Czy diagnostyka maszyn obniża zużycie energii i mediów ? Andrzej Skrzypkowski AS Instrument Polska

Zniszczenie łożysk ( ok. 80 %) Bezpośrednie przyczyny awarii maszyn Niewspół - osiowość Powiększone luzy Sztywność konstrukcji Uszkodzenie przekładni zębatej Niewywa- żenie Pozostałe

Złe smarowanie Statystyka przyczyn uszkodzeń łożysk tocznych wg producentów Zły montaż Zanieczy- szczenia Obciążenia zmęczeniowe Pozostałe 36 % 34 % 15 % 14 % 1 %

Metody znormalizowane 1.Metoda pomiaru RMS prędkości drgań zgodnie z normą ISO [1974] 2.Metoda pomiaru drgań całkowitych zgodnie z normą ISO [1998] Metody nieznormalizowane 1.Analiza widmowa drgań FFT 2.Metoda analizy obwiedni sygnałów drganiowych 3.Inne metody uzupełniające ( pomiar temperatury, ultradźwiękowo, osłuch stetoskopem, kontrola smaru, oględziny, inne ) Metody specjalizowane do kontroli stanu łożysk tocznych 1.Spike Energy Spectrum [ gSE ] firmy Rockwell Automation ENTEK 2.PeakVue firmy CSI / Emerson 3.SEE ( Spectral Emitted Energy ) firmy SKF 4.ENV Acc i HFD firmy SKF 5.BCU ( Bearing Condition Unit ) firmy SCHENCK 6.SPM ® ( Shock Pulse Method ) i SPM HD ® ( Shock Pulse Method Higher Definition) oraz HD ENV firmy SPM Instrument AB Metody diagnostyczne stosowane do kontroli stanu maszyn przemysłowych

1. ISO 2372 / – zalety i wady  + Łatwa do zrozumienia metoda z precyzyjnie określonymi wartościami progów alarmowych Konieczność pomiaru w 3 kierunkach ( wydłuża czas pomiaru sprzętem przenośnym i podraża koszty instalacji systemów kontroli ciągłej ). - Wady i uszkodzenia maszyn zauważalne dopiero przy wysokim poziomie uszkodzenia. - Brak informacji o jakości smarowania łożysk.

Metody oparte na obróbce sygnałów drganiowych i widmie FFT drgań – zalety i wady  + Możliwość wykrycia konkretnej wady w maszynie z określeniem, który symptom jest potencjalnym źródłem awarii  + Możliwość analizy zespołu łożysk Pojawienie się symptomu uszkodzenia nie jest równoznaczne z natychmiastową koniecznością wymiany części / maszyny. - Metody wrażliwe na zmienne prędkości ( rozmycie częstotliwości w widmie ) i zakłócenia. - Problem z ustaleniem praktycznych progów, metody opierają się na trendzie i brak jasno określonych wartości granicznych pozwalających oceniać stan rożnych typów badanych łożysk. - Brak danych o konstrukcji maszyny/zespołu uniemożliwia określenie przyczyny awarii. - Brak oceny jakości filmu smarnego w łożyskach.

Hz Dlaczego nie można wykryć jakości smarowania w łożysku za pomocą pomiarów FFT drgań ? Dlaczego nie można wykryć jakości smarowania w łożysku za pomocą pomiarów FFT drgań ? Brak częstotliwości = Brak symptomu Różne sinusoidy sekundy Domena czasowa

Analiza widmowa drgań FFT – wady - Niezbędna jest dokładna znajomość producenta i typu łożyska ( Przykład : Częstotliwości charakterystyczne dla łożyska NU 326 przy prędkości n = obr/min ) SymptomProducent SKFProducent FAG Koszyk, FTF10,09 Hz9,99 Hz Element toczny, BSF64,58 Hz61,78 Hz Bieżnia zewnętrzna, BPFO 131,39 Hz140,05 Hz Bieżnia wewnętrzna, BPFI 191,06 Hz207,15 Hz

SPM HD ®, HD ENV ® - zalety  + Najwcześniejsze wykrywanie uszkodzeń w łożysku  + Dokładnie określone wartości progowe do oceny stanu łożyska  + Ocenia jakość smarowania i mechaniczną współpracę mechaniczną elementów łożyska jednym przetwornikiem natychmiast  + Nie wymaga trendu do określania poziomu alarmu  + Odporna na zmienne prędkości obrotowe podczas pomiaru  + Daje wyraźne widmo dla łożysk wolnoobrotowych ( od 1 obr/min )  + Możliwość oceny zestawu łożysk i poszczególnych elementów w łożysku  + Możliwość oceny pracy łożysk maszyn pracujących w zmiennych warunkach [ logika pomiarowa ]

SPM HD ®, HD ENV ® - wady - Jest konieczna znajomość typu i producenta łożyska - Bardzo ważny jest pomiar rzeczywistej prędkości obrotowej ( szczególnie dla łożysk wolnoobrotowych )

POMIAR TEMPERATURY ULTRADŹWIĘKOWO OSŁUCH STETOSKOPEM OGLĘDZINY ANALIZA SMARU INNE Inne metody [uzupełniające] :  + Proste metody, łatwe do zrozumienia podstawy fizyczne  + Możliwość oceny jakości smarowania w przypadku łożysk  + Pomiary bezdotykowe ( termowizja, ultradźwięki ) Ocena pracy maszyn subiektywna, często wymagająca wieloletniego doświadczenia - Niezbędne jasno określone progi alarmowe lub maszyny referencyjne ( lub baza nagrań w przypadku ultradźwięków ) - Badanie parametrów /zjawisk będących wynikiem już istniejącego uszkodzenia, a nie wykrywanie samych uszkodzeń - Niewygodne w przypadku kontroli łożysk różnego typu, pracujących w różnych warunkach

Przykład 1 1. Stora Enso Szwecja wprowadza osiowanie w ramach programu diagnostyki prewencyjnej w 2003 dla 200 przekładni pasowych ( pompy próżniowe, miksery, i inne ). 2. Do 2003 doraźne pomiary drgań i mechanicznie naciągu pasów. 3. Zużycie energii po wyosiowaniu zmniejszyło się % (średnio 10% ). 4. Oszczędności roczne : a) Obniżenie zużycia 10% energii = € (200 przekładni z silnikiem średnio 25 kW motor z 8000 godzinami pracy i cenie € / kWh) b) Zmniejszenie średnich kosztów wymiany kół, pasów i łożysk = € (200 przekładni x 535 / rok ) c) Uniknięcie 24 godzinnego przestoju maszyny papierniczej = € RAZEM : EURO / rok

Zyski dla operatora maszyn dzięki diagnostyce Obniżenie strat zużycia energii i mediów Unikanie strat w produkcji Unikanie kosztów powtórnej awarii Wykorzystanie całkowitej żywotności maszyn ( lub części składowych ) Planowanie produkcji Unikanie kosztów odtwarzania