Tìm hiểu thêm về lợi ích của phân tích rung động

Tìm hiểu thêm về lợi ích của phân tích rung động

Tìm hiểu thêm về lợi ích của phân tích rung động
Máy phân tích rung động

Nhiều nhà máy vẫn hoạt động với chiến lược bảo trì “chạy đến thất bại”. Trong chế độ này, không có hành động nào được thực hiện cho đến khi máy móc bị lỗi; nhân viên bảo trì chạy từ thảm họa này sang thảm họa khác. Chi phí bảo trì và thiệt hại sản xuất cao.

Một số công ty đã chuyển sang bảo trì phòng ngừa, hoặc dựa trên lịch. Các hành động được lên lịch bất kể tình trạng thực tế của thiết bị. Với phương pháp này, các máy không có lỗi có thể được sửa chữa một cách không cần thiết, dẫn đến chi phí chương trình cao hơn.

Trong 30 năm qua, Hải quân Hoa Kỳ và nhiều công ty Fortune 500 đã chuyển từ bảo trì phòng ngừa sang bảo trì dựa trên điều kiện. Với bảo trì dựa trên điều kiện, các máy được đo bằng các phương pháp như phân tích rung động, không yêu cầu xé máy xuống để tìm hiểu tình trạng của nó. Khi xảy ra lỗi tình trạng máy, việc sửa chữa được lên lịch khi cần – không phải trước và không quá muộn.

Các chỉ số sớm về sức khỏe máy

Một số công nghệ được sử dụng để đo lường và chẩn đoán sức khỏe của máy. Hai trong số quan trọng nhất là kiểm tra độ rung và nhiệt kế hồng ngoại. Biểu đồ cho thấy cách bạn có thể phát hiện các thay đổi trước tiên bằng thử nghiệm rung, sau đó bằng nhiệt kế hồng ngoại. Chỉ sau này – không lâu trước khi máy bị hỏng – bạn mới có thể nghe thấy tiếng ồn có thể nghe được và cảm thấy nóng.

bieu do rung dong

Lợi ích của thử nghiệm rung sớm bao gồm:

  • Dự đoán. Cung cấp cho nhân viên bảo trì thời gian để lên lịch sửa chữa cần thiết và có được các bộ phận cần thiết.
  • Sự an toàn. Mang thiết bị bị lỗi ngoại tuyến trước khi xảy ra tình trạng nguy hiểm.
  • Doanh thu. Phát sinh ít thất bại bất ngờ và nghiêm trọng hơn, giúp ngăn chặn các điểm dừng sản xuất cắt giảm lợi nhuận.
  • Tăng khoảng thời gian bảo trì. Kéo dài tuổi thọ của thiết bị và bảo trì lịch trình theo nhu cầu.
  • Độ tin cậy. Chịu ít thất bại bất ngờ hoặc thảm khốc hơn vì các khu vực có vấn đề có thể được dự đoán trước khi thất bại.
  • Yên tâm. Xây dựng sự tự tin trong lịch trình bảo trì, ngân sách và ước tính năng suất.

Kiểm tra độ rung cơ học

Đầu dò thu tín hiệu rung từ các vị trí ổ trục và truyền các tín hiệu này đến thiết bị thu thập dữ liệu. Dưới đây là một vài điều quan trọng cần lưu ý về cơ chế kiểm tra độ rung:

  • Tất cả các thiết bị quay tạo ra một tín hiệu rung hoặc chữ ký độc đáo .
  • Các tín hiệu duy nhất này thường được thu theo chuỗi, với biên độ của tín hiệu (trục y) được mô tả theo thời gian (trục x). Đây được gọi là dạng sóng thời gian.
  • Dạng sóng chứa thông tin về máy tại điểm đo. Rung động đến từ trục quay, máy liền kề, nền tảng, tiếng ồn, các bộ phận quay, cộng hưởng cấu trúc, nhiễu loạn dòng chảy và các nguồn khác.
  • Tuy nhiên, các mô hình của các sự kiện khác nhau được chồng chéo và lộn xộn với nhau. Việc tách và cách ly một tín hiệu rung với tín hiệu khác rất phức tạp.
  • Phân tích tần số được thực hiện trong bộ thu thập dữ liệu đơn giản hóa dạng sóng thành các mẫu lặp lại nhất định. Biến đổi Fourier nhanh (FFT) là một thuật toán toán học được thực hiện bởi công cụ kiểm tra độ rung để tách các tín hiệu rung riêng lẻ.
  • Phổ là biểu đồ của từng tín hiệu riêng lẻ này trên một biểu đồ biên độ đơn giản (trục y) theo tần số (trục x).

Chúng ta có thể đơn giản hóa nó thành một quá trình ba bước.

  1. Xác định các đỉnh rung khi chúng liên quan đến một thành phần nguồn trên máy.
  2. Tìm kiếm các mẫu trong dữ liệu dựa trên các quy tắc rung.
  3. Đo biên độ của đỉnh rung để xác định mức độ nghiêm trọng của lỗi.

Khi lỗi và mức độ nghiêm trọng được xác định, bạn có thể đề nghị sửa chữa và tạo đơn hàng công việc.

Lỗi ổ trục và sự hư hỏng

Một nghiên cứu được thực hiện bởi Tập đoàn SKF đã theo dõi tuổi thọ của 30 vòng bi giống hệt nhau và phát hiện ra rằng có sự khác biệt lớn về tuổi thọ vòng bi. Điều này ngăn cản việc sử dụng một chương trình bảo trì dựa trên lịch hiệu quả.

Một nghiên cứu khác cho thấy lỗi mang có thể chiếm hơn 60% lỗi cơ học. Mặc dù vòng bi là một đóng góp chính cho các vấn đề cơ học, đôi khi lỗi ổ trục là kết quả của một vấn đề cơ bản riêng biệt, chẳng hạn như mất cân bằng. Một số khách hàng thay thế vòng bi cứ sau vài tháng cho đến khi họ học cách cân bằng và căn chỉnh máy – sau đó vòng bi sẽ tồn tại trong nhiều năm. Vòng bi thất bại vì:

  • cách nhiệt kém
  • bôi trơn kém
  • ô nhiễm
  • mệt mỏi
  • lỗi khác

Ổ lăn – còn gọi là ổ trục của phần tử lăn – mang tải bằng cách đặt các phần tử tròn giữa hai miếng. Hầu hết các máy ngày nay đều có vòng bi lăn.

Phân tích lỗi ổ bi

Phân tích lỗi ổ bi

Tần số mang là không đồng bộ. Hình dạng của các quả bóng, lồng và chủng tộc hiển thị ở các tốc độ khác nhau; những tốc độ này không phải là bội số của tốc độ trục. Trong hầu hết các trường hợp, các đỉnh không đồng bộ là vòng bi lăn. Hầu hết các chương trình rung sử dụng tần số mang sau đây:

  • cuộc đua bên trong
  • cuộc đua bên ngoài
  • lồng
  • bóng xoáy
bieu do phan tich o bi

Biểu đồ cho thấy một ví dụ về dữ liệu có lỗi mang. Lưu ý rằng đỉnh rung từ trục bằng 1 lần tốc độ trục (1.775 vòng / phút). Bốn van cánh quạt bơm và bảy cánh quạt làm mát động cơ nằm trong hệ thống. Một đỉnh rung lớn xảy ra ở tốc độ trục 3,56 lần. Nó không thể có cánh quạt 3,56 hoặc van bơm 3,56.

Chín trạng thái ổ trục

Hơn 4700 quy tắc tồn tại cho các lỗi máy. Các quy tắc này dựa trên các mẫu phân tích được thấy trong máy móc quay và được tích hợp vào công cụ chẩn đoán trong Bộ kiểm tra độ rung Fluke 810 . Các lỗi phổ biến nhất là mất cân bằng, sai lệch, nới lỏng và thất bại mang. Chín giai đoạn dưới đây cho thấy sự thay đổi mô hình khi tiến trình mòn ổ trục.

chin giai doan phan tich

Phân tích ổ trục truyền thống

Làm thế nào để một nhà phân tích rung động tìm thấy vòng bi xấu? Các nhà phân tích đầu tiên nhìn vào các dạng sóng phức tạp. Phải mất nhiều năm đào tạo về phân tích dạng sóng và nhiều năm kinh nghiệm để làm điều này.

Một kỹ thuật khác tồn tại, nhưng nó tốn thời gian: Liên hệ với nhà sản xuất ổ trục và lấy bảng tần số vòng bi. Sau đó, bạn có thể chồng các tần số để xem liệu chúng có thẳng hàng với các đỉnh không đồng bộ mà bạn tìm thấy trong dữ liệu hay không. Nếu họ xếp hàng, thì bạn đã tìm thấy lỗi ổ trục. Nếu họ không xếp hàng, có lẽ bạn có một khả năng khác so với dự kiến.

Nếu đó là trường hợp, xác định xem ai đó đã thay thế vòng bi bằng một từ nhà cung cấp khác mà không cập nhật hồ sơ bảo trì.

do do rung motor
Một nhà phân tích sàng lọc một máy bơm với Bộ kiểm tra độ rung Fluke 810 .

Bút rung, máy đo độ rung và máy phân tích độ rung

Khi bạn di chuyển đến một máy đo độ rung, bạn có khả năng đo độ rung tổng thể bên cạnh các biến số cụ thể. Các Fluke 805 Rung Metercó một đầu rung kết hợp và đầu cảm biến lực bù cho phương sai của người dùng (lực hoặc góc) – mang lại kết quả chính xác, có thể lặp lại. Đồng hồ này có thang đo mức độ nghiêm trọng bốn cấp và bộ xử lý trên tàu để tính toán tình trạng ổ trục và độ rung tổng thể bằng cách sử dụng các cảnh báo văn bản dễ hiểu (Tốt, Hài lòng, Không thỏa mãn, Không thể chấp nhận). Cảm biến của nó có thể đọc một dải tần số rộng (10 đến 1.000 Hz và 4.000 đến 20.000 Hz), bao gồm hầu hết các loại máy và thành phần. Giao diện người dùng đơn giản của 805 giảm thiểu đầu vào của người dùng xuống phạm vi RPM và loại thiết bị. Điều này cung cấp cho nhân viên bảo trì tuyến đầu và các nhà khai thác một công cụ sàng lọc để xác định thiết bị nào khỏe mạnh và cần khắc phục sự cố thêm.

Như đã mô tả trước đây, một công cụ kiểm tra rung động tiên tiến, Fluke 810 Rung Tester , có một công cụ chẩn đoán kết hợp các thuật toán với cơ sở dữ liệu về trải nghiệm đo lường trong thế giới thực.