TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce...
Transcript of TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA - memm.utcluj.ro · industriale - Curs 2 14 Factori ce...
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2
1
TEHNICI DE MENTENANTA PREDICTIVA
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
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
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
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)
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
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
====
++++====
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 ++++====++++====
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)
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2
10
Reprezentare in domeniulfrecventa
X0
X1
X2
f1
f2
Amplitudine
Frecvenţă
răspuns frecvenţial(frequency signature)
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2
11
ANALIZA VIBRATIILOR
Parametri măsurabili
Factori ce influenţează nivelul vibraţiilor
Tipul şi formatul datelor în analiza vibraţiilor
Achiziţia datelor
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.
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
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.
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
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
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:
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2
18
Vibratii libere amortizate
MaF ====∑∑∑∑
(((( ))))hxKFa ++++−−−−====
dt
dxcFamortizare ====
0kxdt
dxc
dt
xdM
2
2
====++++++++
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
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
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
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.
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.
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2
24
Achiziţia datelor
Masina
Traductori
Placa de achizitie
PCI/PXI/CompactPCI PC
Measurement & Automation SW
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
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
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
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2
28
Direcţii de măsurare
Directieradiala
Directieaxiala
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2
29
Tehnici de montare a traductoarelor
Permanenta
Manipularemanuala
Fixare cu magneti
permanenti
Sisteme de prindere
demontabile
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 2
30
Pachet de factori care influenţează foarte mult achiziţia cu acurateţe
timpul setat
verificarea
datelordatele
adiţionale