Vibrometer Fluke FLK 810 FXPrevencia porúch pred ich výskytom je veľmi významným faktorom ovplyvňujúcim náklady a čas výmeny a údržby strojov alebo ich častí. Je oveľa jednoduchšie plánovať také činnosti, ako reagovať na náhle poruchy. Užitočným zariadením, ktoré umožňuje podrobné merania na uľahčenie diagnostiky a zistenie stavu opotrebenia komponentov, je vibrometer.


V článku sa budeme zaoberať tým, ako vibrometer funguje a predstavíme niekoľko populárnych modelov od spoločnosti TME.

Vibrometer – čo o ňom treba vedieť?
Vibračná diagnostika, teda skúmanie vibrácií a otrasov, je jedným zo základov mechanickej diagnostiky strojov. Je nevyhnutná pri posudzovaní stavu vyváženia stroja a jeho jednotlivých komponentov s hodnotením ložísk a koaxiálneho vyrovnania na hlave. Okrem toho umožňuje zachytiť akékoľvek zmeny v stave uloženia stroja. Mechanické vibrácie sú veľmi rýchle oscilačné pohyby konkrétneho mechanického systému okolo osi jeho rovnováhy a ich príčinou je inerciálny pohyb jednotlivých prvkov (vratný pohyb) alebo nerovnováha (nevyrovnanie) rotačných častí. Meranie vibrácií a otrasov sa robí spravidla v mieste inštalácie stroja a pomocou rôznych druhov meračov a snímačov. Podrobné štúdie ukazujú posuny, rýchlosti a zrýchlenie vibrácií a frekvenčná analýza vibrácií umožňuje distribúciu signálu do komponentov. Tieto údaje v kombinácii s pohybovými parametrami stroja a jeho konštrukciou umožňujú diagnostikovať priradenie špecifických komponentov spektra stroja alebo umožňujú určiť jeho stavy v konkrétnom okamihu.
Informácie o šírke sa získavajú použitím najmodernejšej generácie vibrometrov, ktoré sú podstatnou súčasťou ponuky TME. Diferenciácia v tejto skupine meradiel je rozsiahla.

Typy vibrometrov na trhu
Vibrometer UNI T UT312Snímače, merače a analyzátory vibrácií, najčastejšie označované ako vibrometre, sú prenosné zariadenia, ktoré prostredníctvom rôznych metód detekcie vibrácií – založených na akcelerometroch alebo laserovej technike – merajú úroveň vibrácií stroja alebo jeho komponentov. Je odrazom technického stavu a dôkladná analýza poskytuje možnosť diagnostikovať poruchy alebo opotrebovanie ložísk, určiť možné vychýlenie alebo asymetriu, zistiť vôľu a rázy. Trvalé alebo pravidelne opakované monitorovanie hladiny vibrácií umožňuje predpovedať poruchy pred ich výskytom.
V súčasnosti vyrábané mobilné vibrometre vzhľadom často pripomínajú typické elektrické parametre: majú podobný tvar a sú vybavené podobnými viacriadkovými LCD displejmi. Najmodernejšie vibrometre kombinujú funkcie merača i analyzátora meradla vibrácií, tachometra a vyvažovača. Vďaka nim môže diagnostik robiť všeobecné merania vibrácií, posúdiť stav stroja na základe špecifických noriem, kontrolovať opotrebenie valivých ložísk, určiť teplotu a rýchlosť otáčania rotačného prvku a vyvážiť rotor. Počas týchto procesov moderný vibrometer ukladá všetky dáta do pamäte, aby ich neskôr preniesol do počítača alebo mobilného zariadenia vybaveného príslušným softvérom na analýzu a archiváciu.

Vibrometre založené na akcelerometri
Vibrometre, s ktorými sa stretávame na trhu, najčastejšie patria do jedného z dvoch typov: vibrometre založené na akcelerometroch alebo laserové vibrometre Tie prvé merajú rovnako posun i zrýchlenie, čo umožní namontovať snímač priamo na stroj a určiť veľkosť vibrácií s vysokou presnosťou. Snímač môže byť ich neoddeliteľnou súčasťou alebo môže byť malým príslušenstvom spojeným so špeciálnym konektorom k meradlu a upevneným magnetom na stroji, čo je pohodlné v stiesnených priestoroch. Ich kľúčový prvok – akcelerometer alebo prevodník, ktorý sa v ňom používa – môže patriť k jednému z troch rôznych typov: piezoelektrický, piezooporézny alebo kapacitný. V piezoelektrických prevodníkoch vytvárajú ich kryštály elektrický náboj pri mechanickom zaťažení, pri piezooporéznom sa meria elektrický odpor meniaci sa mechanickým zaťažením a pri kapacitných sa merajú zmeny v závislosti od polohy pohybujúcich sa elektród.

Vibrometer EX407860

Laserové vibrometre
Laserové vibrometre používajú inú technológiu. Ich pôsobenie zahŕňa detekciu a analýzu laserového žiarenia, ktoré sa rozptýli pri vibrujúcom prvku stroja. Využíva známy jav nazývaný Dopplerov efekt: keď objekt vibruje, frekvencia svetla sa mení a meranie rozdielu frekvencií dáva základ na výpočet rýchlosti pohybu objektu, amplitúdy jeho vibrácií alebo zrýchlenia.

Použitie a výber vibrometrov
Vibrácie môžu byť merané pomocou vibrometrov na ľubovoľných častiach strojov podstupujúcich diagnostiku, ale odporúčania príslušných noriem naznačujú predovšetkým tie neuralgické body, akými sú ložiskové podskupiny, pretože tam je úroveň vibrácií a amplitúdy vznikajúcich síl spravidla najvyššia. Treba však potrebné pamätať na základné princípy vykonávania spoľahlivých meraní vibrácií: robiť test vždy v rovnakých podmienkach, v rovnakom mieste (bode) a aplikovať merač vibrácií rovnakým spôsobom. Bez toho je ťažké porovnávať výsledky medzi jednotlivými meraniami, posúdiť možné zhoršenie stroja v porovnaní s predchádzajúcimi výsledkami, nieto ešte zachytiť trend zmien hladín vibrácií v priebehu času.
Najtypickejším použitím vibrometrov je posúdenie stupňa opotrebenia ložiska. Také opotrebenie sa vždy zvyšuje v dôsledku radiálneho alebo axiálneho uvoľnenia alebo v dôsledku chýb vo ložiskovom koši. Pri ďalšom zhoršení stavu ložiska vzrastá odpor voči pohybu a treniu a zvýši sa teplota, ďalej urýchľujúca proces degradácie prvku. Ďalším typickým použitím vibrometrov je diagnostika ozubených kolies, ktorá generovaním nadnormálnych vibrácií signalizuje ich opotrebovanie v dôsledku jamkového efektu (pitting). To zahŕňa tvorbu mikromedzery pri kontakte dvoch kovových povrchov, ich rozklinovanie a nakoniec odtrhnutie častíc materiálu z povrchu ozubených kolies. Tretím najbežnejším použitím vibrometrov je zistiť nevyváženosť rotora alebo komponentu stroja. Rotor, ktorý nie je správne vyvážený, sa usiluje otáčať okolo stredovej osi hmoty, je však ohraničený ložiskami. Tento rozdiel sa vplyvom odstredivých síl prejavuje charakteristickými vibráciami, ktoré môžu viesť k poškodeniu ložísk alebo samotného rotora.
Problém snímača vibrácií predovšetkým spočíva v rozhodovaní o tom či je dotykový vibrometer dostatočný na správnu diagnostiku alebo či podmienky vyžadujú použitie bezkontaktných laserových vibrometrov. V prípade prvého zistíme, že typický prenosný vibrometer nemôže vždy dosiahnuť všetky meracie body pre tesnosť konštrukcie stroja – potom budete musieť vybrať model vybavený pripojenými snímačmi a sondami, ktoré pripevníte aj vo veľmi stiesnených priestoroch. Ďalšie otázky výberu sú podmienené schopnosťami samotného zariadenia a očakávaniami diagnostiky: najjednoduchšie modely poskytujú informácie o meraní, ale ak je potrebná hlbšia analýza (3D), musíte zvoliť pokročilejšie modely od renomovaných výrobcov.

V druhej časti článku sa dočítate o konkrétnych typoch vibrometrov na trhu.

TEXT/FOTO TME