POLITECHNIKA ŚLĄSKA

w Gliwicach

WYDZIAŁ MACHANICZNY TECHNOLOGICZNY

Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn

DIAGNOSTYKA TECHNICZNA MASZYN

Temat: Badanie diagnostyczne suszarki do włosów.

Prowadzący: dr inż. W. Moczulski

Wykonał: Mirosław SPYRA

kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn

rok akad. 1996/97 sem. VI

I

1. OBIEKT BADAŃ.

Obserwacji diagnostycznej została poddana suszarka do włosów (ręczna). Produkowana przez firmę PHILIPS typ HP 4383.

Podstawowe dane techniczne urządzenia podawane przez producenta:

• napięcie zasilania 220 - 230 V 50 - 60 Hz,

• moc znamionowa 1200 W,

Suszarka do włosów (zwana dalej suszarką) jest wyposażona w silnik i element grzejny i przeznaczona jest do użytku w warunkach domowych, zakładach fryzjerskich lub w warunkach podobnych.

Urządzenie składa się z następujących elementów (Rys 1.):

Rys.1

Schemat przedstawiający poglądową budowę elementów grzejnych i napędowego suszarki.

1. Element grzejny (spirala grzejna),

2. Element izolacyjny (termoizolacyjny),

3. Silnik elektryczny,

4. Wentylator,

5. Otwór wlotowy,

6. Otwór wylotowy, (nasadka skupiająca powietrze),

7. Włącznik,

8. Rączka,

9. Przewód zasilający,

10. Obudowa.

Badane urządzenie używane jest stosunkowo rzadko (nie jest maszyną krytyczną) i jego ewentualna niesprawność na pewno nie spowoduje poważnych strat materialnych, dlatego przy analizie stanów uszkodzeń suszarki największy nacisk należy położyć na te niesprawności, które mogą wpłynąć na bezpieczeństwo osoby obsługującej urządzenie.

2. METODYKA BADAŃ

Badanie zostanie przeprowadzone za pomocą dostępnych urządzeń pomiarowych oraz organoleptycznie (wykorzystując zmysły człowieka takie jak wzrok, słuch, czucie).

Przeprowadzane doświadczenie jest eksperymentem biernym (obserwujemy sygnały wyjściowe z obiektu znajdującego się w różnych stanach bez możliwości ingerencji w budowę obiektu lub jego sterowanie).

Obserwację stanu technicznego suszarki należy przeprowadzić podczas pracy urządzenia, (nie dłużej niż 30 min. - PN-83/E08200/01, chyba że zadziała wyłącznik termiczny w który wyposażona jest suszarka chroniący ją przed przegrzaniem wtedy należy odczekać do ostygnięcia suszarki i badanie powtórzyć).

Ze względu na charakter suszarki uwzględniany zostaje jedynie stan techniczny sprawny lub niesprawny.

W dalszych rozważaniach główne badania będą dotyczyły układy napędowego i grzejnego suszarki. Badania będą dotyczyły:

• drgania obudowy,

• próba mocy i prądu,

• nagrzewania się części konstrukcyjnych,

• ochrona przed porażeniem prądowym,

3. WYKAZ PRAWDOPODOBNYCH STANÓW TECHNICZNYCH.

• SPRAWNE -suszarka pracuje bez zakłóceń,

• DOPUSZCZALNY -występują chwilowe zakłócenia które nie wymagają natychmiastowej naprawy,

• NIEDOPUSZCZALNY - suszarka wymaga natychmiastowego wyłączenia

ze względu na zagrożenie życia i zdrowia.

• NIESPRWNA - suszarka nie działa.

4. WYKAZ SYMPTOMÓW.

WYKAZ SYMPTOMÓW.
NIESPRAWNY	NIEDOPUSZCZALNY	DOPUSZCZLNY	SPRAWNY
-Zatrzymanie silnika -Brak zasilania -Spalony silnik	-Dymienie z silnika -Przepalenie się obudowy -Dziwny zapach wydobywający się z silnika -Z obudowy wystają druty -Chrobot	-Nadmierny hałas -Zwiększenie temp obudowy -Zwiększenie drgań obudowy -Zmniejszenie temp wypływającego powietrza	-Równomierna praca silnika -Brak nadmiernych drgań

Elementami suszarki o największym prawdopodobieństwie uszkodzenia są:

• element grzejny:

• przepalenie się spirali grzejnej

• poluzowanie się elementu grzejnego

• przerwanie elementu grzejnego

• silnik elektryczny

• poluzowanie się mocowania silnika

• przepalenie się silnika

• wyłącznik

• wypalenie styków

• uszkodzenie mechaniczne

• wytarcie i wygięcie styków

5. POMIAR SYGNAŁÓW DIAGNOSTYCZNYCH I LOKALIZCJA CZUJNIKÓW.

W wypadku badania suszarki w domu „wszystkie” symptomy można zaobserwować za pomocą zmysłów - wzroku, słuchu, dotyku.

Dla bardziej szczegółowego badania niezbędne są odpowiednie przyrządy pomiarowe i czujniki.

Pomiar napięcia zasilania możemy przeprowadzić za pomocą miernika uniwersalnego sprawdzając napięcie na przewodach doprowadzających prąd elektryczny do silnika i wyłącznika, w wypadku występowania dużego spadku napięcia należy sprawdzić rezystancje wszystkich przewodów oraz wyłącznika zasilania.

Pomiar zwiększonego hałasu możemy dokonać za pomocą mikrofonem pojemnościowym umieszczonym w pobliżu badanego obiektu lub przy pomocy zmysłu słuchu.

Wzrost temperatury można rejestrować za pomocą przyrządu VTA-1 składającego się z dwóch termopar i umożliwiającego pomiar w zakresie 0-100⁰C. Czujnik należy umiejscowić na obudowie jak najbliżej zwojów grzejnych.

Pomiar drgań suszarki można przeprowadzić za pomocą czujnika drgań BK 2511 o zakresie pomiarowym od 0,3 Hz - 15000 Hz zamocowanym na obudowie suszarki - sygnał można zarejestrować na taśmie magnetofonowej i następnie poddać analizie.

W wypadku suszarki gdzie eksploatacja jest przeprowadzana w warunkach domowych obserwacja drgań opisana powyżej może mijać się z celem , a drgania można zaobserwować organoleptycznie poprzez chwycenie suszarki w dłoń (takie badanie ma większe znaczenie ponieważ oddaje ona normalny sposób eksploatacji urządzenia.

Stan obudowy oceniamy wzrokowo czy są widoczne:

• pęknięcia

• ubytki

• przetopienia

• osmolenia.

• wystające elementy (druty, przewody itp.)

Badanie temperatury wypływającego powietrza wykonuje się za pomocą termometru laboratoryjnego albo termoelementów, woltomierza, amperomierza.

Temperaturę wypływającego powietrza z suszarki należy mierzyć w odległości 100 mm od otworu wylotowego, nie mniej niż w 5 punktach równomiernie rozłożonych na powierzchni pomiarowej, równej powierzchni otworu wylotowego.

6. TECHNIKI PRZETWARZANIA SYGNAŁÓW.

Analiza widmowa pozwala na obserwację zmian zachodzących w poszczególnych pasmach częstotliwości, stosując analizę widmową uzyskuje się więcej informacji o występujących częstotliwościach składowych charakterystycznych dla danego uszkodzenia

Bardzo pomocna w przypadku badań szerokopasmowych jest analiza obwiedni, połączenie tych dwu technik pozwala na oddzielenie informacji o uszkodzonym łożysku od zakłóceń.

Przekształcanie widm sygnałów stosujemy w celu rozróżnienia drgań, które są wywołane oddziaływaniami elementów wirujących oraz tych które wynikają z określonych własności rezonansowych badanego obiektu.

Rozróżnienie takie może zostać dokonane na podstawie wyników obserwacji drgań w warunkach wybiegu urządzenia, w warunkach tych elementy wirujące, posiadające zawsze jakieś szczątkowe niewyrównoważenie, pełnią rolę wzbudników drgań o zmiennej częstotliwości, wyniki takich badań są najczęściej jako zbiory widm kaskadowych uporządkowanych w wykresy kaskadowe.

Uśredniane synchroniczne jest stosowane dla maszyn zawierających elementy wirujące i umożliwia odtworzenie przebiegu czasowego procesu zdeterminizowanego przez eliminację składowej szumowej (łatwiej zauważyć np. uszkodzenie łożyska niż w przypadku obserwacji sygnału z szumami).

7. DRZEWO SPRAWDZEŃ.

Drzewa uszkodzeń są narzędziami, które pozwalają na lokalizację uszkodzeni (niesprawności) na podstawie zapisanych w takich drzewach danych o istniejących relacjach przyczynowo skutkowych. Drzew te mogą stanowić podstawę do określenia drzew sprawdzeń.

Węzłami drzew sprawdzeń są procedury, gałęzie odpowiadają określonym wynikom tych procedur. W odróżnieniu od drzew uszkodzeń drzewa sprawdzeń nie zwierają bezpośrednio danych o relacjach przyczynowo-skutkowych występujących między uszkodzeniami.

Węzłom drzew sprawdzeń można przyporządkować wagi będące miarami kosztów lub czasu realizacji opisanych w tych węzłach zadań. Wagi takie pozwalają na poszukiwanie optymalnych ścieżek określających kolejność wykonywanych zadań.

Rys. 2

Przykładowe drzewo sprawdzeń.

LITERATURA.

1. W. CHOLEWA, W. MOCZULSKI - „Diagnostyka Techniczna Maszyn - pomiary i analiza sygnałów” -Politechnika Śląska, Gliwice 1993

2. W. CHOLEWA, J. KAZIMIERCZAK - „Diagnostyka Techniczna Maszyn - przetwarzanie cech sygnałów” - Politechnika Śląska, Gliwice 1995

3. Czesław CEMPEL - „Podstawy Wibroakustycznej Diagnostyki Maszyn” - WNT, Warszawa 1982

9