Φορητά δονητικά όργανα

Τα φορητά δονησιόμετρα είναι όργανα για τη μέτρηση των κραδασμών σε περιστρεφόμενα μηχανήματα (κινητήρες, ανεμιστήρες, αντλίες, συμπιεστές, κιβώτια ταχυτήτων, στροβίλους) και μηχανικές κατασκευές, που χρησιμοποιούνται για προγνωστική συντήρηση, προληπτική διάγνωση, ελέγχους ασφαλείας, αποδοχή νέων μηχανημάτων και ελέγχους εξισορρόπησης. Μετρούν ταυτόχρονα την επιτάχυνση των κραδασμών (m/s² ή g), την ταχύτητα (mm/s) και τη μετατόπιση (µm), με στατιστική ανάλυση και απεικόνιση. Είναι εξοπλισμένα με αισθητήρες (πιεζοηλεκτρικά επιταχυνσιόμετρα) που είναι συνδεδεμένοι στο μηχάνημα μέσω μαγνητικής επαφής, βίδας ή χειροκίνητου αισθητήρα.

Πιεζοηλεκτρικά επιταχυνσιόμετρα

Ένα πιεζοηλεκτρικό επιταχυνσιόμετρο αποτελείται από μια σεισμική μάζα τοποθετημένη σε έναν πιεζοηλεκτρικό κρύσταλλο (χαλαζίας, κεραμικό PZT, συνθετικά υλικά). Η επιτάχυνση της δομής στην οποία είναι τοποθετημένο παράγει μια δύναμη στη μάζα, την οποία ο κρύσταλλος μετατρέπει σε αναλογικό ηλεκτρικό φορτίο. Το σήμα ενισχύεται και εμφανίζεται. Τυπικές προδιαγραφές περιλαμβάνουν: ευαισθησία 100 mV/g (τυπικά μοντέλα) ή 500-1000 mV/g (μοντέλα υψηλής ευαισθησίας για χαμηλά επίπεδα κραδασμών)· εύρος ζώνης 0,5-10000 g· εύρος ζώνης 0,5-10000 Hz· θερμοκρασία λειτουργίας -40°C έως +120°C (τυπικές εκδόσεις), έως +250°C για εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας.

Παράμετροι δόνησης

Οι τυπικές παράμετροι αξιολόγησης κραδασμών είναι: επιτάχυνση RMS (για ανάλυση υψηλής συχνότητας, δείκτης ζημιάς σε ρουλεμάν και γρανάζια). ταχύτητα RMS σε mm/s (παράμετρος σοβαρότητας κραδασμών για περιστρεφόμενα μηχανήματα, τυποποιημένη από το πρότυπο ISO 10816). μετατόπιση από κορυφή σε κορυφή σε µm (για μηχανήματα χαμηλής ταχύτητας και προβλήματα ανισορροπίας). συντελεστής κορυφής (λόγος κορυφής/RMS – δείκτης κραδασμών όπως ελαττωματικά ρουλεμάν). φασματική ανάλυση FFT (ανάλυση σήματος σε συχνότητες για συγκεκριμένη διάγνωση σφαλμάτων). Τα προηγμένα μοντέλα μετρούν ταυτόχρονα σε πολλαπλές κατευθύνσεις (3 άξονες) και υπολογίζουν μακροπρόθεσμες μέσες τιμές για μείωση του θορύβου.

Διάγνωση σφαλμάτων

Η φασματική ανάλυση FFT επιτρέπει τη διάγνωση συγκεκριμένων βλαβών: περιστροφική ανισορροπία (κορυφή σε 1× συχνότητα περιστροφής). κακή ευθυγράμμιση (κορυφές σε 1× και 2× συχνότητες περιστροφής, πιθανώς συνοδευόμενες από αξονικά στοιχεία). μηχανική χαλαρότητα (στοιχεία σε πολλαπλάσια του 1× με πλευρικές κορυφές). ελαττώματα εδράνων κυλίνδρων (χαρακτηριστικές συχνότητες BPFO/BPFI/BSF/FTF που υπολογίζονται από τη γεωμετρία των εδράνων). ελαττώματα γραναζιών (συχνότητες πλέγματος GMF = αριθμός δοντιών × ταχύτητα άξονα). σπηλαίωση αντλίας (τυχαίος θόρυβος ευρείας ζώνης). Η πλήρης κατανόηση των χαρακτηριστικών συχνοτήτων είναι απαραίτητη για τη διάγνωση.

Εφαρμογές

Οι βιομηχανικές εφαρμογές περιλαμβάνουν: προγνωστική συντήρηση περιστρεφόμενων μηχανημάτων (μείωση του μη προγραμματισμένου χρόνου διακοπής λειτουργίας, προγραμματισμός παρεμβάσεων πριν από την αστοχία)· ελέγχους αποδοχής νέων μηχανημάτων (επαλήθευση της συμμόρφωσης με τις προδιαγραφές του κατασκευαστή)· περιοδικές επιθεωρήσεις στόλου (συλλογή δεδομένων για όλα τα μηχανήματα του εργοστασίου για ιστορική ανάλυση και εντοπισμό μετατόπισης)· δυναμική ζυγοστάθμιση ρότορων (σε συνεργασία με ζυγοσταθμιστές)· ελέγχους ασφαλείας γερανών, ανελκυστήρων και βιομηχανικού εξοπλισμού· επαλήθευση αποσβεστήρων και μονωτών κραδασμών· και ανάλυση δομικών κραδασμών κτιρίων, γεφυρών και υποδομών.

Πρότυπα αναφοράς

Τα κύρια πρότυπα είναι: ISO 10816 (Μηχανικοί κραδασμοί – Αξιολόγηση των κραδασμών της μηχανής με μετρήσεις σε μη περιστρεφόμενα μέρη, μέρη 1-7 ειδικά για τους τύπους μηχανών)· ISO 7919 (κραδασμοί περιστρεφόμενων αξόνων)· ISO 13373 (συντήρηση βάσει κατάστασης με ανάλυση κραδασμών)· ISO 18434 (θερμογραφία για συντήρηση)· ISO 1940-1 (ποιότητα εξισορρόπησης άκαμπτων ρότορων)· Η περιοδική βαθμονόμηση των επιταχυνσιόμετρων πραγματοποιείται με δονητές βαθμονομημένους κατά ISO 17025, συνήθως ετησίως.

Κριτήρια επιλογής

Η επιλογή ενός δονησιόμετρου εξαρτάται από: την εφαρμογή (απλή περιοδική παρακολούθηση → μοντέλα με έναν άξονα και απεικόνιση βασικών μεγεθών· προηγμένη διάγνωση → μοντέλα με ενσωματωμένο FFT και φασματική ανάλυση)· το απαιτούμενο εύρος συχνοτήτων (ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του μηχανήματος)· την ευαισθησία του αισθητήρα (υψηλή ευαισθησία για χαμηλά επίπεδα σε μεγάλα μηχανήματα)· τις λειτουργίες καταγραφής δεδομένων και αρχειοθέτησης για ιστορική ανάλυση· την ενσωμάτωση με λογισμικό υπολογιστή για προηγμένη ανάλυση και διαχείριση στόλου· τη συμμόρφωση με τα ισχύοντα πρότυπα ISO.