Jak analiza drgań wydłuża żywotność aktywów i zapobiega awariom

Wszystkie maszyny w końcu zawodzą. Nie chodzi o to, czy, ale kiedy. Jednak doświadczone zespoły konserwacyjne wiedzą, że wzorce drgań mogą pomóc im zorientować się, kiedy maszyna wymaga naprawy. Celem pomiaru i analizy wzorców drgań nie jest całkowite wyeliminowanie drgań, ponieważ wszystkie maszyny z obracającymi się częściami wibrują. Zamiast tego zasoby monitorowanie stanu może identyfikować zmiany w normalnych wzorcach wibracji, które ujawniają wiele na temat stanu maszyny.

Dane dotyczące wibracji mogą wskazywać na zmianę warunkową — problemy, które mogą prowadzić do przedwczesnego zużycia podzespołów. Gromadząc i analizując te dane, specjaliści ds. konserwacji mogą identyfikować potencjalne punkty awarii i zapobiegać im, zanim nastąpi przestoj lub uszkodzenie.

Jak działa analiza drgań

Narzędzia do pomiaru drgań — czy to bezprzewodowe czujniki drgań, czy przenośne analizatory drgań — stosowane w łożyskach maszyn mogą mierzyć częstotliwości drgań od obracającego się wału do powierzchni maszyny. Dane te są następnie przesyłane z urządzenia do oprogramowania, które umożliwia zespołom konserwacyjnym zdalne monitorowanie zasobów. Dzięki zmniejszeniu liczby wizyt w maszynach w trudno dostępnych lub potencjalnie niebezpiecznych obszarach zespoły pozostają bezpieczniejsze i mają więcej czasu na poświęcenie się integralnym zadaniom.

Gdy dane wskazują na usterkę, zespoły konserwacyjne decydują, czy wykonać więcej testów w celu zebrania dalszych danych, czy zaplanować naprawę. Ręczne narzędzia do pomiaru drgań mogą być używane jako część konserwacji opartej na trasie lub w celu zebrania dodatkowych danych z określonych maszyn w razie potrzeby. Decyzje dotyczące napraw powinny uwzględniać historię zasobu, jego krytyczność i powagę usterki.

Istnieje wiele narzędzi odpowiednich dla szerokiego zakresu typów aktywów i budżetów. Niektóre czujniki wykonują częste, szczegółowe odczyty i przekazują dużą ilość danych. Czujniki przesiewowe wykonują szybkie migawki bardziej ograniczonych danych. A dzisiejsze narzędzia przenośne są tak intuicyjne w użyciu, że nawet początkujący technicy mogą szybko uzyskać dokładne, powtarzalne pomiary.

Fluke Reliability oferuje szereg narzędzi do pomiaru drgań montowanych na maszynach i przenośnych, które mogą spełnić potrzeby każdego zespołu. Fluke 3563 Analysis Vibration Sensor to potężny bezprzewodowy czujnik, który umożliwia całodobowe monitorowanie i analizę drgań. Automatycznie generuje alerty, gdy stan zasobu wykracza poza określone progi. Vibscanner 2 jest intuicyjnym, przenośnym urządzeniem do pomiaru drgań, które szybko rejestruje dane w trzech osiach za pomocą trójosiowego czujnika. A VibXpert II jest przenośnym, wielofunkcyjnym systemem do efektywnego monitorowania drgań, który można również stosować do wyważania operacyjnego.

Analiza drgań jest niezbędna do skutecznej strategii konserwacji opartej na stanie

Tradycyjne harmonogramy konserwacji oparte na kalendarzu wykonują czynności na podstawie ram czasowych lub ustalonych dat — lub nawet czekają, aż rzeczy się zepsują, zanim je naprawią (znane również jako bieganie do awarii). Takie podejście jest kosztowne i nieskuteczne.

Zamiast tego konserwacja oparta na stanie jest o wiele bardziej kompleksowa i wydłuża żywotność zasobu, oszczędzając cenny czas i pieniądze. Konserwacja oparta na stanie obejmuje stosowanie technik, takich jak monitorowanie i analiza wibracji, w celu uzyskania wskazówek dotyczących stanu i wydajności maszyny. Gdy stan maszyny ulega zmianie, zespoły konserwacyjne muszą zdecydować, jak i kiedy zareagować. Analiza wibracji ułatwia to.

Gdy czujniki drgań są sparowane z oprogramowaniem do analizy w chmurze, technicy ds. konserwacji mogą uzyskać dostęp do danych dotyczących drgań z urządzeń mobilnych, gdziekolwiek się znajdują. Oprogramowanie do analizy może śledzić i tworzyć trendy danych dotyczących drgań aktywów w czasie, ułatwiając wykrywanie usterek i prowadząc do lepszego podejmowania decyzji. Może również pomóc zespołom ds. konserwacji zrozumieć zebrane dane dotyczące drgań i określić najskuteczniejsze działania naprawcze w razie potrzeby.

Monitorowanie wibracji to skalowalny sposób zbierania danych z wielu aktywów. Dzięki czujnikom wibracji monitorującym aktywa przez całą dobę, zespoły konserwacyjne mogą mieć jasny obraz stanu aktywów, poświęcając mniej czasu na ręczne odczyty. Monitorowanie wibracji uwalnia zespoły, dzięki czemu mogą skupić swój czas na aktywach, które wymagają ich uwagi.

Analiza drgań może ujawnić cztery rodzaje usterek

Analiza drgań jest ustaloną praktyką od dziesięcioleci. W rezultacie istnieją solidne algorytmy do identyfikacji i diagnozowania usterek maszyn. Odczytywanie i rozpoznawanie tych wzorców wymaga rozległego szkolenia i doświadczenia, ale 90% usterek maszyn mieści się w czterech typowych kategoriach: niewspółosiowość, niewyważenie, luzy i zużycie łożysk. Analiza drgań może pomóc w szybkiej identyfikacji i rozwiązaniu każdej z tych usterek, zanim staną się większymi problemami lub doprowadzą do nieplanowanego przestoju. Gdy pojawią się wzorce trybu awarii, mogą one zidentyfikować potencjalne usterki z dużym wyprzedzeniem. 

1. Niewspółosiowość

Gdy wały maszyn są rozregulowane, zwiększona siła spowoduje większe obciążenia mechaniczne, marnotrawstwo energii i przyspieszone zużycie podzespołów. Najgorszy przypadek niewspółosiowość wału scenariusze mogą obejmować pęknięte lub złamane wały, co stanowi potencjalne zagrożenie bezpieczeństwa, narażając personel zajmujący się konserwacją.

2. Nierównowaga

Nieprawidłowy ciężar na wale powoduje zwiększone drgania, gdy niezrównoważony ciężar obraca się wokół osi maszyny. Może to prowadzić do zwiększonego zużycia łożysk i uszczelnień, marnotrawstwa energii i zmniejszenia wydajności.

3. Luźność

Wał, fundament lub element może się poluzować, powodując potencjalnie destrukcyjne drgania i zwiększając zużycie łożysk i uszczelnień. Luz może również skutkować niewłaściwym dopasowaniem między elementami, luźnymi śrubami lub problemami z płytą bazową.

4. Zużycie łożysk

Nadmierne obciążenia, słabe smarowanie lub nieprawidłowa instalacja spowodują zużycie łożyska, co ostatecznie doprowadzi do awarii. Rolki łożyskowe poruszające się po zużytym lub uszkodzonym obszarze mogą powodować wibracje, podobnie jak pasek napędowy, który się psuje.

Analiza drgań zapobiega awariom i nieplanowanym przestojom

Przesiewanie aktywów w celu wykrycia nieprawidłowości wibracji minimalizuje niepotrzebne praktyki konserwacyjne oparte na kalendarzu. Gromadząc dane o wibracjach w czasie, zespoły konserwacyjne mogą identyfikować i diagnozować usterki z wyprzedzeniem — zmniejszając niepewność i wydatki na konserwację. A ponieważ zaplanowane czynności konserwacyjne wiążą się z mniejszym ryzykiem niż pilne, reaktywne naprawy, możesz ograniczyć nieplanowane przestoje i poprawić bezpieczeństwo pracowników.

Wczesne ostrzeżenia dają zespołom możliwość skupienia się na maszynach, które wymagają uwagi i zaplanowania najlepszego czasu na naprawę awarii. Odejście od strategii reaktywnej konserwacji pomaga zespołom optymalizować czas i energię oraz zwiększać dostępność i niezawodność swoich aktywów.

Podstawowe przyczyny wibracji mogą skrócić żywotność sprzętu i podzespołów. Znajdowanie i naprawianie zbliżających się usterek, zanim spowodują uszkodzenia, oznacza, że ​​aktywa mogą być dłużej sprawne i działać w szczytowym stanie. Dokładna, bieżąca wiedza o stanie aktywów zmniejsza przestoje w produkcji i poprawia dokładność szacunków produktywności. Harmonogramowanie i zapasy mogą być zoptymalizowane. Wszystko to bezpośrednio wpływa na wynik finansowy.