Ważne jest wczesne wykrywanie drgań, aby zapobiec uszkodzeniom. Nie należy lekceważyć konsekwencji drgań. Na przykład drgania w turbinie mogą mieć katastrofalne skutki dla ludzi, środowiska i zakładu. Wczesne wykrywanie drgań i ich przyczyn pomaga zapobiegać niepotrzebnym wypadkom i wysokim kosztom. Często wystarczają jedynie niewielkie zabiegi konserwacyjne lub naprawy.
Przyczyny drgań maszyn
Istnieje wiele przyczyn drgań maszyn. Najczęstsze z nich wyjaśniono poniżej.
Siły powtarzalne
Siły powtarzalne wynikają z powtarzającego się wzorca oddziaływania sił. Często siły te w maszynach są spowodowane przez:
Maszyna jest niewyważona:
Środek ciężkości części maszyny wirującej nie znajduje się w jej środku. Powoduje to powtarzające się obciążenie maszyny.
Maszyna jest źle wycentrowana:
Części maszyny wyginają się podczas obrotu, powodując powtarzające się obciążenia na maszynie.
Zużycie maszyny:
Części maszyny zużywają się w wyniku użytkowania. Weźmy na przykład łożyska i koła zębate. Może to powodować powtarzające się siły.
Niewłaściwa eksploatacja maszyny:
Nieregularne zasilanie może powodować powstawanie sił powtarzających się.
Rezonans
Każda maszyna charakteryzuje się pewnymi naturalnymi drganiami. Każda maszyna ma częstotliwość rezonansową (lub kilka). Gdy ta częstotliwość rezonansowa pokrywa się z prędkością obrotową, dochodzi do rezonansu. Jeśli wiąże się to ze stosunkowo niewielką siłą, nie spowoduje to większych problemów. Jednak duże siły mogą mieć katastrofalne konsekwencje.
Elementy luźne
Przyczyny takie jak łożyska o zbyt dużym luzie, poluzowane śruby i korozja mogą powodować drgania maszyny. Ze względu na ogromne siły działające w maszynie poluzowane części mogą szybko doprowadzić do uszkodzeń.
Rodzaje drgań
Wyróżnia się trzy rodzaje drgań:
- Drgania aperiodyczne
Drgania te nie powtarzają się w czasie, co sprawia, że zachowanie jest nieprzewidywalne. - Drgania przejściowe
Drgania te można zaobserwować jedynie przez określony czas. - Drgania okresowe
Są to drgania, które się powtarzają. Są to najczęstsze drgania występujące w maszynach (patrz rysunek 1).
Czego można zapobiec dzięki pomiarom drgań?
Przeprowadzanie pomiarów drgań w naturalny sposób wiąże się z kosztami. Dlatego ważne jest, aby zrozumieć, czemu można dzięki nim zapobiec, a raczej: jakie koszty można zaoszczędzić.
Poważne uszkodzenie maszyny
Jeśli drgania nie zostaną wykryte wcześnie, często dochodzi do poważnych uszkodzeń maszyny. W skrajnych przypadkach konieczna jest wymiana całej maszyny. Wczesne wykrycie przyczyny drgań pozwala zaoszczędzić znaczne koszty, a także zwiększa bezpieczeństwo.
Wysokie zużycie energii
Maszyny wibrujące zużywają więcej energii. Dodatkowa energia jest potrzebna do przeciwdziałania drganiom. Dzięki pomiarowi stanu maszyny można to zminimalizować.
Nieplanowane przestoje
Jeśli stan maszyny nie jest monitorowany, może ona nagle ulec awarii. Skutkiem tego są nieplanowane przestoje. Ponieważ wiele zakładów w przemyśle przetwórczym musi działać nieprzerwanie, powoduje to niezwykle wysokie (niepotrzebne) koszty. W wielu przypadkach można temu zapobiec za pomocą prostych działań, ale wówczas stan maszyny musi być monitorowany.
Problemy z dostawą
Wiele firm musi przestrzegać określonych umów dotyczących dostaw. Jeśli maszyna nieoczekiwanie zatrzyma się z powodu wadliwych części lub poważnych uszkodzeń, istnieje duże prawdopodobieństwo, że firma nie będzie w stanie wywiązać się z tych umów. Doprowadzi to do niezadowolenia klientów.
Półprodukty
Gdy maszyna nieoczekiwanie się zatrzymuje, w procesie pozostają półprodukty. W wielu przypadkach muszą one zostać wyrzucone z powodu zepsucia. Powoduje to co najmniej niepotrzebne koszty.
Niepotrzebna konserwacja
Często części maszyn są wymieniane profilaktycznie, aby zapewnić ich stałą gotowość do pracy. Może to skutkować niepotrzebną wymianą części. Dzięki pomiarowi stanu maszyny (części) naprawy i wymiany są przeprowadzane tylko wtedy, gdy są naprawdę konieczne.
Kwestie jakości
W wielu przypadkach na pierwszy rzut oka może się wydawać, że maszyna działa prawidłowo, choć czasami tak nie jest. Aby to ustalić, konieczne są pomiary. Jeśli nie zostaną one przeprowadzone, może to negatywnie wpłynąć na jakość produktów.
Monitorowanie stanu
Monitorowanie stanu polega na sprawdzaniu stanu maszyn. Istnieją różne metody tego typu, ale pomiary drgań są metodą najbardziej wiarygodną. Dowiedz się więcej o monitorowaniu stanu »
