Technická diagnostika - vibrodiagnostika

Bezdemontážní a nedestruktivní kontrola stavu rotačních strojních zařízení využívající generované vibrace jako zdroj informací o stavu zařízení.

  • zjištění vibračního stavu stroje
  • zjištění příčin vzniku vibrací / nevývaha , ustavení , uvolnění , ložiska ,vůle , ozubení , lopatky ,kavitace,rezonance apod./
  • zjištění stavu ložisek a z trendu hodnot určení jejich výdržnosti
  • zjištění stavu a kvality mazání

Technická diagnostika se provádí špičkovými diagnostickými přístroji při běžných provozních podmínkách diagnostikovaného stroje,za účelem včasného odhalení možné závady.Předchází se tak neplánovaným výrobním prostojům a několikanásobně vyšším nákladům na odstranění vzniklé závady.


PŘÍSTROJE

LEONOVA INFINITY SPM

- ruční analyzátor a datakolektor stavu strojů měřící rázové pulsy, vibrace, rychlost, zrychlení, výchylku, obálku ENVELOP, SPM analýzu, stav mazacího filmu, otáčky

ADASH 4400

- ruční analyzátor ,datakolektor a rekordér měřených signálů, záznam rychlosti, zrychlení, obálky ENVELOP, rozběh a doběh stroje,stav mazacího filmu, otáčky, funkce okamžitého ohodnocení stavu stroje

MICROLOG CMVA 10 SKF

- ruční analyzátor a datakolektor stavu strojů měřící rychlost, zrychlení,obálku ENVELOP

CMMS CHECKER

- ruční analyzátor, datakolektor stavu strojů měřící rychlost, zrychlení, obálky ENVELOP, stav mazacího filmu, funkce okamžitého ohodnocení stavu stroje

SPM 10

- ruční analyzátor a datakolektor stavu strojů měřící rázové pulsy, vibrace,stav mazacího filmu

NEVÝVAHA

Nejčastější zdroj vibrací projevující se na otáčkové frekvenci stroje.Projeví se tehdy nejsou-li osa těžiště a osa otáčení shodné.Rozlišujeme tři hlavní typy nevývahy – statická , dynamická , momentová.Nevývaha bývá způsobena více vlivy.Patří mezi ně výrobní a montážní nepřesnosti,nánosy materiálu na lopatkách oběžných kol,opotřebování rotujících částí,tepelné deformace apod.

Nevývaha má za následek velké dynamické zatížení ložisek , dochází k poškození valivých ploch a povrchu, zhorší se – nebo úplně zmizí mazací film a následně dochází k havárii.

Na obrázku frekvenční spektrum nevývahy s dominantní otáčkovou frekvencí.

frekvenční spektrum nevývahy s dominantní otáčkovou frekvencí

NESOUOSOST

Druhým nejrozšířenějším zdrojem vibrací a příčinou vzniku poruch je nesouosost.O nesouososti mluvíme tehdy , když hřídele,spojky,řemenice a ložiska nejsou vyrovnány do společné osy.Rozpoznáváme dva základní typy nesouososti – úhlová , paralelní případně jejich kombinace.Nesouosost může být způsobena nesprávným vyrovnáním soustrojí,tepelnou dilatací,špatnými základy,špatnou spojkou / řemenicí / a jejími komponenty,silami přenášejícími se z potrubí apod.

Nesouosost má za následek velké dynamické zatížení a následné poškození spojek,řemenic,ložisek ,těsnění a ucpávek,zvyšuje elektrickou zátěž elektromotorů a tím zvyšuje náklady na provoz , které následně končí havárií.Nesouosost je nejčastěji diagnostikována v axiálním směru na otáčkové frekvenci s přítomností dvounásobku této frekvence případně se špičkou na tomto násobku.

Na obrázku frekvenční spektrum nesouososti s dominantním dvounásobkem otáčkové frekvence v axiálním směru.

nesouosost

UVOLNĚNÍ, VŮLE

Příčinou diagnostikovaného uvolnění a vůlí jsou volné kotevní šrouby , praskliny – trhliny konstrukce,uvolnění rotujících dílů,opotřebované díly a jejich uložení.Uvolnění je nejčastěji diagnostikováno jako řada neobvyklých a vysokých násobků otáčkové frekvence často doplněná o jejich půl násobky.Otáčková frekvence není vždy dominantní.

Na obrázku frekvenční spektrum vůlí s dominantním dvounásobkem otáčkové frekvence a množstvím harmonických násobků.

frekvenční spektrum vůlí  s dominantním dvounásobkem otáčkové frekvence a množstvím harmonických násobků

OHNUTÁ HŘÍDEL

Příčinou diagnostikované ohnuté hřídele je nesprávná manipulace,tepelné působení,ohnutí za studena.Ohnutá hřídel je diagnostikována podobně jako nesouosost s harmonickými násobky. Doporučuje se proměření fáze.

OSTATNÍ PROBLÉMY

  • lopatkové frekvence
  • zubové frekvence
  • řemenové frekvence
  • rezonance
  • kavitace
  • elektrické závady
  • vibrace způsobené průchodem lopatel
  • vibrace způsobené záběrem ozubených kol a soukolí
  • vibrace způsobené řemenovými převody
  • řemenové převody
  • čerpadla
  • elektromotory

DIAGNOSTIKA LOŽISEK

K určení a vyhodnocení stavu valivých ložisek lze použít celou řadu ověřených a vyzkoušených metod.Renomované firmy zabývající se problematikou ložisek vytvořily software vycházející z praxe.Nejjednodušším způsobem diagnostiky začínajícího problému je nárůst teploty.To však je ve většině případů již závěrečná fáze v životnosti ložiska.Tomuto stavu má v co největší míře zabránit diagnostika.Diagnostika stavu ložisek vychází stejně jako ostatní hodnocená poškození strojů z měření vibrací.Ze získaných hodnot vibrací jsou pomocí filtrů , převodníků a předem předvoleného měřícího místa zobrazeny jen frekvence týkající se stavu ložiska.

Diagnostikované závady ložisek tzv.ložiskové frekvence má za následek :

  • opotřebení stykových ploch / kov-kov / tzv.pitting jako důsledek styku valivého tělesa s kroužkem ložiska vlivem kontaktní únavy
  • nevývaha
  • nesouosost
  • překročení únosnosti ložiska
  • nesprávná montáž
  • nevhodné skladování
  • špatná údržba
  • nekvalitní mazivo / mazací film /
  • koroze
  • průchod elektrického proudu

Diagnostiku stavu ložisek vyhodnocujeme :

  • metodou rázových pulsů LR/HR
  • SPM spektrum
  • frekvenční analýza
  • obálková analýza ENVELOP

Ze získaných hodnot vibrací a rázových pulsů lze určit okamžitý stav ložiska , stav mazacího filmu,stav povrchu a v případě ,že se jedná o pravidelně měřený stroj , lze z trendu hodnot určit výdržnost ložiska.

Záznam trendu hodnot stavu ložiska z pravidelné pochůzky :

  • u ložiska ventilátoru došlo k prudkému nárůstu hodnot rázových pulsů LR/HR
  • došlo ke ztrátě mazacího filmu LUB a k výraznému nárůstu COND čísla stavu povrchu
  • špatný stav ložisek potvrdila i obálka zrychlení ENVELOP
  • po opravě došlo i k výraznému poklesu vibrací
Diagnostika stavu ložisek Diagnostika stavu ložisek Diagnostika stavu ložisek Diagnostika stavu ložisek