Vibrace mohou identifikovat problémy ještě před dalšími příznaky, jako jsou teplota, zvuk, spotřeba elektrické energie a znečištěné mazivo. Více než polovina doby neplánovaných odstávek je zapříčiněna mechanickými poruchami. Stroj ovlivňuje velké množství faktorů. Když se objeví první příznaky poruchy, do úplného výpadku stroji většinou zbývá čas pouze v řádu měsíců. Sledování vibrací umožňuje zjišťovat, ve které fázi křivky poruchovosti se stroj právě nachází – a s ohledem na to reagovat.
Vibrace rotujících součástí strojů jsou vlastně cyklickým pohybem tam a zpět neboli oscilací stroje či jeho součástí. Jde například o motory, poháněná zařízení (čerpadla, kompresory atd.) a ložiska, hřídele, ozubená kola, řemeny a další prvky tvořící mechanické systémy.
Vibrace samotné ničemu neškodí. Přílišné vibrace jsou ale příznakem vnitřních problémů, například vadných ložisek, nevyváženosti, nesouososti a uvolněných součástí, které zkracují životnost zařízení.
Přínosy měření vibrací
Uvádíme zde několik přínosů pro společnosti ve všech odvětvích průmyslu:
Předvídatelnost: Studie prokázaly, že měření vibrací může poskytnout včasné upozornění na hrozící poruchu stroje, a dát tak pracovníkům údržby čas na zajištění potřebné opravy a příslušných náhradních dílů.
Bezpečnost: Znalost technického stavu stroje umožňuje obsluze odstavit stroj ještě předtím, než se stane nebezpečným pro své okolí nebo návazné činnosti.
Ekonomická hlediska: Stroje s dobře prováděnou údržbou mají méně neočekávaných a vážných poruch, což pomáhá předcházet ekonomicky nepříjemným výpadkům ve výrobě. Provozování stroje až do chvíle jeho poruchy často znamená nákladnější a časově náročnější opravy. Po 25 letech sledování úspor ukazuje poměr zisků vůči nákladům na testování vibrací 20:1.
Prodloužené intervaly údržby: Pokud je zdraví stroje sledováno, údržbu je možno provádět podle potřeby a nikoli jen podle počtu provozních hodin. Lze tak odsunout pravidelnou údržbu až dobu, kdy to bude stroj skutečně vyžadovat.
Spolehlivost: Stroj, který je sledovaný, má méně neočekávaných nebo fatálních poruch. Problémové oblasti je možno určit v předstihu před poruchou a lze se připravit na opravy. Je možné omezit skladové zásoby náhradních dílů a prodloužit životnost stávajícího zařízení.
Vnitřní klid: Lepší porozumění stavu stroje buduje důvěru v plánovanou údržbu, ekonomické propočty a odhadovanou produktivitu.
Typy měření
Mnoho let existovaly dva způsoby zjišťování stavu stroje na základě měření vibrací: spektrální analýza a celkové měření vibrací a ložisek.
Spektrální analýza
Zkušení specialisté na vibrace používají analyzátory vibrací k sofistikované analýze stavu stroje. Analyzují spektrum vibrací (amplitudu a frekvenci), vytvářejí podklady pro testované zařízení a vývoj výsledků v průběhu času. Tato sofistikovaná analýza poskytuje informace nejen o samotné existenci problému, ale také pomáhá uživateli porozumět hlavní příčině poruchy a stanovit čas, kdy nastane.
Tento tradiční typ měření vibrací však vyžaduje značné zkušenosti a znalosti spektra vibrací a historie zařízení, a je zajišťováno úzce specializovaným pracovníkem.
Jak na to
Týmy provozní údržby používají zařízení na měření vibrací pro rychlá rozhodnutí, zda má být stroj dále provozován nebo odstaven na základě porovnávání hodnot s předem stanovenými mezními hodnotami, porovnávání s normami ISO (ISO 10816) a vývoje výsledků v průběhu času.
Celkové měření vibrací a ložisek
Zařízení na sledování vibrací (jako jsou pera pro měření vibrací nebo přístroje pro kontrolu ložisek) poskytují rychlé informace o stavu stroje tím, že sledují celkovou úroveň vibrací nebo stav ložiska a poukazují na existenci problému místo toho, aby důkladně analyzovaly spektrum.
Tato zařízení sledují signál nízkofrekvenčních vibrací jako celek, případně sledují vysokofrekvenční signál ložiska, a o celkových vibracích nebo stavu ložiska informují jediným číslem. Pokud jsou vibrace nebo hluk stroje větší, je i tato hodnota vyšší. V tomto případě je nutná pravidelně zaznamenávaná historie měření pro porovnání hodnot.
Nové standardy
Současné vibrometry jsou již multifunkční přístroje, které kromě sledování vibrací poskytují kvantifikovatelné vyhodnocení týkající se stavu ložisek, celkových vibrací a navíc metodou snímání infračerveného záření měří i teplotu.
O vyhodnocení závažnosti celkových vibrací a stavu ložisek informuje čtyřstupňová stupnice, která označuje zdraví ložiska jako dobré, uspokojivé, neuspokojivé a nepřijatelné. Získaná data je možné přenést do počítače pro následné zpracování z hlediska vývoje v průběhu času.
Při identifikaci poruch ložisek používají analytici vibrací činitel amplitudy. Hlavním omezením používání činitele amplitudy pro identifikaci poruch ložiska je to, že se nezvyšuje lineárně s tím, jak ložisko degraduje. Aby se toto omezení obešlo, byl vytvořen algoritmus známý jako činitel amplitudy plus (CF+). Hodnoty CF+ jsou v rozsahu od 1 do 16 a s tím, jak se stav ložiska zhoršuje, hodnota CF+ roste. Tím se významně zjednodušuje vyhodnocení stavu.
Sledování vývoje v průběhu času
Samotná čísla celkových vibrací nebo stavu ložisek nemusí obsluze ani technikovi příliš pomoci v případě, že neví, co tato čísla znamenají. Uživatel nemusí vědět, které hodnoty jsou normální a které již signalizují problém. Při využití současných vibrometrů může uživatel tento problém překonat pomocí funkce vyhodnocení závažnosti a vývoje v průběhu času. Po provedení měření v rámci prohlídky je možno data snadno přenést do aplikace Excel. Uživatel může zobrazit vývoj v průběhu času pomocí přednastavených šablon aplikace Excel a grafů a porovnávat naměřené hodnoty celkových vibrací s normami ISO (10616-1, -3 a -7). Případná abnormalita pak může být rychle identifikována pomocí grafů vývoje v průběhu času. Uživatel tak může jasně sledovat měnící se stav ložiska, zhoršující se zdraví stroje a následné přijmutí příslušných opatření.
Týmy provozní údržby strojů potřebují: • Přístroj schopný rychlého měření prováděného v rámci stávajících prohlídek.
• Spolehlivá a opakovatelná měření rotačních strojů pro rozhodování o provozuschopnosti stroje.
• Možnost zjišťovat vývoj v průběhu času a při vzniku abnormalit informovat konzultanta nebo technika zabývajícího se spolehlivostí.
• Být rychle seznámeni s celkovým stavem stroje a ložisek kvůli rozhodování o opravách a vybavení souvisejícím s opravami.
Popisek:
Sledování vibrací pomáhá indikovat stav stroje a předcházet jeho neplánovanému výpadku
