مهندسی نگهداری و تعمیرات بر اساس وضعیت

Integrated Condition Monitoring , Condition Based Maintenance, Predictive Maintenance

تحلیل مقدار کلی ارتعاشات

این روش به عنوان ساده ترین تکنیک برای ارزیابی وضعیت ماشین آلات دوار بکار می رود. استانداردهای مختلفی نیز برای تعیین مقادیر مجاز ارتعاشات وجود دارند که از آن جمله ISO10816 است که در بخش معرفی منابع به آن پرداخته شد. شایان ذکر است با توجه به الگوی 7-4-2 به ترتیب و از کم به زیاد، میزان ارتعاش نرمال ماشین در جهات محوری، عمودی و افقی رخ می دهد. البته این یک قاعده سر انگشتی است و ممکن است در برخی موارد صادق نباشد، اما صحت آن در اغلب موارد به اثبات رسیده است. لذا با توجه به چگونگی تغییر این الگو می توان برخی از اشکالات را حتی بدون در دست داشتن منحنی فرکانسی حدس زد.

 

آنالیز طیف فرکانسی (آنالیز FFT یا Spectrum)

این تکنیک بدون شک یکی از مهم ترین تکنیکهای رایج در آنالیز ارتعاشات است. پس از یکسری پردازشهای اولیه بر روی سیگنال ارتعاشات، برای به دست آوردن منحنی طیف فرکانسی از الگوریتم FFT یا تبدیل فوریه سریع استفاده می گردد. لذا به منحنی فرکانسی گاهی اوقات منحنی FFT نیز گفته می شود.

به طور کلی عیوب مختلف، منجر به ایجاد طیفهای فرکانسی خاص خود می شوند که این موضوع در ادامه مباحث عیب یابی دنبال خواهد شد.

 

 

آنالیز شکل موج

شکل موج ارتعاشات، در واقع سیگنال ارتعاشات بدون تقریباً هیچگونه پردازشی است و لذا در تحلیل دینامیکی ماشین از اهمیت خاصی برخوردار است. در واقع برخی عیوب نظیر شکستگی چرخ دنده ها،  عیوبی که pulse ایجاد می کنند، ارتعاشات ضربانی (beat) و ... از طریق شکل موج آسان تر تشخیص داده می شوند.

 

آنالیز زاویه فاز

از طریق مقایسه مقادیر زاویه فاز در نقاط مختلف اندازه گیری بر روی ماشین یا هر سازه دیگری، می توان شمایی از چگونگی حرکت اجزاء مختلف آن نسبت به یکدیگر به دست آورد. در برخی موارد، مشخصات فرکانسی ارتعاشات ناشی از عیوب مختلف، مشابه یکدیگر می باشد و لذا تمایز بین این عیوب تنها از طریق منحنی اسپکتروم امکان پذیر نخواهد بود. لذا می بایست از سایر مشخصات ارتعاشات مانند زاویه فاز برای تشخیص عیب استفاده کرد، چون علیرغم تشابه منحنی های اسپکتروم، الگوی زاویه فاز در مورد اشکالات مختلف، متمایز می باشد. به طور کلی برخی از کاربردهای زاویه فاز عبارتند از:

1.       تشخیص ترک در شفت

2.       تشخیص تماس فیزیکی (Rubbing)

3.       بالانس دینامیکی

4.       تشخیص رزونانس و سرعت بحرانی

5.       به دست آوردن شکل مودها

6.       تشخیص نامیزانی جرمی، میس الایمنت و شفت خمیده از یکدیگر

7.       و ...

 

 

 

برخی از تکنیکهای رایج آنالیز ارتعاشات در کاربردهای مختلف عبارتند از:

•  تحلیل مقدار کلی ارتعاشات
• آنالیز طیف فرکانسی (آنالیز FFT یا Spectrum)
• آنالیز شکل موج
• آنالیز Envelope
• آنالیز کپستروم
• آنالیز زاویه فاز
• آنالیز Run up و Coast Down (منحنی بود، منحنی نایکویست، منحنی قطبی، منحنی آبشاری یا واتر فال)
• آنالیز اُربیت (لسیژوا)
• و ... 

در ادامه ابتدا برخی از تکنیکهای فوق به اختصار معرفی می شوند و سپس موضوع "تشخیص عیوب رایج تجهیزات دوار از طریق تحلیل فرکانسی و آنالیز زاویه فاز" را با تفصیل بیشتر دنبال خواهیم کرد.

 

 

برای بررسی ارتعاشات در کاربردهای مختلف، علاوه بر سنسور ارتعاش سنجی مناسب، به یک دستگاه برای نمایش، پردازش و ذخیره سازی سیگنال خروجی سنسور نیاز داریم. مجدداً یادآور می شود که موضوع بحث، تجهیزات مورد نیاز برای ارتعاش سنجی به صورت off-line است. پیاده سازی سیستم ارتعاش سنجی on-line از نقطه نظر سنسور و نرم افزار پردازش داده ها، شباهت زیادی به سیستمهای off-line دارد، اما امکانات سخت افزاری مربوطه اصولاً متفاوت بوده و در واقع امکاناتی که برای مثال در یک دیتا کالکتور گنجانده شده اند به صورت جداگانه (و معمولاً ماژولار) در سیستمهای on-line بکار می روند.

 

برخی از دستگاه هایی که برای بررسی ارتعاشات قابل استفاده هستند عبارتند از:

• اسیلوسکوپ
• اسپکتروم آنالایزر (Real Time FFT Analyzer)
• آنالایزرهای پیشرفته
• نشان دهنده مقدار کلی ارتعاشات (Vibro Pen)
• دیتا کالکتور 

همچنین گاهی اوقات برای ذخیره سازی سیگنال ارتعاشات و امکان استفاده از آن برای پردازشهای بعدی از تجهیزاتی مانند Tape Recorder استفاده می شود که به صورت تک کاناله و یا چند کاناله بکار می روند. در ادامه هر کدام از این دستگاه ها را به اختصار معرفی می کنیم.

 

 

 

 

اسیلوسکوپ

 

اسیلوسکوپها، دستگاه های پرکاربردی هستند و از آنها عموماً برای مشاهده انواع مختلف سیگنال به منظور طراحی، تست، عیب یابی و ... استفاده می شود. سیگنال ارتعاشات نیز از این قاعده مستثنی نیست و با اتصال سنسور ارتعاش سنجی به اسکوپ می توان شکل موج ارتعاشات را مشاهده کرد (درباره کاربرد شکل موج ارتعاشات برای عیب یابی بعداً و در بخشهای مربوطه مطالبی عنوان خواهد شد). البته توجه داشته باشید که اغلب سنسورها نیاز به یک منبع تغذیه خارجی دارند و نمی توان آنها را مستقیماً به اسکوپ متصل کرد. موضوع دیگر این است که بسیاری از اسکوپهای جدید، قابلیت محاسبه و نمایش FFT را نیز دارند، هرچند که قابلیت آنها برای این کار، قابل مقایسه با اسپکتروم آنالایزرها نیست.

 

 

اسپکتروم آنالایزر (Real Time FFT Analyzer)

این نوع از تجهیزات قابلیتهای بسیاری داشته و برای کاربردهای مختلف بکار می روند. آنالیز سیگنال ارتعاشات را نیز می توان به کمک آنها انجام داد. درباره اینکه FFT چیست و چه کاربردهایی در زمینه CM ارتعاشات و عیب یابی تجهیزات دوار دارد، مطالب مفصلی بعداً خواهید خواند.

 

 

 

آنالایزرهای پیشرفته

در حال حاضر دستگاه های پیشرفته ای در بازار موجود است که به طور تخصصی برای بررسی و آنالیز سیگنالهای ارتعاشات و صدا طراحی و ساخته شده اند. این دستگاه ها که معمولاً همراه با نرم افزارهای تخصصی عرضه می شوند، قابلیتهای بسیار زیادی دارند و اغلب تکنیکهای آنالیز ارتعاشات را پوشش می دهند. البته قیمت آنها نیز بالاست.

 

 

 

نشان دهنده مقدار کلی ارتعاشات (Vibro Pen)

 

این نوع از دستگاه ها فقط مقدار کلی ارتعاشات و بعضاً یکی از پارامترهای بیرینگهای غلتشی را نشان می دهند. برخی انواع پیشرفته تر، قابلیت نمایش هر سه پارامتر شتاب، جابجایی و سرعت را داشته و برخی فقط یکی از این پارامترها را نشان می دهند. مزیت اصلی این نوع از دستگاه ها، اندازه کوچک و قیمت پایین آنهاست.

 

 

 

دیتا کالکتور

کاربرد اصلی این نوع از دستگاه ها برای پیاده سازی برنامه های CM مبتنی بر ارتعاش سنجی است. دیتا کالکتورها معمولاً دارای یک نرم افزار پشتیبان هستند که به کمک آن data base ماشین آلات تهیه شده و پس از تهیه لیست نقاط اندازه گیری و  انجام تنظیمات لازم بر روی آنها، می توان این لیست را به صورت اتوماتیک وارد دیتا کالکتور کرده و پس از داده برداری، مستقیماً اطلاعات را برای مشاهده و پردازشهای بعدی، وارد کامپیوتر نمود. اغلب دیتا کالکتورها دارای قابلیت آنالایزرها (یعنی امکانپذیری آنالیز در محل) نیز بوده و به علاوه، عملیات بالانس دینامیکی در محل را نیز می توان به کمک آنها انجام داد. در شکل زیر یک نمونه از دیتا کالکتورهای موجود در بازار را مشاهده می کنید:

 

 

 

نوشته شده توسط حسین وروانی فراهانی  | لینک ثابت |

توجه به این نکته ضروری است که پاسخ فرکانسی شتاب سنجها تحت تأثیر نحوه نصب آنها قرار می گیرد. توضیح اینکه روشهای مختلف نصب منجر به تغییر فرکانس رزونانس این نوع از سنسورها می شود و بطور کلی هر چه اتصال سنسور به محل اندازه گیری محکم تر (سفت تر) باشد، فرکانس رزونانس آن بالاتر خواهد بود. لازم به ذکر است که محدوده خطی پاسخ فرکانسی (یعنی محدوده مناسب به عنوان فرکانس کاری)، از حداقل فرکانس قابل تشخیص توسط  سنسور تا حدود نصف فرکانس تشدید می باشد. مثلاً برای شتاب سنجی که در اتصال به کمک پیچ stud، فرکانس تشدید آن 50KHz است، حداکثر فرکانس کاری آن 25KHz توصیه می شود.

شکل زیر برخی از روشهای رایج نصب شتاب سنج و پاسخ فرکانسی مربوطه را نشان می دهد:

 

روشهای رایج عبارتند از:

 

1- استفاده از پیچ stud

2- استفاده از چسبهای مخصوص

3- استفاده از پیچ و ساپورت (pad)

(توضیح: ابتدا ساپورت را که قبلاً سوراخ و قلاویزکاری شده به کمک چسب بر روی محل اندازه گیری می چسبانیم و سپس سنسور را به کمک stud بر روی آن نصب می کنیم.)

4- استفاده از مگنت معمولی یا dual rail

5- استفاده از پروب

 

همانطور که مشخص است بالاترین پاسخ فرکانسی مربوط به نصب به کمک پیچ stud و کمترین آن مربوط به اندازه گیری با فشار دست و به کمک پروب می باشد.

 

 

نوشته شده توسط حسین وروانی فراهانی  | لینک ثابت |

این موضوع را می توان به سه بخش تقسیم کرد:

1- چه نوع سنسوری انتخاب کنیم؟ (شتاب سنج، سرعت سنج و یا جابجایی سنج)

2- مشخصات مناسب برای سنسور مورد نظر چیست؟ برای مثال چگونه یک شتاب سنج مناسب را از میان شتاب سنجهای موجود در بازار انتخاب کنیم؟

3- قیمت سنسور

 

 

موضوع سوم یعنی قیمت نیاز به توضیح زیادی ندارد و تنها باید بودجه موجود برای کاربرد مورد نظر را مد نظر داشت. برای پاسخ به سؤال اول، لازم است که اطلاعاتی راجع به مزایا و معایب انواع سنسورها در مقایسه با یکدیگر داشته باشیم که پیش از این درباره آن صحبت شد و نیز این موضوع را مد نظر قرار دهیم که سنسور را برای چه کاربردی می خواهیم استفاده کنیم. یک موضوع مهم دیگر این است که اصولاً برای کاربرد مورد نظر (مثلاً عیب یابی یک موتور الکتریکی با سرعت کاری بالا یا سرعت کاری پایین، یاتاقان ژورنال يا ياتاقان غلتشی و ... )، چه پارامتری از ارتعاشات (جابجایی، سرعت و يا شتاب) مناسب تر است؟ درباره این موضوع بعداً مطالب بیشتری را خواهید خواند.

 

و اما پاسخ به سؤال دوم؛

مشخصاتی که درباره هر سنسور ارتعاش سنجی باید بدانیم: 

• جهات اندازه گیری
• چگونگی اتصال کابل به سنسور
• روش نصب سنسور
• اندازه و ابعاد
• وزن
• پاسخ فرکانسی
• روشهای نصب و حساسیت به نحوه نصب
• تأثیر پذیری از محیط کاری (دما، رطوبت، ...)
• حساسیت اندازه گیری
• رنج دینامیکی
• بازه اندازه گیری

 اصولاً اين اطلاعات در data sheet هر سنسور گنجانده می شوند. درباره موضوع جهات اندازه گیری باید گفت که اغلب سنسورها فقط در یک جهت ارتعاشات را حس می کنند، اما در حال حاضر انواعی از شتاب سنج در بازار موجود است که همزمان ارتعاشات را در سه جهت اندازه گیری می کنند.

چگونگی اتصال کابل به سنسور (دو نوع رایج عبارتند از side connector و top connector)، روش نصب و نیز اندازه سنسور با توجه به کاربرد مدنظر و فضای در دسترس تعیین می شود؛ مثلاً ممکن است در برخی از کاربردها نیاز به یک سنسور با اندازه کوچک داشته باشیم و یا در برخی کاربردها ارتفاع سنسور اهمیت داشته باشد. وزن سنسور نیز ممکن است در برخی مواقع فاکتور مهمی به شمار رود.

درباره پاسخ فرکانسی سنسور باید گفت که سنسورها نیز مانند هر مدار الکترونیکی دیگر، دارای فرکانس تشدید یا رزونانس هستند که در مورد شتاب سنجها این فرکانس در محدوده بالا (مثلاً حدود 40 تا 50 کيلوهرتز) قرار می گیرد. به طور کلی رفتار دینامیکی سنسور در یک محدوده فرکانسی گسترده، در منحنی پاسخ فرکانسی آن قابل مشاهده است که نمونه ای از این منحنی ها را برای یک شتاب سنج در زیر می بینید (مربوط به شتاب سنج AS-065 از محصولات شرکت B&K) :

 

 

درباره نصب شتاب سنجها و تأثیری که این موضوع بر روی پاسخ فرکانسی آنها می گذارد بعداً مطالبی را خواهید خواند. منظور از حساسیت اندازه گیری، این است که به ازای یک ورودی مشخص (مثلاً ارتعاشاتی معادل 10 mm/s ، سنسور چه مقدار بار الکتریکی (بر حسب کولومب یا میلی ولت) تولید خواهد کرد. مقدار حساسیت سنسورها معمولاً بر حسب "میلی ولت تقسیم بر واحد اندازه گیری" بیان می شود. مثلاً حساسیت اغلب شتاب سنجهای معمولی 100 mV/g می باشد.

منظور از رنج دینامیکی تفاوت میان حداکثر و حداقل دامنه ای است که سنسور قادر به دریافت آن است و معمولاً بر حسب dB بیان می شود. همچنین بازه اندازه گیری، بیانگر محدوده حداقل و حداکثری از واحد اندازه گیری است که سنسور مربوطه می تواند دریافت کند.

 

 

نوشته شده توسط حسین وروانی فراهانی  | لینک ثابت |

 

 

سنسورهای جابجایی سنج یا ادی کارنت (eddy current probe)، ارتعاش نسبی شفت به هوزینگ را اندازه گیری می کنند، برخلاف سنسورهای شتاب سنج و سرعت سنج که ارتعاشات مطلق را به دست می دهند.

شماتیک ساختار این سنسورها را در شکل زیر می بینید:

 

این نوع از سنسورها معمولاً با فاصله مشخصی از روتور که گپ نامیده می شود و بر روی یاتاقان (یا هر قسمت ثابت دیگر) نصب می شوند.

همانطور که در شکل مشاهده می کنید اجزاء اصلی سیستم اندازه گیری جابجایی عبارتند از: واحد مدولاتور/دمودولاتور (که به آن کانورتور نیز می گویند)، کابل ارتباطی، بدنه اصلی سنسور و منبع تغذیه که تغذیه کل مجموعه را تأمین می کند و معمولاً ولتاژی برابر با -24V DC دارد. اصول کارکرد این سنسورها از این قرار است که کانورتور جریان AC با فرکانس بالا را بر روی ولتاژ DC سوار کرده (مدولاسیون) و با ارسال آن به سنسور، منجر به ایجاد میدان مغناطیسی در فاصله میان سنسور و روتور (شفت) می شود. حرکت روتور منجر به برهم خوردن این میدان شده و این خود، تغییر مشخصات جریان AC متناسب با این حرکت را در پی خواهد داشت. سپس کانورتور به کمک یک فیلتر (Low Pass Filter)، مؤلفه فرکانس بالا را از جریان AC برگشتی، جدا کرده و آن را به عنوان سیگنال اصلی ایجاد شده بواسطه حرکت روتور (ارتعاش)، به دستگاه های آنالایزر ارسال می کند.

گپ بین سنسور و شفت بین 0.5 تا 2.5 mm و ولتاژ متناظر با آن بین -4 تا -20V قابل تغیییر است.

 

 

نوشته شده توسط حسین وروانی فراهانی  | لینک ثابت |

انواع مختلفی از سنسورهای سرعت سنج در بازار وجود دارد که رایج ترین نوع آنها، سنسورهای الکترودینامیکی هستند. شماتیک ساختار این نوع از سنسورها را در شکل زیر می بینید. همانطور که در شکل پیداست، اجزاء سنسور عبارتند از: بدنه اصلی، سیم پیچ، دمپر، وزنه، فنر و آهنربای دائم. اصول کار بدین صورت است که بدنه سنسور و آهن ربای متصل به آن بر اثر ارتعاش حرکت کرده اما سیم پیچ که توسط فنر و دمپر معلق نگهداشته شده است، ثابت می ماند. لذا بواسطه حرکت نسبی ایجاد شده بین آهنربای متصل به بدنه سنسور و سیم پیچ، ولتاژی متناسب با سرعت حرکت در سیم پیچ القا می شود.

 

نوع دیگری از سنسورهای سرعت سنج موجود در بازار، سنسورهای پیزوالکتریک هستند که در واقع شتاب سنج بوده و یک مدار انتگرال گیر در داخل آنها تعبیه شده تا خروجی آن مستقیماً سرعت ارتعاشات باشد.

 

همانگونه که در شکل زیر مشاهده می کنید، شتاب سنجها در انواع مختلف و اندازه های گوناگون ساخته می شوند:

  

سه نوع شتاب سنج رایج وجود دارد که عبارتند از:

• شتاب سنجهای پیزو الکتریک   (Piezoelectric)
• شتاب سنجهای پیزو رزیستیو  (Piezoresistive)
• شتاب سنجهای خازنی    (Capacitive)

 

شتاب سنجهای پیزوالکتریک رایج تر هستند و از نظر نحوه تأثیر پذیری از ارتعاش و تولید سیگنال الکتریکی، در 2 نوع دسته بندی می شوند: نوع فشاری (Compression type) و نوع برشی (Shear Type). المان اصلی این نوع از شتاب سنجها از مواد پیزوالکتریک مثل کوارتز و یا انواع خاصی از سرامیک ساخته می شود. این مواد بر اثر تحریک شدن، سیگنال الکتریکی تولید می کنند. شماتیک ساختمان این نوع از سنسورها را در شکل زیر می بینید:

 

 

همانطور که در شکل پیداست، اجزاء اصلی عبارتند از: یک وزنه، ماده کریستال (پیزوالکتریک)، یک فنر برای پیش بارگذاری، تقویت کننده و پایه. این نوع پیکربندی به گونه ای است که نیروی وارد بر ماده پیزوالکتریک و در نتیجه سیگنال الکتریکی تولید شده توسط آن، متناسب با شتابی است که بر پایه (base) وارد می شود. از آنجاییکه سیگنال ایجاد شده معمولاً ضعیف است، از یک مدار داخلی برای تقویت سیگنال استفاده می شود. نهايتاً خروجی سنسور از طریق کابلهای مناسب به ابزارهای پردازش سیگنال هدایت می شود.

 

نوشته شده توسط حسین وروانی فراهانی  | لینک ثابت |

حداقل امکاناتی که برای پیاده کردن سیستم CM بر مبنای ارتعاش سنجی (به صورت off-line) مورد نیاز هستند عبارتند از:

 

• انواع سنسورهای ارتعاش سنجی

تصویر زیر انواع مختلفی از سنسورهای ارتعاش سنجی را نشان می دهد:

 

• انواع تجهیزات داده برداری (برای مثال يک ديتا کالکتور)

تصویر زیر یک دیتا کالکتور (ساخت شرکت CSI) را نشان می دهد:

 

• نرم افزار پردازش و مدیریت اطلاعات

معمولاً به همراه دستگاه های ارتعاش سنجی که برای برنامه CM طراحی و ساخته می شوند، نرم افزارهای تخصصی نیز برای برقراری ارتباط دستگاه با کامپیوتر ارائه می گردد. این نرم افزارها برای مدیریت اطلاعات (ذخیره سازی، پردازش و ...) استفاده می شوند. در زیر یک نما از نرم افزار XMS تولید شرکت B&K را مشاهده می کنید:

 

 

 

در پستهای بعدی، جزئیاتی را درباره هرکدام از امکانات فوق الذکر (انواع سنسور، دستگاه های ارتعاش سنجی و نرم افزارهای تخصصی) خواهید خواند.

 

نوشته شده توسط حسین وروانی فراهانی  | لینک ثابت |

 

 

 

برخی از عیوبی که به کمک ارتعاشات شناسایی می شوند:

1.  نامیزانی جرمی
2. میس الایمنت
3.  رزونانس
4. لقی مکانیکی
5. خرابی بیرینگ
6. خرابی چرخ دنده
7. خارج از مرکزی
8. شفت خمیده
9. فونداسیون معیوب
10. اشکالات الکتریکی
11. اشکالات آئرودینامیکی و هیدرودینامیکی
12. خرابی کوپلینگ
13. خرابی تسمه و پولی
14.  اشکالات پایپینگ
15. اعوجاج پوسته
16. و . . .

نکته مهم و کلیدی در عیب یابی از طریق آنالیز ارتعاشات این است که:

 

هر عیبی در تجهیزات دوار، ارتعاشاتی با مشخصات خاص خود (از لحاظ دامنه، فرکانس، فاز و ...) ایجاد می نماید.

 

 

ارتعاشات به عنوان مشخص کننده وضعیت تجهیز:

ارتعاشات هر تجهیز دوار (چه از نظر مقدار و چه از نظر سایر مشخصات ارتعاشات) ارتباط مستقیمی با وضعیت آن دارد و هرگونه تغییر هر چند جزئی در وضعیت تجهیز (از هر نظر) با تغییر در وضعیت ارتعاشات آن همراه خواهد بود. لذا اندازه گيری و آنالیز ارتعاشات یکی از تکنیکهای اصلی برای مانیتورینگ تجهیزات و ماشین آلات دوار به شمار می رود.

 

منظور از تغییر در وضعیت تجهیز چیست؟

• تغییر در شرایط بهره برداری تجهیز
• بروز اشکال و عیب (مکانیکی، الکتریکی، . . . ) در تجهیز
• تغییر بار وارد بر تجهیز
• . . .

 

میزان ارتعاش ماشین را رابطه زیر تعیین می کند:

 

                                                                         Vibration = Vibratory Force / Impedance

 

نیروهای ارتعاش زا در داخل ماشین و معمولاً در سیستم روتور (یعنی بخش در حال دوران) تولید می شوند. امپدانس از مشخصات هر سیستم مکانیکی و از جمله ماشین آلات دوار است و مسیر انتقال ارتعاش را توصیف می کند.

ارتعاشات که معمولاً از روی بخش ساکن (استاتور) ماشین آلات و به ویژه از روی هوزینگ بیرینگ اندازه گیری می شود، تحت تأثیر دو پارامتر فوق است.

اکنون دو پارامتر فوق (یعنی نیروهای ارتعاش زا و امپدانس) را جداگانه بررسی می کنیم.

 

 

نیروهای ارتعاش زا (Vibratory Forces)

برخی از عوامل ایجاد نیروهای ارتعاش زا در ماشین آلات، عبارتند از:

• میس الایمنت
• نامیزانی جرمی
• خوردگی اجزا و قطعات (wear)
• نیروهای آئرودینامیکی و هیدرودینامیکی
• نیروهای الکترومغناطیسی
• تماس قطعات متحرک و ثابت (rubbing)
• اصطکاک
• .  .  .

 

 

امپدانس (Impedance)

امپدانس و یا مقاومت مکانیکی در برابر حرکت، از خصوصیات هر سیستم مکانیکی است که سه مؤلفه دارد:

            1- جرم     2- سفتی     3- میرایی (دمپینگ)

 

 

 

برخی عوامل بدون اینکه از خود نیرویی تولید کنند و تنها از طریق تاثیر بر امپدانس، منجر به تشدید ارتعاش می شوند. مهمترین آنها عبارتند از:

• لقی مکانیکی
• تحریک فرکانسهای طبیعی اجزاء (رزونانس)
• ضعف در فونداسیون و یا شاسی ماشین آلات
• ضعیف بودن سازه (استراکچر)
• ...

 

به طور کلی دو نوع نیروی استاتیکی و دینامیکی در ماشین آلات وجود دارد.

نیروهای ارتعاش زا از نوع نیروهای دینامیکی هستند که بر اثر وجود کاستی هایی در ماشین ایجاد می شوند.   

 

 

برخی از زمینه های بروز کاستی (اختلاف از حالت ایده آل) عبارتند از:

• محدودیتهای طراحی
• تولرانسها و محدودیتهای ساخت
• اشکال در نصب و یا اسمبل کردن
• اشکالات بهره برداری
• خطا در فعالیتهای نگهداری و تعمیرات
• و ...

 

از آنجاییکه رسیدن به حالت ایده آل امکان پذیر نیست، همیشه تا حدی ارتعاش در ماشین آلات وجود دارد که مجاز شمرده می شود. اما با گذشت زمان و بر اثر بروز اشکالات بعدی، بعضاً ارتعاشات افزایش می یابد که با آنالیز و انجام اقدام اصلاحی وضعیت به حالت قبل بر می گردد.

 

منظور از فرکانس ارتعاشات چيست؟

پريود زماني حرکت (T) بازه زماني است که سيکل ارتعاشي خود راتکرار مي کند. فرکانس ارتعاشات در واقع عکس پريود زمانی است.

 

       شکل - رابطه میان پریود زمانی و فرکانس ارتعاشات

 

واحدهاي اندازه گيري فرکانس:

                        Hertz = 1 / s

                        cpm   = Cycle per minute

                        cps     = Cycle per second

            که داريم:

                       

                        1Hz = 1 cps = 60 cpm

 

 

منظور از فاز چيست؟

فاز، هميشه نسبت به يک مرجع سنجيده مي شود و توالي حرکت را نسبت به آن نشان مي دهد.

واحد اندازه گيري فاز:

                                    درجه (°)

 

نوشته شده توسط حسین وروانی فراهانی  | لینک ثابت |

به طور کلي دامنه هر موج سينوسي را به چهار شکل مي توان تعيين کرد:

• مقدار 0-p (صفر تا پيک)
• مقدار p-p
• مقدار rms يا مقدار مؤثر
• مقدار average يا ميانگين

 

 

 

 

پارامترهاي بيان کننده دامنه ارتعاشات عبارتند از:

1. جابجايي
2. سرعت
3. شتاب

 

 جابجايي چيست؟

 

پارامتر اوليه دامنه که در مورد سيستم جرم و فنر، موقعيت جرم را در هر لحظه به دست مي دهد.

 

واحدهاي اندازه گيري جابجايي:

در سيستم SI:          μm

در سيستم اينچي:     mils که برابر يک هزارم اينچ است.

 

 

منظور از سرعت چيست؟

سرعت، از نظر رياضي مشتق جابجايي است که نرخ تغييرات جابجايي در واحد زمان را نشان مي دهد.

 

واحدهاي اندازه گيري سرعت:

در سيستم SI:         mm/s

در سيستم اينچي:    in/s

 

 

منظور از شتاب چيست؟

شتاب از نظر رياضي، مشتق سرعت است و نرخ تغييرات سرعت در واحد زمان را نشان مي دهد.

 

واحدهاي اندازه گيري شتاب:

در سيستم SI:          g  و يا  m/s²

در سيستم اينچي:    g  و يا  in/s2

 

 

چه ارتباطي ميان جابجايي سرعت و شتاب وجود دارد؟

 

 

 

 

 

l

مشخصه های مهم حرکت ارتعاشی عبارتند از:

•  دامنه، که معياری از شدت ارتعاش است.
•  فرکانس، که معياری از نرخ حرکت در واحد زمان است.
•  فاز، که توالی حرکت را نسبت به يک مرجع می سنجد.

علم ارتعاشات يکی از شاخه های علم ديناميک و يا به عبارت ديگر علم بررسی حرکت است. به طور کلی ارتعاشات به نوعی از حرکت سیستمهای دیناميکی اطلاق می شود که به صورت نوسانی صورت پذیرفته و حرکت در یک پریود زمانی تکرار شود. این نوع حرکت را در ساده ترین شکل می توان با یک جرم و يک فنر شبیه سازی کرد. با القاء يک تغییر مکان اولیه به جرم متصل به فنر و رها کردن آن حرکت نوسانی رخ می دهد که می توان دامنه آن را به کمک یک تابع سینوسی بیان نمود.

در صنعت، علم ارتعاشات کاربردهای زيادی دارد که برخي از آنها عبارتند از:

• طراحی ديناميکی ماشين آلات و سازه ها
• تستهای کنترل کيفيت
• تست پذیرش تجهيزات پس از نصب (Acceptance Testing)
• طراحی سيستمهای کنترل و ایزوله کردن ارتعاشات
• مانيتورينگ و عیب یابی ماشین آلات

در این وبلاگ تنها آیتم آخر یعنی "مانیتورینگ و عیب یابی ماشین آلات" از طریق آنالیز ارتعاشات مورد کاوش قرار می گیرد.

 

این بخش به موضوع آناليز ارتعاشات و مباحث مرتبط با آن مي پردازد. موضوعاتی همچون:

• مفاهيم اولیه ارتعاشات
• کاربردهاي آناليز ارتعاشات
• روشهای پیاده سازی CM بر مبنای ارتعاش سنجی
• روشهای عیب یابی ماشین آلات از طریق ارتعاشات
• مطالعات موردی (Case Study)
• و . . .

در این بخش مطرح خواهند شد.

صفحه نخست
پست الكترونيك
آرشيو مطالب

وبسایت تخصصی CBM
آرشیو پیوندهای روزانه

مرداد 1387
خرداد 1387
اردیبهشت 1387
فروردین 1387
اسفند 1386
بهمن 1386
آرشيو

آنالیز ارتعاشات
آناليز روغن
ترموگرافی
CM یکپارچه (مباحث سیستمی CBM)
آنالیز صدا و آلتراسونیک
آنالیز مدار موتور و ساير تستهای الکتریکی
آنالیز کارآیی (Performance)
معرفی مراکز فعال (شرکت، انجمن،...)
معرفی منابع (کتب، وب سایتها، استانداردها)
معرفی متخصصین
دوره های آموزشی، سمينارها و کنفرانسها
سیستمهای جامع نت (RCM-TPM-BCM-PMO)

سومین سمینار تخصصی پایش وضعیت و عیب یابی
پنجمین كنفرانس بین المللی نگهداری و تعمیرات ایران
چهارمین همایش بین المللی بازآموزی مدیران فنی و نت
سایت انجمن نگهداری و تعمیرات ایران
وبلاگ سیستمهای نگهداری و تعمیرات
وبلاگ تخصصی TPM (نت بهره ور فراگیر)
وبلاگ مدیریت نگهداری و تعمیرات بر پایه تجارت
نت در صنايع پتروشیمی
اولین همایش ملی TPM
وبسایت تخصصی CBM
 

 

عضويتلغو عضويت

Powered by WebGozar

طراح قالب رضا امین زاده
 Powered By  BLOGFA.COM