Phân tích độ rung

Phân tích độ rung được sử dụng trong bối cảnh bảo trì để kiểm tra các bộ phận quay để tìm các lỗi có thể xảy ra như ổ trục có khuyết tật hoặc mất cân bằng. Trong phân tích độ rung, các rung động phát ra từ các bộ phận quay được phát hiện và ghi lại bằng các thiết bị kỹ thuật đặc biệt. Trong một phân tích tiếp theo, biên độ rung và mô hình rung cho phép rút ra kết luận về tình trạng của các linh kiện quay và các ổ trục tương ứng. Nếu phát hiện sai lệch so với điều kiện mục tiêu, phân tích độ rung cho phép xác định các sửa chữa cần thiết ở giai đoạn đầu và xử lý trước khi máy bị hỏng. Do đó, thời gian ngừng hoạt động luôn được yêu cầu để sửa chữa có thể được giảm một mặt và chuyển sang thời gian bên ngoài sản xuất.

Nguyên nhân gây ra rung động trên máy móc hoặc hệ thống có các linh kiện quay có thể có tính chất đa dạng nhất. Các nguồn lỗi phổ biến bao gồm:

• Mất cân bằng và sai số căn chỉnh
• Kết tủa trên cánh quạt
• Lỗi khớp răng trong hộp số
• Độ cong của trục
• Xảy ra rung động do chất lỏng gây ra
• Các vấn đề trong nền móng hoặc với các thành phần lắp ráp bị khuyết tật

Rung động quá mức trên máy phát điện, hệ thống hoặc động cơ quay không chỉ tạo ra hoạt động không đồng đều và mức độ tiếng ồn cao, mà còn tạo áp lực lên tất cả các linh kiện. Nhất là vòng bi phải chịu tải trọng tăng lên. Nứt gãy do rung động có thể xảy ra, dẫn đến khả năng phải sửa chữa kéo dài.

Động cơ quay càng lớn và phức tạp, các rung động càng nghiêm trọng hơn trong quá trình hoạt động. Nếu biên độ rung xảy ra vượt quá giá trị tối đa, dự kiến sẽ có những khuyết tật nghiêm trọng và tốn kém nhất với thời gian ngừng hoạt động dài. Để ngăn ngừa các lỗi này, DIN ISO 10816 (tên gọi mới 20816) hoặc API 670 đã xác định các yêu cầu đối với các hệ thống bảo vệ được sử dụng. Các hệ thống giám sát, trong số những thứ khác, rung động ổ trục tuyệt đối bằng các cảm biến gia tốc hoặc rung động dịch chuyển tương đối hoặc chuyển động trục bằng các cảm biến dịch chuyển không tiếp xúc.

Để thực hiện phân tích độ rung, trước tiên phải ghi lại cái gọi là vị trí pha của rung động. Với mục đích này, các cảm biến tham chiếu thường được sử dụng để phát hiện vị trí của các bộ phận quay cần theo dõi (trục hoặc tương tự) và đồng thời đo tốc độ. Các giá trị tham chiếu thu được sau đó có thể được sử dụng để theo dõi các giá trị đặc trưng cho phép đánh giá rung động xảy ra. Các giá trị đặc trưng này bao gồm

• Biên độ rung
• Chiều rộng rung
• Các thành phần rung động điều hòa

Trong bảo trì dự đoán thông thường, máy móc và hệ thống được tắt hoặc tắt theo định kỳ để kiểm tra xem các linh kiện có bị mòn hoặc có khuyết tật hay không. Trong quá trình này, các linh kiện thực sự vẫn hoạt động được lại thường bị thay thế. Điều này tạo ra chi phí không cần thiết và đồng thời gây tốn kém. Mặt khác, một số hư hỏng được phát hiện quá muộn hoặc hoàn toàn không xảy ra trong quá trình bảo trì thông thường.

Trong Công nghiệp 4.0, bảo trì thông thường ngày càng được thay thế bằng một biến thể dự đoán được gọi là giám sát tình trạng. Trong giám sát tình trạng, máy móc hoặc hệ thống được giám sát liên tục bằng các cảm biến. Sai lệch so với trạng thái mục tiêu lý tưởng được phát hiện bởi các hệ thống kỹ thuật số ở giai đoạn sớm và sau đó có thể được loại bỏ kịp thời trước khi các khuyết tật thậm chí xảy ra. Phân tích độ rung là không thể thiếu trong bối cảnh giám sát tình trạng hiện đại. Vì ngay cả những sai lệch nhỏ nhất ở các vị trí pha của rung động cũng có thể cho thấy lỗi nên phân tích độ rung giúp bảo vệ trước thiệt hại nghiêm trọng và thời gian ngừng sản xuất tốn kém một cách đáng tin cậy.

Việc sử dụng các cảm biến phân tích độ rung và phần mềm cần thiết dẫn đến chi phí mua sắm ban đầu không phải là không đáng kể. Chuyên môn cần thiết để đánh giá dữ liệu cũng là một bất lợi trong thời điểm thiếu công nhân lành nghề. Tuy nhiên, các chi phí này nhanh chóng được xem là hợp lý khi so sánh trực tiếp với các chi phí phát sinh trong trường hợp máy móc hoặc hệ thống bị hỏng hóc.