jedną z technologii wykorzystywanych do śledzenia stanu sprzętu jest monitorowanie drgań. Czujniki drgań można wykorzystać do zapewnienia zespołom konserwacyjnym wglądu w warunki w kluczowych zasobach, które mogą prowadzić do awarii sprzętu, co pozwala im uniknąć konieczności poważnych napraw.
co to jest czujnik wibracji?
czujnik drgań to urządzenie, które mierzy ilość i częstotliwość drgań w danym systemie, maszynie lub urządzeniu. Pomiary te mogą być wykorzystywane do wykrywania nierównowagi lub innych problemów w zasobie i przewidywania przyszłych awarii.
Dlaczego musisz monitorować wibracje
każda firma, która wykorzystuje ciężki sprzęt w codziennej pracy, może skorzystać z monitorowania wibracji. Zalety takiego działania to:
zrozumienie przyczyn uszkodzeń
gdy urządzenie zaczyna wykazywać oznaki zużycia, analiza drgań może pomóc w analizie przyczyn źródłowych (RCA). Monitorując wibracje w zasobie, można wyśledzić główne źródło wibracji i późniejszych uszkodzeń.
naprawa monitora wymaga
podczas gdy monitorowanie drgań może pomóc w RCA, naprawdę świeci, gdy jest używane w konserwacji predykcyjnej. Po podłączeniu do CMMS lub podobnego systemu można śledzić dane dotyczące drgań w czasie rzeczywistym. Gdy w danych pojawią się niebezpiecznie wysokie poziomy wibracji, będziesz wiedzieć, że musisz wykonać naprawę podłączonego zasobu.
Kontroluj ogólny stan Sprzętu
monitorowanie stanu opiera się głównie na czujnikach, w tym czujnikach drgań. Dzięki monitorowaniu danych dotyczących drgań z kluczowych zasobów można sprawdzić, jak działają one w określonych okresach czasu.
na przykład, jeśli obecnie dostosowujesz swój system do przetwarzania nowych materiałów, monitorowanie drgań może pomóc sprawdzić, czy określone urządzenia są w stanie poradzić sobie z nim bez nadmiernego zużycia.
jak działają czujniki drgań?
czujnik drgań łączy się bezpośrednio z zasobem lub monitoruje go bezprzewodowo. Po umieszczeniu wykrywa wibracje z zasobnika za pomocą różnych środków, w zależności od rodzaju czujnika (więcej na ten temat poniżej). Z czasem otrzymasz dwa typy danych z urządzenia:
Częstotliwość
pierwszym typem danych jest częstotliwość lub częstotliwość występowania wibracji. Śledząc, kiedy w danym zasobie zdarzają się skoki wibracji, będziesz w stanie wskazać przyczyny źródłowe.
intensywność
drugim punktem danych, który otrzymasz, jest intensywność wibracji w miarę jej występowania. Im więcej wibracji masz z urządzenia, tym wyższe będą pomiary intensywności.
po zebraniu tych dwóch typów danych CMM będą logować je do historii zasobu, która może być następnie wykorzystana jako punkt porównawczy. Gdy wystąpią usterki, będą one odzwierciedlać dane, a system będzie w stanie przewidzieć przyszłe awarie i usterki, porównując bieżące dane z poprzednimi trendami.
7 typów czujników drgań
czujniki drgań występują w różnych formach. Każdy z poniższych ma swoje własne zastosowania w środowisku przemysłowym.
tensometry
jednym z typów czujników drgań jest tensometr, który jest folią nakładaną bezpośrednio na monitorowaną powierzchnię maszyny. Folia zawiera siatkę przewodzącą prąd elektryczny. Gdy siatka jest rozciągnięta lub ściśnięta – na przykład podczas wibracji tego urządzenia-zmienia się opór elektryczny sieci. Odczytując zmiany rezystancji sieci, przepływający przez nią prąd elektryczny zajmie mniej lub więcej czasu.
te odczyty mogą być używane do pomiaru wibracji obiektu w oparciu o to, jak bardzo materiał jest „naprężony.”Aby prawidłowo pracować, tensometry muszą być idealnie przymocowane do powierzchni, co oznacza, że instalacja może być nieco czasochłonna.
akcelerometry
zdecydowanie najpopularniejsze typy czujników drgań, akcelerometry mierzą zmiany prędkości danego elementu. Po przymocowaniu do urządzenia wszelkie wibracje będą odzwierciedlać zmianę prędkości, co spowoduje, że akcelerometr wytworzy sygnał elektryczny. Sygnał ten jest następnie interpretowany w celu wytworzenia danych o drganiach.
najczęściej stosowanym typem akcelerometru jest piezoelektryczny akcelerometr, który wytwarza silny, wyraźny sygnał na większości częstotliwości. Jednak piezorezystancyjne akcelerometry stają się coraz bardziej popularne ze względu na fakt, że są lepsze w wysokich i niskich częstotliwościach. Wadą jest to, że kosztują do pięciu razy więcej niż czujniki piezoelektryczne.
wiroprądowe
czujnik wiroprądowy jest bezkontaktowym czujnikiem, który wytwarza pola magnetyczne, które są używane do pomiaru względnego ruchu danego obiektu. Jeśli czujnik jest zamocowany na miejscu, a obiekt wibruje, ruch ten zarejestruje się w polu magnetycznym. Pojemnościowe czujniki przemieszczenia działają w podobny sposób, ale z silnymi polami elektrycznymi zamiast polami magnetycznymi.
ponieważ czujniki wiroprądowe mierzą względny ruch (tj. ruch względem położenia czujnika), muszą być zamocowane na swoim miejscu. Fakt, że nie muszą nawiązywać kontaktu z aktywem, czyni je idealnymi do delikatnych aktywów lub konfiguracji.
laserowe przemieszczenie
podobnie jak czujniki wiroprądowe, laserowe czujniki przemieszczenia są czujnikami bezdotykowymi, z wyjątkiem tego, że zamiast używać pól magnetycznych i prądów elektrycznych, używają wiązki laserowej z triangulacją. Wiązka jest skierowana na zasób i odbija się z powrotem przez soczewkę odbiorczą w element odbiorczy. Wszelkie zmiany położenia obiektu spowodują, że wiązka uderzy w inną część elementu odbierającego.
żyroskopy
żyroskop jest czujnikiem kontaktowym, który mierzy prędkość kątową, czyli jak szybko coś się obraca lub obraca. Robią to za pomocą technologii MEMS (microelectromechanical systems), która zapewnia dokładne pomiary o ile stopni obiekt obraca się na sekundę.
w monitorowaniu drgań żyroskopy nie są zwykle używane samodzielnie. Zamiast tego są używane do uzupełniania danych z akcelerometru o dane orientacyjne.
czujniki mikrofonowe
wibracje wytwarzają dźwięk, a dźwięk ten często przekracza zakres ludzkiego słuchu. Czujniki mikrofonowe-zwane również czujnikami ciśnienia akustycznego – mogą dostarczyć podstawowych informacji na temat zmian, które mogą wystąpić w drganiach o wysokiej częstotliwości, których operatorzy urządzeń normalnie nie byliby w stanie wykryć.
czujniki mikrofonowe mają tę zaletę, że są bardzo opłacalne, chociaż informacje, które dostarczają, są dość ograniczone.
Mierniki drgań
miernik drgań jest ręcznym urządzeniem służącym do analizy danych drgań i umieszczania ich w czytelnym formacie. Często obejmują one akcelerometry, ale modele, które nie mogą być podłączone do zainstalowanego akcelerometru, aby szybko przyjrzeć się aktualnemu kondycji zasobu.
typy maszyn, które wykorzystują czujniki drgań
, są bardzo skuteczne w monitorowaniu stanu szerokiej gamy maszyn. W rzeczywistości 90 procent maszyn może skorzystać z monitorowania drgań. Poniżej kilka przykładów.
Pompy Wodne
pompy wodne to ważne elementy wyposażenia w przemyśle wodno-ściekowym. Jeśli pompy wodne i skraplacze przestaną działać, mogą pozostawić tysiące ludzi bez dostępu do czystej wody i spowodować rozległe szkody dla środowiska.
czujniki drgań pomagają upewnić się, że łożyska, silniki i wentylatory w pompach wodnych i skraplaczach działają płynnie, zapewniając zaawansowane ostrzeżenie o potencjalnych problemach, jeśli odczyty zaczną być nieco szorstkie.
silniki, skrzynie biegów i pasy
każdy sprzęt wyposażony w silnik, skrzynię biegów lub układ pasowy opiera się na elementach obrotowych, co oznacza, że monitorowanie drgań może odgrywać istotną rolę w monitorowaniu stanu tych maszyn.
monitorowanie drgań w tego typu systemach może zapobiec rozwojowi drobnych zakłóceń równowagi w poszczególnych maszynach do poważnych zakłóceń w całym systemie. Na przykład przemysł spożywczy wykorzystuje agregaty chłodnicze z silnikami. Jeśli silnik zgaśnie, agregat nie może wykonać swojej pracy, a produkt spożywczy o wartości tysięcy dolarów zostaje utracony.
Wentylatory i sprężarki
Wentylatory i sprężarki-takie jak te stosowane w większości maszyn przemysłowych i systemów wentylacyjnych-wykorzystują urządzenia wirujące, które muszą działać płynnie. Jeśli system wentylatora lub sprężarki zacznie wykazywać oznaki braku równowagi lub zużycia, będzie to odzwierciedlać zebrane dane dotyczące drgań, umożliwiając zespołom konserwacyjnym Wykrywanie problemów w systemie wystarczająco wcześnie, aby zminimalizować koszty napraw.
turbiny wiatrowe
prawdopodobnie największymi urządzeniami wirującymi są turbiny wiatrowe, które obracają się w dowolnym miejscu między 5 obr. / min a 30 obr. / min. Rutynowe kontrole turbin wiatrowych mogą być czasochłonne i niebezpieczne, biorąc pod uwagę wysokość—ponad 300 stóp—i związane z tym ruchy wirników.
aby obniżyć koszty monitorowania turbin wiatrowych i zachować bezpieczeństwo techników, monitorowanie drgań może dostarczyć spójnych, dokładnych danych na temat aktualnego stanu każdej turbiny w farmie wiatrowej. Jeśli pojawi się nierównowaga, to jest sygnał, aby wysłać technika, aby to naprawić.
łożyska toczne
większość urządzeń wirujących wykorzystuje łożyska toczne do utrzymywania części w ruchu. Mieszalniki, turbiny, silniki i osie kół wykorzystują łożyska, aby wszystko obracało się płynnie.
aby kontynuować swoją pracę, łożyska toczne wymagają smarowania. Jeśli idą zbyt długo bez niego, szlifują i zużywają się, powodując dodatkowe wibracje w zasobniku. Zanim szlifowanie stanie się słyszalne dla ludzkich uszu, często jest już za późno—układ łożyskowy prawdopodobnie wymaga wymiany.
śledzenie drgań powodowanych przez układy łożyskowe może ostrzegać zespoły konserwacyjne o potrzebie smarowania maszyny, zapobiegając kosztom droższych napraw w późniejszym czasie.
łączenie czujników drgań z utrzymywanymi maszynami CMM
aby w pełni wykorzystać możliwości czujników drgań, potrzebny jest system, który może gromadzić i analizować wyniki. W przeciwnym razie, całe to oprzyrządowanie nie zrobi Ci wiele dobrego.
współrzędnościowa maszyna pomiarowa może rejestrować i zarządzać danymi dotyczącymi drgań zbieranymi z czujników, umożliwiając podejmowanie inteligentnych decyzji dotyczących konserwacji, a nawet automatyczne tworzenie zleceń pracy, gdy sytuacja wymknie się spod kontroli.
alerty w czasie rzeczywistym
gdy czujniki zbierają dane, CMM będą rejestrować te informacje i wykorzystywać je do przewidywania przyszłych problemów. Gdy dane dotyczące drgań przekroczą określone limity, natychmiast otrzymasz powiadomienie.
raporty o awariach
Raporty generowane na podstawie danych pomagają sprawdzić, jak działa sprzęt, śledzić awarie i podejmować świadome decyzje dotyczące przyszłych procedur konserwacji. Możesz zaplanować konserwację dokładnie wtedy, kiedy jest potrzebna, zamiast wykonywać ją zbyt szybko lub za późno.
łatwe monitorowanie
korzystanie z maszyny CMM wraz z monitorowaniem drgań pozwala mieć oko na maszyny, dzięki czemu można łatwo obserwować potencjalne problemy i zaplanować potrzebne czynności konserwacyjne.
aby rozpocząć śledzenie sprzętu w Twoim obiekcie, wypróbuj Konserwację za darmo.
kluczowe rozwiązania
czujniki drgań to doskonały sposób na monitorowanie stanu kluczowych zasobów. Dostarczają one dokładnych informacji na temat działania poszczególnych urządzeń, a dane, które dostarczają, mogą pomóc w przewidywaniu przyszłych potrzeb konserwacyjnych. Efektem końcowym jest bardziej usprawniony proces konserwacji i lepsza kondycja maszyny.