Діагностика надмірних вібрацій в обертальному обладнанні: від аналізу спектра до визначення причини

1. Опис проблеми та обсяг

Цій підказці присвячено діагностику надмірних вібрацій в обертальному обладнанні. Вібрація може мати різний характер: гармонійна, імпульсна або різання. Вона може виникати в обладнанні різних типів: електродвигуни, насоси, компресори, турбіни. Вібрація визначається за допомогою вимірювача вібрації або термальної камери. Залежно від вібраційного рівня, вона класифікується як критична (більше 12 mm/s), середня (5–12 mm/s) або мала (до 5 mm/s). Критична вібрація може призвести до швидкого зношування підшипників, відколів корпусу або виходу з ладу обладнання.

2. Попередні заходи безпеки

Зупиніть обладнання перед діагностикою. Використовуйте систему блокування і підписки (LOTO) для усунення небезпечного енергетичного з’єднання. Від’єднайте електропроводку, відкрийте підшипникові вузли та відкрийте доступ до внутрішніх частин обладнання. Використовуйте спеціальне засоби захисту: рукавички, окуляри, манікюр, засоби для захисту від високих температур та високого тиску.

3. Необхідні діагностичні інструменти

d>Аналіз частотних спектрів вібрації

4. Попередній огляд

5. Систематична діагностична схема

1. Виміряйте вібрацію у трьох площинах (X, Y, Z) на відстані 10–20 мм від підшипника.
   1. Якщо вібрація більше 12 mm/s:
      1. Виміряйте спектр вібрації.
         1. Якщо виявлено гармонійну частоту:
            1. Діагностика балансу.
               1. Перевірте рівень балансу.
                  1. Якщо баланс неправильний:
                     1. Виконайте балансування.
                     2. Перевірте вібрацію після виправлення.

6. Матриця визначення причин

7. Аналіз причин

7.1. Недбалість

Причина: Недбалість у балансуванні обертального обладнання. Під час балансування, центровий момент повинен бути менше 0,1% від маси обертального елемента. Недбалість призводить до гармонійних вібрацій у відповідній частоті.

Діагностика: Використовуйте аналіз спектра вібрації для виявлення гармонійних частот. Якщо вібрація збільшується від 1 до 10 kHz, це може бути признаком недбалості.

Потенційна шкода: Недбалість викликає швидке зношування підшипників, виход з ладу обладнання, втрату енергії.

7.2. Неправильна відцентровка

Причина: Відцентровка між валами в обертальному обладнанні не відповідає допустимим стандартам (до 0,1 mm). Це призводить до вібрації у частоті, яка є кратною частоті обертання.

Діагностика: Виміряйте відцентровку за допомогою вимірювального інструменту. Якщо відцентровка більше 0,1 mm, це може бути причиною вібрації.

Потенційна шкода: Неправильна відцентровка призводить до швидкого зношування підшипників, виходу з ладу обладнання, втрата енергії.

7.3. Порушення підшипників

Причина: Підшипники втрачають властивості зношування або виникають внутрішні дефекти. Вібрація може виникати через нерівність поверхонь або виникнення розривів.

Діагностика: Виміряйте температуру підшипників термальною камерою. Якщо температура вища за 40°C, це може бути ознакою виникнення дефекту.

Потенційна шкода: Порушення підшипників призводить до виходу з ладу обладнання, зношування підшипників, втрата енергії.

7.4. Резонанс

Причина: Резонанс виникає, коли частота обертання обладнання збігається з еквівалентною частотою елементів обладнання. Це призводить до вібрації у різних частотах, що збільшують вібрацію.

Діагностика: Використовуйте аналіз спектра вібрації для виявлення резонансних частот. Якщо вібрація виникає у частоті, що збігається з частотою обертання, це може бути признаком резонансу.

Потенційна шкода: Резонанс призводить до виходу з ладу обладнання, зношування підшипників, втрата енергії.

8. Крок-по-крокові процедури вирішення

8.1. Балансування

1. Виконайте балансування обертального обладнання за допомогою балансувального інструменту.
2. Повторно виміряйте вібрацію після балансування.
3. Перевірте, чи вібрація не перевищує 5 mm/s.

8.2. Відцентровка

1. Виміряйте відцентровку обертального обладнання.
2. Відцентруйте вал у відповідній площині.
3. Повторно виміряйте вібрацію після відцентровки.

8.3. Виправлення підшипників

1. Виміряйте температуру підшипників.
2. Відкріпіть старі підшипники та встановіть нові.
3. Повторно виміряйте вібрацію після виправлення.

8.4. Виправлення резонансу

1. Використовуйте аналіз спектра вібрації для виявлення резонансної частоти.
2. Змініть частоту обертання обладнання або віддаліть вузли, які викликають резонанс.
3. Повторно виміряйте вібрацію після виправлення.

9. Профілактичні заходи

10. Замінні частинки та компоненти

Перейдіть до е-каталогу UNITEC-D для отримання деталей про доступні компоненти.

11. Посилання

• Сертифікати: CE, UkrSEPRO
• Стандарти: DSTU 3109-96, EN 13445, ISO 10816
• Додаткові посилання: Мануал на ремонт обертального обладнання, UNITEC-D Maintenance Guides