Demistyfikacja monitorowania drgań Część 3: Identyfikacja i interpretacja ogólnych wzorców drgań i usterek

Szybki dostęp 
Część 1: Dlaczego monitorowanie drgań jest ważne — i jak ono działa
Część 2: Zasady analizy drgań w maszynach wirujących
Część 3: Identyfikacja i interpretacja ogólnych wzorców drgań i usterek
Część 4: Diagnozowanie braku równowagi, niewspółosiowości, luzów i zużycia łożysk

Analiza drgań całkowitych (OV)

Całkowita analiza drgań, w przeciwieństwie do analizy widmowej, jest znacznie prostsza. Dane domeny czasu są używane do obliczenia jednej wartości całkowitej drgań, która reprezentuje średnią energię próbki drgań. Ta pojedyncza wartość może być używana jako wskaźnik ogólnego stanu maszyny. (Uwaga: istnieje wiele metod dostępnych do obliczenia wartości całkowitej drgań). Zaletą ogólnej analizy drgań jest jej prostota — jest tylko jedna liczba do zbadania.

Oto niektóre zasady pracy z poziomem OV:

• Maszyna z certyfikatem „No Fault” powinna charakteryzować się niskim ogólnym poziomem drgań.
• Wysoki ogólny poziom drgań może wskazywać na inny problem z maszyną, taki jak rezonans, wzbudzenie zewnętrzne pochodzące od pobliskiej maszyny, fundamentu, problem z procesem itp. Konieczne mogą być dalsze badania.

Analiza danych widmowych z maszyn wirujących — 3 proste kroki

Potrzeba lat, aby ktoś wyszkolił się na dobrego analityka wibracji, ale wystarczy spojrzeć na najważniejsze punkty, aby przejrzeć dane, takie jak te pokazane na poniższym rysunku 1:

Analiza danych składa się z trzech etapów:

1. Zidentyfikuj szczyty drgań, ponieważ odnoszą się do komponentu źródłowego maszyny. Największy szczyt zwykle pochodzi z wału. Każdy obrót wału wytwarza 4 drgania z 4 łopatek wirnika.
   • Zwróć uwagę na echa szczytu 1X przy 2X, 3X, 4X i 6X.
   • Tego typu „harmoniczne” są zjawiskiem normalnym we wszystkich maszynach wirujących.
2. Poszukaj wzorców w danych na podstawie reguł wibracji
3. Zmierz amplitudę szczytu drgań i ich wzorzec, aby określić powagę usterki.

Jak wyświetlane są dane dotyczące wibracji w celu ich przeglądu

Obracający się wał porusza się w górę i w dół, do przodu i do tyłu oraz osiowo. Pomiary są wykonywane przez tester wibracji w 3 kierunkach ruchu wału i 2 zakresach częstotliwości. Pozwala nam to porównywać dane między osiami w celu określenia wzorców i diagnozowania usterek maszyn — zapewnia to pełny obraz do diagnozy, jak pokazano na rysunku 2:

Analiza danych widmowych z typowych maszyn wirujących

Przyjrzyjmy się bliżej analizie danych widmowych z trzech różnych konfiguracji maszyn wirujących, co zaowocuje różnymi modelami analizy.

Maszyny sprzężone

W przypadku maszyn sprzężonych należy wykonać pomiary z dwóch łożysk silnika i dwóch łożysk pompy. W przypadku małych maszyn należy wykonać pomiary tylko 1 łożyska silnika i 1 łożyska pompy, jak pokazano na rysunku 3.

Maszyny jednowałowe — sprzężone ściśle 

W przypadku maszyn z jednym wałem, należy wykonać pomiary tylko z dwóch łożysk silnika. W przypadku małych silników należy wykonać pomiar tylko jednego łożyska, jak pokazano na rysunku 4 (poniżej). Kilka rzeczy, na które należy zwrócić uwagę:

• Pomiar należy wykonywać tylko od łożysk (TYLKO silnik)
• Wirnik pompy jest zamontowany na przedłużonym wale silnika. Brak łożysk na pompie
• Brak danych z pompy (tylko silnik). Nadal widać szczyty 4X i 8X z łopatek wirnika pompy 

Maszyny z napędem pasowym (maszyny ze skrzynią biegów są podobne)

W przypadku maszyn z napędem pasowym należy wykonać pomiary dwóch łożysk silnika i dwóch łożysk pompy. W przypadku małych maszyn należy wykonać pomiary tylko jednego łożyska silnika i jednego łożyska pompy, jak pokazano na rysunku 5.

Rzeczy do zapamiętania:

• Harmoniczne 1X silnika i 1X pompy widoczne w danych zarówno silnika, jak i pompy (drgania przenoszone są przez fundament).
• Ten sam zakres częstotliwości dla obu lokalizacji. Nałóż i porównaj dane z obu lokalizacji.
• Silniejsze harmoniczne silnika w danych silnika i silniejsze harmoniczne pompy w danych pompy. 
• Wibracje pompy (cztery łopatki wirnika) znajdują się na wale pompy: 4 X 1.1 = 4.4X; 8 X 1.1 = 8.8X.

Podsumowanie

Zrozumienie ogólnych trendów w zakresie drgań i tego, w jaki sposób wzorce widmowe odnoszą się do konfiguracji maszyny, daje zespołom zajmującym się konserwacją podstawę do skutecznego diagnozowania problemów, zwłaszcza czterech usterek najczęściej występujących w urządzeniach obrotowych.

???? Przeczytaj część 4 → Diagnozowanie braku równowagi, niewspółosiowości, luzów i zużycia łożysk

Bio Autor: John Bernet jest specjalistą ds. zastosowań mechanicznych i produktów w Fluke Corporation. Wykorzystując ponad 30-letnie doświadczenie w konserwacji i obsłudze elektrowni jądrowych i maszyn w zakładach komercyjnych, John współpracował z klientami we wszystkich branżach, wdrażając programy niezawodności. Jest certyfikowanym analitykiem drgań kategorii II i certyfikowanym specjalistą ds. niezawodności konserwacji (CMRP) z ponad 20-letnim doświadczeniem w diagnozowaniu usterek maszyn.