TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVAusers.utcluj.ro/~csmartis/MSI/curs_MSI_3.pdf · TEHNICI DE...

2010-2011 Mentenanta sistemelor industriale - Curs 3

1

TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA


2

Tehniciutilizate

Analiza vibraŃiilor

Termografia

Analiza fluidului de ungere

detectarea zgomotolui ultrasonic

Măsurarea impedanŃei complexe

Metode specificesistemelor electrice

Măsurarea rezistenŃei de izolaŃie

Analiza spectrului de armonici al curentului de fază


3

�Orice sistem mecanic aflat în mişcare generează un anumit profil

de vibraŃii care reflectă modul său de operare.

detectarea unor defecte de fabricaŃie

evitarea defectelor în funcŃionare ce pot duce la pierderea, recuperabilă sau

irecuperabilă a capacităŃii de lucru a unui sistem/proces

ANALIZA VIBRATIILOR


4

TEORIA VIBRATIILOR

Vibratia - mişcare repetitivă a unui obiect în jurul poziŃiei sale de echlibru

M

M

M

PoziŃia de echilibru

Limita inferioară – PoziŃia 1

Limita superioară – PoziŃia 2

Timp


5

Descrierea vibratiilor

)ft2sin(A)t(X ϕπ +=

Amplitudine

Frecventa - numărul de oscilaŃii complete în unitatea de timp

Faza - defineşte poziŃia corpului în raport cu un altul la un anumit moment de timp

Perioada, T, a mişcării oscilatorii reprezintă timpul necesar executării unei oscilaŃii, şi anume: poziŃia de echilibru - poziŃia superioară - poziŃia de echilibru –

poziŃia inferioară – poziŃia de echilibru (1/f)


6

X(t)

v(t)

a(t)

Timp

)ft2cos(v)ft2cos(fA2dt

)t(dX)t(v max ϕϕϕϕππππϕϕϕϕππππππππ ++++====++++========

)ft2sin(a)ft2sin(fv2dt

)t(dv)t(a maxmax ϕϕϕϕππππϕϕϕϕππππππππ ++++−−−−====++++−−−−========

Viteza

Acceleratia


7

180º

360º 360º

90º

B

A

A

B

B

A

)t2sin(AX

)2

t2sin(AX

B

A

ππππππππ

ππππππππ

++++====

++++====

)t2sin(AX

)2

t2sin(AX

B

A

ππππ

ππππππππ

====

++++====


8

Compunerea vibratiilor

timp

x Sursa de vibratii de frecventa fa

Sursa de vibratii de frecventa fbVibratia rezultanta, nesinusoidala

tsinXtsinX)t(x)t(x)t(x bbaaba ωωωωωωωω ++++====++++====


9

Componente spectrale ale vibratiilor

x0 – componenta continuax1 – armonica de ordin intai

x2 – armonica de ordin 2x – semnalul ce reprezinta rezultantavibratiilor asupra unui corp

timp

x Reprezentare in domeniul timp

profil al vibraŃiilor(vibration profile)


10

Reprezentare in domeniulfrecventa

X0

X1

X2

f1

f2

Amplitudine

FrecvenŃă

răspuns frecvenŃial(frequency signature)


11

ANALIZA VIBRATIILOR

Parametri măsurabili

Factori ce influenŃează nivelul vibraŃiilor

Tipul şi formatul datelor în analiza vibraŃiilor

AchiziŃia datelor


12

Parametri măsurabili

FrecvenŃa - numărul de apariŃii ale unei funcŃii/vibraŃii pe unitatea de timp.

Amplitudinea - valoarea maximă a mişcării sau vibraŃiei. Această valoare poate fi reprezentată ca deplasare, viteză sau acceleraŃie.


13

Peak-to-peak value

Zero-to-peak value

RMS value

Moduri de exprimare a amplitudinii

Peak-to-peak value

Zero-to-peak value

RMS value


14

Factori ce influenŃează nivelul vibraŃiilor

Masa este proprietatea care descrie cât de mult material este present în maşină/echipament.

Rigiditatea este o proprietate a unui corp care descrie nivelul forŃei de rezistenŃă la modificarea lungimii acestuia.

Amortizarea reprezintă un mod de a reduce viteza prin aplicarea unei forŃe de rezistenŃă.

Gradele de libertate indică numărul de coordonate care definesc poziŃia geometrică la fiecare moment de timp.


15

Rigiditatea

Rigiditatea arborilor – influentata de diametrul arborelui, de materialul din care este realizat, respectiv de lungimea deschiderii dintre suporturile arborelui

Rigiditatea lagarelor

In plan vertical – mai mare In plan orizontal – este mai mica, ceea ce

determina un nivel mai mare de vibratii in plan

orizontal


16

Vibratii libere – vibratiile unui sistem pentru care miscarile maselor sunt influentate in intregime de energia lor potentiala

Vibratii fortate – vibratiile unui sistem a carui miscare este determinata sau intretinuta de o forta exterioara

Amortizarea


17

Masa Masa

Greutatea – G=Mg

Forta arcului – Fa=-KxAlungirea statica

Vibratii libere neamortizate

0Kxdt

xdM

2

2

====++++

M

K),tcos(Xx 0 ======== ωωωωωωωω

Miscarea va fi una periodica:


18

Vibratii libere amortizate

MaF ====∑∑∑∑

(((( ))))hxKFa ++++−−−−====

dt

dxcFamortizare ====

0kxdt

dxc

dt

xdM

2

2

====++++++++


19

Masa Masa

Greutatea – G=Mg

Forta arcului – Fa=-KxAlungirea statica

Vibratii fortate neamortizate

Forta exterioara

(((( ))))tsinFKxdt

xdM extmax2

2

ωωωω====++++

Forta exterioara cu aceeasi pulsatie ca a sistemului

Forta exterioara cu pulsatie diferita (dubla) fata de cea a sistemului


20

Vibratii fortate amortizate

Masa Masa (((( ))))tsinFKxdt

dxc

dt

xdM extmax2

2

ωωωω====++++++++

Forta exterioara cu aceeasi pulsatie ca a sistemului Forta exterioara cu

pulsatie diferita (dubla) fata de cea a sistemului


21


Timp

Reprezentarea în domeniul timp a vibraŃiilor unui echipament după direcŃie verticală (sus),

respectiv după direcŃie orizontală (jos).

Amplitudine

FrecvenŃa

Amplitudine

Răspunsul frecvenŃial al unui sistem.

Tipuri de date

analogicedigitale


22


Formatul datelor

De regim dinamicDe regim permanent- au la bază achiziŃia datelor când maşina/procesul operează la o viteză constantă şi la

parametri specifici.

In procesul achiziŃiei şi analizei sunt ignorate orice procese tranzitorii ce ar putea să apară în timpul funcŃionării, procese datorate fie modificării vitezei, fie modificării altor parametri, astfel încât pot fi pierdute din vedere orice fenomene ce ar putea afecta într-o manieră negativă maşina/procesul.


23


Formatul datelor

Monocanal

datele sunt achiziŃionate serial sau pe un singur canal

la un moment dat

Multicanal

Datele sunt achiziŃionate simultan din toate punctele de măsurare, permiŃându-se

stabilirea relaŃiei între dinamica maşinii şi profilul

vibraŃiilor.


24

AchiziŃia datelor

Masina

Traductori

Placa de achizitie

PCI/PXI/CompactPCI PC

Measurement & Automation SW


25

Traductoare de pozitie

•10 – 1000 Hz

•600 – 60000 rot/min

•Date de tip peak-to-peak

•Reprezinta deplasarea maxima fata de axa arborelui

ArboreProba

Circuit de alimentare şipreluare date

Bobina

Câmpelectromagnetic

Analizor sau monitor


26

Traductoare de viteza

• >10 kHz

•semnalul electric produs va fi proporŃional cu viteza de deplasare a carcasei, respectiv a corpului supus monitorizării.

Magnet permanent

Bobine

Traductorul este fixat de corpulsupus monitorizării

x xv

dxv/dt

Carcasa traductorului


27

Accelerometre

•frecvenŃa naturală internă a acestuia să fie de cel puŃin 5 ori mai mare decât maximul frecvenŃei ce trebuie măsurate.

m

Celulătraductoare

Traductorul este fixat de corpul supus monitorizării

xd2xv/dt

2

Carcasatraductorului

xa


28

DirecŃii de măsurare

Directieradiala

Directieaxiala


29

Tehnici de montare a traductoarelor

Permanenta

Manipularemanuala

Fixare cu magneti

permanenti

Sisteme de prindere

demontabile


30

Pachet de factori care influenŃează foarte mult achiziŃia cu acurateŃe

timpul setat

verificarea

datelordatele

adiŃionale

TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVAusers.utcluj.ro/~csmartis/MSI/curs_MSI_3.pdf · TEHNICI DE...

Documents

Transcript of TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVAusers.utcluj.ro/~csmartis/MSI/curs_MSI_3.pdf · TEHNICI DE...