Jste zde

Hlídání vibrací strojů a zařízení podle ISO 10816 s IFM VKV02x

Antonín Vojáček, 7. Září 2017 - 0:05

Vibrace nám často předem signalizují, že ve stroji dochází k nějaké závadě. Tomuto způsobu kontroly strojů za provozu se říká tzv. vibrodiagnostika. Vibrace se měří vibrometry, což jsou rychle reagující měřiče zrychlení. Jedním zajímavým zástupcem je například IFM VKV022.

Vibrace působí nepříznivě na provoz strojů i na lidské zdraví. Vibrodiagnostika tak představuje současný obor technické diagnostiky, který pomáhá v péči o veškeré stroje a jejich mechanické části. Kvalitně prováděná vibrodiagnostika je nezbytnou součástí systémů údržby a současně garantem bezporuchového a bezpečného provozu všech možných strojů a strojních zařízení.

Kmitání (vibrace, chvění) stroje je velmi citlivým ukazatelem namáhání, technického stavu stroje a jeho funkce. Týká se to zejména ložisek, hřídelí, klikových ústrojí, vačkových mechanismů, nevyvážených rotačních součástí, vůlí rotačních součástí a jiné. Tato skutečnost je masivně využívána pro monitorování stavu strojů a jejich diagnostiku. Nejjednodušší formou je realizace širokopásmových měření celkových úrovní vibrací. Většinou se provádí v definovaném rozsahu podle platných norem, či doporučení výrobců a uživatelů pro dané konkrétní zařízení.

Signál od vibrací nese informace o příčině vibrací a jeho analýzou různými metodami lze zjistit vznikající nebo rozvíjející se závadu. U rotačních strojů je to obvykle metoda, která pokrývá nejvíce možných vyskytujících se závad.

Více teorie ohledně měření a vyhodnocení vibrací pak najdete v článku "Měření vibrací pro diagnostiku opotřebení strojů".

Tabulka vyhodnocení úrovně opotřebení stroje podle naměřené průměrné rychlosti vibrací v mm/s dle normy ISO 10816.

Senzor vibrací IFM VKV02x

Elektronický hlídač vibrací IFM v provedení VKV slouží k on-line monitorování celkového stavu vibrací strojů a zařízení podle normy ISO 10816. Ta hodnotí stroje podle vibrací na základě měření v pásmu 10 Hz až 1000 Hz, kde se dle zkušeností vyskytuje převážná část informací o strojích, a uvádí směrnice ke stanovení kritérií pro obě provozní meze stanovených druhů strojů.

Senzor IFM VKV02x konkrétně měří efektivní rychlost vibrací na povrchu nerotující konstrukční části, což je nejvýhodnější parametr chvění pro celkové diagnostické účely opotřebení pravidelně rotujících částí (pohonů, motorů, větráků apod.). Při měření rychlosti vibrací totiž není nutné se starat o frekvenci (otáčky) na jaké jsme danou hodnotu rychlosti naměřili.

Provedení pozdra vibračního senzoru IFM VKV02x.

Senzor IFM VKV02x se pak konkrétně zajímavým méně obvyklým konstrukčním provedením v porovnání s konkurenčními snímači v oblasti nastavování parametrů. Vyznačuje se totiž velmi jednoduchou obsluhou, protože kompletní nastavení se provádí pomocí 2 nastavovacích radiálních kroužků. Prvním horním se volí nastavení spínacího bodu rychlosti vibrací (RSM Set) v rozsahu 0 až 25 mm/s nebo 0 až 50 mm/s (dle zvoleného provedení VKV021 nebo VKV022), zatímco spodním kroužkem se definuje zpoždění reakce spínaného PNP výstupu indikace překročení nadefinované hranice vibrací (v rozsahu 1 až 60 sekund). K tomu je navíc senzor vybaven i analogovým výstupem 4-20 mA, který umožňuje například PLC přímo plynule sledovat a vyhodnocovat úroveň vibrací v celém rozsahu v reálném čase a případně a například ji zobrazovat na displeji HMI panelu. Přesnost měření je lepší než 0,5% rozsahu senzoru a měření rychlosti vibrací se provádí pro frekvence 10 až 1000 Hz (jak definuje norma ISO 10816).

Popis ovládacíh prvků senzoru vibrací IFM VKV02x a funkce jeho spínaného PNP výstupu.

Základní nosná a snímací část je z ušlechtilé oceli V4A (1.4404), která je opatřená šroubením se závitem M8 pro upevnění do měřené konstrukční části (například rám / pouzdro motoru). Právě upevněním závrtným šroubem lze dosáhnout nejpřesnějšího měření a maximálního využití frekvenčního rozsahu, protože zajišťuje nejlepší mechanické spojení senzoru se snímaným povrchu měřeného objektu. Nastavovací sekce je pak z odolného plastu (PBT Pocan a PC Macrolon), ze které vystupuje připojovací 4-vývodový konektor M12. Ten slouží k přivedení napájení napětím 18 až 32 V DC a k připojení signálu zmíněného analogového výstupů a indikačního spínaného výstupu do nadřazeného PLC. Celkové krytí pouzdra je pak IP67 a provozní teplotní rozsah od -25 do 80 °C.