, masy i sztywności układu oraz jego tłumienia. Pewien poziom drgań jest normalny w maszynach. Niektóre źródła drgań to tolerancje maszyn, struktura maszyn, konstrukcja łożysk, obciążenie i smarowanie, montaż maszyn oraz toczenie i tarcie między ruchomymi częściami.

5 typów narzędzi do pomiaru drgań

Poniższe narzędzia do pomiaru drgań często pomagają specjalistom ds. niezawodności rozpocząć program konserwacji predykcyjnej (PdM) lub zdalnego monitorowania stanu.

1. Przenośne narzędzia do pomiaru drgań

Najlepsze wykorzystanie:
Ręczne narzędzie do pomiaru drgań, takie jak Fluke 805 FC Miernik wibracji jest najlepszy, gdy potrzebujesz wysoce niezawodnego urządzenia przesiewowego, które może zapewnić powtarzalne, ogólne odczyty drgań. W przeciwieństwie do długopisu, Fluke 805 mierzy również określone zmienne, w tym stan łożysk i temperaturę.

Skala powagi jest łatwa do zrozumienia i wyświetla proste teksty (Dobry, Zadowalający, Niezadowalający, Niedopuszczalny), aby wskazać stan łożyska i ogólne drgania. pomiar drgań Urządzenie odczytuje szeroki zakres częstotliwości, a dostęp do danych jest możliwy z dowolnego miejsca za pośrednictwem inteligentnego urządzenia, np. laptopa lub telefonu komórkowego.

2. Przenośne narzędzia do testowania wibracji

Najlepsze wykorzystanie:
Przenośny tester wibracji to świetna opcja, gdy do krytycznych maszyn może bezpiecznie i łatwo dotrzeć technik. I chociaż zarówno przenośne testery wibracji, jak i analizatory wibracji mogą rejestrować dane dotyczące wibracji i diagnozować usterki maszyn, mają różne możliwości.

Fluke 810 Tester Vibration używa silnika analitycznego do diagnozowania problemów z maszyną i zapewnia analizę drgań na miejscu na jednym ekranie. Rejestruje wąskie okno danych.

3. Przenośne narzędzia do analizy drgań

Podobnie jak testery drgań, przenośny analizator drgań może zapewnić użytkownikom natychmiastowe informacje o pomiarach drgań dotyczących stanu maszyn, w tym silników, wentylatorów i dmuchaw. Oba mogą zidentyfikować cztery najczęstsze usterki: niewyważenie, rozbieżność, luzy, uszkodzenia łożysk. Często mogą również wskazać lokalizację i stopień uszkodzenia.

Jednak w przeciwieństwie do testerów wibracji, przenośny analizator drgań takie jak VIBXpert II firmy Prüftechnik mogą zbierać niemal każdy rodzaj danych pomiarowych drgań. Te narzędzia do pomiaru drgań mogą również pomóc zespołom korygować niewyważenie maszyn i łączyć się z wieloma typami czujników. Jednak ze względu na swoją złożoność analizatory drgań często potrzebują eksperta do interpretacji szczegółowych danych.

4. Bezprzewodowy czujnik analizy drgań

Najlepsze wykorzystanie:
Bezprzewodowy czujnik analizy drgań jest najlepszy, jeśli Twoja organizacja ma dziesiątki krytycznych maszyn. Gdy krytyczny zasób ulegnie awarii, może zatrzymać produkcję, a nawet uszkodzić inne maszyny. Te zaawansowane czujniki ostrzegają Cię o potencjalnych awariach maszyn z dużym wyprzedzeniem, w tym pokazują powagę problemu, dzięki czemu możesz działać, aby zapobiec awarii.

Do czego służy bezprzewodowy czujnik analizy drgań?

Bezprzewodowy czujniki wibracji jak Fluke 3563 Analysis Vibration Sensor śledź wydajność maszyny i przechwytuj szczegółowe dane za pomocą potężnego czujnik piezoelektrycznyDane te zapewniają specjalistom ds. niezawodności wgląd w problemy maszyn krytycznych dla produkcji. Szybkie wyniki dają zespołom ds. konserwacji wystarczająco dużo czasu na podejmowanie świadomych decyzji przed awarią maszyn.

5. Przewodowy system monitorowania drgań

Najlepsze wykorzystanie:
Najlepszym rozwiązaniem jest przewodowy system monitorowania drgań. monitorowanie stanu maszyn o znaczeniu krytycznym dla produkcji. Na przykład VIBGUARD IIoT firmy Prüftechnik może monitorować generatory turbinowe, maszyny papiernicze, wrzeciona szybkoobrotowe i maszyny wielonapędowe. Te zaawansowane narzędzia do pomiaru drgań zapewniają kompleksową analizę drgań dla złożonych maszyn.

Do czego służy przewodowy system monitorowania drgań?

Przewodowy system monitorowania drgań rejestruje duże ilości danych pomiarowych drgań o wysokiej rozdzielczości. Umożliwia analizę drgań dla szerokiego zakresu usterek maszyn, rezonansów, procesów i struktur oraz umożliwia konserwację predykcyjną.

Przydatne wskazówki dotyczące wyboru narzędzia do pomiaru drgań

• Pomyśl o problemach z maszynami, które chcesz rozwiązać w pierwszej kolejności i dlaczego. Dokładnie przejrzyj swoje najkosztowniejsze problemy z konserwacją. Które z Twoich maszyn psują się najczęściej, co powoduje problemy i jak wpływają one na produkcję?
• Skorzystaj z oferty producenta. Wersja próbna pozwala Twojej organizacji przetestować narzędzie do pomiaru drgań przed jego zakupem. W zależności od dostawcy organizacja otrzymuje również wsparcie ekspertów, aby zapewnić prawidłowe ustawienie pilota i lepszy sukces. Na przykład Fluke Reliability oferuje kompleksowe szkolenia i usługi zdalnego monitorowania stanu.
• Przeprowadź analizę krytyczności aktywów (ACA), aby mieć pewność, że pomiary drgań dotyczą odpowiednich maszyn. An ocena krytyczności aktywów wykorzystuje dane do dokładnego określenia rzeczywistej wartości biznesowej Twoich najważniejszych aktywów. Interesariusze wykorzystują uzgodnione kryteria do oceny, klasyfikacji i rankingu aktywów oraz grupują je jako krytyczne dla produkcji, półkrytyczne i mniej krytyczne.

Pomiar wibracji jest niezbędny w każdym programie konserwacji. Wibracje to „puls” Twoich maszyn, dający Ci bezcenny wgląd w stan i wydajność aktywów. Na szczęście nie musisz być ekspertem w zakresie pomiaru wibracji, aby skorzystać z zalet monitorowanie wibracji i analiza Twojego sprzętu. Tutaj wyjaśniamy, jak działa pomiar drgań, dlaczego jest ważny i jak może utrzymać zdrowie i wydłużyć żywotność Twoich aktywów.

Dlaczego pomiar drgań jest ważny

Gdy sprzęt przemysłowy pracuje, pewien poziom wibracji jest normalny. Gdy wzór wibracji maszyny ulega zmianie, może to sygnalizować istniejące lub potencjalne usterki. Nadmierne, nieregularne lub w inny sposób nieprawidłowe wibracje są często pierwszym objawem problemu z maszynami. Jeśli nie zostaną sprawdzone, podstawowe problemy mogą się nasilić do punktu, w którym maszyna ostatecznie ulegnie awarii. Ponadto niekontrolowane wibracje mogą prowadzić do dalszych uszkodzeń sprzętu.

Wraz z postępem w Technologie przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT)branża przeszła od konserwacji zapobiegawczej do konserwacji opartej na stanie i strategie konserwacji predykcyjnej. Wykorzystują dane o stanie zasobów w czasie rzeczywistym, aby optymalizować harmonogramy konserwacji i zapobiegać nieplanowanym przestojom.

A narzędzie do pomiaru drgań zbiera dane o stanie maszyn. Dane z tych urządzeń mogą być używane do diagnozowania problemów, takich jak zużyte łożyska, niewspółosiowość i inne, dzięki czemu można je rozwiązać, zanim doprowadzą do awarii i przestoju. Monitorowanie drgań może identyfikować wczesne oznaki zużycia maszyn i służyć jako silny wskaźnik stanu i wydajności maszyny.

Przyrządy do pomiaru drgań

Istnieje wiele instrumentów, które można wykorzystać do rejestrowania drgań maszyn, większość z nich robi to poprzez pomiar zmian przyspieszenia. Nazywa się to akcelerometrem i jest to jedna z najskuteczniejszych technologii monitorowania i analizowania drgań maszyn, zarówno długoterminowo, jak i w czasie rzeczywistym. Drgania można mierzyć zarówno za pomocą urządzeń przenośnych obsługiwanych przez personel konserwacyjny, jak i czujników przymocowanych do podzespołów maszyn.

Przenośne mierniki i testery drgań

Przenośne mierniki drgań oraz testery przenośne można używać do ręcznego zbierania danych w danym momencie — na przykład podczas konserwacji opartej na trasie. Urządzenia te rejestrują dokładne i precyzyjne odczyty, które można wykorzystać do diagnozowania problemów i informowania programu konserwacji.

Ręczne analizatory drgań mogą być skutecznym narzędziem diagnostycznym, ale mają swoje ograniczenia. Rejestrują poziomy drgań w jednym punkcie w czasie. Ponadto pomiar zależy od działania człowieka: technik musi podejść do maszyny, dokonać odczytu, zapisać ten odczyt itp.

Czujniki wibracji

Czujniki drgań można zainstalować w krytycznych punktach maszyny, aby monitorować wzorce drgań w czasie rzeczywistym, przez całą dobę. Daje to wiele korzyści. Na przykład, ciągłe monitorowanie oznacza, że ​​masz więcej danych o tym, jak działa Twoja maszyna i jak wygląda jej stan w czasie.

Monitorowanie w czasie rzeczywistym oznacza również, że możesz zostać natychmiast powiadomiony o problemie, gdy jest jeszcze czas, aby chronić maszynę przed dalszymi uszkodzeniami. Dostępne są zarówno przewodowe, jak i bezprzewodowe czujniki wibracji.

Rodzaje czujników drgań

Obecnie zdecydowana większość czujników drgań to akcelerometry, co oznacza, że ​​czujniki mierzą przyspieszenie. Czujniki MEMS i piezoelektryczne to dwa najczęstsze typy akcelerometrów używanych do pomiaru drgań maszyn.

Czujniki drgań MEMS najlepiej nadają się do zakresów częstotliwości od 0 do 1000 Hz. W tym zakresie częstotliwości zazwyczaj można zidentyfikować brak równowagi, niewspółosiowość i luzy. Czujniki MEMS są opłacalne i zapewniają długą żywotność baterii, co czyni je idealnymi do programów monitorowania drgań na dużą skalę.

Piezoelektryczne czujniki drgań najlepiej nadają się do zakresów częstotliwości powyżej 1000 Hz, w tym do monitorowania łożysk, sprężarek i skrzyń biegów. Czujniki te mogą być używane na przykład do identyfikowania problemów z zazębieniem kół zębatych i prętami silnika.

Czym są wibracje?

Wibracja opisuje proces oscylacji lub przemieszczania się tam i z powrotem wokół stabilnego środka. Kiedy uderzasz w kamerton, wibruje on. Narzędzia napędzane silnikiem również wibrują podczas użytkowania.

Żadne dwa aktywa nie wibrują dokładnie w ten sam sposób. Czynniki takie jak rozmiar, sztywność, wkład energetyczny i sprzężenie wpływają na częstotliwość i amplitudę poziomów wibracji aktywów. Czynniki środowiskowe, takie jak ciepło, również mają wpływ na wibracje.

Dlaczego to ma znaczenie? Ponieważ poziomy wibracji są świetnym sposobem na śledzenie zmian w kondycji aktywów.

Każda maszyna wirująca ma swój własny „podpis” wibracji lub wzorzec bazowy. Gdy ten wzorzec się zmienia, istnieje duże prawdopodobieństwo, że coś jest nie tak z maszyną. Nawet niewielkie zmiany w poziomach wibracji mogą wskazywać na nowe problemy – takie jak niewspółosiowość, wady łożysk, niewyważenie lub wygięty wał.

Im szybciej zauważysz te problemy, tym szybciej Twój zespół będzie mógł je naprawić. Jednak jeśli nie zostaną rozwiązane, mogą doprowadzić do poważnych usterek, które mogą wyłączyć Twoje maszyny. Innymi słowy, zwracanie uwagi na poziom wibracji może zaoszczędzić Ci czasu, zasobów i pracy.

Jak mierzy się wibracje?

Technicy dysponują szeroką gamą narzędzi, których mogą używać do pomiaru drgań, od przenośnych mierników drgań po bezprzewodowe czujniki drgań. W zależności od potrzeb technicy mogą wykonywać pomiary drgań w ramach inspekcji opartej na trasie lub mogą zbierać dane w sposób ciągły.

Większość pomiarów drgań wykonuje się za pomocą akcelerometru, narzędzia mierzącego wstrząsy i wibracje emitowane przez aktywa i komponenty. Wiele akcelerometrów – w tym większość bezprzewodowych czujników – opiera się na technologii piezoelektrycznej, która zamienia fizyczne wibracje na sygnały elektryczne.

Bezprzewodowe czujniki drgań mogą stale zbierać dane o drganiach, co oznacza, że ​​możesz dokładnie zobaczyć, jak działają Twoje aktywa podczas ich eksploatacji. Możesz również wykorzystać takie dane, wysyłając je do komputerowego systemu zarządzania konserwacją (CMMS), aby uzyskać lepszy wgląd w stan aktywów i pomóc w planowaniu konserwacji.

Dobry CMMS będzie również przechowywał Twoje dane dotyczące drgań, aby były łatwo dostępne, gdziekolwiek i kiedykolwiek. Pomaga to podejmować świadome decyzje dotyczące planowania napraw, zamawiania części lub zakupu nowego sprzętu.

Jaka jest jednostka miary drgań?

Istnieje kilka różnych sposobów pomiaru poziomów wibracji. Każda metoda wykorzystuje własne jednostki miary. Większość zakładów wykorzystuje więcej niż jeden sposób pomiaru wibracji, więc dobrym pomysłem jest zapoznanie się z kilkoma podejściami.

Wibracje można mierzyć częstotliwością, prędkością, przyspieszeniem i przemieszczeniem. Krótko mówiąc:

• Częstotliwość mierzy liczbę pełnych oscylacji, czyli cykli, przez które przechodzi drgający obiekt na sekundę. Częstotliwość jest mierzona w hercach (Hz).
• Przemieszczenie mierzy, jak daleko wibrujący obiekt przesuwa się od swojego centralnego, stałego położenia. Wyższy poziom przemieszczenia wskazuje na bardziej dramatyczne drgania. Przemieszczenie jest zazwyczaj mierzone w metrach (m) lub milimetrach (mm).
• Szybkość mierzy zmiany w tempie przemieszczenia. Podstawową jednostką są milimetry na sekundę (mm/s).
• Przyśpieszenie mierzy zmiany prędkości w czasie. W zależności od poziomu drgań przyspieszenie można mierzyć w m/s2 lub mm/s2.

Jakie są trzy najważniejsze parametry służące do pomiaru drgań?

Zazwyczaj technicy biorą pod uwagę trzy parametry, gdy mierzą poziomy drgań: częstotliwość, przemieszczenie (lub amplitudę) i przyspieszenie. Krótko mówiąc, parametry te mierzą wielkość i intensywność poziomów drgań. Razem mogą pomóc zespołom ustalić przyczynę drgań, określić, jak poważne są i ustalić priorytety konserwacji.

Na przykład analiza zmian poziomów przemieszczenia może pomóc zespołom ustalić, czy maszyna jest niezrównoważona. Następnie analiza częstotliwości może pomóc dokładnie określić, który komponent powoduje wzrost ogólnych drgań. Ostatecznie wielotorowe podejście do analizy drgań oszczędza zarówno czas, jak i pieniądze.

Jak technicy mierzą częstotliwość wibracji?

Większość czujników drgań używanych obecnie to akcelerometry, które mierzą przyspieszenie. Czujniki drgań MEMS są zaprojektowane do pomiaru poziomów drgań w zakresie częstotliwości od 0 do 1,000 Hz. Czujniki drgań piezoelektrycznych są idealne do zakresów częstotliwości powyżej 1,000 Hz.

Technicy mogą również zdecydować się na rozbicie tych sygnałów wibracyjnych na ich indywidualne składowe częstotliwości. Powstały wykres nazywa się spektrogramem częstotliwości i może on zapewnić zespołom cenne informacje na temat tego, który składnik powoduje wzrost poziomu wibracji. Dobry monitor wibracji może również wykonywać analizę szybkiej transformaty Fouriera (FFT), rozbijając odczyt wibracji na spektrogram częstotliwości.

Istnieje wiele różnych sposobów pomiaru poziomów wibracji. A gdy jest to zrobione prawidłowo, pomiar wibracji może odblokować magazyn praktycznych spostrzeżeń na temat stanu maszyny. Skuteczna analiza wibracji może pomóc Ci wyprzedzić poważne problemy, utrzymać zakład w ruchu i doprowadzić do znacznego wzrostu produktywności.

Aby uzyskać więcej informacji, zobacz naszą Przewodnik po czujnikach drgań silników.