Введение в вибрацию оборудования

Проще говоря, вибрация в моторизованном оборудовании - это просто движение вперед и назад или колебание машин и компонентов, таких как приводные двигатели, ведомые устройства (насосы, компрессоры и т. Д.), А также подшипники, валы, шестерни, ремни и другие элементы, которые составляют механические системы.

Вибрация в промышленном оборудовании может быть как признаком, так и источником неприятностей. В других случаях вибрация просто «идет по территории» как нормальная часть работы машины и не должна вызывать чрезмерного беспокойства. Но как специалист по техническому обслуживанию завода отличить допустимую нормальную вибрацию от той вибрации, которая требует немедленного обслуживания или замены неисправного оборудования?

Обладая базовыми знаниями о вибрации и ее причинах, а также имея устройство для испытания на вибрацию, специалист по обслуживанию может быстро и надежно определить причину и серьезность большинства вибраций машины и получить рекомендации по ремонту. Все это делается с помощью интеллектуальных средств, встроенных в тестер, без обширного мониторинга и записи, необходимых для типичных долгосрочных программ мониторинга вибрации.

Вибрация - не всегда проблема. В некоторых задачах необходима вибрация. Такие машины, как осциллирующие шлифовальные машины и вибропогружатели, используют вибрацию для удаления материалов и отделки поверхностей. Вибрационные питатели используют вибрацию для перемещения материалов. В строительстве вибраторы используются для облегчения оседания бетона в формы и уплотнения заполняющих материалов. Вибрационные катки помогают уплотнять асфальт, используемый при дорожном покрытии.

В других случаях вибрация присуща конструкции машины. Например, некоторая вибрация почти неизбежна при работе поршневых насосов и компрессоров, двигателей внутреннего сгорания и зубчатых передач. В хорошо спроектированной и обслуживаемой машине такая вибрация не должна быть поводом для беспокойства.

Когда вибрация является проблемой
Большинство промышленных устройств спроектировано так, чтобы работать без сбоев и избегать вибрации, а не ее производства. В этих машинах вибрация может указывать на проблемы или износ оборудования. Если не устранить первопричины, нежелательная вибрация сама по себе может вызвать дополнительный ущерб.

В этой статье мы сосредоточены не на машинах, которые «должны» вибрировать при нормальной работе, а на тех, которые не должны вибрировать:электродвигатели, роторные насосы и компрессоры, а также вентиляторы и воздуходувки. В этих устройствах более плавная работа, как правило, лучше, а машина, работающая с нулевой вибрацией, является идеальным вариантом.

Наиболее частые причины вибрации машины
Вибрация может быть результатом ряда условий, действующих по отдельности или в сочетании. Имейте в виду, что проблемы с вибрацией могут быть вызваны вспомогательным оборудованием, а не только основным оборудованием. Это некоторые из основных причин вибрации.

Дисбаланс - «Тяжелое пятно» во вращающемся компоненте вызовет вибрацию, когда неуравновешенный груз вращается вокруг оси машины, создавая центробежную силу. Дисбаланс может быть вызван производственными дефектами (ошибки обработки, дефекты литья) или проблемами технического обслуживания (деформированные или грязные лопасти вентилятора, недостающие противовесы). По мере увеличения скорости машины влияние дисбаланса усиливается. Дисбаланс может значительно сократить срок службы подшипников, а также вызвать чрезмерную вибрацию машины.

Несоосность / биение вала - Вибрация может возникнуть, если валы машины смещены. Угловое смещение возникает, когда оси (например) двигателя и насоса не параллельны. Когда оси параллельны, но не точно выровнены, это состояние известно как параллельное несовпадение. Несоосность может быть вызвана во время сборки или развиваться со временем из-за теплового расширения, смещения компонентов или неправильной повторной сборки после технического обслуживания. Возникающая в результате вибрация может быть радиальной или осевой (в соответствии с осью станка) или и тем, и другим.

Носить - Износ таких компонентов, как шариковые или роликовые подшипники, приводные ремни или шестерни, может вызвать вибрацию. Когда, например, на дорожке роликоподшипника появляется ямка, ролики подшипника будут вызывать вибрацию каждый раз, когда они проходят по поврежденной области. Зуб шестерни, который сильно поцарапан или изношен, или приводной ремень выходит из строя, также могут вызывать вибрацию.

Рыхлость - Вибрация, которая в противном случае могла бы остаться незамеченной, может стать очевидной и разрушительной, если вибрирующий компонент имеет незакрепленные подшипники или плохо закреплен на своих креплениях. Такая слабость может быть, а может и не быть вызвана лежащей в основе вибрацией. Какой бы ни была причина, ослабление может привести к повреждению любой присутствующей вибрации, например, дальнейшему износу подшипников, износу и усталости в опорах оборудования и других компонентах.

Влияние вибрации
Вибрация может быть очень серьезной. Неконтролируемая вибрация машины может ускорить износ (т.е. сократить срок службы подшипников) и повредить оборудование. Вибрационное оборудование может создавать шум, вызывать проблемы с безопасностью и приводить к ухудшению условий труда на предприятии. Вибрация может привести к чрезмерному потреблению энергии оборудованием и ухудшению качества продукции. В худшем случае вибрация может настолько серьезно повредить оборудование, что вывести его из строя и остановить производство.

Тем не менее, у вибрации машины есть положительный аспект. Правильно измеренная и проанализированная вибрация может использоваться в программе профилактического обслуживания в качестве индикатора состояния машины и помочь специалисту по техническому обслуживанию предприятия принять меры по исправлению положения до того, как произойдет стихийное бедствие.

Характеристики вибрации
Чтобы понять, как проявляется вибрация, рассмотрим простую вращающуюся машину, например электродвигатель. Двигатель и вал вращаются вокруг оси вала, который поддерживается подшипниками на каждом конце.

Одним из ключевых факторов при анализе вибрации является направление силы вибрации. В нашем электродвигателе вибрация может возникать как сила, приложенная в радиальном направлении (наружу от вала) или в осевом направлении (параллельно валу).

Например, дисбаланс в двигателе, скорее всего, вызовет радиальную вибрацию, поскольку «тяжелая точка» в двигателе вращается, создавая центробежную силу, которая толкает двигатель наружу, когда вал вращается на 360 градусов. Несоосность вала может вызвать вибрацию в осевом направлении (вперед и назад вдоль оси вала) из-за несоосности в соединительном устройстве вала.

Еще одним ключевым фактором вибрации является амплитуда, то есть сила или тяжесть вибрации. Чем дальше разбалансирован наш мотор, тем больше амплитуда его вибрации. Другие факторы, такие как скорость вращения, также могут влиять на амплитуду вибрации. По мере увеличения скорости вращения сила дисбаланса значительно увеличивается.

Частота относится к частоте колебаний вибрации или к тому, насколько быстро машина имеет тенденцию двигаться вперед и назад под действием условий или условий, вызывающих вибрацию.

Частота обычно выражается в циклах в минуту или в герцах (CPM или Гц). Один Гц равен одному циклу в секунду или 60 циклам в минуту. Хотя мы назвали наш примерный двигатель «простым», даже эта машина может демонстрировать сложную сигнатуру вибрации. Во время работы он может колебаться в нескольких направлениях (радиальном и осевом) с разными уровнями амплитуды и частоты. Вибрация дисбаланса, осевая вибрация, вибрация из-за износа роликовых подшипников и многое другое могут в совокупности создать сложный спектр вибрации.

Заключение
Вибрация характерна практически для всех промышленных машин. Когда вибрация превышает нормальный уровень, это может указывать только на нормальный износ - или может сигнализировать о необходимости дальнейшей оценки основных причин или немедленных действий по техническому обслуживанию.

Понимание того, почему возникает вибрация и как она проявляется, является ключевым первым шагом к предотвращению возникновения вибрации в производственной среде.

Новый тестер вибрации Fluke 810 берет это за основу. Это передовое портативное устройство разработано и запрограммировано для диагностики наиболее распространенных механических проблем, таких как дисбаланс, неплотность, несоосность и отказы подшипников в широком спектре механического оборудования, включая двигатели, вентиляторы, нагнетатели, ремни и цепные приводы, редукторы, муфты, насосы и т. Д. компрессоры, замкнутые агрегаты и шпиндели.

Fluke 810 быстро обнаруживает вибрацию в трех плоскостях движения, а затем предоставляет диагностику в виде простого текста с рекомендуемым решением. Диагностическая технология в Fluke 810 анализирует работу машины и выявляет неисправности путем сравнения данных о вибрации с обширным набором правил, разработанных за годы полевого опыта.

Типичные анализаторы вибрации и программное обеспечение предназначены для долгосрочного мониторинга состояния машины, но они требуют специального обучения и инвестиций, что может быть невозможно во многих компаниях. Fluke 810 разработан специально для специалистов по техническому обслуживанию, которым необходимо устранять механические проблемы и быстро определять первопричину состояния оборудования.

Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт корпорации Fluke по адресу www.fluke.com.