Szűcs András

1. Bevezetés, a rezgésekről általában

 

Alapvetően megállapítható, hogy gyakorlatilag minden gép rezeg függetlenül attól, hogy működik-e vagy sem. E megállapításból következik, hogy a gépeken érzékelhető rezgések adódhatnak a normál működésből, illetve természetes környezeti hatásokból, azaz nem feltétlenül károsak. A gépekre, gépszerkezetekre káros rezgések kiszűrése viszont - a gép élettartam növelése, biztonságos üzemeltetése miatt – elsőrendű feladatává kell hogy váljon az üzemeltetőknek. A gépek rezgéseinek rendszeres illetve folyamatos figyelésével megvalósítható – a fölösleges gépbontásokat mellőző – állapotfüggő karbantartás.

 

A gépek, gépcsoportok rezgéseinek mérési módja elég szerteágazó lehet, többek között a gép technológiában betöltött szerepe, értéke, megközelíthetősége és nem utolsósorban a mérések értékelését végző személyzet kvalitása szerint. A mérési ciklusok szerint alapvetően három csoportot különböztetünk meg:

 

 

a)     Eseti, rendszertelen rezgésmérés

 

A mérésekre csak a gépek, gépelemek meghibásodásakor kerül sor, és általában korábbi rezgési adatok nem állnak rendelkezésre. A felhasznált műszerek – a lehetőségek szerint – komoly, nagy tudású és drága készülékek (többcsatornás analizátorok, külsőgerjesztéses eszközök, animációs és végeselem szoftverek…) magasan kvalifikált szakszemélyzettel. A megfelelő apparátus felvonultatása azért szükséges, mert a gép rezgési előélete nélkül, „egy” mérés alapján kel pontos hiba-meghatározás végezni.

 

Ezen mérések nem tartoznak az állapotfüggő karbantartáshoz, hanem a már kialakult magas rezgések okának meghatározását, a szükséges javításokra való felkészülést szolgálják.

 

 

b)     Rendszeres rezgésmérés

 

A gépek, berendezések rezgésállapotának nyomon követésére alkalmas módszer a gépek ciklikus mérése. A felhasznált műszerek skálája széles az egyszerű, egy-két rezgésparaméter mérésére alkalmas kézi műszertől (mint pl. az Önök által is vásárolt RF01-H) a hordozható mérési adatgyűjtőkön át a spektrum és egyéb analízisre alkalmas mérési adatgyűjtőkkel kombinált szakértői rendszerekig.

 

A rendszeres rezgésmérésekkel bevezethető az állapotfüggő karbantartás, a felhasznált műszer(ek) bonyolultságától és a személyzet képzettségétől és gyakorlatától függően a gépek minősítésén (jó…nem jó) túlmenően hiba-meghatározás is végezhető.

 

A módszer hátránya, hogy gyors, rövid lefutású, váratlan események követésére – a ciklikus mérések miatt – nem alkalmas.


c)      Folyamatos (on-line) rezgésmérés

 

A gépek, berendezések rezgésállapotának folyamatos nyomon követésére alkalmas módszer. A felhasznált műszerek megegyeznek abban, hogy a – lehetőségek szerint – kiválasztott rezgésparamétereket folyamatosan figyelik és a beállított határértékek elérésekor előjelzést, illetve riasztást adnak, azaz minden esetben képesek ellátni az adott berendezés rezgésvédelmét. Természetesen a paletta itt is széles. Az egyszerűbb készülékek egy-két rezgésparamétert figyelnek adattárolás nélkül, vannak amelyek a mért adatokat tárolják, rendszerbe fűzhetők, számítógéppel lekérdezhetők (pl. az RF01). A bonyolultabb rendszerek sokcsatornásak, különböző analízisek elvégzésére - így hibadiagnózis készítésére – is alkalmasak.

 

Kétségtelen, hogy az on-line rendszerek a legalkalmasabbak a gépek rezgésállapotának nyomon követésére, védelmére valamint az állapotfüggő karbantartás megvalósítására, de már az egyszerű kézi rezgésmérő készülékek (pl. RF01-H) rendszeres használata is nagyban elősegíti az állapotfüggő karbantartást.

 

 

2. Rezgésmérési alapfogalmak

 

E részben az általánosan használt, a rezgésméréssel kapcsolatos alapvető fogalmakat ismertetjük röviden.

 

 

2.1. A mérhető rezgésparaméterek

 

 

a)     Rezgés elmozdulás

 

A vizsgált csapágy vagy egyéb gépelem elmozdulását reprezentáló számérték, melynek dimenziója rendszerint µm ritkábban mm.

 

Szinuszos rezgést feltételezve:

 

A rezgés pillanatnyi kitérése: x=A*sinωt,     a maximális érték:    xmax=A

 

 


b)     Rezgéssebesség

 

A vizsgált csapágyon vagy egyéb gépelemen mérhető rezgéssebesség értékét reprezentáló számérték, melynek maximuma az elmozdulás minimumánál van. Dimenziója rendszerint mm/s.

 

A gyorsulás fázisa 90º-kal tolódik el az elmozduláshoz képest, szinuszos rezgést feltételezve:

 

A rezgés pillanatnyi sebessége:         v=A*ωsinωt,  a maximális érték:    vmax=Aω

 

 

c)      Rezgésgyorsulás

 

A vizsgált csapágyon vagy egyéb gépelemen mérhető rezgésgyorsulás értékét reprezentáló számérték, melynek maximuma az elmozdulás irányváltásánál, a rezgéssebesség minimumánál van. Dimenziója rendszerint m/s2, vagy g.

 

A gyorsulás fázisa további 90º-kal tolódik el a sebességhez képest, szinuszos rezgést feltételezve:

 

A rezgés pillanatnyi gyorsulása:         a=-A*ω2sinω2t,        

a maximális érték:                                amax=Aω2

 

 

 

 


2.2. Számszerűen kijelzett paraméterek

 

A mérési eredményeket célszerű olyan formában közölni, ami jellemző a rezgésre, vagy annak energiájára, valamint a mérési eredmények összehasonlítását lehetővé teszi. A mérési eredmények az alábbi formában jelezhetők ki:

 

Szövegdoboz:  átlagSzövegdoboz: RMSSzövegdoboz: csúcsSzövegdoboz: csúcstól -csúcsig

 

a)     Csúcs, vagy csúcstól-csúcsig érték

 

Mint a mellékelt ábrából látható, a rezgés maximális amplitúdóját (vagy kétszeres amplitúdóját) adja meg. Jellemző alkalmazási területe:

Rezgés elmozdulás mérés.

 

Rezgésgyorsulás mérés esetén tű impulzusok - gördülőcsapágy és fogaskerék hibák, kavitáció – észlelésére. (Az RF01-H rendelhető tűimpulzusok figyelésére alkalmas gyorsulásméréssel is).

 

 

b)     Átlagérték

 

Az átlagérték megfelel az elektronikában használatos elektronikus középértéknek.

 

 

c)      Effektív vagy RMS érték

 

Az effektív (RMS) érték fogalma megegyezik az elektronikában használatos effektív értékkel. A váltakozó áram effektív értéke annak az egyenáramnak a nagyságával egyezik meg, mely ugyanazon ellenálláson azonos mennyiségű hőt termel időegység alatt, mint a váltakozó áram. Az effektív érték a jel teljesítményével arányos.

Általánosan használt a rezgéssebesség és a rezgésgyorsulás mérésekor.

 

 

d)     Rezgés erősség (szélessávú szint)

 

A rezgéserősség egyetlen számértékkel jellemzi az adott gép, gépelem mechanikai állapotát. E szám lehet a rezgés elmozdulás, sebesség vagy gyorsulás egy adott frekvenciatartományra vonatkoztatott csúcs (csúcstól-csúcsig), átlag vagy effektív (RMS) értéke. Tehát a rezgéserősség minden esetben egy adott, a szabvány vagy a gyártó által meghatározott frekvenciatartományra vonatkozik, pl. az iparban általánosan elterjedt a rezgéssebesség effektív (RMS) értékének mérése 10-1000 Hz frekvenciatartományban.

 

Az ISO 10816 szabvány általános előírásai a különböző gépekre megengedett effektív (RMS) rezgéssebesség értékekre vonatkozóan, 10-1000 Hz frekvenciatartományban:

 

Géposztály

 

A gépek általános leírása

 

I.

 

Kisgépek csoportja, melyekhez a 15 kW-nál kisebb teljesítményű villamosmotorok is sorolhatóak

 

 

II.

 

A közepes kategóriájú gépek csoportja, melyekhez tartoznak a stabil csak forgó mozgást végző gépek, szivattyúk, ventilátorok, külön alaphoz rögzített gépek 300 kW átvitt teljesítményig, valamint a 15-75 kW teljesítményű villamosmotorok.

 

 

III.

 

A nagy, nehéz, de csak forgó mozgást végző munkagépek, valamint erőgépek csoportja, melyek nehéz vagy súlyos alappal rendelkeznek.

 

 

IV.

 

Forgó mozgást végző rugalmas alapon elhelyezett erő és munkagépek csoportja, melyek nagy tömegükkel, nagy sebességgel forognak. (turbinák, turbógenerátorok)

 

 

 


2.3. Grafikus megjelenítés

 

A rezgésvizsgálatok, analízisek során rendkívül sokféleképpen jeleníthetők meg a gép rezgései. Az alábbiakban csak az időjellel és a rezgésspektrummal foglalkozunk némi fogalomalkotás céljából, mivel ezek a rezgésdiagnosztika legalapvetőbb elemei.

 

 

a)     Időjel

 

Egy rezgésjel általában több különböző nagyságú és frekvenciájú rezgésösszetevőből áll. Pl. három különböző frekvenciájú és amplitúdójú szinuszos jelből képződő idealizált rezgésjel:

 

Külön

Együtt

Egy valós időjel:

 

b)     Spektrum

 

Az időjel különböző nagyságú és amplitúdójú összetevőkre való szétbontására szolgál. Egy tisztán szinuszos jelnek a spektruma egyetlen vonal:

 

 

Az a) részben látható idealizált (három összetevőből álló) időjel spektruma:

 

 

Az a) részben látható valós időjel spektruma:

 

 

 

3. A mérendő paraméterek célszerű kiválasztása

 

Annak érdekében, hogy a mérendő gép, gépelem mechanikai állapotát rezgéserősség méréssel, vagy spektrum vagy más analízissel minél jobban nyomon tudjuk követni, és hogy elkerüljük a felesleges vagy kis információtartalmú méréseket, célszerű a mérendő paraméter gondos kiválasztása.

 

 

A rezgéselmozdulás, sebesség és gyorsulás viszonylagos szintjének változása a frekvencia függvényében:

 

 

Rezgés spektrumok ugyanarról a mérőpontról azonos frekvencia tartományban:

 

Rezgés elmozdulás spektrum

Rezgéssebesség spektrum


Rezgésgyorsulás spektrum

 

a)     Rezgés elmozdulás mérés

 

Az alacsony frekvenciás rezgéseket kiemeli, a magasakat elnyeli. Alapvetően alacsony fordulatszámú (n<600 1/min) gépek mechanikai állapotának nyomon követésére alkalmazzuk olyan esetekben ahol a szóba jöhető rezgések frekvenciája nem haladja meg a 250 Hz-et. Rezgéserősség mérésekor alkalmas egyensúlyhiba, tengelyvonalhiba változásának detektálására, de alkalmatlan p. gördülőcsapágy és fogkapcsolati hiba kimutatására.

 

Relatív (tengely) rezgésmérések esetén használjuk még az általánosan alkalmazott örvényáramú érzékelők működési elvéből adódóan. (A vivőfrekvenciát moduláló feszültség az elmozdulással arányos.)

 

 

b)     Rezgéssebesség mérés

 

A diagramból és a rezgésspektrumokból jól látható, hogy a legáltalánosabban használható, így a leggyakrabban mért rezgésparaméter a gépek mechanikai állapotának nyomon követésére. A géprezgés szabványok is a rezgéssebesség effektív értékére vonatkoznak. Az alkalmazott frekvenciatartomány 0.5-5000 Hz. Rezgéserősség mérés esetén alkalmas mind alacsony mind magasfrekvenciás hibák kimutatására.

 

 

c)      Rezgésgyorsulás mérés

 

A magasfrekvenciás rezgéseket kiemeli, az alacsonyakat elnyomja. Ebből kifolyólag általánosan használt gördülőcsapágyak, fogaskerék hajtások diagnosztikájára, egyéb magasfrekvenciájú rezgések pl. kavitáció kimutatására. Rezgéserősség mérésekor pl. egyensúlyhiba, tengelyvonalhiba változások detektálására nem alkalmas.

 

 

4. Rezgésérzékelők és működési elvük

 

A rezgésérzékelőket működési elvük alapján – a rezgés mely paraméterével arányos jelet ad ki – elmozdulás, sebesség és gyorsulásérzékelőkre oszthatjuk. Az iparban a legelterjedtebbek a piezoelektromos gyorsulásérzékelők (az RF01-H készülékhez is ilyen érzékelőt szállítunk), így csak ezen érzékelő működését részletezzük.

 

 

a)     Piezoelektromos gyorsulásérzékelő

 

Az érzékelő működése a piezo kristály azon tulajdonságára épül, hogy nyomás vagy nyírás hatására a kristályban ez erőhatással arányos töltéseket választódnak szét, melyeket a kristály felületéről megfelelő elektronikával elvezethetünk.

 

A gyorsulásérzékelő felépítése:

 

 

1.   ház

2.   rugó

3.   szeizmikus tömeg

4.     piezo kristály

5.     bázis

6.     elektromos csatlakozás

 

A piezo kristályhoz minden esetben fixen csatolunk egy állandó nagyságú szeizmikus tömeget.

 

Az                                                                       F=m*a

 

összefüggésből adódóan a keletkezet töltésmennyiség – mivel az m állandó – a gyorsulással arányos. A legtöbb érzékelő beépített töltéserősítővel rendelkezik, így megtáplálásuk szükséges, viszont a kimeneten már a gyorsulással arányos feszültség jelentkezik.

 

Ezen érzékelők általános elterjedését kis méretük és tömegük, ütésállóságuk, széles frekvenciatartományuk mellett elősegítette az is, hogy a gyorsulás jelből viszonylag egyszerűen egyszeres és kétszeres integráló elektronikával előállítható a sebesség és az elmozdulás.

 

 

b)     Elektrodinamikus sebesség érzékelő

 

A működési elvük egyszerű: egy rugókkal felfüggesztett állandó mágnes mozog egy tekercs belsejében.

 


 

1.      tekercs

2.      csévetest

3.      membrán

4.      állandó mágnes

 

A mágnes mozgásának hatására a tekercsben feszültség indukálódik.

 

U=B*L*v

 

Az indukált feszültség – mivel a B*L állandó - az állandó mágnes sebességével arányos.

 

Az érzékelő előnye, hogy működéséhez nem kell megtáplálás. Hátránya a viszonylag robosztus kivitel, a gyenge ütésállóság és a korlátozott frekvenciatartomány.

 

 

c)      Elmozdulás érzékelő

 

Manapság az érintés nélküli, relatív (tengely) rezgés elmozdulások mérésére használják. A legelterjedtebb típusa az örvényáramú kivitel. Az érzékelő egy adó induktivitás, mely nagyfrekvenciával váltakozó mágneses teret hoz létre maga körül. A közelébe jutó vezető testek felületi rétegeiben ez örvényáramot indukál. Ez az örvényáram a távolság függvényében visszahat az adó induktivitásra, és ezt a visszahatást mérjük.

 

 

5. A mérési pontok célszerű kiválasztása

 

A vonatkozó szabványok a gép csapágyrezgés méréseknél három, egymásra merőleges mérési irányt definiálnak.

 

Az érzékelő felhelyezésénél ügyelni kell arra, hogy:

 

-          az érzékelő lehetőség szerint minél közelebb kerüljön a csapágyhoz

-          a csapágyra merőleges legyen

-          minél kevesebb csatolt elem (felület) legyen az érzékelő és a csapágy között

-          az érzékelő rögzítése hibátlan legyen

 

Néhány példa a helyes és helytelen érzékelő elhelyezésre:

 

 

 

 

6. az érzékelők rögzítése

 

Minden érzékelőnek van egy átviteli függvénye, melyet a gyártó megad fix csatolásra vonatkozóan. Az RF01-H műszerhez szállított érzékelők átviteli függvénye:

 

Ebből következően az érzékelő legnagyobb működési tartománya : 0.5-10000? Hz. Bármilyen más csatolást (rögzítési módot) használva az érzékelő használható felső határfrekvenciája csökken.

 

7. A rezgésdiagnosztikával meghatározható hibák

 

-          Egyensúlyhiba

-          Tengelyvonal beállítási hiba

-          Gördülőcsapágy hiba

-          Siklócsapágy hiba

-          Elektromos motor villamos hiba

-          Hajtószíj hiba

-          Rezonancia

-          Alapozási hiba

-          Áramlástechnikai hiba

-          Szerelési hibák (pl. lazaság)

-          stb.

 

Alapvető hibaokok, és az általuk gerjesztett rezgések

 

a)     Kiegyensúlyozatlanság

 

Forgó gépek esetében valamilyen szinten mindig jelenlevő, a káros rezgések kialakulásában a leggyakrabban szerepet játszó hiba. Az egyensúlyozatlanságból adódó rezgések minden esetben a gép forgási frekvenciáján jelentkeznek jellemzően sugárirányokban. A rezgés frekvenciája ennek megfelelően viszonylag alacsony. Könnyen diagnosztizálható abszolút rezgés elmozdulás és rezgéssebesség méréssel.

 

Az egyensúlyozatlanság lehet.

 

Statikus

 

Statikus egyensúlyozatlanságról akkor beszélünk, ha a forgástengely és a súlyvonal egymással párhuzamos.

 

Páros

 

Páros egyensúlyozatlanság esetén a forgástengely és a súlyvonal egymással szöget zárnak be, de metszik egymást.

 

Dinamikus

 

Dinamikus egyensúlyozatlanságról akkor beszélünk, ha a forgástengely és a súlyvonal kitérőek.

 


 

Megkülönböztetünk egysíkú, kétsíkú és többsíkú egyensúlyozást

 

Egysíkú egyensúlyozás

Tárcsalakú forgórészek egyensúlyozásakor alkalmazzuk, ahol az L/D≈1/3

Kétsíkú egyensúlyozás

„Virsli” alakú forgórészek egyensúlyozásakor alkalmazzuk, ahol az L/D>1/3

 

A többsíkú egyensúlyozásokra bonyolultságukra való tekintettel nem térünk ki.

 

A kiegyensúlyozatlanság mértékét az ISO 1940 szabvány rögzíti, melynek előírásait a 8. fejezetben (Hasznos információk).

 

Az egyensúlyozás elvégezhető egyensúlyozó padon, illetve a helyszínen a forgórész beépített állapotában.

 

A helyszíni egyensúlyozás precíz elvégzéséhez fordulatszám és fázisszög mérésre is alkalmas, követőszűrővel ellátott műszer szükséges. Amennyiben a gép káros rezgéseit alapvetően statikus egyensúlyhiba okozza, és az egyensúlyozás egy síkban elvégezhető, abban az esetben kizárólag rezgéserősséget mérő műszerrel (pl. RF01-H) is elvégezhető a helyszíni egyensúlyozás. A módszer leírását a 8. fejezetben (Hasznos információk) taglaljuk.

 

 

b)     Tengelyvonal beállítási hiba

 

Azon gépcsoportok esetében, ahol a hajtó és a hajtott gép tengelykapcsolóval kapcsolódik egymáshoz, az egyensúlyhiba után leggyakrabban előforduló rezgéskeltő ok a tengelyvonal nem megfelelő beállítása. A rezgések alapvetően tengelyirányban jelentkeznek a támcsapágyakon, de a hiba sugárirányú rezgésnövekedéssel is jár.

 

A tengelykapcsoló, tengelyvonal minél pontosabb beállítása nagyon fontos feladat a csapágyak terhelésének csökkentése, élettartamának növelése érdekében. A beállítás elvégzésekor lehetőség szerint át kell térni a hagyományos élvonalzós-hézagmérős technikáról a mérőórás vagy a lézeres technológiára. A tengelyvonal beállítás minőségére vonatkozó ajánlások a 8. fejezetben (Hasznos információk) közöljük.

 


 

c)      Csapágyhiba

 

Ebben a fejezetben alapvetően a gördülőcsapágyak hibáival foglalkozunk. A csapágy gördülőelem, belső és külsőgyűrű hibája a forgási frekvencia többszörösén, jól definiálható frekvenciákon jelentkezik. (Lásd 8. fejezet.) A kenési elégtelenségből (fém a fémen való súrlódás) magasfrekvenciás tűimpulzusok keletkeznek széles frekvenciatartományban.

 

Az RF01-H készülék gyorsulás (csapágyállapot) mérése két kivitelben készül:

 

Az érzékenyebb kivitel a rezgésgyorsulás jelben jelentkező tűimpulzusok csúcsértékét méri. Ez esetben a legkisebb hiba, kenési elégtelenség is jelentős gyorsulás növekedéssel jár, a meghibásodás kezdete jól detektálható, viszont az impulzusok gyakoriságának növekedésével a mért gyorsulásérték arányosan nem emelkedik. A csapágyazás minősítésére - trendek, felhasználói tapasztalatok híján - az alábbi értékek figyelembevételét javasoljuk:

 

megfelelő

nem kielégítő

elfogadhatatlan

 

 

 

 

 

A normál kivitel a rezgésgyorsulás jelben jelentkező tűimpulzusok gyakoriságát is figyelembe veszi. Ez esetben a hiba, kenési elégtelenség kialakulása, erősödése folyamán a kijelzett gyorsulásérték is folyamatosan emelkedik. A csapágyazás minősítésére - trendek, felhasználói tapasztalatok híján - az alábbi értékek figyelembevételét javasoljuk:

 

megfelelő

nem kielégítő

elfogadhatatlan

 

 

 

 

 

A csapágyhiba kialakulásának nyomon követhetősége a két féle méréssel:

 

 

A csapágy geometriájának ismerete esetén az egyes csapágyhibák frekvenciái számíthatók (Lásd 8. fejezet.), de detektálásukhoz spektrumanalizátor szükséges.

 

 

d)     Villamos motor elektromos eredetű hiba

 

A gépcsoportokat hajtó villamos motorok elektromos hibái gyakorlatilag minden esetben jelentkeznek mechanikai rezgések formájában is.

Az iparban a legelterjedtebb aszinkron motorok gyakran előforduló elektromos hibái:

 

-          forgórész rudak törése

-          kalickák törései

-          forgórész aszimmetria

-          állórész tekercselés rövidzárlat

-          rövidrezáró gyűrű törése

-          állórész excentricitás

 

E hibák pontos megállapításához komoly műszerzetségre (analizátor, árammérő, mágneses tér mérő…) van szükség. Az elektromos motorok villamos hibáinak azonban van egy közös tulajdonságuk, nevezetesen az, hogy az áram kikapcsolásakor az általuk gerjesztett mechanikai rezgések azonnal megszűnnek.

 

Tipp: Motor villamos hiba gyanúja esetén legelsőnek érdemes ellenőrizni a motor talpainak az alapkerethez való rögzítését. A feszülés, deformáció (a négy rögzítési pont nincs egy síkban) okozhat villamos jellegű hibát.

 

 

e)     Hajtószíj hiba

 

A hajtó és a hajtott gépet sok esetben szíjjal, vagy szíjakkal kötik össze. A hajtó szíj frekvenciája:

 

                            v: szíj sebesség                                l: szíj hossz

 

Ez a frekvencia általában lényegesen a alacsonyabb a hajtott gép forgási frekvenciájától. Ez a hiba az alacsony (akár szemmel is látható) frekvencia miatt jelenetős elmozdulás növekedéssel jár, tehát szélessávú rezgésgyorsulás méréssel nehezen vagy egyáltalán nem mutatható ki.

 

Ha hajtószíjjal kapcsolatos rezgési probléma merül fel, ellenőrizni kell:

 

-          a szíjak mechanikai állapotát (sérülések)

-          a szíjak feszességét (egyformának kell lenniük)

-          a szíjtárcsák ütését (gyártási alakhiba, szerelési hiba, rendellenes kopás)

 


 

f)        Rezonancia

 

Kimutatásához komoly felkészültség, többcsatornás mérőláncok (erőmérős impulzus kalapács, változtatható frekvenciájú gerjesztőgépek, többcsatornás fel és kifutásmérések) szükségesek. A témát mégis érintőlegesen érintjük, mivel a magas rezgések mögött sokszor a rezonancia jelensége húzódik meg.

 

Minden gépelemnek, gépegységnek (rezgő rendszernek) egy vagy több sajátfrekvenciája (rezonancia frekvenciája) van. A gép a sajátfrekvenciáin „szívesen” rezeg, kis (üzemszerű) gerjesztésre magas rezgésekkel válaszol.

 

 

A fent látható mobilitás függvényben az egységnyi erőhatásra adott rezgésválasz látható. A csúcsok a sajátfrekvenciákat jelölik.

 

A gépcsoportok sajátfrekvenciáinak –a megbízható, nyugodt járás érdekében - ~30%-kal illik elkerülnie az üzemi, illetve egyéb hatásokból adódó gerjesztő frekvenciákat.

 

A gerjesztő frekvenciákhoz túl közeli sajátfrekvencia adódhat:

 

-          tervezési hibából

-          kivitelezési, szerelési hibából

-          mechanikai elhasználódásból (erős kopás).

 

 


8. Hasznos információk

 

a)     Átszámítás összefüggések

 

Tisztán szinuszos rezgés esetében, rezgéssebességre vonatkozóan:

Csúcsérték:                                               

Effektív érték:                                   

Átlag érték:                                       

 

Az összefüggések természetesen az elmozdulás és a gyorsulás esetében is igazak.

Összefüggések az elmozdulás, sebesség, gyorsulás értékek között tisztán szinuszos rezgés esetén:

Elmozdulás:                                                                  

Sebesség:                                                                

Gyorsulás:                                                               

Átszámítási nomogram:


b)     Kiegyensúlyozatlanság

 

Meghatározása

 

Az ISO1940 szabvány forgórészek tömegközéppont eltolódásának kerületi sebessége szerint sorolja osztályokba a gépeket, és a maradó fajlagos kiegyensúlyozatlanságot (forgás közben a tömegközéppont kitérése a forgástengelyhez képest), az emeg  értékét határozza meg.

 

Pl. egy G6.3 osztályba sorolt, 1500 1/min fordulatszámú ventilátor esetében:

             

A megengedett fajlagos kiegyensúlyozatlanság a fordulatszám függvényében:


 

Kiegyensú-

lyozottsági

osztály

 

Forgórész tipusok-általános példák

 

G1600

Stabil forgattyús hajtóművek, mereven szerelt kétütemű motorok forgattyús tengelye, hajtásai.

 

G630

Mereven szerelt nagy négyütemű motorok forgattyús tengelyek hajtásai.

Rugalmasan alapozott hajó diesel motorok

 

G250

Mereven szerelt gyors négy hengeres diesel motorok, forgattyús tengelyei, hajtásai

 

G100

Stabil forgattyús hajtóművek gyorsan forgó hat vagy több hengeres diesel motorok forgattyús tengelyei, hajtásai, komplett motorok autókhoz, teherautókhoz, diesel mozdonyokhoz.

 

G40

Autóalkatrészek, keréktárcsák, hajtótengelyek. Több hengeres négyütemű rugalmasan szerelt gyors motorok.

 

 

G16

Csuklós tengelyek különleges követelményekkel, törőgépek és mezőgazdasági gépek alkatrészei, személy és tehergépkocsi motorok forgattyús hajtóműveinek egyes részei. Hat vagy több hengeres motorok forgattyús tengelyei speciális követelmények mellett.

 

 

G6.3

Feldolgozó üzemi gépek részei: centrifuga dobok, papíripari gépek görgői, ventilátorok, összeszerelt repülőgép gázturbina forgórészek, szivattyú járókerekek, gép és szerszámgép alkatrészek, általános villamos motorok forgórészei, speciális követelmények szerinti motor egyedi alkotóelemei.

 

 

G2.5

Sugárhajtóművek forgórészei, gáz és gőz turbinák (beleértve a tengerészeti főturbinákat is), merev turbógenerátorok, forgórészek, turbókompresszorok, szerszámgépek hajtóművei, speciális követelményekkel rendelkező közepes és nagy villamos almatúrák, kis motorok forgórészei, turbina meghajtású szivattyúk.

 

G1

Magnetofon és lemezjátszó hajtások, köszörűgép hajtóművek, speciális követelményekkel rendelkező kis villamos almatúrák.

 

G0.4

Precíziós köszörűgépek forgórészei, tengelyei és tárcsái, pörgettyű (giroszkóp).

 

három pont módszer


 

c)      Tengelyvonal beállítási hiba

 

A beállítás módjai:

 

Hézagmérő és élvonalzó használtával:

 

 

Mérőórával:

 

 

 

Lézeres készülékkel:

-          sok a hibalehetőség

-          a pontossága nem megfelelő

-          technikailag túlhaladott.

 

-          pontossága kielégítő

-          sok hibalehetőség

-          szakértelmet, gyakorlatot igényel

 

-          pontos

-          használata egyszerű

-          kevés hibalehetőség

 

 

A tengelyvonal beállítás elkezdése előtt célszerű ellenőrizni az alábbiakat (sok fejtöréstől menthetjük meg magunkat):

 

-            A tengelykapcsoló felek ütését:

 

 

-            A mozdítandó gép talpainak, és az alapkeretnek az egysíkúságát

 

A tengelykapcsoló gyártási vagy szerelési hibájából adódó nagyfokú geometriai hiba a legprecízebb tengelyvonal beállítást követően is magas rezgéseket kelt.

 

 

 

 

 

Amennyiben az alapkeret rögzítési pontjai és/vagy a mozdítandó gép talpai önmagokban nem egy síkba esnek, szükséges a hiba korrigálása (hézagolás), igy a csavarok lehúzásakor nem érhet meglepetés.

 

 

 


 

 

A tengely beállítási hibák alapesetei és a megengedett

eltérések a fordulatszám függvényében

 

 

PÁRHUZAMOS ELTOLÁSI HIBA

A tengelytáv tűréshatára  (mm)

Fordulatszám

Elfogadható

0-1000

0.07

0.13

1000-2000

0.05

0.10

2000-3000

0.03

0.07

3000-4000

0.02

0.04

4000-5000

0.01

0.03

5000-6000

<0.01

<0.03

 

 

A TENGELYEK SZÖGBEÁLLITÁSI HIBÁJA

A szöghiba tűréshatára (mm/100mm)

Fordulatszám

Elfogadható

0-1000

0.06

0.10

1000-2000

0.05

0.08

2000-3000

0.04

0.07

3000-4000

0.03

0.06

4000-5000

0.02

0.05

5000-6000

0.01

0.04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d)     Csapágyhiba

 

Különböző csapágyhibák jellemző frekvenciáinak meghatározása:

 

Külső gyűrű hiba

 

Belső gyűrű hiba

 

Gördülőelem hiba

 

Kosár hiba

 

n = gördülőelemek száma

fr = relatív fordulatszám 1/sec a külső és a belső gyűrű között

 

 

e)     Villamos motor megengedett átvételi rezgései

 

 

 

f)        Egyéb morzsák

 


 


Forrás:

Energoprnta Kft RF01-H kézikönyv