تجهیزات

بیرینگ ها اجزای حیاتی در صنایع مختلف هستند و چرخش دقیق و روان تجهیزات را تضمین می‌کنند.
آنها می توانند دچار عیوب و خرابی‌های مختلفی شوند که مانع کارایی و عملکرد صحیح آنها می‌شود.

خرابی بیرینگ ها الگوهای موازی و همزمان زیادی را ایجاد می‌کند. آگاهی کامل از این الگوها به ما کمک می‌کند که حتی ” بدون داشتن اطلاعات کافی از مدل بیرینگ ها“، امکان تشخیص خرابی آنها با اطمینان کافی برای ما میسر شود..
نمونه‌ای از تکنیک های ارتعاشی تشخیص عیوب بیرینگ که می‌توانیم از آنها برای تشخیص صحیح خرابی و تخمین شدت آن کمک بگیریم:

• A- الگوی پیک‌های فرکانسی سرعت ارتعاشات
• ۱-B- طیف فرکانسی شتاب ارتعاشات: الگوی پیک‌های فرکانسی
• B-2- طیف فرکانسی شتاب ارتعاشات: سطح نویز
• C- شکل سیگنال زمانی شتاب ارتعاشات
• D- الگوی پیک‌های فرکانسی پوش سیگنال یا انولوپ
• E- ارزیابی مقدار یا تغییرات (ترند یا روند) مقادیر پارامترهای مختلف

ارزیابی مقدار یا تغییرات (ترند یا روند) مقادیر پارامترهای مختلف

هر پارامترها، مقداری را به عنوان خروجی به ما می‌دهد که امیدوارم نماینده سلامتی یا خرابی بیرینگ باشد. مسلما اگر این روش(متد E)، اطمینان بالایی داشته باشد، کار ما را در کاهش تحلیل ها(متد A تا D)، تا حد زیادی کاهش خواهد داد.

برای استفاده بهینه از یک پارامتر، لازم است که به‌طور دقیق از روش محاسبه آن اطلاع داشته باشیم، زیرا تنها در این حالت قادر خواهیم بود از صحت و علت تغییرات آن تحت شرایط مختلف برداشت صحیحی داشته باشیم.

در صنایع مختلف شاهد بوده ایم که استفاده ناصحیح از پارامترهاسبب تعویض زودهنگام بیرینگ‌های سالم و یا حتی جام کردن بیرینگ بدون اعلام هشدار شده است.

به همین دلیل در دوره آموزشی “تحلیل عیوب بیرینگ‌های غلتشی”، ضمن بررسی عملی خرابی، شدت خرابی و سرعت چرخشی روی مقادیر پارامترهای مختلف، مفاهیم تئوری مربوط به این پارامترها و شرایطی که این پارامترها دچار خطا می‌شوند را مورد بررسی قرار می‌دهیم.
همچنین جهت افزایش دقت، چگونگی “استفاده همزمان” از “تکنیک های فوق(A تا D)” را بررسی خواهیم کرد تا بتوانیم با اطمینان کافی، از وجود خرابی و شدت رشد خرابی اطمینان حاصل کنیم.

امروزه تجهیزات مختلف با توجه به امکانات در دسترس خود، پارامترهای مختلفی را ارائه می‌دهند:

BC- Skew- BCU -HDM- dBM- SFx-Spike Energy- Peak value-Crest Factor- Envelope Parameter

در این نوشتار مختصری در خصوص برخی از این پارامترها بررسی می‌کنیم:

• پارامتر dBM تکنیک SPM Sock Pulse Method: از تجزیه تحلیل آماری سیگنال های کشف شده در فرکانس‌های بسیار بالا محاسبه می‌شود.
• پارامتر HDM: روشی بهبود یافته از پارامتر dBM است.
• پارامتر BC: مقدار موثر سیگنال شتاب با فیلتر بالاگذر است.
• پارامتر BCU یا BearingConditionUnit: پارامتری است که وضعیت دامنه ارتعاش فرکانس بالا را بیان می کند.
• پارامترهای استخراج شده از سیگنال انولوپ: وابسته به سیگنال شتاب دمود شده در باند فرکانسی مدنظر هستند. با توجه به اینکه در فرآیند انولوپ، سیگنال دستکاری می‌شود، واحدهای بدست آمده استاندارد نیستند و تجهیزات مختلف از واحدهای مختلفی برای بیان مقدار سیگنال انولوپ استفاده می‌کنند. نظیر: eu, Hdrp, gE, …
• پارامتر Kurt یا Kurtosis: بیانگر چگونگی قرارگیری سیگنال ارتعاشی در حدود مقدار متوسطش است. وجود ضربات منظم روی این پارامتر اثر زیادی دارد.
• پارامتر Crest Factor یا شاخص تیزی: نسبت مقدار پیک به مقدار موثر را نشان می‌دهد. برای تشخیص خرابی بیرینگ، این پارامتر غالبا در حوزه شتاب بررسی می‌شود.
• پارامتر RMS: مقدار موثر سیگنال را نشان می‌دهد. برای تشخیص خرابی بیرینگ، این پارامتر غالبا در حوزه شتاب بررسی می‌شود….

نمونه ای از کیس استادی ها که داوطلبان به صورت جداگانه، امکان تحلیل سیگنال‌های آنها را خواهند داشت:

Bearing Defect-Ball

Bearing Defect-Roller

Bearing Defect-Outer Race

Loosness-Bearing Outer Race

Bearing Defect Low Speed-Roller

Bearing Defect Low Speed-Outer Race

Bearing Defect Low Speed-Outer Race and Roller

Bearing Defect Low Speed-Inner Race and Roller

Bearing Defect Low Speed-Load Zone-Outer Race and Roller

Bearing Defect Cage-Rolling Gearbox

Bearing Defect Low Speed- Roller

Bearing Defect-Outer Race

یکی از مشخصه های مهم این متن، شرایط بیان شده برای تست ماشین است:

Uncoupled From Any Load Or Prime Mover

IEC 60034-14:2018 RLV
Redline version
Rotating electrical machines – Part 14: Mechanical vibration of certain machines with shaft heights 56 mm and higher – Measurement, evaluation and limits of vibration severity
TC 2

Abstract
IEC 60034-14:2018 RLV contains both the official IEC International Standard and its Redline version. The Redline version is available in English only and provides you with a quick and easy way to compare all the changes between the official IEC Standard and its previous edition.

IEC 60034-14:2018 specifies the factory acceptance vibration test procedures and vibration limits for certain electrical machines under specified conditions, when uncoupled from any load or prime mover. It is applicable to DC and three-phase AC machines, with shaft heights 56 mm and higher and a rated output up to 50 MW, at operational speeds from 120 min–۱ up to and including 15 000 min–۱. This new edition includes the following significant technical changes with respect to the previous edition:

Improved explanation of the definition “free suspension”

Addition of an alternative method of rigid mount

Definition of an improved option for shaft key

ترانسهای جریان یا (Current Transformer (CT برای حفاظت و اندازه‌گیری جریان به کار گرفته می‌شوند.
ترانسفورماتور جریان از دو سیم پیچ اولیه و ثانویه پدید آمده که جریان واقعی در پست از اولیه گذر نموده و در پی گذر این جریان و فراخور آن، جریان کمی (نزدیک به چند آمپر) در ثانویه پدید می‌آید.

ترموگرافی یکی از ابزارهای بسیار مفید برای تشخیص اتصالات ضعیف (Loose Connection) و جلوگیری از قطع شدن اتصالات، مخصوصا در قسمت سیم پیچ ثانویه است. در تصاویر پیوست، نتایج ترموگرافی از اتصالات سالم مربوط به CT در پست ۶۳kv و یا اتصالات معیوب CT فشار ضعیف(دمای بالای ۱۲۰ درجه!!!)، ضبط شده توسط “شرکت پایش صنعت کویر” را مشاهده می کنید.

اگر اتصال سیم پیچ ثانویه ی یک ترانس جریان قطع شود، همانند اتصال کوتاه در خروجی یک تراسنفورماتور ولتاژ خطرناک است و به ترانسفورماتور آسیب می رساند. زیرا در حالت اول، ثانویه سعی در تولید ولتاژ نامحدود و در حالت دوم، ثانویه سعی در تولید جریان نامحدود دارد. (منبع ویکی پدیا)

کاویتاسیون وضعیتی است که غالبا در پمپ ها و توربین های آبی در اثر کاهش فشار سیال و تشکل حباب در نزدیکی سطح روتور، ایجاد می شود.
این حباب ها، انرژی زیادی به روتور منتقل می کنند و در نهایت باعث ایجاد حفره روی سطح می شوند.
کاویتاسیون باعث ایجاد نویز تصادفی با فرکانس بالا در طیف ارتعاشی می شود.

کاویتاسیون یک موج شوک در سیال تولید می‌کند و باعث ایجاد ارتعاش مکانیکی و صدای قابل شنیدن می‌شود. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که شناسایی وقوع کاویتاسیون کار سختی نیست.

ساده‌ترین راه برای کاهش احتمال وقوع کاویتاسیون در یک پمپ، افزایش فشار ورودی آن است و این کار با استفاده از کاهش فاصله بین پمپ و مخزن یعنی کاهش ارتفاع پمپ و یا افزایش ارتفاع مخرن آب امکان پذیر است.
روش دیگر برای حذف این پدیده، کاهش افت فشار و توربولانس جریان در مسیر جریان قبل از پمپ است که میتواند از ۲ راه انجام شود:
۱-انتخاب پمپی که قطر ورودی یکسانی با قطر لوله دارد
۲-کاهش تعداد اتصالات مسیر

مراجع:
https://www.mobiusinstitute.com/vibration-analysis-dictionary/
https://blog.faradars.org/cavitation/