TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce...

30
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2 1 TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA

Transcript of TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce...

Page 1: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

1

TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA

Page 2: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

2

Tehniciutilizate

Analiza vibraţiilor

Termografia

Analiza fluidului de ungere

detectarea zgomotolui ultrasonic

Măsurarea impedanţei complexe

Metode specificesistemelor electrice

Măsurarea rezistenţei de izolaţie

Analiza spectrului de armonici al curentului de fază

Page 3: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

3

�Orice sistem mecanic aflat în mişcare generează un anumit profil

de vibraţii care reflectă modul său de operare.

detectarea unor defecte de fabricaţie

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

irecuperabilă a capacităţii de lucru a unui sistem/proces

ANALIZA VIBRATIILOR

Page 4: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

4

TEORIA VIBRATIILOR

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

M

M

M

Poziţia de echilibru

Limita inferioară – Poziţia 1

Limita superioară – Poziţia 2

Timp

Page 5: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

5

Descrierea vibratiilor

)ft2sin(A)t(X ϕπ +=

Amplitudine

Frecventa - numărul de oscilaţii complete în unitatea de timp

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

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

poziţia inferioară – poziţia de echilibru (1/f)

Page 6: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

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

Page 7: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

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

====

++++====

Page 8: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

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

Page 9: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

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 vibraţiilor(vibration profile)

Page 10: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

10

Reprezentare in domeniulfrecventa

X0

X1

X2

f1

f2

Amplitudine

Frecvenţă

răspuns frecvenţial(frequency signature)

Page 11: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

11

ANALIZA VIBRATIILOR

Parametri măsurabili

Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor

Tipul şi formatul datelor în analiza vibraţiilor

Achiziţia datelor

Page 12: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

12

Parametri măsurabili

Frecvenţa - numărul de apariţii ale unei funcţii/vibraţii pe unitatea de timp.

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

Page 13: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

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

Page 14: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

14

Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor

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

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

Amortizarea reprezintă un mod de a reduce viteza prin aplicarea unei forţe de rezistenţă.

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

Page 15: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

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

Page 16: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

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

Page 17: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

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:

Page 18: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

18

Vibratii libere amortizate

MaF ====∑∑∑∑

(((( ))))hxKFa ++++−−−−====

dt

dxcFamortizare ====

0kxdt

dxc

dt

xdM

2

2

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

Page 19: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 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

Page 20: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

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

Page 21: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

21

Tipul şi formatul datelor în analiza vibraţiilor

Timp

Reprezentarea în domeniul timp a vibraţiilor unui echipament după direcţie verticală (sus),

respectiv după direcţie orizontală (jos).

Amplitudine

Frecvenţa

Amplitudine

Răspunsul frecvenţial al unui sistem.

Tipuri de date

analogicedigitale

Page 22: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

22

Tipul şi formatul datelor în analiza vibraţiilor

Formatul datelor

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

parametri specifici.

In procesul achiziţiei şi analizei sunt ignorate orice procese tranzitorii ce ar putea să apară în timpul funcţionării, 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.

Page 23: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

23

Tipul şi formatul datelor în analiza vibraţiilor

Formatul datelor

Monocanal

datele sunt achiziţionate serial sau pe un singur canal

la un moment dat

Multicanal

Datele sunt achiziţionate simultan din toate punctele de măsurare, permiţându-se

stabilirea relaţiei între dinamica maşinii şi profilul

vibraţiilor.

Page 24: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

24

Achiziţia datelor

Masina

Traductori

Placa de achizitie

PCI/PXI/CompactPCI PC

Measurement & Automation SW

Page 25: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

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

Page 26: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

26

Traductoare de viteza

• >10 kHz

•semnalul electric produs va fi proporţional 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

Page 27: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

27

Accelerometre

•frecvenţa naturală internă a acestuia să fie de cel puţin 5 ori mai mare decât maximul frecvenţei ce trebuie măsurate.

m

Celulătraductoare

Traductorul este fixat de corpul supus monitorizării

xd2xv/dt

2

Carcasatraductorului

xa

Page 28: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

28

Direcţii de măsurare

Directieradiala

Directieaxiala

Page 29: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

29

Tehnici de montare a traductoarelor

Permanenta

Manipularemanuala

Fixare cu magneti

permanenti

Sisteme de prindere

demontabile

Page 30: TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor Masa este proprietatea care descrie cât de mult material

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2

30

Pachet de factori care influenţează foarte mult achiziţia cu acurateţe

timpul setat

verificarea

datelordatele

adiţionale