دوره آموزشی نصب و کالیبراسیون پراکسیمیتی بنتلی نوادا Bently Nevada 3300XL

 

نام دوره: آموزش نصب و کالیبراسیون سیستم های پراکسیمیتی بنتلی نوادا

کد دوره: PTSC3300XL

مدرس دوره: جناب آقای مهندس شاملو ( مهندس ارشد ارتعاشات شرکت یکان تجهیز )

طول دوره  : 8 ساعت ( 1 روز )

پیش نیاز: دانش عمومی و مقدماتی برق و الکترونیک

 

 

سر فصل های دوره تخصصی نصب و کالیبراسیون سیستم های پراکسیمیتی بنتلی نوادا:

• اصول اندازه گیری ارتعاش ٬ انواع ارتعاش و روشهای اندازه گیری ارتعاش
• تاریخچه تجهیزات و سیستمهای بنتلی نوادا (Bently Nevada)
• شناخت ٬ معرفی و طراحی بر پایه 3300 proximity transducer system
• بررسی پراکسیمیتر در سیستم لرزش Bently Nevada 3500
• نحوه کار پراکسیمیتر Proximitor و پراب Probe و محاسبات مربوط به آن و اصول کالیبراسیون
• بررسی ASF و ISF و نحوه محاسبه آنها
• آشنایی با دستگاه TK 3

 

بعد از این دوره شما خواهید توانست به صورت استاندارد تجهیزات پراکسیمیتی بنتلی نوادا Bently Nevada را نصب و کالیبره نمایید.

دوره آموزشی سیستم مانیتورینگ بنتلی نوادا Bently Nevada Monitoring System 3500

نام دوره: آموزش سیستم مانیتورینگ لرزش 3500 بنتلی نوادا

کد دوره: B.N3500-1

مدرس دوره: جناب آقای مهندس شاملو ( مهندس ارشد ارتعاشات شرکت یکان تجهیز )

طول دوره  : 24 ساعت ( 3 روز )

پیش نیاز: آشنایی، استفاده و کالیبراسیون سیستم پراکسیمیتی بنتلی نوادا ( کد دوره PTSC3300XL )

 

 

 

سر فصل های دوره تخصصی سیستمهای لرزش بنتلی نوادا Bently Nevada مبتنی بر سیستم مانیتورینگ 3500:

• اصول اندازه گیری ارتعاش ٬ انواع ارتعاش و روشهای اندازه گیری ارتعاش
• تاریخچه تجهیزات و سیستمهای بنتلی نوادا
• اشنایی با کی فیزور
• نحوه اتصال به زمین و استفاده از Safety Barriers
• شناخت ٬ معرفی و طراحی بر پایه 3000 proximity transducer system
• شناخت ٬ معرفی و طراحی بر پایه 7200 proximity transducer system
• شناخت ٬ معرفی و طراحی بر پایه 3300 proximity transducer system
• آشنایی با کارت های سیستم لرزش Bently Nevada 3500
• اشنایی و پیکربندی رک در سیستم Bently Nevada 3500
• بررسی و پیکربندی POWER SUPPLY MODULES 3500/15
• بررسی و پیکربندی RACK INTERFACE MODULE 3500/20
• بررسی و پیکربندی TRANSIENT DATA INTERFACE 3500/22
• بررسی و پیکربندی KEYPHASOR MODULE 3500/25
• بررسی و پیکربندی REALY MODULES 3500/32,33
• بررسی و پیکربندی PROXIMITY MODULE 3500/40,40M
• بررسی و پیکربندی PROXIMITY/SEISIMIC MODULE 3500/42,42M

 

بعد از این دوره شما آشنایی کاملی با سیستم مانیتورینگ پایه 3500 بنتلی نوادا (Bently Nevada) خواهید داشت و خواهید توانست به صورت حرفه ایی آن را پیکربندی نموده و استفاده نمایید.

تاریخچه شرکت بنتلی نوادا Bently Nevada

شرکت بنتلی نوادا توسط Donald E. Bently  تاسیس گردید . بنتلی در سال 1950 دانشجوی کارشناسی ارشد برق بود و در یک شرکت هوا فضا مشغول به کار بوده  که وظیفه ان کار  بر روی سیستم کنترل هواپیما بوده است.

در ان زمان سیستمها عمدتا هیدرولیکی و مکانیکی بودند و به تازگی شرکتها از سنسورهای الکترونیکی برا جایگزین کردن سیستمهای هیدرولیکی استفاده می کردند.

در این زمان بنتلی با سنسورهای جریان گردابی ونحوه کار این سنسورها آشنا گردید.

در سال 1956 بنتلی شرکت خود را در کاراجش در شهر برکلی کالیفرنیا تاسیس کرد و هر چند سازنده اصلی سنسورهای جریان گردابی (EDDY CURRENT) شرکت دیگری بود ( در سال 1958 سنسورهای جریان گردابی برای جایگزینی سوئیچ های مکانیکی توسط شرکت Pepperl + Fuchs ابداع گردید) ولی او اولین کسی بود که این سنسورها را ترازیستوری نمود و ان را تجاری کرد.

این شرکت در اکتبر سال 1961 به شهر کوچک میندن نودا نقل مکان نمود و به عنوان شرکت بنتلی نوادا ( BENTLY NEVADA ) شروع به کار نمود که تا کنون ادامه دارد.

در اوایل شرکت بنتلی نودا سنسورهای جریان گردابی را در آزمایشگاهها مورد استفاده قرار می داد و از این سنسورها در صنعت استفاده نمی گردید و اغلب به عنوان یک رفرنس الکترونیکی استفاده می شد.

از جمله استفاده این سنسورها در ازمایشگاها اندازه گیری فاصله بسیار کمه بین نوک سنسور و یک سطح رسانا مانند یک دیسک فلزی بود.

در اوایل سال 1960 سازندگان توربو ماشین ها از این نوع سنسور برای اندازه گیر لرزش استفاده نمودند و توانستند به صورت مستقیم و آنلاین لرزش یه شفت دوار را مشاهده نمایند.

قبل از معرفی به اصطلاح Bently Neavada Probe  لرزش شفت به صورت غیر مستقیم و اندازه گیری لرزش پوسته توربو ماشین اندازه گیری می شد.

با توجه به اینکه در ماشینهایی که از یاتاقانهای ژورنال استفاده می کنند ارتعاش شفت بخاطر فیلم روغنی که وجود دارد به درستی به پوسته منتقل نمیشود لذا این سنسور به سرعت به عنوان اندازه گیری ارتعاش شفت مطرح و مورد استفاده در انواع توربینها ٬ موتورهای  الکتریکی٬  ژنراتورها و دیگر تجهیزات دوار با توان 1000 اسب بخار قرار گرفت.

در ابتده شرکت بنتلی نوادا Bently Nevada فقط فروشنده این نوع از سنسورها بود و با این حال تقاضای زیادی برای سیستمهای کنترل و نظارتی نیز وجود داشت به همین دلیل این شرکت در سال 1967 اولین سری از مانیتورهای لرزش را که به سری 5000 معروف می باشد روانه بازرا نمود که با استقبال بسیار زیادی مواجه گردید.

 

شرکت بنتلی نوادا در فوریه سال 2002 به شرکت جنرال الکتریک فروخته شده و از آن سال تا کنون به عنوان زیر مجموعه شرکت جنرال الکتریک با همان برند مطرح بنتلی نوادا Bently Nevada  فعالیت می نماید.

بنیانگدار شرکت بنتلی نودا Bently Nevada ٬ Donald E. Bently٬ در تاریخ 1 اکتبر 2012 در سن 88 سالگی بدرود حیات نمود.

 

نویسنده: جناب آقای مهندس شاملو ( مهندس ارشد ارتعاشات شرکت یکان تجهیز )

برنامه پایش وضعیت (CM) مبتنی بر ارتعاش سنجی

حداقل امکاناتی که برای پیاده کردن برنامه مراقبت وضعیت (کاندیشن مانیتورینگ) بر مبنای ارتعاش سنجی (به صورت off-line) مورد نیاز هستند عبارتند از:

 

انواع سنسورهای ارتعاش سنجی

تصویر زیر انواع مختلفی از سنسورهای ارتعاش سنجی را نشان می دهد:

 

 

 

انواع تجهیزات داده برداری (برای مثال یک دیتا کالکتور)

تصویر زیر یک دیتا کالکتور (ساخت شرکت DLI) را نشان می دهد:

 

 

 

نرم افزار پردازش و مدیریت اطلاعات

معمولاً به همراه دستگاه های لرزه نگاری که برای برنامه CM طراحی و ساخته می شوند، نرم افزارهای تخصصی نیز برای برقراری ارتباط دستگاه با کامپیوتر ارائه می گردد. این نرم افزارها برای مدیریت اطلاعات (ذخیره سازی، پردازش و ...) استفاده می شوند. در زیر نمایی از نرم افزار XMS تولید شرکت B&K را مشاهده می کنید:

 

 

 

انواع سنسورهای ارتعاش سنجی

سنسور ارتعاش سنجی اولین وسیله مورد نیاز برای اندازه گیری ارتعاشات و ابزاری است که حرکت ارتعاشی را حس کرده و آن را به یک سیگنال الکتریکی AC متناسب با حرکت ارتعاشی، تبدیل می کند.

با تبدیل ارتعاشات به سیگنال الکتریکی، امکان ذخیره سازی، انجام پردازشهای بعدی و نیز مشاهده سیگنال از طریق دستگاه های الکترونیکی (تجهیزات داده برداری) فراهم می شود.

 

 

 

نکاتی که درباره سنسورها حایز اهمیت هستند، عبارتند از:

 

- نوع سنسور

- انتخاب صحیح سنسور، با توجه به مشخصات سنسور (حساسیت، پاسخ فرکانسی، رنج دینامیکی، رنج اندازه گیری، ابعاد، وزن، دمای کاری، نوع کانکتور، جهت اندازه گیری، نوع تغذیه سنسور، ...)

- نصب صحیح سنسور

- وضعیت مناسب اتصالات سنسور و کابل آن

 

 در ادامه موارد فوق را به ترتیب بررسی می کنیم، ابتدا آشنایی با انواع سنسورهای ارتعاش سنجی :

به طور کلی با توجه به مکانیزم کاری و پارامتر اصلی اندازه گیری، سنسورهای ارتعاش سنجی در 3 گروه دسته بندی می شوند:

- شتاب سنج

- سرعت سنج

- جابجایی سنج

 

شتاب سنج ها

همانگونه که در شکل زیر مشاهده می کنید، شتاب سنجها در انواع مختلف و اندازه های گوناگون ساخته می شوند

 

 

 

 

سه نوع شتاب سنج رایج وجود دارد که عبارتند از:

 

- شتاب سنجهای پیزو الکتریک

- شتاب سنجهای پیزو رسیستیو

- شتاب سنجهای خازنی

 

 

شتاب سنج های پیزوالکتریک رایج تر هستند و از نظر نحوه تأثیر پذیری از ارتعاش و تولید سیگنال الکتریکی، در 2 نوع دسته بندی می شوند: نوع فشاری (Compression type) و نوع برشی (Shear Type). المان اصلی این نوع از شتاب سنجها از مواد پیزوالکتریک مثل کوارتز و یا انواع خاصی از سرامیک ساخته می شود. این مواد بر اثر تحریک شدن، سیگنال الکتریکی تولید می کنند. شماتیک ساختمان این نوع از سنسورها را در شکل زیر می بینید:

 

 

 

همانطور که در شکل پیداست، اجزاء اصلی عبارتند از: یک وزنه، ماده کریستال (پیزوالکتریک)، یک فنر برای پیش بارگذاری، تقویت کننده و پایه. این نوع پیکربندی به گونه ای است که نیروی وارد بر ماده پیزوالکتریک و در نتیجه سیگنال الکتریکی تولید شده توسط آن، متناسب با شتابی است که بر پایه (base) وارد می شود. از آنجاییکه سیگنال ایجاد شده معمولاً ضعیف است، از یک مدار داخلی برای تقویت سیگنال استفاده می شود. نهایتاً خروجی سنسور از طریق کابلهای مناسب به ابزارهای پردازش سیگنال (دستگاه های  داده برداری) هدایت می شوند و می توان در برنامه پایش وضعیت از این داده ها استفاده نمود.

 

منبع : http://www.cbmschool.com

ارتعاشات چیست؟

لرزش یا همان ارتعاشات مکانیکی به نوعی از حرکت سیستمهای دینامیکی اطلاق می شود که به صورت نوسانی  (رفت و برگشتی) صورت پذیرفته و حرکت در یک بازه زمانی (پریود ارتعاش) تکرار شود.
 
این نوع حرکت را در ساده ترین شکل می توان با یک جرم و یک فنر شبیه سازی کرد. با القاء یک تغییر مکان اولیه به جرم متصل به فنر و رها کردن آن، حرکت نوسانی رخ می دهد که می توان دامنه آن را به کمک یک تابع سینوسی بیان نمود.

 

 

مفاهیم اولیه ارتعاشات

مشخصه های مهم حرکت ارتعاشی (لرزش) عبارتند از:

دامنه، که معیاری از شدت ارتعاش (لرزش) است.

فرکانس یا تواتر، که معیاری از نرخ حرکت در واحد زمان است. 

فاز، که توالی حرکت را نسبت به یک مرجع مشخص می سنجد.

  
دامنه ارتعاش را می توان از طریق سه پارامتر مختلف بیان کرد:

جابجایی

سرعت 

شتاب

  
جابجایی چیست؟

پارامتر اولیه دامنه که در مورد سیستم جرم و فنر، موقعیت جرم را در هر لحظه به دست می دهد.

 
واحدهای اندازه گیری جابجایی:

 
در سیستم SI        :μm
در سیستم اینچی:     mils که برابر یک هزارم اینچ است.

 

منظور از سرعت چیست؟

سرعت، از نظر ریاضی مشتق جابجایی است که نرخ تغییرات جابجایی در واحد زمان را نشان می دهد.

 
واحدهای اندازه گیری سرعت:

  
در سیستم متری:    mm/s

در سیستم اینچی:    in/s
  

منظور از شتاب چیست؟

  
شتاب از نظر ریاضی، مشتق سرعت است و نرخ تغییرات سرعت در واحد زمان را نشان می دهد.

  
واحدهای اندازه گیری شتاب:

  
در سیستم متری:    g  و یا m/s2
در سیستم اینچی:      g   و    یا in/s2
 
چه ارتباطی میان جابجایی سرعت و شتاب وجود دارد؟

 

 

به طور کلی دامنه هر موج سینوسی را به سه شکل می توان تعیین کرد:
 
مقدار 0-p (صفر تا پیک)
مقدار p-p
مقدار rms یا مقدار مؤثر
مقدار میانگین

 

شکل زیر را ببینید:

 

 

 

منظور از فرکانس و فاز ارتعاشات چیست؟

 

پریود زمانی حرکت (T) بازه زمانی است که سیکل ارتعاشی خود راتکرار می کند. فرکانس ارتعاشات در واقع عکس پریود زمانی است.

 

 

 

واحدهای اندازه گیری فرکانس:
Hertz = 1 / s
cpm= Cycle per minute  
cps= Cycle per second

که داریم:
                       
1Hz = 1 cps = 60 cpm        
 
فاز، همیشه نسبت به یک مرجع سنجیده می شود و توالی حرکت را نسبت به آن نشان می دهد.
واحد اندازه گیری فاز:
درجه °

چرا ارتعاش در ماشین آلات و تجهیزات دوار وجود دارد؟

به طور کلی دو نوع نیروی استاتیکی و دینامیکی در ماشین آلات وجود دارد. نیروهای ارتعاش زا از نوع نیروهای دینامیکی هستند که بر اثر وجود کاستی هایی در ماشین ایجاد می شوند. برخی از زمینه های بروز کاستی (اختلاف از حالت ایده آل) عبارتند از:

 
- محدودیتهای طراحی
- محدودیتهای ساخت
- اشکال در نصب اولیه
- اشکالات بهره برداری
- بروز اشکالات در حین تعمیرات
- و ...
از آنجاییکه رسیدن به حالت ایده آل امکان پذیر نیست، همیشه تا حدی لرزش  و ارتعاش در ماشین آلات وجود دارد که مجاز شمرده می شود. اما با گذشت زمان و بر اثر بروز اشکالات بعدی، بعضاً ارتعاشات نسبت به حد مجاز افزایش می یابد که با آنالیز و انجام اقدام اصلاحی مناسب، می توان وضعیت را به حالت قبل برگرداند.

  
رابطه زیر میزان ارتعاش ماشین را تعیین می کند:
 
 
    Vibration = Vibratory Force / Impedance
 
نیروهای ارتعاش زا در داخل ماشین و معمولاً در سیستم روتور (یعنی بخش در حال دوران) تولید می شوند. امپدانس از مشخصات هر سیستم مکانیکی و از جمله ماشین آلات دوار است و مسیر انتقال ارتعاش را توصیف می کند.

ارتعاشاتی که معمولاً از روی بخش ساکن (استاتور) ماشین آلات و به ویژه از روی هوزینگ بیرینگ اندازه گیری می شود، تحت تأثیر دو پارامتر فوق است.

اکنون دو پارامتر فوق (یعنی نیروهای ارتعاش زا و امپدانس) را جداگانه بررسی می کنیم.

 
 
نیروهای ارتعاش زا (Vibratory Forces)
 
برخی از عوامل ایجاد نیروهای ارتعاش زا در ماشین آلات، عبارتند از:
 
- میس الایمنت
- نامیزانی جرمی
- سایش اجزا و قطعات
- نیروهای آئرودینامیکی و هیدرودینامیکی
- نیروهای الکترومغناطیسی
- تماس قطعات متحرک و ثابت
- اصطکاک
- . . .
 
امپدانس (Impedance)
امپدانس و یا مقاومت مکانیکی در برابر حرکت، از خصوصیات هر سیستم مکانیکی است که سه مؤلفه دارد:

            1- جرم     2- سفتی     3- میرایی (دمپینگ)

 
 برخی عوامل بدون اینکه از خود نیرویی تولید کنند و تنها از طریق تاثیر بر امپدانس، منجر به تشدید ارتعاش می شوند. مهمترین آنها عبارتند از:
 
- لقی مکانیکی
- تحریک فرکانسهای طبیعی اجزاء (رزونانس)
- ضعف در فونداسیون و یا شاسی ماشین آلات
- ضعیف بودن سازه (استراکچر)
- . . .
 
 

ارتعاشات به عنوان مشخص کننده وضعیت تجهیز

ارتعاشات هر تجهیز دوار (چه از نظر دامنه و چه از نظر سایر مشخصات ارتعاشات) ارتباط مستقیمی با وضعیت آن دارد و هرگونه تغییر هر چند جزئی در وضعیت تجهیز (از هر نظر) با تغییر در وضعیت ارتعاشات آن همراه خواهد بود.

 
 
منظور از تغییر در وضعیت تجهیز چیست؟
 
- تغییر در شرایط بهره برداری تجهیز
- بروز اشکال (مکانیکی، الکتریکی، . . . ) در تجهیز
- تغییر بار وارد بر تجهیز
- . . .
 
لذا اندازه گیری و تحلیل ارتعاشات یکی از تکنیکهای اصلی برای پایش وضعیت (مانیتورینگ) تجهیزات و ماشین آلات دوار به شمار می رود.

 

برخی عیوب قابل شناسایی از طریق تحلیل ارتعاش

 

 

برخی از عیوبی که به کمک ارتعاش سنجی و تحلیل سیگنال لرزش ماشین آلات شناسایی می شوند:
 نامیزانی جرمی (آنبالانسی)
میس الایمنت (نا هم راستایی)
 رزونانس (تشدید)
لقی مکانیکی
خرابی بیرینگ
خرابی چرخ دنده
خارج از مرکزی
شفت خمیده
فونداسیون معیوب
اشکالات الکتریکی
اشکالات آئرودینامیکی و هیدرودینامیکی
خرابی کوپلینگ
خرابی تسمه و پولی
 اشکالات پایپینگ
اعوجاج پوسته
و . . .
 

نکته مهم و کلیدی در عیب یابی از طریق تحلیل ارتعاشات این است که:
 
هر عیبی در تجهیزات دوار، لرزش و ارتعاشی با مشخصات خاص خود (از لحاظ دامنه، فرکانس، فاز و ...) ایجاد می نماید.

معرفی روشها و تکنیکهای تحلیل ارتعاشات به منظور مراقبت وضعیت ماشین آلات

برخی از تکنیکهای رایج تحلیل ارتعاشات در کاربردهای مختلف و به ویژه موضوع پایش وضعیت و مانیتورینگ تجهیزات دوار عبارتند از:

 
- تحلیل مقدار کلی ارتعاشات
- پارامترها و مشخصه های بیرینگهای غلتشی (BCU، BP، Crest factor، k-factor، PeakVue، SEE و ... )
- آنالیز طیف فرکانسی (آنالیز FFT یا Spectrum)
- تحلیل شکل موج زمانی لرزش
 - آنالیز Envelope یا دمودولاسیون سیگنال لرزش
- آنالیز کپستروم
- تحلیل زاویه فاز
- تحلیل Run up و Coast Down (منحنی بود، منحنی نایکویست، منحنی مرکز شفت، منحنی آبشاری یا واتر فال)
- آنالیز اُربیت (لسیژوا)
- و ...
 
در ادامه ابتدا برخی از تکنیکهای فوق به اختصار معرفی می شوند و سپس موضوع "تشخیص عیوب رایج تجهیزات دوار از طریق تحلیل فرکانسی سیگنال لرزش و تحلیل زاویه فاز" را با تفصیل بیشتر دنبال خواهیم کرد.

 

تحلیل مقدار کلی ارتعاشات برای پایش وضعیت

این روش به عنوان ساده ترین تکنیک برای ارزیابی وضعیت ماشین آلات دوار بکار می رود. استانداردهای مختلفی نیز برای تعیین مقادیر مجاز ارتعاشات وجود دارند که از آن جمله ISO 10816 است که در بخش معرفی منابع به آن پرداخته شد. شایان ذکر است با توجه به الگوی 7-4-2 به ترتیب و از کم به زیاد، میزان ارتعاش نرمال ماشین در جهات محوری، عمودی و افقی رخ می دهد. البته این یک قاعده سر انگشتی است و ممکن است در برخی موارد صادق نباشد، اما صحت آن در اغلب موارد به اثبات رسیده است. لذا با توجه به چگونگی تغییر این الگو می توان برخی از اشکالات را حتی بدون در دست داشتن منحنی فرکانسی حدس زد.

 

آنالیز طیف فرکانسی (آنالیز FFT یا Spectrum) برای مراقبت وضعیت و عیب یابی

این تکنیک بدون شک یکی از مهم ترین تکنیکهای رایج تحلیل سیگنال ارتعاشی است که کاربرد شایانی در پایش وضعیت و تشخیص عیوب ماشینهای دوار دارد. پس از یکسری پردازشهای اولیه بر روی سیگنال ارتعاشات، برای به دست آوردن منحنی طیف فرکانسی از الگوریتم FFT یا تبدیل فوریه سریع استفاده می گردد. لذا به منحنی فرکانسی گاهی اوقات منحنی FFT نیز گفته می شود.

به طور کلی عیوب مختلف، منجر به ایجاد طیفهای فرکانسی خاص خود می شوند که این موضوع در ادامه مباحث عیب یابی دنبال خواهد شد.

تحلیل شکل موج زمانی ارتعاش و کاربرد آن برای مراقبت وضعیت و عیب یابی

شکل موج ارتعاشات، در واقع سیگنال ارتعاشات بدون تقریباً هیچگونه پردازشی است و لذا در تحلیل دینامیکی ماشین از اهمیت خاصی برخوردار است. در واقع برخی عیوب نظیر شکستگی چرخ دنده ها، عیوبی که pulse ایجاد می کنند، ارتعاشات ضربانی (beat)، پدیده مدولاسیون و ... از طریق تحلیل شکل موج لرزش آسان تر تشخیص داده می شوند.

 

آنالیز زاویه فاز و کاربرد آن برای تشخیص عیوب تجهیزات دوار

از طریق مقایسه مقادیر زاویه فاز ارتعاش در نقاط و جهات مختلف اندازه گیری بر روی ماشین یا هر سازه دیگری، می توان شمایی از چگونگی حرکت اجزاء مختلف آن نسبت به یکدیگر به دست آورد. در برخی موارد، مشخصات فرکانسی لرزش ناشی از عیوب مختلف، مشابه یکدیگر می باشد و لذا تمایز بین این عیوب تنها از طریق منحنی اسپکتروم امکان پذیر نخواهد بود. در ایینگونه موارد می بایست از سایر مشخصات سیگنال ارتعاشی (لرزش) مانند زاویه فاز برای تفکیک عیوب از هم استفاده کرد، چون علیرغم تشابه منحنی های فرکانسی (اسپکتروم)، الگوی زاویه فاز در مورد اشکالات مختلف، متمایز می باشد. به طور کلی برخی از کاربردهای زاویه فاز عبارتند از:

 
- تشخیص ترک در شفت
- بالانس دینامیکی
- تشخیص رزونانس و سرعت بحرانی
- به دست آوردن شکل مودها
- تشخیص نامیزانی جرمی، میس الایمنت و شفت خمیده از یکدیگر
- و ...

عیب یابی به کمک آنالیز فرکانسی و منحنی اسپکتروم

 عیوب مختلفی که برای ماشین آلات دوار رخ می دهند، هرکدام همراه با رفتار دینامیکی خاص خود و به تعبیر دیگر با مشخصه های ارتعاشی ویژه ای رخ می دهد. یکی از مشخصه های مهم ارتعاش، فرکانس ارتعاشی است و به ویژه ارتباط آن با فرکانس کاری ماشین (دور ماشین) در بسیاری از موارد تعیین کننده نوع عیب و یا حداقل ناحیه آن می باشد.

 
دقت کنید که معمولاً لرزش اندازه گیری شده از روی ماشین، یک سیگنال پیچیده و ترکیبی از چندین سیگنال ارتعاشی با فرکانسهای مختلف است. آنالیز فرکانسی که به آن آنالیز FFT یا اسپکتروم نیز می گویند، یک فرآیند پردازش سیگنال است که به کمک آن محتوای فرکانسی سیگنال ارتعاشی به دست می آید. در منحنی های FFT، محور افقی فرکانس و محور عمودی دامنه ارتعاش را نشان می دهد. همانطور که گفته شد، در بسیاری از عیوب، فرکانس ارتعاشات ایجاد شده با دور ماشین ارتباط دارد و در واقع هارمونیکها و یا به عبارت دیگر مضارب صحیحی از دور ماشین در منحنی FFT دیده می شود. این مضارب را به شکل 1xRPM، 2xRPM، 3xRPM و . . . نشان می دهند.
 
جداول زیادی وجود دارد که مشخصات فرکانسی عیوب رایج را بیان نموده که یک نمونه ساده شده از این جداول را در زیر می بینید. ردیف اول نوع عیب، ردیف دوم فرکانسهای مربوطه و ردیف سوم جهتی که ارتعاشات در آن بالاتر است را نشان می دهد.

 

 

 

نوع عیب	فرکانس عیب و ارتباط آن با دور ماشین	جهت غالب و رفتار دامنه ارتعاشات
نامیزانی جرمی (Unbalance)	1 x RPM	شعاعی – ارتعاشات با دامنه ثابت
شفت خمیده	1 x RPM (and 2 x RPM)	ارتعاشات بالا در جهت محوری
خرابی بیرینگهای غلتشی (Rolling Element Bearing)	فرکانسهای چهارگانه بیرینگهای غلتشی	اثر نامحسوس بر روی دامنه کلی ارتعاش
سایش بیرینگهای لغزشی (Journal Bearing)	1 x RPM	شعاعی
ناهمراستایی کوپلینگ (Misalignment)	1~3 x RPM	ارتعاش Radial بالا برای ناهم محوری offset و ارتعاشات Axial بالا برای ناهم محوری Angular
خرابی تسمه	1~3 x Belt RPM	ارتعاشات بالا در جهت اتصال مرکز دو پولی
Oil Whirl	0.42~0.48 x RPM	ارتعاشات ناپایدار در جهت شعاعی
اشکالات چرخ دنده ها	فرکانس درگیری چرخ دنده ها (GMF)	با توجه به جهت بار غالب چرخ دنده (شعاعی یا محوری) تعیین می شود.
لقی مکانیکی ساختاری	1 x RPM
تشدید یا رزونانس	فرکانسهای خاص  هر سیستم	ارتعاشات با دامنه بسیار بالا

معرفی بخش آنالیز ارتعاشات

علم ارتعاشات (مشتمل بر اندازه گیری و تحلیل ارتعاش) کاربردهای زیادی در صنعت دارد که برخی از آنها عبارتند از:

 

     - طراحی دینامیکی ماشین آلات و سازه ها (تحلیل روتور دینامیک - آنالیز مودال)

     - تستهای کنترل کیفیت

     - تست پذیرش تجهیزات پس از نصب (Acceptance Testing)

     - طراحی سیستمهای کنترل و ایزوله کردن ارتعاشات

     - پایش وضعیت (کاندیشن مانیتورینگ)، حفاظت فنی و عیب یابی ماشین آلات

 

در چند سری از مقالات آیتم آخر یعنی "پایش وضعیت (کاندیشن مانیتورینگ)، حفاظت فنی و عیب یابی ماشین آلات" از طریق  ارتعاش سنجی (اندازه گیری و تحلیل ارتعاشات) مورد کاوش قرار می گیرد. موضوعاتی همچون:

 

     - مفاهیم اولیه ارتعاشات و حرکت ارتعاشی

     - کاربردهای اندازه گیری و تحلیل ارتعاشات

     - روشهای پیاده سازی برنامه پایش وضعیت (CM) بر مبنای ارتعاش سنجی (لرزه نگاری)

     - روشهای عیب یابی ماشین آلات از طریق ارتعاش سنجی و تحلیل سگینال ارتعاشی (روشها و تکنیکهای آنالیز ارتعاشات)

     - مطالعات موردی (Case Study)

     - و . . .

مفاهیم اولیه ارتعاشات: منظور از فرکانس و فاز چیست؟

پریود زمانی حرکت (T) بازه زمانی است که سیکل ارتعاشی خود راتکرار می کند. فرکانس ارتعاشات در واقع عکس پریود زمانی است.

 

واحدهای اندازه گیری فرکانس:

 

Hertz = 1 / s

cpm   = Cycle per minute

cps     = Cycle per second

 

که داریم:
1Hz = 1 cps = 60 cpm

منظور از فاز چیست؟

فاز، همیشه نسبت به یک مرجع سنجیده می شود و توالی حرکت را نسبت به آن نشان می دهد.

واحد اندازه گیری فاز:

درجه (°)