Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 12/2016 vyšlo tiskem
7. 12. 2016. V elektronické verzi na webu od 6. 1. 2017. 

Téma: Měření, měřicí přístroje a měřicí technika; Zkušebnictví a diagnostika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu (2. část – dokončení)

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Predikční údržba točivých strojů na MSV

Ing. Přemysl Hejduk, Micronix, spol. s r. o.
 
Blíží se Mezinárodní strojírenský veletrh 2010, který, jak již ze samotného názvu vyplývá, by měl být orientován především na strojírenskou komoditu. Tematicky ale podstatnou část zabírá i elektrotechnický průmysl. Do této oblasti spadá i měření a regulace, jímž je vymezen prostor celého jednoho výstavního pavilónu. V tomto příspěvku je věnována po­zornost testování a měření a zároveň tématu, který se strojírenstvím úzce souvisí.
 
Při údržbě a preventivní kontrole podniko­vých motorů je kladen důraz na tři základní parametry, které bývají zdrojem závad, a to na mechanické, tepelné a elektrické. Tyto parametry bývají většinou provázány a při vzniklé poruše se postupně vyskytují všechny společně – původně elektrická nebo mecha­nická závada způsobí posléze oteplení apod. Proto optimální údržba spočívá v kontrole všech tří parametrů pomocí příslušných mě­řicích a diagnostických přístrojů.
 
Je nepochybné, že včasné odhalení poten­ciální závady a její odstranění (např. při plá­nované odstávce) přináší pouze nepatrné ná­klady v porovnání s havarijní odstávkou při plné výrobě či nutnosti udržovat preventivní zásoby náhradních dílů.
 
V případě začínající poruchy elektrického charakteru dochází záhy následkem této zá­vady i k projevům tepelným. Zjištěním tepel­ných poměrů (v současné době již většinou infrakamerou) lze rychle dojít ke kritickým místům, která jsou vodítkem pro následné odhalení poruchy pomocí elektrické analý­zy. Proto obecně platí, že spojení infraka­mery, která rychle a snadno odhalí tepelnou anomálii, a analyzátoru výkonu, který odha­lí konkrétní příčinu tohoto jevu po elektric­ké stránce, je ideální kombinací pro vybave­ní pracovníků údržby. O této kombinaci dvou přístrojů (infrakameře a analyzátoru výkonu), jejích principech a funkcích bylo již psáno v mnoha minulých číslech časopisu Elektro.
 
V tomto příspěvku je pozornost soustředě­na na třetí skupinu, kterou jsou poruchy me­chanické. Tyto jsou doprovázeny tepelným projevem, který mívá dlouhou odezvu. Při­tom zárodky mechanických poruch lze od­halit poměrně včas, mnohdy až týdny před tepelným projevem, a to pomocí měřičů vi­brací. Navíc výskyt mechanických poruch mnohdy převládá nad poruchami ostatními, a proto by měly být tyto měřiče dalším, tedy třetím přístrojem zmíněné výbavy pracovní­ků v údržbě točivých strojů.
 
Jde o nejvíce užitečnou technologii pro stroje obsahující rotující části (komponenty). Rotací stroje dochází ke vzniku vibrací, kte­ré mají určitý charakter – podle změny cha­rakteru vibrací je pak možné pozorovat a od­hadnout jejich stav.
 
Z přiloženého grafu (obr. 2) je patrné, že změny v charakteru vibrací mezi potenciál­ním a kritickým (skutečným) selháním se po­hybují v intervalu devíti měsíců. A to je do­statečně dlouhá doba k nápravě bez omezení nebo výpadku výroby.
 
Je možné pozorovat, že již po jednom mě­síci od doby potenciálního selhání, dochází ke znatelné změně v charakteru vibrací (tedy i zhoršení celkového stavu zařízení), kterou není možné v intervalu tří měsíců odhalit ji­nak než právě měřičem vibrací. Třetí měsíc je možné tuto změnu pozorovat i termovizí, která již odhalí zvýšené tepelné ztráty vzni­kající větším a nepravidelným rozechvěním pohyblivých částí. Mezi pátým a šestým mě­sícem se začne zhoršený stav zařízení proje­vovat i slyšitelným hlukem. Šestý měsíc se začne projevovat závada zvýšenými tepelný­mi ztrátami do té míry, že je možné ji poznat i pouhým dotekem.
 
Tradiční a profesionální monitorování vi­brací je nemobilní a jeho analýza vyžaduje nákladnou investici. V současné době je po­užíván ve výrobě s kritickými procesy (např. v petrochemickém či těžařském průmyslu apod.), kde si nelze dovolit žádné prostoje z důvodu bezpečnosti a nákladů. Takovéto profesionální zařízení je značně náročné fi­nančně (především pořizovací cenou) i pro­fesně a nezanedbatelné jsou i náklady za roz­sáhlá školení apod.
 
Další potenciální uživatelé tedy takovouto investici zvažují a hledají cenově přijatelněj­ší, technicky jednoduší a uživatelsky poho­dlnější řešení, které je navíc i mobilní. Z po­drobnější analýzy potřeb pro používání tako­véhoto testovacího zařízení, vyplynuly tyto klíčové požadavky:
  • větší a komplexní analýza pro stroje,
  • monitorování trendu a znalost, kdy poru­cha nastane,
  • snadno pořiditelná a dostupná historie zkoumaného zařízení pro co nejvíce spo­lehlivou diagnózu aj.
Z těchto důvodů přichází nyní na trh v oblasti měření vibrací firma Fluke s pro­duktem Fluke 810 – přístrojem, který byl pro budoucí uživatele navržen podle uve­dených požadavků a zohledňuje jak co nej­spolehlivější řešení pro profesionály, tak od­straňuje bariéry týkající se ceny a problému s obsluhou.
 
Tento přístroj bude nepochybně velkým přínosem především pro firmy, které nema­jí tento problém systematicky vyřešen nebo je řeší jiným, mnohdy neefektivním způso­bem. Zde může jít např. o externí konzultač­ní firmu, která nemá interní znalost problémů a je příliš drahá vzhledem k časnosti konzul­tací. Dále to mohou být preventivní výmě­ny zařízení, které jsou potenciálně více ná­kladné a náročné na pracovní sílu a její účin­nost, jež je během výměny snížena. Navíc je mnohdy zcela zbytečně nevyužitá životnost zařízení a není zde žádná garance rozpozná­ní problému. Může to být ale např. i testová­ní pomocí primitivní techniky – šroubovák, stetoskop (fonoskop), které nejsou příliš spo­lehlivé a jsou založeny na subjektivním vje­mu. Nejhorším řešením je však nepochybně nedělat vůbec nic a pokračovat s provozem až do poruchy.
 
Není-li však zavedena systémová a pokro­čilá analýza pro více typů strojů a mechanic­kých chyb, nedosáhne se včasné detekce pro­blémů, které jsou jinak řešeny dříve, než se stanou opravdu závažnými. Potenciálně tak vzniká firmě ztráta cenových výhod opro­ti konkurenci.
 
Trendem je orientace na výpočty střední doby mezi poruchami, dlouhou prediktivní údržbu a výhledovou a organizační změnu.
 
Měřič vibrací Fluke 810 je tedy k těmto účelům optimální přístroj, který diagnosti­kuje motor během tří jednoduchých kroků: nastavení, měření, diagnóza.
 
Detekuje nevyváženost, ztráty, nevystře­děnost, problémy s ložisky apod.
 
Analyzovat lze motory, větráky, pásové či řetězové pohony, převodovky, pumpy, kom­presory, vřetena apod.
Měřič vibrací Fluke 810 je vybaven barev­ným TFT displejem VGA a má paměť 2 GB, jež je rozšiřitelná přídavnou SD kartou.
 
Rozsah otáček činí 200 až 12 000 min–1. Menu disponuje diagnostickými detaily, jako jsou diagnóza typu prostý text, závažnost chyby (nepatrná, mírná, závažná, extrém­ní), podrobnosti o opravě, zaznamenávání špiček, spektrum apod. Přístroj je vybaven čtyřkanálovým A/D převodníkem – 24 bit. Šířka pásma je 2 Hz až 20 kHz se vzorko­váním 51,2 Hz. Přepínání rozsahů je auto­matické. Diagnostický aparát Fluke 810 je vybaven jedno- a tříaxialním vstupem pro akcelerometr, dále mini USB propojením s počítačem a vstupem pro laserový tacho­metr. Přiložený Viewer PC software pod­poruje nastavení přístroje, import a export dat, jakož i možnost ukládat obrázky tep­lotních profilů.
 
Pokud by uživatelé v údržbě vyžadovali přístroje na měření vibrací v mnohem niž­ší cenové hladině, i zde poskytuje trh mnoho možností. Základní obraz o stavu stroje v této oblasti, i když v mnohem jednodušší formě, poskytnou i přístroje Lutron řady VB.
 
Zájemci mohou také navštívit expozici fir­my Micronix na veletrhu MSV v Brně, který se koná 13. až 17. září 2010, kde jim odbor­níci firmy rádi předvedou nejen testery vib­rací s vhodnými doplňky, ale i další produk­ty, které Micronix distribuuje v České a Slo­venské republice.
 
Další informace lze získat také v novém katalogu 2010/2011 (zdarma na vyžádání) nebo na internetových stránkách společnosti: http://www.micronix.cz    
 
Obr. 1. Měřič vibrací Fluke 810
Obr. 2. Graf se změnami v charakteru vibrací