doc. Dr. Ing. Elias TOMEH e-mail: elias.tomeh@tul.cz Elias Tomeh / Snímek 1
Kratší perioda znamená vyšší frekvence Elias Tomeh / Snímek 2
Elias Tomeh / Snímek 3
Elias Tomeh / Snímek 4
m s Hmotnost snímače k s Tuhost snímače m k Hmotnost prostředků k p Tuhost prostředků ω r1 Rezonanční frekvence 1. Soustavy ω r2 Rezonanční frekvence 2. Soustavy ω r1 Nemůžeme ovlivnit ω r2 Můžeme ovlivnit 1 m s m p 10 [ N m ] [ rad. s 1 Elias Tomeh / Snímek 5 ]
PRAVIDLA PRO VOLBU MĚŘÍCÍHO MÍSTA: Doporučená místa měření vibrací elektrické točivé stroje /ČSN ISO 10816-1/. Elias Tomeh / Snímek 6
Pravidla pro volbu měřícího místa: 1) mezi cestou signálu smí být jenom jedno přerušení materiálu a to jen mezi ložiskem a ložiskovým tělesem. Elias Tomeh / Snímek 7
Pravidla pro volbu měřícího místa: 2) směr dráhy signálu mezi ložiskem a měřícím místem musí být přímý a průchozí. Vzdálenost mezi bodem měření a ložiskem nesmí být > než 75mm. Elias Tomeh / Snímek 8
Pravidla pro volbu měřícího místa: 3) měřící místo musí ležet v oblasti zatížení ložiska, v emisním okně. Elias Tomeh / Snímek 9
Pravidla pro volbu měřícího místa: 4) hlavní osa snímače musí směřovat přímo na osu zatížení ložiska a nesmí se odchýlit od tohoto směru více jak 5. Elias Tomeh / Snímek 10
CEPSTRA CEPSTRÁLNÍ ANALÝZA KEPSTRA (KEPSTRÁLNÍ) ANALÝZA Kepstrum - název vznikl přesmyčkou ze stavu spektrum. Kepstrum nám udává periodické jevy ve frekvenční oblasti a dostaneme jej opakovanou frekvenční analýzou logaritmovaného výkonového spektra. Kepstrum je pomůckou ke zjišťování poškození, identifikuje série harmonických nebo postranních pásem obsažených ve spektrech. Elias Tomeh / Snímek 11
Kepstrální (Cepstrální) analýza Matematicky je kalkulace cepstra vyjádřena: C( ) F -1 logf( f ) kde F( f ) je frekvenční spektrum Spektra ze spektra Ve skutečnosti se jedná o zpětnou transformaci Fourierova spektra do časové oblasti Elias Tomeh / Snímek 12
Kepstrální (Cepstrální) analýza Elias Tomeh / Snímek 13
Kepstrální (Cepstrální) analýza Jaký je účel cepster cepstrální analýzy? Cepstra umožňují identifikaci periodických struktur - opakujících se složek ve spektru Harmonické: poškození ozubených kol, Postranní pásma:převodových mechanismů a valivých elementů ložisek, Zázněje, odrazy Elias Tomeh / Snímek 14
Kepstrální (Cepstrální) analýza Terminologie Cepstrální analýzy: Z pojmu: vzniká: Harmonická Rahmonická Frekvence Qvefrence Phase - Fáze Saphe - Fáze Filter Lifter 1/s (= Hz) s Elias Tomeh / Snímek 15
Kepstrální (Cepstrální) analýza Terminologie Cepstrální analýzy nic se nesmí přehánět: Frekvenční analýza signálů z rotačních strojů NEBO Kvefrenční Alanýza Gisnálů z Toračních Ortsjů (!!!) Elias Tomeh / Snímek 16
Kepstra (Cepstra) Spekrum se zkrytými informacemi Cepstrum ukazuje dvě rodiny postranních pásem Elias Tomeh / Snímek 17
Kepstrální (Cepstrální) analýza Výhody - vlastnosti: Identifikace výskytu / nárůstu složek harmonických a postranních pásem Koncentrace informací do jedné ( spektrální ) čáry v Cepstru Není ovlivnění umístěním měřícího místa Necitlivost na amplitudovou a frekvenční modulaci Necitlivost na změny v zatížení Identifikace oddělení rodin harmonických a postranních pásem Ale Nevhodné pro celková a obecná diagnostická měření (použít spektra) Neumožňuje rozlišení lokálních a celkových poruch (celkové opotřebení) Elias Tomeh / Snímek 18
Kepstra (Cepstra) Díky nezávislosti na fázových posunech je Cepstrum také nezávislé na měřícím místě! Elias Tomeh / Snímek 19
Kepstra (Cepstra) Elias Tomeh / Snímek 20
Kepstra (Cepstra) Elias Tomeh / Snímek 21
Kepstra (Cepstra) Elias Tomeh / Snímek 22
PŘEHLED NOREM - ABSOLUTNÍ VIBRACE ČSN ČSN ISO 3945 Vibrace velkých rotačních strojů s provoz. otáč. od 10 do 200 s -1 Měření a hodnocení mohutnosti vibrací v provozních podmínkách (ČSN 011412) ČSN ISO 2954 Vibrace strojních zařízení s rotačním a vratným pohybem. Požad. na přístroje (ČSN 011411) ISO ISO 3945 Vibrace velkých rotačních strojů s provoz. otáč. od 10 do 200 s -1 ISO 2954 Vibrace strojního zařízení s rotačním a vratným pohybem... ISO 2373 Vibrace rotačních elektrických strojních zařízení s výškou osy... ISO 10816 Mech. vibrace - hodnocení vibrací na nerotačních částech» Část 2: Vibrace hřídelí parních turbosoustrojí elektráren» Část 3: Vibrace hřídelí průmyslových turbosoustrojí» Část 4: Vibrace hřídelí plynových turbosoustrojí» Část 5: Vibrace hřídelí soustrojí vodních elektráren VDI VDI 2056 Vyhodnocovací měřítka pro mechanické vibrace strojů (obdoba ISO 3945) ČEZ Směrnice pro hodnocení úrovně vibrací turbosoustrojí výkonu 50MW... Názvosloví a požadavky na přístroje ČSN 011400 Zařízení pro měření mech. kmitání. Základní pojmy. ČSN 011390 Měření mechanického kmitání. ČSN 011391 Zařízení pro měření mechanického kmitání. Základní pojmy. ČSN 011403 Mechanické kmitání. Obecné požadavky na měření. ČSN 356850 Zařízení pro měření mech. kmitání. Technické požadavky. ČSN 356851 Zařízení pro měření mech. kmitání toč.strojů. Technické požadavky. Elias Tomeh / Snímek 23
ČSN ISO VDI ČEZ Přehled norem - relativní vibrace ČSN ISO 7919-1 Vibrace strojů s nevratným pohybem. Měření na rotujících hřídelích a hodnocení. Část 1: Všeobecné směrnice ISO 7919-1 Vibrace strojů s nevratným pohybem.... ISO 7919-2 Vibrace strojů s nevratným pohybem. Část 2: Velká parní turbosoustrojí VDI 2059 Vibrace hřídelí turbosoustrojí. Část 1: Základní principy Část 2: Vibrace hřídelí parních turbosoustrojí elektráren Část 3: Vibrace hřídelí průmyslových turbosoustrojí Část 4: Vibrace hřídelí plynových turbosoustrojí Část 5: Vibrace hřídelí soustrojí vodních elektráren Směrnice pro hodnocení úrovně vibrací turbosoustrojí výkonu 50MW a větších a turbín pro pohon napájecích čerpadel Ostatní API 670 Monitorovací systémy vibrací, axiálních posuvù a teplot ložisek DIN 45670 obdoba API 670 Elias Tomeh / Snímek 24
Přehled norem - vyvažování rotorů Vyvažování tuhých rotorů ČSN ISO ČSN 011410 Jakost vyvážení tuhých rotorů ČSN 011401 Názvosloví z oboru vyvažování rotujících částí strojů ISO 1940 Jakost vyvážení tuhých rotorů ISO 1925 Názvosloví vyvažování ISO 2371 Zařízení pro provozní vyvažování ISO 2953 Vyvažovací stroje ČSN Vyvažování pružných rotorů ČSN 011409 Hodnocení jakosti vyvážení pružných rotorů ISO ISO 5343 Kritéria pro hodnocení vyváženosti pružných rotorů ISO 5403 Mechanické vyvažování pružných rotorů Elias Tomeh / Snímek 25
Kde normy najít? Nejlépe na Internetu, kde je (a to i na ČSNI serveru): ČSN normy lze najít a objednat (!!!) na : www.csni.cz ISO normy lze najít a objednat na: www.iso.ch ANSI (API) normy lze najít a objednat na: www.ansi.org (www.api.org) Elias Tomeh / Snímek 26
Názvosloví a obecné normy Označení Název Platnost Poznámka ČSN ISO 2041 Vibrace a rázy Slovník 1990 ČSN ISO 1925 Vibrace. Vyvažování. Názvosloví ČSN ISO 2954 Vibrace strojního zařízení s rotačním a vratným pohybem Požadavky na přístroje pro měření mohutnosti vibrací Únor 1994 - nahrazuje ČSN 01 1411 ČSN ISO 5348 Vibrace a rázy Mechanické připevňování akcelerometrů Listopad 1993 ČSN 01 1312 Mechanické kmitání a rázy. Značky a jednotky veličin. ČSN 01 1390 Měření mechanického kmitání ČSN 01 1391 Zařízení pro měření mechanického kmitání. Základní pojmy. ČSN 01 1403 Mechanické kmitání, Obecné požadavky na měření. Elias Tomeh / Snímek 27
Měření absolutních vibrací Označení Název Platnost Poznámka ČSN ISO 10816-1 ČSN ISO 10816-2 Vibrace Hodnocení vibrací strojů na základě měření na nerotujících částech Část 1: Všeobecné směrnice Vibrace Hodnocení vibrací strojů na základě měření na nerotujících částech Část 2: Velké stacionární parní turbogenerátory s výkonem nad 50 MW Březen 1998 - nahrazuje ČSN ISO 3945 (01 1412) - pouze doporučení Březen 1998 - platí i pro kombinované cykly - pouze doporučení ČSN ISO 10816-6 Vibrace Hodnocení vibrací strojů na základě měření na nerotujících částech Část 6: Stroje s vratným pohybem se jmenovitým výkonem nad 100 kw ČSN 122011 VENTILÁTORY Maximálně přípustné hodnoty mechanického kmitání Březen 1998 - neplatí pro vozidla - pouze doporučení 15.11.1989 ISO 10816-3 Vibrace Hodnocení vibrací strojů na základě měření na nerotujících částech Část 3: Průmyslové stroje se jmenovitým výkonem nad 15 kw a jmenovitými otáčkami mezi 120 min -1 a 15000 min -1 při měření in situ ISO 10816-4 Vibrace Hodnocení vibrací strojů na základě měření na nerotujících částech Část 4: Soustrojí poháněná plynovou turbínou s výjimkou leteckých odvozenin ISO 10816-5 Vibrace Hodnocení vibrací strojů na základě měření na nerotujících částech Část 5: Soustrojí ve vodních elektrárnách čerpacích stanicích ISO 2373 Vibrace rotačních elektrických strojních zařízení s výškou osy hřídele od 80 do 400 mm Měření a hodnocení mohutnosti vibrací. VDI 2056 Měřítka pro vyhodnocování mechanického chvění strojů Říjen 1964 - pravděpodobně bude přijata jako ČSN do konce roku 1999 - pravděpodobně bude přijata jako ČSN do konce roku 1999 Elias Tomeh / Snímek 28
Měření relativních vibrací Označení Název Platnost Poznámka ČSN ISO 7919-1 Vibrace strojů s nevratným pohybem Měření na rotujících hřídelích a hodnocení Část 1: Všeobecné směrnice ČSN ISO 7919-2 Vibrace strojů s nevratným pohybem Měření na rotujících hřídelích a hodnocení Část 2: Velké parní turbogenerátory na pozemních základech ČSN ISO 7919-3 Vibrace strojů s nevratným pohybem Měření na rotujících hřídelích a hodnocení Část 3: Průmyslová soustrojí ČSN ISO 7919-4 Vibrace strojů s nevratným pohybem Měření na rotujících hřídelích a hodnocení Část 4: Plynové turbíny Prosinec 1993 - nahrazuje ČSN 01 1414 - pouze doporučení Květen 1998 Květen 1998 1999 ČSN ISO 7919-5 Vibrace strojů s nevratným pohybem Měření na rotujících hřídelích a hodnocení Část 5: Soustrojí ve vodních elektrárnách a čerpacích stanicích VDI 2059 Vibrace hřídelů turbosoustrojí : Část 1: Základní principy Část 2: Vibrace hřídelů parních turbosoustrojí elektráren Část 3: Vibrace hřídelů průmyslových soustrojí Část 4: Vibrace hřídelů plynových turbosoustrojí Část 5: Vibrace hřídelů soustrojí vodních elektráren Směrnice ČEZ Technická směrnice pro hodnocení úrovně vibrací parních turbosoustrojí výkonu 50 MW a větších a turbín pro pohon napájecích čerpadel Směrnice ČEZ Technická směrnice pro hodnocení úrovně vibrací čerpadel, ventilátorů, převodovek a elektromotorů výkonu 100 kw a větších v elektrárnách API 670 DIN 45670 Monitorovací systémy vibrací, axiálních posuvů a teplot ložisek 1999 - dosud nepřijata - doporučuji!!! - dosud nepřijata - doporučuji!!! - především absolutní vibrace - velmi komplexní - doporučuji!!! - Obdoba API 670 Elias Tomeh / Snímek 29
Vyvažování Označení Název Platnost Popis ČSN ISO 1925 Vibrace. Vyvažování. Názvosloví ČSN ISO 1940-1 Požadavky na jakost vyvážení tuhých rotorů. Část 1: Stanovení přípustných zbytkových nevývažků. Duben 1995 - nahrazuje ČSN 01 1410 ČSN 01 1409 Hodnocení jakosti vyvážení pružných rotorů ČSN ISO 11342 Mechanické vibrace Metody a kritéria pro mechanické vyvažování pružných rotorů 1999 ISO 2371 Zařízení pro provozní vyvažování. Popis a hodnocení. 1974 ISO 2953 Vyvažovací stroje. Popis a hodnocení 1985 - ISO 5343 Kritéria hodnocení vyváženosti pružných rotorů 1980 - obdoba ČSN 01 1409 ISO 5406 Vyvažování pružných rotorů 1980 Elias Tomeh / Snímek 30
1. Objekt přejímky 2. Datum a čas přejímky 3. Kritéria přejímky 4. Zúčastněné strany 5. Postup přejímky Protokol z přejímky 6. Označení souborů a jejich uložení 7. Další důležité okolnosti (vhodné k zaznamenání) 8. Výsledek 9. Vzešlá doporučení 10.Podpisy zúčastněných Elias Tomeh / Snímek 31
METODY MĚŘENÍ FÁZE Je to porovnání časového průběhu pohybu jednotlivých částí (bodů) stroje: vůči sobě nebo ve vztahu k fázové referenci. Například ke značce na rotujícím hřídeli. Nejjednodušší příklad vzájemného pohybu: Pohyb ve fázi Pohyb v protifázi Elias Tomeh / Snímek 32
Fáze její znázornění na časové vlně jeden cyklus výchylka (špičková hodnota) místo největších vibrací 0 čas 1 sec spouštěcí signál Elias Tomeh / Snímek 33
Fáze její vyjádření Ve skutečnosti je to část periody (časové zpoždění). To je nepohodlné stroje mají různě dlouhou periodu. Ale jednou za periodu se hřídel otočí o 360. Takže se část periody vyjádří jako úhel pootočení hřídele od značky do charakteristického bodu, kterým je buď: špička na časové vlně (s tím jsou někdy potíže) nebo je to bod průchodu nulou do kladných hodnot Elias Tomeh / Snímek 34
Fáze její měření..pomocí strobolampy Elias Tomeh / Snímek 35
Fáze její měření..pomocí optické sondy Elias Tomeh / Snímek 36
Fáze její měření..pomocí bezdotykové sondy Elias Tomeh / Snímek 37
Fáze použití při diagnostice příklad 1 Elias Tomeh / Snímek 38
Děkuji Vám za pozornost Elias Tomeh / Snímek 39