Đang tải... (xem toàn văn)
Sau khi đọc phần này bạn sẽ nắm được các vấn đề sau: Hiểu được cụm từ rung động của máy (machine vibration). Nêu một số nguyên nhân chủ yếu gây rung động máy. Giải thích lý do cần thiết phải theo dõi rung động máy Tìm hiểu cách thức tiết kiệm chi phí khi thực hiện theo dõi rung động máy
BẢO TRÌ CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Vinamain.com - - - - GIÁO TRÌNH: CHẨN ĐOÁN RUNG ĐỘNG MÁY Vũng Tàu 08-2010 Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com MỤC LỤC Trang CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT VỀ RUNG ĐỘNG MÁY 1.1 Rung động máy gì? 1.2 Nguyên nhân gây rung động máy gì? 1.3 Các lực lặp lại gây rung động cho máy 1.4 Tại phải theo dõi rung động máy? 10 1.5 Rung động máy mô tả nào? 12 1.6 Rung động máy đo nào? 19 1.7 Những máy cần phải theo dõi rung động 20 1.8 Các thiết bị đo làm việc nào? 20 1.9 Cảm biến gia tốc kế gắn nào? 21 1.10 Cách cài đặt thông số đo 25 1.11 Dữ liệu thu thập nào? 32 2.1 CHƯƠNG 2: CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG BẰNG PHÂN TÍCH RUNG ĐỘNG Giới thiệu chẩn đoán rung động máy 35 2.2 Các liệu cần thiết cho việc chẩn đoán máy 35 2.3 Kỹ thuật phân tích chẩn đoán rung động máy 36 PHỤ LỤC 1: Kết hợp phân tích rung động phân tích dầu chương trình bảo trì dựa tình trạng thiết bị PHỤ LỤC 2: Phần mềm quản lý giám sát máy System1- Giải pháp quản lý tình trạng máy quay PHỤ LỤC 3: Thiết bị phân tích tình trạng máy csi 2130 Emerson 59 61 64 Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com MỤC ĐÍCH Giáo trình giúp kỹ sư nhà máy nắm tổng quan rung động máy, kỹ thuật phân tích chẩn đoán rung động máy hỗ trợ công tác bảo trì nhà máy công nghiệp PHẠM VI ÁP DỤNG Giáo trình nàyđể tham khảo cho kỹ sư khí, điện điều khiển tự động hóa bảo dưỡng nhà máy công nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Fundamentals of Vibrations, L Meirovitch Vibration spectrum analysis: a practical approach, Steve Goldman Machinery vibration: measurement and analysis, Victor Wowk Theory of Vibration with Applications, Willia Thomson Mechanical and structural vibrations, Demeter G Fertis Vibration problems in engineering, William Weaver, Stephen Timoshenko, Donovan Harold Young Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT VỀ RUNG ĐỘNG MÁY Sau đọc phần bạn nắm vấn đề sau: - Hiểu cụm từ rung động máy (machine vibration) - Nêu số nguyên nhân chủ yếu gây rung động máy - Giải thích lý cần thiết phải theo dõi rung động máy - Tìm hiểu cách thức tiết kiệm chi phí thực theo dõi rung động máy 1.1 RUNG ĐỘNG MÁY LÀ GÌ? Hầu hết quen thuộc với rung động hay dao động, vật rung động di chuyển qua lại hay tới lui Chúng ta bắt gặp ví dụ rung động đời sống hàng ngày: lắc dao động qua lại, dây đàn gẩy rung, xe tải rung động chạy địa hình gồ ghề hoạt động địa chất gây chấn động lớn hay gọi động đất Có nhiều cách thí nghiệm để thấy hay cảm nhận vật rung động Chúng ta chạm vào vật rung cảm nhận rung động, nhìn thấy vật rung động chuyển động qua lại Rung động tạo âm mà tai ta nghe thấy hay nhiệt mà ta cảm nhận Bạn thử trà trà lại bàn chân thảm nhà bạn bạn thấy âm nóng bàn chân Ảnh hệ dao động điều hòa đơn giản Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com TRONG CÁC NHÀ MÁY CÔNG NGHIỆP CÓ MỘT KIỂU RUNG ĐỘNG MÀ CHÚNG TA MUỐN ĐỀ CẬP ĐẾN: RUNG ĐỘNG CỦA MÁY (MACHINE VIBRATION) Vậy rung động máy gì? Đơn giản di chuyển qua lại máy phận máy Tất thành phần máy di chuyển qua lại hay dao động qua lại rung động Rung động máy có nhiều dạng khác Một thành phần máy dao động khoảng cách lớn nhỏ, nhanh chậm cảm nhận âm nhiệt Rung động máy thường cố ý tạo nhờ thiết kế máy tùy vào mục đích sử dụng máy sàng rung, phễu nạp liệu, băng tải, máy đánh bóng, máy dầm đất, v.v… Nhưng hầu hết, rung động máy không mong muốn thường gây hư hỏng cho máy BÀI VIẾT NÀY CHỦ YẾU NÓI VỀ THEO DÕI RUNG ĐỘNG MÁY KHÔNG MONG MUỐN Hãy xem ví dụ rung động máy không mong muốn Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com 1.2 NGUYÊN NHÂN GÂY RA RUNG ĐỘNG MÁY LÀ GÌ? Hầu hết rung động máy nhiều nguyên nhân sau: a) Có lực tác động lặp lặp lại b) Sự lỏng (looseness) c) Sự cộng hưởng (a) Có lực tác động lặp lặp lại Hình ảnh thuyền neo vịnh Sóng đánh bên mạn tàu, song dài liên tục đánh vào mạn thuyền, thuyền lắc lư mạnh Thuyền lắc lư lư mạnh sóng tác động lực lặp lặp lại nhiều lần vào thuyền Hầu hết rung động máy lực lặp lại giống nguyên nhân gây lắc lư mạnh cho thuyền Các lực mà lặp lại tác động lên thành phần máy gây cho máy rung động 1.3 CÁC LỰC LẶP LẠI GÂY RUNG ĐỘNG CHO MÁY NÀY ĐẾN TỪ ĐÂU? Hầu hết do: cân động, đồng tâm trục, mài mòn, phận máy dẫn động không hợp lý Xem ví dụ loại lực tác động lặp lại: Sự cân động Các bô phận máy bị cân động chứa điểm nặng “heavy spots” dẫn đến quay xuất lực tác động lặp lại máy Sự cân thường gây mật độ vật liệu phân bố không đều, thay đổi kích cỡ bulong, xâm thực bên trong, cân trọng lượng, cân sai, cánh mô tơ điện không đồng đều, bị gẫy, bị biến dạng, ăn mòn cánh quạt bị đóng bẩn Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Mất đồng tâm trục Các thành phần máy không đồng tâm dẫn đến tạo lực tác động lặp lại máy quay Sự đồng tâm thường lắp ráp sai, sàn bệ đặt máy không phẳng, dãn nở nhiệt, tạo xoắn xiết chặt gắn khớp nối sai Sự mài mòn Sự mài mòn gây lực lặp lại máy cọ xát bề mặt bị mài mòn Sự mài mòn vòng bi, bánh răng, dây đai thường lắp ráp không đúng, bôi trơn kém, khuyết tật trình sản xuất tải Các phận máy dẫn động không hợp lý Điều gây lực lặp lại máy cung cấp lượng gián đoạn Ví dụ bơm hút không khí theo xung, động đốt đánh lửa, gián đoạn tiếp xúc chổi chuyển mạch động điện chiều (b) SỰ LỎNG LOOSENESS SỰ LỎNG chi tiết máy gây rung động máy Nếu các chi tiết máy trở nên lỏng, rung động đang mức cho phép trở nên mức kiểm soát SỰ LỎNG gây rung máy quay máy không quay Nguyên nhân thường khe hở vòng bi lớn, lỏng bulong móng, tách rời chi tiết lắp Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com ghép, ăn mòn nứt kết cấu kim loại (c) SỰ CỘNG HƯỞNG Hình ảnh em bé đánh đu tự đu mà đẩy Nếu quan sát gần, thấy cậu bé đu với tốc độ riêng Qua ví dụ, thấy cậu bé giây hoàn thành chu kỳ đu Vận tốc đu cậu bé thực tế tính chất vật lý hệ đu cậu bé, nhiều trọng lượng cậu bé, đặc tính vật lý cậu bé Đó tốc độ mà lúc cậu bé có khuynh hướng đu qua lại ngồi đu Đó vận tốc đu riêng (hay tự nhiên) cậu bé đu có cách để cậu ta thay đổi giao thoa với đu tự nhiên cách tự cậu ta đẩy chân để thay đổi tình trạng, hay trà xát chân cậu ta mặt đất hay cách khác Máy có khuynh hướng rung vận tốc dao động xác định Vận tốc dao động máy có khuynh hướng rung gọi vận tốc dao động riêng Vận tốc dao động riêng máy vận tốc rung động dao động tự nhiên máy Đó vận tốc để máy có rung động Một máy trì rung động tự có khuynh hướng rung vận tốc riêng dao động tự nhiên Hầu hết máy có từ hai vận tốc dao động riêng trở lên Ví dụ máy bao gồm móng với vận tốc dao động riêng khác có hai vận tốc dao động riêng Nói chung, máy nhiều thành phần tổ hợp có nhiều vận tốc dao động riêng Bây xem xét lại trường hợp cậu bé đu Nếu tác động lực đẩy lặp lại vào cậu bé nhằm cho cậu ta đu qua thời gian cao cao Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Tuy nhiên làm cho cậu bé đu ngày cao đẩy với nhịp đu Nếu nhịp đẩy không đúng, tức cậu ta lên ta lại đẩy xuống, cậu bé không đu ta mong muốn Để đạt điều nhịp đẩy phải hòa nhịp vận tốc dao động riêng cậu bé Ví dụ đẩy vào thời gian mà cậu bé đạt đến điểm cao nhất, cậu bé đu nhanh cao Điều xảy máy chúng ta, “bị đẩy” lực lặp lại với nhịp điệu trùng với vận tốc dao động riêng máy? Máy rung động ngày tăng lực lặp lại kích thích máy rung vận tốc gần với vận tốc riêng Rung động máy ngày mãnh liệt mức cho phép Một máy rung động theo cách thức cho bị cộng hưởng Một lực lặp lại gây cộng hưởng nhỏ xuất phát từ chuyển động thành phần tốt máy Một lực lặp lại nhỏ không gây vấn đề bắt đầu gây cộng hưởng Tuy nhiên cộng hưởng nên tránh gây phá hủy nhanh chóng khốc liệt Ví dụ toàn cầu sụp đổ vận tốc dao động riêng bị kích thích hài hòa với nhịp điệu diễu binh tốp lính 1.3 TẠI SAO PHẢI THEO DÕI RUNG ĐỘNG MÁY? Để làm tốt công việc theo dõi rung động máy thu nhiều lợi ích cho doanh nghiệp, phải hiểu trả lời câu hỏi Theo dõi đặc tính rung động máy cho nắm tính hình sức khỏe máy Chúng ta sử dụng thông tin để theo dõi vấn đề hư hỏng tiển triển Tại lại ý đến tình trạng máy? Tại không chạy máy lien tục hư hỏng sửa chữa? Vận hành máy hư hỏng chấp nhận máy dùng lần, nhiên hầu hết máy không dùng lần giá thành cao Nếu theo dõi lien tục tình trạng máy, nhận thấy vấn đề tiến triển, sửa chữa khắc phục vấn đề tiến triển Trái lại không theo dõi máy để theo phát rung động không mong muốn máy vận hành giống vận hành hư hỏng Bởi theo dõi rung động máy tìm rung động gây hư hỏng tiềm tang, nên ngăn ngừa hư hỏng tiết kiệm thời gian, tiền bạc hư hỏng Vậy làm cách nào? Dưới liệt kê vấn đề phổ biến mà tránh nhờ việc theo dõi rung động máy Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com (a) MÁY BỊ PHÁ HỦY NGHIÊM TRỌNG Các rung động máy không theo dõi mức dẫn phá hủy máy nghiêm trọng, đòi hỏi chi phí cao sửa chữa trí thay toàn máy Tuy nhiên tình trạng máy theo dõi thường xuyên, hư hỏng tiềm tàng theo dõi khắc phục sớm, công việc sửa chữa đơn giản hơn, nhanh rẻ (b) MÁY TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG MỨC CAO Một máy rung tiêu thụ lượng cao hơn, ví dụ tải cao tiêu thụ điện lớn Chúng ta tối thiểu vấn đề cách theo dõi bảo dưỡng máy thường xuyên (c) MÁY KHÔNG SẴN SÀNG Bởi máy không theo dõi giống vận hành hư hỏng, lúc máy thường xuyên phải ngừng đột ngột, kế hoạch để sản xuất (d) CHẬM TRỄ TRONG VIỆC GIAO HÀNG Bởi máy không theo dõi giống vận hành hư hỏng, lúc máy thường xuyên phải ngừng đột ngột, kế hoạch làm sản phẩm chậm sản phẩm, thời gian giao hàng bị ảnh hưởng (e) Ứ TRỆ SẢN PHẨM Ở MỘT CÔNG ĐOẠN SẢN XUẤT Bởi máy không theo dõi giống vận hành hư hỏng, lúc máy thường xuyên phải ngừng đột ngột, kế hoạch công đoạn đó, làm sản phẩm bị ứ trệ (f) BẢO TRÌ KHÔNG CẦN THIẾT Máy chạy tốt mà tiến hành sửa chữa thay chi tiết tốt dẫn đến lãng phí Để tránh điều cần phải theo dõi tình trạng máy thường xuyên sửa chữa cần thiết (g) CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM KÉM Máy chạy có hư hỏng mà không ảnh hưởng tới chức bình thường máy máy, không phát sớm hư hỏng làm giảm chất lượng sản phẩm Đây trường hợp nguy hiểm Nếu máy theo dõi thường xuyên dẫn tới tình trạng (h) LÀM XẤU HÌNH ẢNH CỦA CÔNG TY Bởi máy không theo dõi giống vận hành hư hỏng, lúc máy thường xuyên phải ngừng đột ngột, kế hoạch làm sản phẩm chậm sản phẩm, thời gian giao hàng bị ảnh hưởng, làm lòng tin khách hàng (i) TĂNG RỦI RO VỀ SỨC KHỎE CHO CON NGƯỜI Vì máy rung cao gây tiếng ồn lắc mạnh làm người công nhân thoải mái cảm thấy không khỏe để tạo sản phẩm cho công ty Và ngừng máy đột ngột không kế hoạch làm người công nhân việc làm làm phá sản kế hoạch sản xuất 1.4 Rung động máy mô tả nào? Để phân tích xác tình trạng máy, bạn phải mô tả xác trạng thái hay triệu chứng máy Làm để mô tả xác trạng thái rung động? Sự phân tích rung động mô tả tình trạng máy nào? Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Những thông tin mà waveform cho biết, phụ thuộc vào thời khoảng độ phân giải waveform Thời khoảng waveform tổng chu kỳ thời gian qua mà biết từ waveform Trong hầu hết trường hợp, vài giây đủ Độ phân giải waveform số đo mức độ chi tiết waveform xác định số điểm liệu mô tả hình dạng waveform Nếu nhiều điểm biểu đồ waveform chi tiết Thế spectrum (biểu đồ dạng phổ)? Một loại biểu diễn khác thường sử dụng phổ biến phân tích rung động biểu đồ spectrum Một spectrum biểu đồ biểu diễn tần số thành phần máy rung động với biên độ tần số Hình ví dụ spectrum vận tốc Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Nhưng thành phần máy mà lại có đồng thời rung động nhiều tần số Trả lời nằm thực tế rằng, rung động máy, khác với chuyển động dao động đơn giản lắc, chuyển động rung động đơn giản mà thông thường bao gồm nhiều chuyển động rung động xảy đồng thời Lấy ví dụ, spectrum vận tốc gối đỡ thường cho thấy vòng bi rung động không tần số mà nhiều tần số khác Sự rung động vài tần số chuyển động chi tiết vòng bi, tần số khác tác động bánh có tần số khác quay tròn cánh quạt làm mát motor Một spectrum cho thấy tần số mà xảy rung động nên công cụ phân tích rung động hữu ích Bằng việc phân tích tần số riêng thành phần máy rung động biên độ tương ứng với tần số đó, tìm có liên hệ với nguyên nhân gây rung động tình trạng máy Ngược lại, waveform lại không cho thấy cách rõ ràng tần số mà xảy rung động Thay vào đó, waveform lại biểu diễn giá trị tổng thể overall Cho nên không dễ dàng chẩn đoán hư hỏng biểu đồ waveform Cho nên ngoại trừ có vài trường hợp đặc biệt, spectrum đóng vai trò công cụ quan trọng cho việc phân tích rung động máy Các thông tin mà spectrum chứa đựng phụ thuộc vào giá trị Fmax (tần số maximum) độ phân giải (resolution) spectrum Fmax giới hạn tần số spectrum biểu diễn Giá trị Fmax phụ thuộc vào tốc độ vận hành máy Tốc độ vận hành cao Fmax phải cao Độ phân giải spectrum số đo mức độ chi tiết spectrum, xác định số đường phổ mô tả hình dạng biểu đồ spectrum Càng nhiều đường phổ mức độ chi tiết spectrum cao 1.5 Rung động máy đo nào? Trong phần trước, nhận công cụ phân tích rung động quan trọng spectrum (biểu đồ dang phổ) Khi đo rung động máy thường đo spectrum rung động, mà spectrum thành phần rung động nói cho Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com biết liên hệ với tình trạng máy nguyên nhân gây rung động Nói cách tự nhiên, spectrum đóng vai trò sống còn, thông tin có giá trị đạt độ xác Những điều cần phải ý để đảm bảo số đo xác? Cách đo nên thực nên đo cho máy nào? Trong phần trả lời cho câu hỏi Sau đọc phần này, có thể: (a) Nhận máy cần phải theo dõi rung động (b) Tìm hiểu cảm biến đo rung động gắn (c) Xác định cần cài đặt thông số đo (d) Cách lấy số đo cách có hệ thống 1.6 NHỮNG MÁY NÀO CẦN PHẢI THEO DÕI RUNG ĐỘNG Khi định máy cần theo dõi, máy thiết yếu critical nên ưu tiên so với máy khác Cũng giống theo dõi sức khỏe người Là không ta thường xuyên theo dõi sức khỏe người hoàn toàn khỏe mạnh mà lại không ý đến người thực cần thiết Áp dụng tương tự với việc theo dõi tình trạng máy móc Nói chung, việc lựa chọn máy thiết yếu cần theo dõi dựa quy tắc sau để tránh tốn không cần thiết: (a) Các máy đòi hỏi việc sửa chữa khó khăn, lâu dài tốn bị hư hỏng (b) Các máy thiết yếu việc tạo sản phẩm vận hành chung nhà máy (c) Những máy mà có tần suất hư hỏng cao (d) Những máy mà đánh giá độ tin cậy (e) Những máy mà ảnh hưởng tới an toàn sức khỏe người môi trường sống 1.7 CÁC THIẾT BỊ ĐO LÀM VIỆC NHƯ THẾ NÀO? Trước lấy số đo rung động, bạn phải gắn cảm biến mà theo dõi rung động máy đo Có nhiều loại cảm biến đo rung động khác Tuy nhiên loại gia tốc kế accelerometer thường sử dụng có nhiều ưu điểm loại khác Gia tốc kế cảm biến mà tạo tín hiệu điện mà tỉ lệ với gia tốc thành phần rung động Vậy gia tốc thành phần rung động gì? Nó số đo lượng thay đổi vận tốc thành phần rung động Tín hiệu gia tốc tạo gia tốc kế gắn thiết bị đo rung động chuyển đổi tín hiệu thành tín hiệu vận tốc Phụ thuộc vào lựa chọn người sử dụng, tín hiệu biểu diễn thành biểu đồ dạng sóng vận tốc (waveform vận tốc) hay biểu đồ phổ vận tốc (spectrum vận tốc) Một spectrum vận tốc chuyển đổi từ biểu đồ waveform vận tốc công thức toán học gọi Fast Fourier Transform hay FFT (gọi chuyển đổi Fourier) Sơ đồ giải thích đơn giản cách thu thập liệu rung động Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com 1.8 CẢM BIẾN GIA TỐC KẾ ĐƯỢC GẮN NHƯ THẾ NÀO? Hầu hết máy có cấu quay Moto, bơm, máy nén, quạt, băng tải, hộp số, tất liên quan đến cấu chuyển động quay thường sử xuyên sử dụng máy Hầu hết cấu quay có ổ đỡ để đỡ toàn trọng lượng phận quay chịu lực tổ hợp chuyển động quay rung động Nói chung, lượng lớn lực đỡ ổ đỡ Và không ngạc nhiên hư hỏng xảy ổ đỡ nơi xuất phát triển tượng hư hỏng Vì số đo rung động thường lấy vị trí ổ đỡ máy, với cảm biến gia tốc gắn gần vị trí ổ đỡ Khi kết luận tình trạng máy, phụ thuộc vào độ xác số đo, cách lấy số đo phải ý cẩn thận Và nên nhớ rằng, cách gắn cảm biến đo rung động phụ thuộc nhiều tới độ xác phép đo Vậy gắn cảm biến gia tốc để đảm bảo độ xác số đo an toàn Sau vài hướng dẫn: (a) Gắn gần với vị trí ổ đỡ tốt Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com (b) Gắn đầu đo gia tốc phải đảm bảo vững (c) Đảm bảo gắn chiều Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com (d) Chỉ gắn đầu đo gia tốc cho vị trí đo (e) Vị trí gắn máy đo phải đảm bảo độ vững Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com (f) Thao tác sử dụng cẩn thận tránh làm hư hỏng đầu đo dây cáp kết nối (g) Người đo phải đảm bảo an toàn đo 1.9 CÁCH CÀI ĐẶT THÔNG SỐ ĐO Các thông số đo gì? Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Các thông số đo xác định chi tiết cách thực lấy số đo Bằng việc xác định thông số đo, xác định cách mà liệu thu thập xử lý trước hiển thị cho xem Trước lấy số đo rung động cần xác định thông số sử dụng Các thông số số đo rung động giống với chi tiết “cái cách nào” mà bác sĩ phải xác định trước tiến hành kiểm tra sức khỏe Bây xem thông số đo cài đặt đo spectrum Một vài giá trị thông số đo chúng có ý nghĩa nào? Các thông số sử dụng để đo spectrum rung động chia loại, cụ thể thông số đo xác định: (a) Việc thu thập liệu cách nào? (b) Bao nhiêu liệu thời gian cho việc thu thập liệu? (c) Dữ liệu xử lý cách nào? (d) Dữ liệu hiển thị nào? (a) Việc thu thập liệu cách nào? Các thông số mà xác định cách thu thập liệu ‘trigger type’ thông số lập danh sách trước ‘sensor setup’ ‘Trigger type’ thông số mà nói lên cách để thiết bị bắt đầu đo Nếu cài đặt chế độ ‘free run’, thiết bị lấy số đo liên tục, cài đặt chế độ ‘single’, số đo cho lần đo lấy.Thông thường cài đặt thiết bị ‘free run’ Thông số chế độ ‘sensor setup’ cho biết loại cảm biến gia tốc sử dụng để đo Nếu loại cảm biến gia tốc ICP sử dụng thiết bị ‘Drive curent’ cần mở độ nhạy ‘sensitivity’ cảm biến gia tốc phải phù hợp với card thiết bị ‘Settling time’ thời gian cần thiết để cảm biến thiết bị nhận trước tiến hành đo Bạn sử dụng cài đặt giá trị ‘settling time’ mặc định máy (mà thay đổi với giá trị Fmax) để bảo đảm số đo xác (b) Bao nhiêu liệu thời gian cho việc thu thập liệu? Các thông số mà xác định liệu thời gian cho việc thu thập liệu? thông số ‘Fmax’, ‘spectral line’ ‘Overlap percentage’ Trong phần lưu ý Fmax cao giới hạn tần số spectrum lớn lượng thông tin thu spectrum nhiều Vì giá trị Fmax cao, liệu hiển thị lên biểu đồ tần số rung động cao Để thu thập thông tin liên quan đến tần số rung động cao, tần số đo hay Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com tốc độ thu liệu cần phải cao, tốc độ đo nhanh lên Tần số Fmax cao không tạo thêm nhiều liệu phải thu thập mà tạo khoảng tần số rộng Có nhiều spectral line cho spectrum, có nhiều thông tin Điều có nghĩa là, có nhiều spectral line, có nhiều liệu cần phải thu thập, tạo thêm nhiều thông tin (chất lượng liệu cao hơn)và việc thu thập số đo lâu (giống ảnh số có độ phân giải cao nét) Giá trị Fmax nên sử dụng bao nhiêu? Tốc độ vận hành máy cao, tần số rung động cao theo Fmax phải cao để bắt tần số rung động tần số cao Rung động không bao gồm phần tử cánh hay vấu quay bánh răng, cánh dẫn hướng quạt, bơm phần tử lăn (bi), giá trị Fmax 10 lần tốc độ quay thường đủ để bắt tất thông tin quan trọng Ví dụ, tốc độ quay 10 000 vòng/phút, giá trị Fmax 100 000 cpm (100kcpm) đủ Đối với rung động bao gồm phần tử cánh hay vấu bánh răng, quạt, bơm vòng bi, giá trị Fmax lần số phần tử cánh hay vấu nhân với tốc độ quay đủ để bắt tất thông tin quan trọng Ví dụ, cặp bánh có bánh dẫn có 12 quay 10000 vòng/phút, giá trị Fmax 3x12x10 000=360 000 cpm (360 kcpm) đủ (cpm: chu kỳ/phút) Nếu giá trị Fmax yêu cầu lớn độ phân giải spectrum thấp đi, thông tin tần số rung động thấp bị Vì cần lấy số số đo có giá trị Fmax thấp với số đo có giá trị Fmax cao Nên sử dụng độ phân giải bao nhiêu? Trong hầu hết trường hợp độ phân giải 400 đủ (400 spectral lines) Tuy nhiên, giá trị Fmax cao line phải trải dải tần số lớn, tạo khoảng gap lớn line Vì giá trị Fmax lớn, số đường phổ (spectral lines) lớn để tăng độ chi tiết biểu đồ rung động dạng phổ tránh thông tin Tuy nhiên nên ý tăng số độ phân giải thời gian lấy số đo lâu hơn, thiết bị tốn nhiều nhớ để lưu trữ Vì vậy, giá trị Fmax cao hay số đường phổ lớn sử dụng cần thiết Nên sử dụng liệu chồng lấp overlap bao nhiêu? Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Dữ liệu chồng lấp ‘overlapping data’ cách sử dụng lại phần trăm waveform đo trước để tính toán spectrum Phần trăm chồng lấp ‘overlap percentage’ cao, liệu thu thập để tạo spectrum biểu đồ dạng phổ spectrum hiển thị nhanh Giá trị chồng lấp overlap 50% lý tưởng cho hầu hết trường hợp (c) Dữ liệu xử lý Các thông số mà xác định cách mà liệu xử lý thông số ‘Average type’, ‘Number of average’ ‘window type’ Tưởng tượng bạn phải đo xác bề rộng trang giấy sách Do bề rộng trang thay đổi chút, bạn đo không trang mà nhiều trang sau lấy giá trị trung bình Tương tự vậy, đo rung động có nhiều spectrum đo sau đo lấy trung bình để spectrum trung bình Một spectrum trung bình biểu diễn cách thức rung động tốt mà phép xử lý trung bình làm tối thiểu ảnh hưởng thay đổi ngẫu nhiên hay xung nhiễu thường có rung động máy Thông số ‘Average type’ xác định spectrum lấy trung bình Giá trị trung bình tuyến tính ‘Linear’ đề nghị cho hầu hết trường hợp Giá trị trung bình số mũ ‘exponential’ thường sử dụng cách thức rung động thay đổi đáng kể theo thời gian Thông số ‘Number of average’ xác định số spectrum liền sử dụng để tính trung bình, spectrum sử dụng lớn, xung nhiễu giảm spectrum biểu diễn xác Tuy nhiên, ‘Number of average’ lớn liệu cần thu thập nhiều, thời gian để có biểu đồ spectrum trung bình Number of average đủ cho hầu hết trường hợp Dữ liệu thu thập không sử dụng trực tiếp để tạo spectrum mà thường sửa chữa trước để phục vụ cho yêu cầu trình xử lý FFT (Fast Fourier Transform trình chuyển đổi liệu thành biểu đồ spectrum) Dữ liệu thường sửa chữa phép tính nhân cửa sổ hiệu chỉnh Điều ngăn ngừa đường phổ không bị nhòe hay rò sang khác ‘Window type’ thông số mà xác định loại cửa sổ sử dụng ‘Hanning window thường sử dụng Nếu cửa sổ chữ nhật sử dụng, liệu không sửa chữa cách hiệu Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com (d) Dữ liệu hiển thị nào? Thông số mà xác định cách thức mà spectrum hiển thị kê với ‘Display unit’ Để xác định cách spectrum biểu diễn, tỉ lệ chia spectrum cần xác định Tỉ lệ chia spectrum xác định cách chi tiết spectrum thấy dễ dàng xác định thông số ‘Amplitude scale’ tỉ lệ biên độ, ‘vdB reference’, ‘log range’ ‘Velocity max’ Trong hầu hết trường hợp, ‘Amplitude scale’ tuyến tính ‘Linear’ Nếu sử dụng tỉ lệ biên độ tuyến tính thông số ‘vdB reference’, ‘log range’ không quan trọng (và không cần cài đặt) Nói chung, bạn nên set thông số ‘Velocity max’ thành ‘automatic’ phép thiết bị tự động lựa chọn thông số tỉ lệ biên độ lý tưởng mà cho phép peak spectrum rõ ràng Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Để xác định cách mà spectrum hiển thị, cần xác định loại biên độ sử dụng Ở phần trước xác định có loại biên độ biên độ đỉnh ‘peak’và biên độ hiệu dụng rms Nếu sử dụng biên độ đỉnh hay biên độ ‘0-peak’, spectrum biểu diễn tốc độ tối đa đạt thành phần rung động tần số rung động khác Mặt khác, sử dụng biên độ hiệu dụng ‘rms’, thay vào biểu diễn lượng lượng rung động tần số khác Đối với spectrum rung động, biên độ đỉnh tần số riêng xác bậc hai lần (1,4 lần) biên độ hiệu dụng rms tần số Vì loại biên độ sử dụng không thật quan trọng mà thực chuyển đổi đơn vị nhanh chóng (Đối với spectrum, biên độ đỉnh bậc hai biên độ hiệu dụng rms Mối quan hệ giá trị biểu đồ dạng sóng waveform) Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Chúng đề nghị bạn nên sử dụng loại biên độ cho điểm đo để tránh hiểu sai Một chuyển đổi từ biên độ rms sang biên độ đỉnh gây gia tăng biên độ rung động mà lý giải sai hư hỏng máy Mặt khác, chuyển đổi từ biên độ đỉnh sang biên độ hiệu dụng rms che dấu gia tăng thực biên độ rung động Tóm lại, đơn vị biên độ tần số sử dụng spectrum cần phải xác định Đơn vị sử dụng, thật vấn đề lựa chọn cá nhân, thông thường theo vùng địa lý.Ở Nam Mỹ, đơn vị vận tốc thường sử dụng (cho tỉ lệ vận tốc tuyến tính) in/s, đơn vị tần số sử dụng phổ biến kcpm (kilocycles per minute) Các vùng khác giới dùng đơn vị vận tốc tần số mm/s Hz Xem mối quan hệ đơn vị đây: Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Nhiều máy phân tích rung động thích đơn vị vận tốc logarit vdB (volt dexiben) Ở hình làm tròn chuyển đổi in/s 0-peak, mm/s rms thành 18 (tỉ số 17,96) 1.10 DỮ LIỆU ĐƯỢC THU THẬP NHƯ THẾ NÀO? Khi xung quanh máy có nhiều rủi ro không thuận lợi, phân tích rung động thường thực cách xa máy Để thực điều này, số đo thường ghi lại thiết bị, sau truyền tới văn phòng để phân tích môi trường yên tĩnh an toàn Ở văn phòng, liệu truyền tới máy tính để phân tích sâu Trong hầu hết nhà máy, có nhiều máy thiết yếu cần theo dõi Hơn nữa, để phân tích triệt để, máy cần theo dõi nhiều điểm đo Mỗi điểm đo cần theo dõi với chiều lắp gia tốc kế (cảm biến gia tốc) khác sử dụng thông số đo khác Vì thế, loạt thu thập liệu, lượng lớn số đo thực Để tránh di chuyển lặp lặp lại văn phòng nơi đặt máy, tiến hành đo cho tất máy trước đưa văn phòng để phân tích Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Điều quan trọng thu thập liệu đảm bảo đo xác có hệ thống Khi bạn có phương pháp tổ chức hợp lý cho việc thu thập liệu tránh nhầm lẫn spectrum máy tránh dẫn đến kết luận sai Để tránh nhầm lẫn, bạn phải đo vị trí máy cách đánh dấu vị trí đo đo phải đảm bảo chiều đặt đầu đo Đa số máy, việc thu thập liệu tháng lần Đối với máy quan trọng, cần phải thu thập tuần, máy quan trọng tháng lần Tuy nhiên, khuyên bạn nên tuân theo thời biểu sau điều chỉnh lại phù hợp theo kinh nghiệm Bạn cần lưu ý kiểm tra dung lượng pin nhớ thiết bị đo đủ cho hoàn thành tour thu thập liệu Hầu hết vấn đề rung động theo dõi máy chạy ổn định cách thức rung động ổn định Nếu máy vừa khởi động, hay tốc độ máy vừa thay đổi bạn cần chắn máy đủ thời gian để chạy vận tốc ổn định trước thu thập liệu Khi hoàn thành tour thu thập liệu, bạn nên truyền liệu vào máy tính với phần mềm tiện ích cung cấp với thiết bị thu thập rung động bạn xóa liệu máy để giải phóng nhớ máy để phục vụ cho tour thu thập thập liệu khác [...]... thành phần của máy đang rung động nó sẽ lặp lại các chu kỳ chuyển động Phụ thuộc vào lực gây ra sự rung động, thành phần của máy đó sẽ dao động nhanh hay chậm Ở tốc độ mà một thành phần của máy dao động được gọi là tần số dao động hay tần số rung động Tần số rung động càng nhanh thì dao động càng nhanh Bạn có thể xác định tần số của một thành phần đang rung động bằng cách đếm số chu kỳ dao động sau mỗi... tốc tối đa hay đỉnh (peak) của một máy đang rung động đơn giản là giá trị tốc độ rung động maximum (peak) có được của máy trong một chu kỳ thời gian Xem hình: Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Trái ngược với biên độ vận tốc tối đa, biên độ vận tốc RMS của rung động máy cho chúng ta biết năng lượng rung động của máy Năng lượng rung động càng cao, biên độ RMS càng lớn... động của rung động Cả biên độ và tần số rung động cung cấp cơ sở cho việc xác định nguyên nhân gốc rễ của rung động Biên độ là gì? (Amplitude?) Biên độ rung động là độ lớn của sự rung động Một máy với biên độ rung động lớn thì sẽ có một chuyển động dao động mạnh, nhanh và lớn Nếu biên độ càng lớn thì chuyển động này càng lớn hoặc ứng suất gây ra bởi máy càng lớn và khả năng dẫn đến hư hỏng máy càng lớn... rằng, sự rung động máy, khác với sự chuyển động dao động đơn giản của một quả lắc, nó không chỉ có một chuyển động rung động đơn giản mà thông thường nó bao gồm nhiều chuyển động rung động xảy ra đồng thời Lấy ví dụ, spectrum vận tốc của một gối đỡ thường cho thấy rằng vòng bi đang rung động không chỉ ở một tần số mà ở nhiều tần số khác nhau Sự rung động ở một vài tần số có thể là do chuyển động của... độ “khốc liệt” của rung động Nói chung, mức độ hay biên độ của rung động còn liên hệ tới: (a) khoảng chuyển động rung động (b) tốc độ của chuyển động Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com (c) lực kết hợp với chuyển động Nhưng trong hầu hết các trường hợp, tốc độ và biên độ vận tốc (velocity amplitude)của máy cho thông tin hữu ích về tình trạng của máy Vậy vận tốc là...Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com Phần này chúng ta sẽ trình bày các phương pháp cơ bản mô tả rung động máy Sau khi đọc phần này chúng ta sẽ: - Biết hai phương pháp quan trọng nhất để mô tả rung động máy - Tìm hiểu các thuật ngữ “biên độ” - Tìm hiểu các thuật ngữ “tần số” - Tìm hiểu biểu đồ phổ tần số (spectrum) và tín hiệu dạng sóng (waveform) là gì? Rung động máy. .. động rất quan trọng đó là spectrum (biểu đồ dang phổ) Khi chúng ta đo rung động máy chúng ta thường đo các spectrum rung động, khi mà spectrum của một thành phần rung động nói cho Chẩn đoán rung động máy Biên soạn: KS Nguyễn Thanh Sơn - Vinamain.com chúng ta biết một sự liên hệ với tình trạng máy cũng như nguyên nhân gây ra rung động Nói một cách tự nhiên, spectrum đóng vai trò sống còn, vì những thông... một rung động, nó cần thiết phải mô tả sự rung động theo một cách thức nhất quán và đảm bảo độ tin cậy Sự phân tích rung động dựa trên sự mô tả bằng con số hơn là sự mô tả bằng lời nói, giúp cho việc phân tích và truyền đạt được chính xác Có hai con số quan trọng nhất mô tả rung động máy là biên độ (amplitude) và tần số (frequency) Biên độ mô tả mức độ rung động và tần số mô tả tốc độ dao động của rung. .. như vậy, biểu đồ hiển thị rung động của là công cụ hữu ích để phân tích sự rung động tự nhiên của máy Chúng ta có thể tìm thấy các manh mối về nguyên nhân và mức độ của rung động trong biểu đồ biểu diễn rung động Sự biểu diễn này thường sử dụng để phân tích rung động được gọi là waveform (biểu đồ dạng sóng) Một waveform là một sự biểu diễn mang tính đồ họa về mức độ rung động thay đổi theo thời gian... giá trị trung bình Tương tự như vậy, khi đo rung động sẽ có nhiều spectrum được đo và sau đo lấy trung bình để được một spectrum trung bình Một spectrum trung bình biểu diễn cách thức rung động tốt hơn khi mà phép xử lý trung bình làm tối thiểu các ảnh hưởng của các thay đổi ngẫu nhiên hay các xung nhiễu thường có trong rung động máy Thông số ‘Average type’ xác định bao nhiêu spectrum được lấy trung bình