Руководство по датчикам вибрации для двигателей

Вибрация машин — это нормально, но изменение характера вибрации машины может указывать на потенциальные проблемы. Измерение изменений характера вибрации помогает командам выявлять дисбаланс, ослабление, несоосность или износ подшипников в оборудовании — до того, как произойдет отказ. Ненормальная или чрезмерная вибрация приводит к преждевременному износу компонентов и может сократить срок службы активов. Датчики вибрации для двигателей устанавливаются на машины для отслеживания изменений амплитуды, частоты и интенсивности вибрации.

Датчики вибрации может собирать информацию из таких источников, как структура, резонансы, окружающая среда, соседние машины, процесс, кавитация и турбулентность. Данные, собранные датчиками вибрации, можно анализировать для выявления неисправностей и определения их серьезности. Когда бригады по техническому обслуживанию знают, какие машины требуют внимания и насколько срочно, они могут наиболее эффективно планировать и расставлять приоритеты в своей работе.

Технологические достижения сделали датчики вибрации более доступными, а также более масштабируемыми.  

Датчики вибрации для двигателей распространены отчасти потому, что двигатели находятся на переходе между электрическими и механическими источниками. И хотя датчики вибрации больше ориентированы на механические источники, они могут экранировать некоторые электрические источники.

Двигатели бывают самых разных размеров и используются для привода различных типов оборудования. Настройка и доступность двигателя также имеют значение. С учетом многочисленных типы датчиков вибрации доступны, есть варианты практически для любого сценария.

Например, при мониторинге двигателя, приводящего в движение большую и медленно движущуюся машину, часто имеет смысл сосредоточиться на смещении или движении. В этом случае лучше всего подойдет датчик приближения. Датчики приближения чаще всего используются на больших компрессорах или турбинах, особенно когда турбины приводятся в действие гидро- или паром — чем-то иным, чем электродвигатель.

Датчики вибрации MEMS

Однако в большинстве случаев акселерометр более подходит. Сегодня подавляющее большинство датчиков вибрации — это акселерометры, которые измеряют ускорение. Датчики MEMS — это тип акселерометра, и они становятся все более распространенными, поскольку имеют высокие рейтинги для своей частотной характеристики. Многие теперь также имеют высокие рейтинги IP, которые относятся к тому, насколько эффективно оборудование предотвращает проникновение жидкостей (например, воды) или твердых веществ (например, пыли). Датчики MEMS экономически эффективны и обеспечивают длительный срок службы батареи. Эти характеристики делают их хорошим выбором для скрининга в масштабе.

Датчики MEMS подходят для диапазона частот от 0 до 1,000 Гц. Этот более низкий диапазон частот обычно является тем, где можно определить дисбаланс, несоосность и ослабление.

Пьезоэлектрические датчики вибрации

Промышленные установки могут потребовать более высоких рейтингов IP, а некоторые установки и приложения требуют искробезопасного оборудования. Искробезопасность означает, что что-то не способно вызвать взрыв. Пьезоэлектрические кристаллы непроницаемы для влаги, пыли и дыма, что делает их распространенным выбором для датчиков вибрации в промышленных условиях. Это еще один тип акселерометра.

Для более высоких диапазонов частот, свыше 1,000 герц, пьезоэлектрический датчик следует использовать. Это включает в себя мониторинг подшипников, компрессоров и редукторов. Более высокая частота — это когда обнаруживаются проблемы с зацеплением шестерен и стержнями двигателя.

Беспроводные датчики вибрации для двигателей

Длительный срок службы батареи особенно выгоден для датчиков вибрации двигателей в опасных или труднодоступных зонах — он сокращает количество поездок, которые необходимо совершать специалистам по техническому обслуживанию. Некоторые датчики требуют замены батареи каждые пару лет.

Двигатель, приводящий в действие воздуходувку, может находиться достаточно высоко, и доступ к нему может быть опасным. Некоторые двигатели, приводящие в действие насосы или компрессоры, располагаются за панелями, в закрытых помещениях или на крышах. Или двигатели могут располагаться в зонах с горячим паром или едкими материалами. Для мониторинга таких двигателей можно использовать дистанционные беспроводные датчики, собирающие и передающие данные о вибрации, чтобы бригады по техническому обслуживанию могли быть в курсе событий, не тратя время и не рискуя при этом на частые поездки к двигателю.

Уникальные соображения относительно двигателей

Для составных машин или установок, где есть разные валы, вращающиеся с разной скоростью и выполняющие разные функции, одним из решений является использование нескольких датчиков. Это может быть особенно полезным вариантом для поиска неисправностей, которые происходят на разных частотах.

Некоторые машины оснащены множеством небольших двигателей, которые приводят в движение небольшие редукторы на конвейере, при этом большой двигатель приводит в движение главное колесо, а ремень на конвейере приводит в движение все. Редукторы и компрессоры, как правило, имеют неисправности, которые попадают в диапазоны более высоких частот, что означает, что пьезоэлектрические датчики рекомендуются вместо датчиков MEMS.  

Большинство двигателей работают большую часть времени с постоянной скоростью, что делает мониторинг вибрации и анализ довольно прост. Но во время запуска двигателя, двигатель проходит через множество нагрузок и множество изменений. Это может потребовать более продвинутого и чувствительного датчика вибрации, и это может потребовать более продвинутого анализа вибрации.

Разгон и торможение, резонансные испытания, испытания конструкций, возвратно-поступательное движение — вот где анализ вибрации может стать более сложным и потребовать датчиков вибрации, которые способны справиться с этой задачей.