Dołącz do czytelników
Brak wyników

Hydraulika i pneumatyka

6 października 2021

NR 5 (Wrzesień 2021)

Możliwości wykrywania usterek za pomocą badań diagnostycznych

0 48

Wysoka wydajność współczesnych parków maszynowych nie byłaby możliwa bez rozwoju nowoczesnych metod diagnostyki maszyn pozwalających na bezinwazyjne zbieranie informacji o ich stanie technicznym. W artykule zawarto przegląd nowoczesnych metod diagnostyki maszyn opartych na analizie drgań, temperatury, jak też stanu cieczy smarującej. Przedstawiono charakterystyki poszczególnych metod, ich możliwości, wady i zalety, jak też zastosowanie dla Służb Utrzymania Ruchu.

Coraz większe znaczenie dla stabilnego wzrostu i osiągania konkurencyjności zakładów przemysłowych ma maksymalizacja wydajności produkcji i ograniczanie jej kosztów. Realizuje się to m.in. poprzez ograniczanie kosztów związanych z eksploatacją maszyn. Działy UR nieprzerwanie szukają nowych sposobów monitorowania stanu maszyn w sposób jak najmniej inwazyjny, tak aby nie wpływać na spowolnienie procesów produkcyjnych. Monitorowanie ich stanu jest bardzo ważnym aspektem, nad którym ciągle prowadzone są prace rozwojowe. Mają one na celu zwiększenie niezawodności działania i prowadzą do odkrywania i definiowania różnych relacji diagnostycznych i niezawodnościowych, stanowiących podstawę do wnioskowania o aktualnym ich stanie. Rodzaje pomiarów, informujących o istotnych (z punktu widzenia eksploatacji i niezawodności) parametrach pracy poszczególnych maszyn, zależą od konstrukcji tych maszyn i warunków ich pracy. Niezależnie od konstrukcji metody diagnostyczne, czyli metody powalające diagnozować stan obiektu na podstawie zmian jego parametrów pracy, można podzielić w zależności od tych parametrów, czyli:

  • metody bazujące na pomiarze drgań węzłów ruchowych,
  • metody pomiaru zmian temperatury współpracujących komponentów,
  • metody pomiaru stanu cieczy smarującej i zawartych w niej zanieczyszczeń.

Dobór właściwej metody i (co równie ważne) techniki pobierania sygnałów jest kluczowy dla skuteczności podejmowanych działań. Aby się ustrzec przed najczęstszymi błędami, należy znać zarówno rodzaje i metody poboru sygnałów, wady i zalety każdej techniki, jak też budowę maszyn i ich newralgicznych węzłów kinematycznych. 

Rodzaje diagnostyki maszyn

Budowa maszyn i proces ich produkcji sprawia, że każda maszyna podczas pracy wytwarza sygnały (drgania, temperaturę, produkty tarcia węzłów kinematycznych), które odpowiednio interpretowane mogą być wskaźnikiem jej stanu technicznego. Obserwacja zmian amplitudy (powiększającej się na skutek procesów zużyciowych) opisywanych sygnałów, które przy obecnym stanie wiedzy mogą być dokładnie zmierzone, pozwala na ich interpretację i przypisanie ich do odpowiednich symptomów uszkodzeń podzespołów. Techniki monitorowania stanu maszyn w utrzymaniu ruchu można podzielić na monitorowanie offline bazujące na ręcznym zbieraniu danych według określonych procedur i monitorowanie online, gdzie dane są zbierane w sposób automatyczny, w określonych odstępach czasowych. Dobór odpowiedniego sposobu monitorowania jest w dużym stopniu uzależniony od strategicznego znaczenia maszyny w przebiegu procesu. Maszyny krytyczne najczęściej są monitorowane w trybie online, czyli poprzez ciągłe zbieranie i analizowanie uzyskanych danych. Systemy prowadzą równoległą nieprzerwaną obróbkę danych dostarczonych ze specjalizowanych czujników wielkości, porównując uzyskane sygnały z zaprogramowanymi wcześniej poziomami granicznymi. Dla maszyn quasi-krytycznych prowadzi się diagnostykę online poprzez okresowy monitoring (skanujący) lub diagnostykę offline przy pomocy przenośnych przyrządów, według wcześniej wyznaczonych tras pomiarowych. Niektóre maszyny quasi-krytyczne (wentylatory spalin, podmuchu, sprężarki) mają zainstalowane systemy zabezpieczające przed wzrostem poziomu drgań. Dla maszyn pomocniczych prowadzi się diagnostykę offline przy pomocy przenośnych przyrządów według wcześniej wyznaczonych tras pomiarowych. 

Sygnały diagnostyczne – co o maszynie powiedzą nam drgania, temperatura i zanieczyszczenia oleju

Nawet najlepszy system diagnostyczny nie będzie działał prawidłowo, jeśli będzie opierał swoją analizę na niewłaściwie pobranych lub źle dobranych sygnałach. Aby pobierane sygnały miały cechy parametrów diagnostycznych, niezbędna jest wiedza o danej maszynie z zakresu jej budowy i procesów, jakie się w niej odbywają. Takie informacje są potrzebne, aby można było dobrać odpowiednią metodę pomiarową i optymalne miejsce poboru sygnałów. Miejscem optymalnym jest najczęściej podzespół najbardziej obciążony i narażony na uszkodzenie. W maszynach miejscem poboru sygnałów diagnostycznych są najczęściej miejsca mocowania łożysk, wałów, wirniki i korpusy wirników, jak również ciecz smarująca w przypadku diagnostyki olejowej. Metody diagnostyki maszyn można podzielić na podstawie wcześniej wymienionych metod bazujących na analizie drgań, temperatury i zanieczyszczeń znajdujących się w cieczy smarującej maszyny.

Metody wibroakustyczne 

Istnieje wiele metod diagnostycznych wykorzystujących sygnał wibroakustyczny jako źródło wiedzy, które po odpowiedniej analizie daje informację o stanie maszyny lub urządzenia. Są to m.in.: 

  • pomiar współczynnika szczytu – metoda ta wykorzystuje pom...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy