Aplikovaný mechanik jako součást týmu konstruktérů a vývojářů: část Vibrační diagnostika

vibrační diagnostika

měření vibrací

analýza vibrací

rotační stroje

kluzná ložiska

valivá ložiska

• SEZNAM SYMBOLŮ 10
  SEZNAM ZKRATEK 11
  PŘEDMLUVA 13
  1 VIBRAČNÍ DIAGNOSTIKA - ÚVODNÍ ÚVAHY 14
  1.1 Úloha údržby 15
  1.2 Typy údržby 16
  1.3 Diagnostika 17
  1.4 Budící síla a vibrační odezva 19
  Periodická budící síla 19
  Impulsní budící síla 20
  Budící síla náhodného průběhu 21
  Samobuzené kmitání 21
  1.5 Základní veličiny popisující kmitavý pohyb 22
  1.6 Měřené veličiny 25
  2 MĚŘENÍ VIBRACÍ 29
  2.1 Analyzátor 29
  2.2 Snímače vibrací 30
  2.2.1 Snímače výchylky 31
  2.2.2 Snímače rychlosti 32
  2.2.3 Snímače zrychlení (akcelerometry) 34
  2.2.3.1 Montáž akcelerometrů 37
  2.2.3.2 Kabeláž 38
  2.2.3.3 Dynamický rozsah 38
  2.3 Vibrace měřené na skříni stroje (absolutní vibrace) 38
  2.3.1 Výběr měřících míst 39
  2.3.2 Kritéria hodnocení dle ČSN ISO 10816 40
  2.3.2.1 Kritérium I: Velikost vibrací 40
  2.3.2.2 Kritérium II: Změna vibrací 41
  2.3.2.3 Provozní meze vibrací 42
  2.4 Hřídelové vibrace 43
  2.4.1 Instalace snímačů výchylky 44
  2.4.2 Hodnocení relativních vibrací 45
  2.4.3 Interpretace signálu ze sondy výchylky 47
  3 ANALÝZA VIBRACÍ - FREKVENČNÍ ANALÝZA 51
  3.1 Fourierova transformace 52
  3.2 Chyba typu aliasing (chyba vzorkováním, stroboskopický efekt) 54
  3.3 Chyba únikem (chyba typu leakage) 55
  3.4 Nastavení analyzátoru 57
  3.4.1 Počet spektrálních čar 57
  3.4.2 Počet průměrů a typ průměrování 58
  3.4.3 Spouštění měření 59
  3.4.4 Časově synchronní průměrování 60
  3.5 Metody analýzy spektra 61
  3.5.1 Významné frekvence 61
  3.5.2 Referenční spektrum a sledování změn 62
  3.5.3 Speciální typy kurzorů 63
  3.5.4 Kaskádové diagramy 64
  3.5.5 Fáze 64
  3.5.6 Použití analýzy spekter a fáze pro diagnostiku problémů strojů 67
  4 DIAGNOSTIKA BĚŽNÝCH ZÁVAD ROTAČNÍCH STROJŮ 70
  4.1 Nevyváženost 71
  4.1.1 Typy nevyváženosti 71
  4.1.1.1 Statická (silová) nevyváženost 72
  4.1.1.2 Momentová nevyváženost 73
  4.1.1.3 Obecná (dynamická) nevyváženost 73
  4.1.2 Vyvažování na vyvažovačkách 73
  4.1.3 Diagnostika nevyváženosti 80
  4.1.4 Provozní vyvažování 82
  4.1.4.1 Příprava - technická 83
  4.1.4.2 Příprava - provozní 84
  4.1.4.3 Potvrzení nevyváženosti jako hlavní příčiny problémů 85
  4.1.4.4 Rozhodnutí o metodě vyvažování 85
  4.1.4.5 Stručný přehled nejpoužívanějších metod vyvažování 86
  4.1.4.6 Doplňující poznámky k provoznímu vyvažování 89
  4.2 Nesouosost 89
  4.2.1 Ustavení strojů 90
  4.2.1.1 Měkká patka 93
  4.2.2 Diagnostika nesouososti a měkké patky 94
  4.2.2.1 Úhlová nesouosost 94
  4.2.2.2 Paralelní nesouosost (nesouosost posunutím) 95
  4.2.2.3 Měkká patka 95
  4.2.3 Doporučený postup při řešení nesouososti a měkké patky 95
  4.3 Diagnostika závad rotorových systémů 97
  4.3.1 Rezonance rotoru 97
  4.3.1.1 Kritické otáčky soustavy rotorů 99
  4.3.1.2 Parametry ovlivňující kritické otáčky 100
  4.3.2 Orbita a poloha středu čepu 104
  4.3.3 Přidírání rotoru 106
  4.3.3.1 Přidírání rototu o stator 106
  4.3.3.2 Suché víření 106
  4.3.3.3 Přidíraní spojené s prohnutím rotoru 107
  4.3.4 Nestabilní chování 107
  4.3.4.1 Vibrace způsobené vnitřním tlumením v rotoru (hysterézní víření) 107
  4.4 Kluzná ložiska 108
  4.4.1 Princip funkce kluzného ložiska 108
  4.4.2 Principy konstrukce válcového ložiska 108
  4.4.3 Provozní problémy válcových ložisek a jejich řešení 110
  4.4.4 Citrónové ložisko 112
  4.4.5 Další typy radiálních ložisek 113
  4.4.6 Závady kluzných ložisek - opotřebení, nadměrná vůle 115
  4.4.7 Provozní problémy strojů s kluznými ložisky 118
  4.4.7.1 Nestabilita typu "víření oleje" 118
  4.4.7.2 Nestabilita typu "tlučení oleje" (oil whip) 119
  4.5 Valivá ložiska 121
  4.5.1 Konstrukce valivého ložiska 122
  4.5.2 Parametr pro hodnocení stavu ložisek 122
  4.5.3 Typy vibrací generované vadnými valivými ložisky 123
  4.5.3.1 Náhodné ultrazvukové frekvence 123
  4.5.3.2 Vlastní frekvence komponent namontovaného ložiska 123
  4.5.3.3 Frekvence ložiskových závad 123
  4.5.3.4 Povolená velikost vibrací na frekvencích závad ložisek 125
  4.5.4 Etapy rozvoje poškození valivého ložiska 126
  4.5.5 Obálka zrychlení 127
  4.5.5.1 Hodnocení celkové hodnoty gE 128
  4.5.6 Spektra obálky zrychlení 129
  4.6 Elektromotory 130
  5 METODA ZVIDITELNĚNÍ PROVOZNÍCH TVARŮ KMITŮ 136
  POUŽITÁ LITERATURA 141