Cesko.wiki Vibrodiagnostika
Author
Albert FloresVibrodiagnostika (měření vibrací, vibrační diagnostika) je podobor vibroakustické diagnostiky využívaný pro určování stavu objektu na základě měření a analýzy vibrací. Vibracemi (též kmitání, chvění, oscilace) se rozumí děj, při němž část tělesa nebo celé těleso vykonává periodický pohyb kolem rovnovážné polohy. Analýza vibrací se uplatňuje ve 4 hlavních oborech.
* zkoumání odolnosti objektů proti vibracím, * strukturální analýza, * diagnostika a sledování provozního stavu strojů, * měření vlivu vibrací na člověka.
Vibrodiagnostika v údržbě
Vibrodiagnostika je užitečným nástrojem moderní proaktivní údržby ve všech provozech, ve kterých se nacházejí stroje s rotačním nebo vratným pohybem. Její hlavní výhodou je možnost určení stavu stroje přímo v provozních podmínkách bez nutnosti demontáže. +more Pomocí frekvenční analýzy signálu vibrací lze totiž přiřadit jednotlivé složky vibrací přímo k součástem stroje (např. ozubená kola, ložiska, oběžné kolo ventilátoru, hřídele atd. ) nebo k provozním příčinám (např. nevývážení rotačních součástí, neustavení hřídelí, elektroporucha atd. ). Nevýhodou jsou vysoké nároky na odbornost pracovníků a na znalost příslušných norem ČSN a ISO.
Způsoby vibrodiagnostiky v údržbě
Aplikace vibrodiagnostiky do plánu údržby je závislá na nutné nebo požadované četnosti měření, která se může odvíjet např. od důležitosti konkrétního soustrojí pro daný provoz a závisí na typu zvolené údržby (reaktivní, preventivní, prediktivní, proaktivní).
Jednorázové měření
Uplatnění převážně v rámci reaktivní údržby, kdy je měření požadováno jako přímý důsledek změny stavu zařízení.
Periodická měření (obchůzky)
Jsou součástí plánu preventivní a prediktivní údržby, kdy se vibrace měří záměrně na stroji i v bezvadném stavu s pravidelným časovým odstupem (týdenním, měsíčním, čtvrtletním apod. ) daným důležitostí a typem měřeného zařízení. +more Na základě sledování a analýzy těchto změn ve spektrech lze účinně a za plného provozu identifikovat vznikající poškození a určit jeho příčinu.
Online měření
Je součástí plánu preventivní a prediktivní údržby, kdy jsou na stroj nebo soustrojí instalovány snímače vibrací a měření je prováděno online systémem kontinuálně, nebo ve velmi krátkých intervalech. Často může být navázán na systém ochrany, kdy při překročení stanovené úrovně vibrací dojde k odstavení stroje a díky diagnostickému systému se může odhalit i příčina odstavení.
Další aplikace měření vibrací v údržbě
Mimo rámec přímé diagnostiky poškození funkčních součástí stroje je možné analýzu signálu vibrací využít jako nástroj pro další činnosti v rámci údržby zařízení.
Provozní vyvažování
Častou příčinou zvýšené úrovně vibrací rotačních strojů bývá nevývaha rotující časti (např. oběžné kolo ventilátoru, rotor elektromotoru, spojka atd. +more). Ve frekvenčním spektru vibrací se nevývaha projevuje jako zvýšení amplitudy na otáčkové frekvenci rotující části.
Provozní ustavování
Další častou příčinou zvýšené úrovně vibrací bývá špatné ustavení soustrojí, tj. nesouosost hřídelí. +more V ideálním případě by osy hřídelí vzájemně spojených strojů měly být součástí jedné přímky. Ve frekvenčním spektru vibrací se nesouosost hřídelí nejčastěji projeví zvýšením amplitud otáčkové frekvence a jejího dvou a trojnásobku (tj. harmonické frekvence). Stejně jako většina geometrických měření, se vlastní provozní ustavování provádí pomocí laseru.
Provozní tvary kmitů
Užitečnou aplikací analýzy vibrací je měření provozních tvarů kmitů. Měřením amplitudy a fáze kmitavého pohybu v jednotlivých bodech soustrojí v závislosti na otáčkách stroje, je možné z naměřených dat určit přesný dynamický model, znázorňující pohyb měřeného objektu v prostoru.
Historie oboru vibrodiagnostiky
Vibrodiagnostika v technické praxi se vyvíjela v souladu s aktuálními technickými možnostmi a potřebami techniků. Historická praxe potvrzuje takové metody jako přiložení špičky šroubováku na nerotující část soustrojí a poslech soustrojí následným přiložením ucha k rukojeti. +more Už tato metoda je, byť archaickým, ale reálným základem pro akustická měření vibrací. Jakákoliv diagnostika před nástupem počítačů a výpočetní techniky, byla odkázána na jednotlivce s velkými zkušenostmi v oboru údržby. Taková odbornost byla důsledek často celoživotní praxe a intuice. První přístroje na měření vibrací byly zkonstruovány už kolem roku 1950, ale až po roce 1970 s postupný rozvojem technologií a pokrokem ve zpracování digitálního signálu (tj. použití FFT analýzy) bylo možné přístroje v praxi začít využívat. Nicméně váha takového přístroje tehdy mohla činit i desítky kilogramů a použití bylo omezeno spíše na laboratorní podmínky nebo na účelové měřící stanice (např. pro měření v kritických provozech jako mohou být jaderné elektrárny). Až po roce 1980 s nástupem mikroprocesorů a napájecích článků lze mluvit o zavádění přenosných přístrojů na měření vibrací a tedy i o rozvoji vibrodiagnostiky v technické praxi. Jako ve většině jiných oborů i ve vibrodiagnostice došlo k největšímu technickému rozvoji na základě konkurenčního boje jednotlivých firem. Historicky největší podíl na technickém rozmachu vibrodiagnostiky na evropském trhu měly firmy Brüel & Kjær, Prüftechnik, IRD a později firma SKF.