Analiza vibracija

Analiza vibracija se koristi u okviru održavanja za proveru rotirajućih delova i otkrivanje mogućih grešaka, kao što su oštećeni ležajevi ili mogući disbalansi. Tokom analize vibracija, specijalna tehnička oprema detektuje i beleži vibracije koje emituju rotirajući delovi. Naknadna analiza vibracija omogućavaja procenu stanja rotirajućih komponenti i pripadajućih ležajeva. Ako se otkriju odstupanja od ciljnog stanja, analiza vibracija omogućava rano prepoznavanje potrebnih popravki i njihovo sprovođenje pre nego što dođe do kvara mašine. Zahvaljujući tome, zastoji usled popravki se mogu svesti na minimum, i sprovesti van redovnog radnog vremena proizvodnje.

Vibracije na mašinama i sistemima s rotirajućim delovima mogu nastati iz najrazličitijih razloga. Najčešći uzroci grešaka su:

• Neuravnoteženost i loše poravnanje
• Nakupljanje naslaga na ventilatorima
• Greške u zupčanicima menjača
• Iskrivljena vratila
• Vibracije izazvane tečnostima
• Nestabilna osnova ili oštećeni montažni delovi

Prekomerne vibracije na rotirajućim mašinama, sistemima ili generatorima izazivaju neujednačen rad i visok nivo buke, ali i dodatno opterećuju sve komponente. Zbog izloženosti povećanom opterećenju, najviše su pogođeni ležajevi. Usled vibracija mogu nastati lomovi, što može dovesti do dugotrajnih popravki.

Što je rotirajuća mašina veća i složenija, to su vibracije tokom rada kritičnije. Ako amplitude vibracija premaše dozvoljenu granicu, mogu se očekivati ozbiljni i skupi kvarovi uz duge zastoje. Kako bi se ovi kvarovi izbegli, standardi DIN ISO 10816 (nova oznaka 20816) i API 670 propisuju zahteve za zaštitne sisteme. Sistemi, između ostalog, nadziru apsolutne vibracije ležajeva pomoću akcelerometara, kao i relativne vibracije pomeranja ili aksijalna pomeranja vratila pomoću beskontaktnih senzora pomeranja.

Da bi analiza vibracija bila moguća, najpre je potrebno zabeležiti takozvane fazne položaje vibracije. U tu svrhu se obično koriste referentni senzori koji detektuju položaj rotirajućih delova koji se nadziru (npr. vratila) i istovremeno mere brzinu. Na osnovu dobijenih referentnih vrednosti mogu se pratiti ključni pokazatelji koji omogućavaju procenu vibracija. Među karakteristične vrednosti spadaju

• Amplitude vibracija
• Širina vibracija
• Harmoničke komponente u strukturi vibracija

U konvencionalnom pristupu prediktivnom održavanju, mašine i sistemi se povremeno isključuju, kako bi se proverilo da li su delovi istrošeni ili oštećeni. Pritom se redovno zamenjuju i komponente koje su zapravo još uvek ispravne. To stvara nepotrebne, a istovremeno i visoke troškove. Sa druge strane, konvencionalno održavanje često kasni s otkrivanjem oštećenja – ili ih uopšte ne prepoznaje.

S razvojem industrije 4.0, ovaj pristup se sve više zamenjuje prediktivnim modelom, poznatim kao nadzor stanja. Kod nadzora stanja, senzori neprekidno prate rad mašina ili sistema. Digitalni sistemi u ranoj fazi otkrivaju odstupanja od idealnog stanja i omogućavaju njihovo pravovremeno otklanjanje pre nego što dođe do kvara. Analiza vibracija je nezamenjiva u savremenom konceptu nadzora stanja. Pošto i najmanja odstupanja u faznim položajima vibracija mogu ukazivati na kvar, analiza vibracija pouzdano štiti od ozbiljnih oštećenja i skupih zastoja u proizvodnji.

Korišćenje senzora za analizu vibracija i pratećeg softvera zahteva značajna početna ulaganja. Neophodna stručnost za interpretaciju podataka predstavlja dodatni izazov u uslovima nedostatka kvalifikovanog kadra. Ipak, ti troškovi brzo gube na značaju kada se uporede sa troškovima koji nastaju usled kvara mašine ili sistema.