Dla poprawnej oceny stanu technicznego maszyny konieczny jest wybór odpowiednich parametrów jej stanu (symptomów stanu)

Transkrypt

1 74 Dla poprawnej oceny stanu technicznego maszyny konieczny jest wybór odpowiednich parametrów jej stanu (symptomów stanu) Symptomy powinny jak najwierniej oddawać stan maszyny NaleŜy podjąć następujące decyzje: jaką nadzorować wielkość? drgania, połoŝenie wirnika, temperatury, ciśnienia jaki nadzorować parametr drganiowy? przemieszczenie, prędkość, przyśpieszenie (konieczna jest znajomość zakresu częstotliwościowego, konstrukcji maszyny, jej dynamiki) czy dokonywać pomiaru drgań względnych czy bezwzględnych? (konieczna znajomość konstrukcji maszyny) gdzie lokować czujnik? jak wiele czujników stosować? (konieczna jest znajomość wielkości maszyny i jej tzw. krytyczności; wynikać to musi równieŝ doświadczeń eksploatacyjnych) Warunek poprawnego wyboru symptomu stanu wymagana jest wyraźna odpowiedź mierzonej wielkości na zmiany stanu technicznego maszyny

2 75 Przykład: ObciąŜenie i stan łoŝyska oporowego monitorowany jest przy pomocy trzech parametrów: - osiowe połoŝenie wirnika, - temperatura oleju smarującego, - temperatura metalu łoŝyska Zmiany poziomu wybranych parametrów pod wpływem zwiększenia obciąŝenia wału: - zmiana połoŝenia wału o 50 µm (zmiana o 15%), - wzrost temperatury oleju smarującego o 3 o C (zmiana 3%), - wzrost temperatury metalu łoŝyska o 55 o C (zmiana 85%) Wniosek: temperatura metalu łoŝyska jest najlepszym parametrem stanu łoŝyska oporowego

3 76 Pomiar drgań względnych wału czy bezwzględnych pokryw? Kiedy maszyna ma względnie lekki wirnik zawieszony w podatnym ułoŝyskowaniu i sztywne podpory oraz cięŝki korpus większość energii generowanej przez wirnik rozpraszana poprzez względne drgania wału zalecany pomiar drgań względnych Przykład: wysokociśnieniowa osiowa spręŝarka ze stosunkiem wagi obudowy do wirnika ok. 30:1 Kiedy cięŝki wirnik zawieszony jest w podatnym ułoŝyskowaniu na sztywnych podporach przy małej masie obudowy wiekszość energii generowanej przez wirnik rozprasza się poprzez drgania obudowy wału zalecany pomiar drgań bezwzględnych Przykład: wentylatory, turbozespoły, lotnicze turbiny gazowe

4 Lokalizacja czujników 77 Lokalizacja czujników przemieszczeń Typowy układ pomiarowy drgań wału składa się z dwóch czujników montowanych pod kątem 90 o. Typy ustawień czujników Przetworniki przemieszczeń muszą być równieŝ ustawiane właściwie względem osi wirnika ze względu na odkształcenia wału w trakcie wirowania. PoŜądany montaŝ dwóch czujników w płaszczyźnie promieniowej (czasami zalecany równieŝ pomiar w kierunku osiowym)

5 78 MontaŜ czujników znacznika fazy Czujnik znacznika fazy jest najczęściej standardowym czujnikiem wiroprądowym (czasami jest to czujnik optyczny) zamocowany w ten sposób, Ŝe pozwala na rejestrację jednego impulsu na jeden obrót maszyny. Zarejestrowany przez niego sygnał słuŝy jako sygnał odniesienia w analizie np. trajektorii, przebiegów czasowych do określenia przesunięć fazowych sygnału, do pomiarów prędkości obrotowej. poziom wyzwalania Zalecenia: - znacznik na wale (otwór lub szczelina) musi mieć szerokość średnicy czujnika, - czujnik musi być mocowany bliŝej wału niŝ w przypadku pomiaru przemieszczeń (~1000 µm) dzięki czemu przejście znacznika generuje napięcie ~ 10 V (DC) Czujnik optyczny stosuje się w przypadkach gdy nie jest moŝliwe naruszanie powierzchni wału (np. maszyny szybkoobrotowe, maszyny o małych wymiarach). Jako znacznik na wale stosuje się w takich przypadkach taśmę odblaskową.

6 79 MontaŜ czujników drgań bezwzględnych Podstawowa zasada mocowanie czujnika musi być sztywne a częstotliwość własna mocowania musi leŝeć poza zakresem pomiarowym czujnika. Technologie montaŝu czujników: najbardziej preferowany jest montaŝ czujników na gwint miejsca montaŝu czujników najkorzystniejszy jest montaŝ w strefie obciąŝenia łoŝyska

7 MontaŜ czujników temperatury 80 Temperatura metalu łoŝyska jest dobrym wskaźnikiem stanu oraz obciąŝenia łoŝyska Typy stosowanych czujników: - termopary, - czujniki oporowe Zasady lokalizacji czujników temperatury w okładzinach łoŝyska oporowego - montaŝ czujnika pomiarowego w obszarze największego obciąŝenia (75% wysokości 75% szerokości okładki) - montaŝ czujnika odniesienia w obszarze najmniejszego obciąŝenia temperatura normalnie obciąŝonego łoŝyska poziom ostrzegawczy poziom alarmowy - ~ 100 o C o C o C

8 81 Zasady lokalizacji czujników temperatury w łoŝysku nośnym ~ 30 0 ~ 20 0 Czujnik temperatury łoŝyska nośnego powinien być mocowany w dolnej części łoŝyska w strefie największego obciąŝenia (typowo pod kątem ~ 20 o w stosunku do kierunku pionowego). Temperatura łoŝyska nośnego jest mniej czułym parametrem jego stanu niŝ w przypadku łoŝyska oporowego. Wzrost obciąŝenia czy teŝ drgania olejowe są szybciej identyfikowane poprzez monitorowanie drgań wału. Nadzór temperatury łoŝyska nośnego pozwala jednak na diagnozę duŝej niestabilności filmu olejowego tzw. Bicia olejowego. Biciu olejowemu towarzyszy początkowo nagły wzrost temperatury łoŝyska (w wyniku silnego przytarcia) a następnie spadek temperatury wywołany powiększonymi luzami oraz zwiększonemu przepływowi oleju.

9 82 Zalecenia dotyczące opomiarowania maszyn Wartość mierzona Typ maszyny Przewietrzniki wentylatory Bezwzgl. drgania łoŝysk Względne drgania wałów Osiowe przesunięcia wałów Prędkość obrotowa Temper. WydłuŜ. się wału i obudowy SpręŜarki obrotowe Wirówki oddzielacze Pompy Prądnice Przekładnie Silniki elektryczne Turbiny parowe Turbiny wodne Turbiny gazowe standardowa wartość mierzona wartość mierzona dodatkowo lub alternatywnie Uwaga: powyŝsze zalecenia są zaleceniami ogólnymi, w konkretnym przypadku naleŝy uwzględniać konstrukcję maszyny oraz jej tzw. krytyczność