Definicja symptomu stanu diagnostycznego
Wielkość fizyczna(miara lub charakterystyka) współzmiennicza ze stanem technicznym obiektu.
Klasyfikacja symptomów diagnostycznych
Parametry funkcjonalne – robocze maszyny jak np. moc, maksymalna prędkość, sprawność – w celu ich określenia konieczne jest okresowe wyłączenie maszyny i poddanie badaniom testowym
Parametry i charakterystyki będące bezpośrednimi objawami zużycia, np. pomiar odchyłek kształtu wymiarów w stosunku do wzorca maszyny sprawnej konieczne zatrzymanie i demontaż maszyny; detekcja wad i uszkodzeń metodami NDT
Towarzyszące procesy resztkowe np. wibroakustyczne, termiczne, elektryczne, tarciowe; dają możliwość diagnozowania bezdemontażowego podczas normalnej pracy maszyny
Rodzaje diagnostyki
Konstrukcyjna - Analiza dynamiczna. Identyfikacja źródeł drgań i hałasu
Kontrolna - Ocena jakości wytworów
Eksploatacyjna - Analiza stanu technicznego maszyn
Likwidacji(recyklingu) – Odzyskiwanie surowców i podzespołów. Bezpieczne dla środowiska unicestwienie maszyny
Procesów Technologicznych – Ocena procesu i jego automatyzacja
Opis sposobu oceny stanu technicznego na pdst pomiarów drgań wg PN-ISO 10816
Strefy i klasy wg normy
Przyczyny niewyważenia w maszynach i urządzeniach wirujących
Rodzaje niewyważeń
Przyczyny uszkodzeń łożysk tocznych
Fazy degradacji łożysk
Metody oceny stanu łożysk tocznych
SPM – Schock Pulse Measurement –pomiar impulsów udarowych w paśmie rezonansu przetwornika ok. 32kHz. Ocena polega na porównaniu aktualnie zmierzonego poziomu prędkości z poziomem łożyska bez defektów.
Zalety: szybki pomiar; łatwa obsługa; wczesne wykrywanie uszkodzeń; opracowano wartości kryterialne dla oceny poszczególnych łożysk
Wady: Pomiar uzależniony od miejsca pomiaru i sposobu mocowania przetwornika; inne źródła(kawitacja, udary w innych elementach) mogą zakłócać pomiar; wymagana jest znajomość średnicy otworu oraz prędkości obrotowej
Pomiar Kurtozy – wielkość bezwymiarowa $K = \frac{\frac{1}{T}\int_{0}^{T}{x^{4}\left( t \right)\text{dt}}}{{(\frac{1}{T}\int_{0}^{T}{x^{2}\left( t \right)\text{dt}})}^{2}}$Dla łożysk bez defektów K wynosi ok. 3. Wzrost kurt ozy informuje o pogarszaniu się stanu łożyska Zależna jest od pasma częstotliwości w którym dokonywany jest pomiar. Nie jest zależna od prędkości obrotowej i obciążenia łożyska
Zalety: Szybki i prosty pomiar; nie jest wymagana znajomość wymiarów ani warunków pracy łożyska
Wady:dobór indywidualnego pasma dla danego węzła łożyskowego
Emisja Akustyczna EA – sygnały wysokoczęstotliwościowe towarzyszące min. pęknięciom materiału, wewnętrznemu tarciu międzycząsteczkowemu, ruchom dyslokacji. Najczęściej stosowane pasmo 100(50)kHz-1MHz. Sposoby analizy: 1.pomiar amplitudy 2.pomiar czasu trwania impulsów 3.zliczanie impulsów powyżej progu detekcji 4.pomiar energii sygnału
Zalety: Bardzo wczesne wykrywanie uszkodzeń
Wady: Brak zaleceń i norm zawierających zasady interpretacji wyników
Temperaturowa – temp łożyska nie powinna przekraczać 120’C (wzrost 10-20’C od nominalnej świadczy o złym smarowaniu lub o drganiach lawinowych
ZALETY: wysoka wiarygodność i pewność diagnozy; Prosty pomiar i interpretacja wyników
Wady: niektóre uszkodzenia nie wykazują wzrostu temp, zmiany termiczne są w końcowej fazie życia łożyska
Analiza widmowa drgań
Metoda Ferrograficzna diagnozowania przekładni zębatych
1.Ferrografia analityczna polegająca na: - wyodrębnieniu produktów zużycia elementów maszyny z oleju - rozłożeniu ich w zależności od wielkości(pod wpływem silnego pola magnetycznego)na przezroczystym podkładzie - obserwacji pod mikroskopem optycznym lub elektronowym - ocenie na podstawie katalogu form zużycia(sporządzonego dla danego typu urządzenia)
2. Metody uproszczone polegające na ocenie zagęszczonego produktu zużycia. Ocena na podstawie wartości liczbowych.
Ocena stanu zazębienia, łożyskowania, wałów
Zużycia kół zębatych
Obliczyć dozwolony czas pracy na szlifierce
Na podstawie rysunku gdzie bylo zaznaczone d1,d2 i f1 oraz podane L obliczyc: f2, Tp, fp
Dwa wałki,wolnoobrotowy kreci sie z predkoscia 300obr/min, podana liczba zębów dla obu,obliczyć częstotliwośc zazębiania i dla obu wałków czestotliwosc obrotu (każda osoba - inne dane)
Częstotliwość obrotowa wału fo = nw / 60 Hz
Częstotliwość zazębienia przekładni fz = fo * x * z1
Prędkość V = ω * r ω = 2∏n / 60
Współczynnik szczytu
Wartość szczytowa / wartość skuteczna
Obliczenie poziomu mocy skutecznej hałasu
Dyrektywa odnośnie emisji hałasu maszyn (nie wiem czy na bank tak)
Przepisy dotyczące hałasu zawarte w dyrektywie maszynowej :
- ocena ryzyka wynikającego z emisji hałasu maszyny,
- ograniczenie ryzyka wynikającego z emisji hałasu przez maszynę (do najniższego osiągalnego metodami technicznymi
poziomu),
- deklarowanie emisji hałasu maszyny.
- jak najmniejsze oddziaływanie na środowisko naturalne
Wszystko to potrzebne jest by wspomóc projektowanie maszyny
• ocena ryzyka,
• wielkości charakteryzujące emisję hałasu maszyny :
- poziom ciśnienia akustycznego emisji LpA,
- szczytowy poziom ciśnienia akustycznego emisji LpCpeak
- poziom mocy akustycznej LWA
Kryteria ekspozycji drgań – wartości dopuszczalne
PRZEZ KOŃCZYNY | Górne | Dolne |
---|---|---|
dla drgań działających na organizm człowieka wartość sumy wektorowej skutecznych, skorygowanych częstotliwościowo przyspieszeń drgań wyznaczonych dla trzech składowych kierunkowych x, y i z nie powinna przekraczać | 2,8 m/s2 | 0,8 m/s2 |
przy 8-godzinnym działaniu drgań na organizm człowieka; dla ekspozycji trwających 30 minut i krócej maksymalna dopuszczalna wartość sumy wektorowej skutecznych, skorygowanych częstotliwościowo przyspieszeń drgań wyznaczonych dla trzech składowych kierunkowych x, y i z nie powinna przekraczać | 11,2 m/s2 | 3,2 m/s2 |
Wpływa drgań na organizm człowieka
Narażenie na drgania mechaniczne przenoszone do organizmu przez kończyny górne powoduje głównie zmiany
chorobowe w układach:
krążenia krwi (naczyniowym)
nerwowym
kostno-stawowym.
Zespół wibracyjny:
- postać naczyniowa: zaburzenia krążenia krwi w palcach rąk. Występują wówczas napadowe skurcze naczyń krwionośnych, które objawiają się blednięciem opuszki jednego lub więcej palców
- postać kostno-stawowa/nerwowa: czucia dotyku, wibracji, temperatury, a także dolegliwości w postaci drętwienia czy mrowienia palców i rąk- Jeżeli narażenie na drgania jest kontynuowane, zmiany pogłębiają się, prowadząc do obniżenia zdolności do pracy i innych czynności życiowych.
- Zmiany w układzie kostno-stawowym ręki powstają głównie na skutek drgań miejscowych o częstotliwościach mniejszych od 30 Hz. Obserwuje się m.in. zniekształcenia szpar stawowych, zwapnienia torebek stawowych, zmiany okostnej, zmiany w utkaniu kostnym.
-Narażeni są : operatorzy wszelkiego rodzaju ręcznych narzędzi wibracyjnych stosowanych powszechnie w przemyśle maszynowym, hutniczym, stoczniowym, przetwórczym, a także w leśnictwie, rolnictwie, kamieniarstwie, górnictwie i budownictwie.
Negatywne skutki zawodowej ekspozycji na drgania o działaniu ogólnym dotyczą zwłaszcza:
układu kostnego
narządów wewnętrznych człowieka.
W układzie kostnym:
- chorobowe zmiany powstają głównie w odcinku lędźwiowym kręgosłupa, rzadziej w odcinku szyjnym.
Zaburzenia w czynnościach narządów wewnętrznych pojawiające się na skutek działania drgań ogólnych, są głównie wynikiem pobudzenia poszczególnych narządów do drgań rezonansowych (częstotliwości drgań własnych większości narządów zawierają się w zakresie 2 ÷ 18 Hz).
Zmiany w czynnościach narządów: układu pokarmowego, oddechowego,zwiększenie czasu reakcji ruchowej
zwiększenie czasu reakcji wzrokowej
zakłócenia w koordynacji ruchów
nadmierne zmęczenie
bezsenność
rozdrażnienie
osłabienie pamięci.
Źródła drgań
drgania ogólne – drgania o ogólnym działaniu, przenoszone przez nogi, miednicę plecy lub boki
drgania miejscowe - drgania działające na organizm człowieka przez kończyny górne
Źródłami drgań o działaniu ogólnym są np.:
- podłogi, podesty, pomosty w halach produkcyjnych i innych pomieszczeniach, na których zlokalizowane są stanowiska pracy. Oczywiście pierwotnymi źródłami drgań są w tym przypadku eksploatowane w pomieszczeniach lub poza nimi maszyny oraz urządzenia stacjonarne, przenośne lub przewoźne, które wprawiają w drgania podłoże, na którym stoi operator. Przyczyną drgań podłoża może też być ruch uliczny czy kolejowy
- platformy drgające
- siedziska i podłogi środków transportu
- siedziska i podłogi maszyn budowlanych
Źródłami drgań działających na organizm człowieka przez kończyny górne są głównie:
-ręczne narzędzia uderzeniowe o napędzie pneumatycznym, hydraulicznym lub elektrycznym (młotki pneumatyczne, ubijaki mas formierskich i betonu, nitowniki, wiertarki udarowe, klucze udarowe itp.)
- ręczne narzędzia obrotowe o napędzie elektrycznym lub spalinowym (wiertarki, szlifierki, piły łańcuchowe itp.)
- dźwignie sterujące maszyn i pojazdów obsługiwane rękami
- źródła technologiczne (np. obrabiane elementy trzymane w dłoniach lub prowadzone ręką przy procesach szlifowania, gładzenia, polerowania itp.).