doc. Dr. Ing. Elias TOMEH e-mail: elias.tomeh@tul.cz Elias Tomeh / Snímek 1
Elias Tomeh / Snímek 2
SNÍMAČE VIBRACÍ Snímač vibrací mění vibrační pohyb na elektrickou veličinu Požadavky na snímače: Potřebný frekvenční rozsah Velký dynamický rozsah Vysoká citlivost Časová stálost Linearita Nízká hmotnost (v porovnání s měřeným objektem) Malé rozměry Odolnost proti vlivům prostředí Elias Tomeh / Snímek 3
VSTUPY DO AKCELEROMETRU Elias Tomeh / Snímek 4
Vibrace a posuvy SNÍMAČE VIBRACÍ Snímače výchylky - bezdotykové sondy, (sondy na vířivé proudy), Proximity probe (snímač vzdálenosti) Snímače rychlosti - velometry Snímače zrychlení - akcelerometry Snímače absolutního posuvu Snímače procesních veličin Snímače pozice ventilů a šoupátek Sondy teploty Sondy tlaku Snímače zatížení Elias Tomeh / Snímek 5
SNÍMAČE VÝCHYLKY VIBRACÍ Absolutní výchylka, která se normálně montují na konstrukci stroje a jejichž výstup je mírou absolutních vibrací konstrukce. Relativní výchylka, které měří vibrační výchylku a střední polohu mezi rotujícími a nerotujícími elementy. Dříve ryze mechanický princip Kapacitní snímače (kapacita kondenzátoru je úměrná vzdálenosti desek) Laserové snímače Elias Tomeh / Snímek 6
SNÍMAČE VÝCHYLKY VIBRACÍ Vlastnosti Výchylce je podle Hookeova zákona úměrné mechanické napětí - (změna potenciálu) Zdůrazňují nízké frekvence Pro vibrační diagnostiku se využívají především relativní snímače (orbita kinetická dráha hřídele v ložisku) Absolutní snímače jsou příliš hmotné a mají malý frekvenční rozsah Využití ve stavebnictví Elias Tomeh / Snímek 7
Elias Tomeh / Snímek 8
SNÍMAČE RYCHLOSTI VIBRACÍ Induktivní snímače (indukované napětí je úměrné rychlosti změny magnetického pole) - Jádro vůči cívce se pohybuje Vlastnosti Rychlosti je úměrná kinetická energie Vhodné pro střední pásmo frekvencí Pro vibrační diagnostiku se využívá především pro energetický charakter výstupu Vyšší hmotnost než akcelerometry, nižší rezonance (omezení frekvenčního rozsahu) Složitější konstrukce nižší životnost a odolnost Elias Tomeh / Snímek 9
Snímač rychlosti Elias Tomeh / Snímek 10
SNÍMAČE ZRYCHLENÍ VIBRACÍ (AKCELEROMETRY) Piezoelektrické snímače (vznikající náboj je úměrný síle stlačování piezokrystalu) Vlastnosti Zrychlení je podle II. Newtonova zákona úměrná síla Vhodné pro vyšší pásmo frekvencí Pro vibrační diagnostiku se využívá především pro : Nízkou hmotnost Stabilitu Vysokou citlivost Vysokou odolnost snímač zrychlení (F=m.a) přichází F, zjišťuje a Uvedené vlastnosti jsou dány jednoduchostí konstrukce, kvalitou použitých materiálů Elias Tomeh / Snímek 11
SNÍMAČE ZRYCHLENÍ VIBRACÍ (AKCELEROMETRY) Kompresní typ historicky starší konstrukce vysoká metrologická citlivost jednodušší konstrukce velký vliv nerovnosti podkladu kalibrační snímače Střižný typ necitlivost na nerovnost podkladu nižší metrologická citlivost nutné odstranit vliv komprese v diagnostice rozšířenější Elias Tomeh / Snímek 12
AKCELEROMETRY Podle jeho umístění a hmoty ve snímači rozeznáváme tři druhy Akcelerometrů: - Tlakový, smykový a ohybový. Connector Amplifier Piezoceramics Seismic Mass Tlakový - robustní Mounting Base - široký rozsah g Ohybový 2208a - R1 - velmi nízké frekvence - křehký citlivý na nárazy Smykový - malý vliv teploty základny - nízký profil Skutečné provedení Elias Tomeh / Snímek 13
Elias Tomeh / Snímek 14
ÚVAHY PŘI VÝBĚRU Úvahy o akcelerometru Otáčky stroje Max/Min hodnota vibrací Frekvenční rozsah Omezení velikosti/hmotnosti Teplotní rozsah Chemické prostředí Elektrické prostředí Budoucí požadavky na snímání Úvahy o připojení Délka kabelu Teplota kabelu Kabelová trasa Utěsnění / ponoření Konektor Požadavky na montáž Údržba systému Dostupnost napájení Elias Tomeh / Snímek 15
Využitelné provozní rozsahy Elias Tomeh / Snímek 16
PROVOZNÍ ROZSAH Provozní rozsah zesilovače akcelerometru (stínovaná oblast) Elias Tomeh / Snímek 17
Volba dynamického rozsahu 793/786A/797 akcelerometry 100 mv/g Velký frekvenční rozsah 799/797L nízkofrekvenční 500 mv/g Velmi malý šum 793V/797V snímače rychlosti Velký výstupní signál Vysokofrekvenční zatlumení 732A/732AT vysokofrekvenční 10 mv/g Velmi vysoké frekvence Elias Tomeh / Snímek 18
VOLBA CITLIVOSTI Nábojová citlivost KQ (pc /ms-2 ) nebo napěťová citlivost Ku (mv/ms-2) n <10 Hz nízký šum nízká frekvence vysoká citlivost n 10-300 Hz robustní spolehlivý n > 300 Hz ochrana proti přetížení vysoké frekvence nízká citlivost Typické křivky frekvenční odezvy pro různé citlivosti Elias Tomeh / Snímek 19
Užitečné Frekvenční rozsah Elias Tomeh / Snímek 20
Elias Tomeh / Snímek 21
Elias Tomeh / Snímek 22
Detekce závad s akcelerometry a proximity sondami Akcelerometry Závady valivých ložisek Závady ozubených převodů Závady lopatkových strojů Problémy elektrických strojů Obecné závady: nevyváženost nesouosost mechanické vůle atd. Proximity sondy Hřídelové problémy Závady kluzných ložisek Posuvy a expanze skříně Pozice hřídelů atd. Elias Tomeh / Snímek 23
Porovnání snímačů Elias Tomeh / Snímek 24
Montáž akcelerometru Montáž - Montáž-umístění - Metoda připevnění - Příprava povrchu Kabeláž - Trasa - Stínění - Uzemnění Elias Tomeh / Snímek 25
Utěsněné konektory nr6sl series - Testováno do 3000 psi (pound/squared inch) ve slané vodě - 1000 psi přímý paprsek z hadice n Nová R6W series n Nahrazuje vojenské konektory Elias Tomeh / Snímek 26
Zajistit přivázáním nebo svěrkami Trasu vést kolem olejového potrubí a podpěr Trasu nikdy nevést kolem silových kabelů Lze vést instalačními trubkami Umožnit volné pohyby dle stroje Trasa kabelu 6 inches minimum clearance Cable Clamp Machine Surface #611 Elias Tomeh / Snímek 27
Pravidla pro montáž Připevnění lepidlem Povrch plochy Zachovat drsnost plochy nebo zdrsnit Čistý povrch Správné lepidlo Správný mísicí poměr SF8 Epoxy Filler Isolation Layer 608 R.1 VersiLock 406 / Cat 19 LockTite Depend LockTite Liquid Metal Elias Tomeh / Snímek 28
Připevnění šroubem Pravidla pro montáž - Otvor se závitem správná hloubka - Plocha pro připevnění kolmá k otvoru - Správný závit - Zajistit rovinnost, drsnost povrchu a kolmost Surface Facing.001 -C- 0.25" 0.735" 63 > 1.26".004 C 607.cdr R.2 Elias Tomeh / Snímek 29
Pravidla pro montáž Elias Tomeh / Snímek 30
Pravidla pro montáž Elias Tomeh / Snímek 31
Montáž akcelerometru Sondy mohou být montovány externě přes skříň stroje nebo ložiskový domek, a nebo interně pomocí speciálních držáků. Elias Tomeh / Snímek 32
Radiální montáž sond Elias Tomeh / Snímek 33
Axiální montáž sond Elias Tomeh / Snímek 34
úprava dosedací plochy frézkou vyčištění dosedací plochy MONTÁŽNÍ POSTUP LEPENÍ F Mu nanesení lepidla přitlačení adaptéru zašroubování snímače a dotažení Mu(10-20)Nm Adaptér materiál 17 027 Elias Tomeh / Snímek 35
- Rezonanční frekvence 32 khz. - Použitelný frekvenční rozsah 20 khz. - Snímače jsou stále přesně umístěny na stejném místě. Elias Tomeh / Snímek 36
f e c a Vyvedení kabelu od snímače do diagnostické zásuvky. a) vřeteno, b) snímač, c) kabel, d) úchytka, e) průchodka, f) stahovací páska, g) Diagnostická zásuvka. g g Posuv stroje d b Elias Tomeh / Snímek 37
Elias Tomeh / Snímek 38
Elias Tomeh / Snímek 39
Děkuji Vám za pozornost Elias Tomeh / Snímek 40