Несмотря на то, что метод диагностики состояния оборудования при помощи спектров огибающей вибросигнала может показаться простым и понятным, точность результатов зависит от корректности применения этого метода. При использовании метода огибающей пользователю следует учесть следующие восемь аспектов:
1. РАННЯЯ ДИАГНОСТИКА: Огибающая обеспечивает раннее обнаружение дефектов, которые могли бы быть скрыты «фоновой» вибрацией машины. Если спектр огибающей помог выявить дефект, то это еще не означает, что поломка неизбежна. Тем не менее, для отслеживания развития этого дефекта необходимо увеличить частоту мониторинга вибрации этого элемента машины. Дефекты не будут выявлены до тех пор, пока они не разовьются до такой степени, что их взаимодействие с другими компонентами станет повторяющимся, а не произвольным. Всегда проводите сравнение с данными, полученными другими доступными вам методами измерений.
2. ДИАГНОСТИРУЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ: Метод диагностики состояния оборудования при помощи спектров огибающей вибросигнала может применяться для выявления дефектов таких элементов машины, в которых происходит повторяющееся соприкосновение металлических деталей. Однако т.к. огибающая не является непосредственным (прямым) замером, спектр огибающей вибросигнала может усиливаться или ослабляться за счет воздействия многих посторонних факторов. Некоторые детали или характеристики машины могут повлиять на огибающую вибросигнала. Сочленения, соединения, сальники и демпферы с масляной пленкой под давлением и без него затрудняют передачу высокочастотных вибросигналов. Высокочастотные помехи скрывают ударные импульсы в поршневых машинах, электродвигателях переменной частоты и других агрегатах. Помимо этого, электромагнитные помехи в кабеле между вибродатчиком и устройством обработки сигналов могут влиять на целостность вибросигналов.
3. ВЫБОР ВИБРОДАТЧИКА: Амплитудно-частотная характеристика вибродатчика должна иметь необходимый рабочий диапазон, который включал бы резонансные частоты деталей и элементов машины (от 1 кГц до более чем 40 кГц). Собственная резонансная частота используемого вибродатчика должна существенно отличаться от представляющих интерес частот (частот ударных импульсов) машины, с тем чтобы избежать их наложения. Вибродатчик должен обладать максимальной степенью надежности, с тем чтобы обеспечить повторяемость измерений.
4. МОНТАЖ ВИБРОДАТЧИКА: Диагностика при помощи спектров огибающей вибросигнала во многом зависит от метода и места монтажа вибродатчика. Даже самое незначительное изменение места монтажа вибродатчика может привести к изменению результатов измерений. Поэтому для того, чтобы быть уверенным в том, что изменения показаний вызваны именно изменениями состояния машины, а не действиями специалиста по анализу вибрации, необходимо надежно закрепить вибродатчик на объекте измерения. Вибродатчик должен быть закреплен на плоской, чистой (голый металл) поверхности. При использовании датчиков с ручными щупами показания вибрации будут особенно подвержены вариации из-за силы прижатия вибродатчика к объекту измерения, угла его установки и от других факторов, индивидуально зависящих от человека, снимающего показания. Учитывая это, специалист по виброанализу должен быть очень внимательным, используя датчики с ручными щупами для диагностики дефекта по спектру огибающей. Закрепите вибродатчик таким образом, чтобы максимально снизить нестабильность показаний – например, прикрепите его к поверхности измерения при помощи монтажной шпильки или, если вы используете портативный сборщик данных, старайтесь закрепить вибродатчик к машине при помощи магнита, который обеспечит его равномерное прижатие к объекту с одинаковой силой и под одинаковым углом (перпендикулярно поверхности измерения) при выполнении каждого измерения. Поскольку высокочастотные сигналы, которые используются при преобразовании в спектр огибающей, обычно плохо передаются через детали и элементы машины, вибродатчик нужно расположить таким образом, чтобы между ним и диагностируемым элементом машины было минимальное расстояние. Это обеспечит минимально возможное затухание высокочастотного сигнала. Любые неплотные соприкосновения или потеря контакта вибродатчика с металлическими частями машины приводят к существенному затуханию сигнала. Передачу сигнала может полностью прервать масляная пленка, появляющаяся в любом месте соприкосновения металлических частей. Таким образом, дефекты, выявляемые при помощи спектров огибающей вибросигнала, всегда находятся рядом с вибродатчиком.
5. ВЫЯВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ: Благодаря корреляции основных частот спектра и источников дефектов, неисправные компоненты машины, как правило, могут быть идентифицированы до разбора и осмотра подшипника. Это позволяет ремонтному персоналу заранее заказывать необходимые запасные части и планировать работы с учетом соблюдения технологии производства. Для получения точных данных при использовании метода огибающей необходимо принимать во внимание как частоты вибрации деталей и элементов машины, так и ее собственные частоты. Недостаточное или чрезмерное количество смазки или ее загрязнение может вызвать появление дополнительных частотных компонентов в спектре огибающей вибросигнала. Поэтому при появлении дефектов в первую очередь необходимо проверить состояние смазки. Развитие дефектов обычно сопровождается увеличением количества частотных компонентов подшипника и общим увеличением уровня спектра огибающей вибросигнала. Таким образом, основные частоты дефектов в спектре вибросигнала являются самым важным фактором, обеспечивающим корреляцию спектра с физическими дефектами оборудования.
6. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СТЕПЕНИ СЕРЬЕЗНОСТИ ДЕФЕКТА: Метод диагностики при помощи спектра огибающей вибросигнала предоставляет пользователям ценную информацию о техническом состоянии оборудования. Тем не менее, сам по себе метод огибающей не может предоставить всей информации для надежного и точного прогнозирования состояния элементов машины (например, подшипника или редуктора). В спектре огибающей частота коррелируется с определенным компонентом машины, но при этом рост амплитуды не обязательно будет коррелироваться с развитием какого-то дефекта. Известно, что амплитуда огибающей по виброускорению снижается по мере увеличения дефекта подшипника. По мере износа подшипника его микроскопические дефекты, вызывающие вибрацию, начинают сглаживаться, и резонанс, вызванный дефектом (и обнаруживаемый при помощи огибающей), уменьшается. Анализ спектров огибающей вибросигнала, используемый совместно с другими измерениями (общий уровень вибрации, акустические уровни шума и температура) позволяет более точно диагностировать состояние машины.
7. ПОСТОЯНСТВО СБОРА ДАННЫХ: Для обеспечения целостности тренда необходимо периодически и непрерывно осуществлять сбор данных. Как уже было упомянуто в пункте 4, это подразумевает использование одного и того же датчика, смонтированного в одном и том же месте одним и тем же способом. Это необходимо для того, чтобы избежать серьезных и систематических ошибок при измерении вибрации. В этом случае тренд можно использовать для наблюдения за развитием дефектов. Рекомендуется использовать постоянно закрепленные вибродатчики.
8. КОЛЕБАНИЯ ЧАСТОТЫ: Абсолютная частота сигнала спектра огибающей напрямую зависит от скорости вращения вала. Для обеспечения корреляции частот с вероятными дефектами необходимо знать скорость вращения машины, при этом на протяжении всего замера она должна быть постоянной. В противном случае, на амплитуду частотных компонентов будет влиять работа машины (которая зависит от частоты) и отклики виброизмерительной аппаратуры, а не изменение степени серьезности дефектов.
