בקרת תקינות מנועים ומערכות הנעה בשיטה וויברציונית
מהי רעידה ומדוע עלינו למדוד אותה?
רעידה היא צורה של אנרגיה מבוזבזת, הנגרמת כתוצאה מתקלה מכנית במכונה כלשהי, הגורמת
לחימום, שחיקה ונזק.
על ידי מדידה מדויקת של אנרגיה מבוזבזת הנובעת מרעידה במערכת מכנית ניתן למדוד למעשה
את חומרת התקלה המכנית של אותה מערכת ללא הפסקת פעולתה וללא מגע בחלקים הנעים.
איתור תקלות בתחילת התפתחותן מאריך את חיי המכונה ושומר על תפקודה היעיל לזמן ממושך .
בנוסף, בעזרת מערכת בקרה רציפה ניתן לעקוב אחרי מצב המערכת ולדעת את מצבה בכל עת
ובהתאם לכך לתכנן את הטיפולים.
פיקוח רציף מאפשר לאתר תקלות במהירות לפני שנגרם נזק נוסף, ובכך לאפשר כיבוי המערכת
בצורה הדרגתית, בלא ליצור תקלות שרשרת אשר נוצרות במקרה של עצירה מיידית.
מערכת מאוזנת ללא רעידות מיותרות חוסכת עלויות, מכיוון שכמות האנרגיה אשר מתבזבזת על
וויברציות היא מינימלית.
שיטות למדידת רעידות
אנו מודדים את העוצמה שלהן (Amplitude) ואת התדר שלהן (Frequency).
קיימות 3 שיטות למדידת העוצמה:
תזוזה – (Displacement).
מהירות – (Velocity).
תאוצה – (Acceleration).
תזוזה
מרחק תזוזת המתקן מהנקודה התחתונה ביותר עד לנקודה העליונה ביותר אשר בינהן הגוף זז.
מידת סטיית המתקן ממקומו מבוטאת ביחידות הנקראות MIL .
1MIL הוא עובי של "0.001 ושווה למחצית עובייה של שערת אדם.
מהירות
המהירות אשר בה המתקן רועד והיא מבוטאת ביחידות של אינץ' לשנייה או מ"מ לשנייה.
הערך הנמדד הוא המהירות הממוצעת והיא: V=AD/At
תאוצה
התאוצה מוגדרת כקצב שינוי המהירות בתלות בזמן ומחושבת בנוסחה: A=AV/At
תדירות הרעידה (Frequency)
הגדרת התדירות היא מספר הפעמים אשר הגוף מבצע מהלך מלא בפרק זמן נתון. תדירות הרעידה (Frequency)
מהלך מלא הוא מחזור אשר כולל את כל התנועה לדוגמא, עלייה מהנקודה הנמוכה ביותר לנקודה
הגבוהה ביותר וחזרה לנמוכה.
התדר מבוטא במחזורים לשנייה (CPM (Cycles Per Minutes או HZ.
סוגי המכשור לבקרת רעידות
רגשים (Transducers)
הרגש ממיר את התנועה המכנית לאות חשמלי היחסי לתנועה.
הרגשים מודדים תזוזה, מהירות ותאוצה.
(Non Contact Probe) – קרבה רגש
רגש זה יוצר שדה מגנטי כתוצאה ממתח חילופין בתדר גבוה אשר מוזן לתוכו באמצעות הממיר.
כאשר מתקרב גוף לרגש, השדה המגנטי מופרע וחלק ממנו נבלע. לפי הכמות שנבלעת ניתן למדוד
את המרחק מהרגש. רמת הדיוק של הרגש טובה מ- 1MIL , ומהירות התגובה מתאימה ל-
.(3.5KHZ) 210,000CPM
(Velocity Pick Up) – מהירות רגש
רגש זה מיועד להצמדה לגוף המכונה, ולתחום עבודה של 8HZ-2KHZ) 90,000CPM).
הרגש כולל מגנט הנתמך על ידי קפיצים ומותקן בתוך סליל. התנודות גורמות לתזוזת המגנט
ויצירת מתח בהתאם. קיים שיכוך לתנודות בד"כ על ידי נוזל (שמן סיליקון) או מגנט נוסף
שמותקן בחלק התחתון של הרגש.
רגש זה אינו דורש מתח עירור והוא מספק מתח יחסי לרעידה ועמיד בפני זעזועים מבלי להיפגע.
התקנת הרגש פשוטה והוא מתאים למסבים רגילים (לא מסבי החלקה).
רגש תאוצה – (Accelerometer)
הרגש בנוי על בסיס גביש פיזואלקטרי המוצמד לדופן הרגש ועליו נמצא משקל קבוע שלוחץ על
הגביש כתוצאה משינוי המיקום. הרעידה יוצרת מתח חשמלי המוגבר על ידי מגבר על מנת שניתן
יהיה להעביר את האות למרחק.
הגביש מייצר את המתח רק כשיש שינוי בתאוצה. כשאין תאוצה אין מתח.
הרגש מיועד לתחום עבודה של 1HZ-5KHZ) 60-300,000CPM).
יישומים:
צורת ההתקנה הנפוצה והפשוטה ביותר היא התקנת רגש תאוצה בניצב לציר באזור בית המסב
ולחבר את האות האנלוגי (4-20mA) בטור לבקר PLC או יחידת SET POINT המספקת מגע
כאשר האות עובר את הערך שנקבע כתקין.
יתרונות רגש זה הם: מידות פיזיות קטנות, התקנה קלה, חיבור פשוט על ידי כבל דו גידי.
מכשירים ניידים
שיטת מעקב אחרת היא שימוש במד רעידות נייד ובדיקת הרעידות בכל הציוד הסובב אחת
לתקופה.
יתרונה של השיטה הוא שעלותה נמוכה. מכשיר נייד אחד מספק פתרון לכל הציוד במפעל.
החסרון הוא שנדרשת השקעת עבודה שוטפת לביצוע המדידה התקופתית.
המדידה נותנת מיגע על התבלות המסבים. עליית עוצמת התנודות מצביעה על התחלת היווצרות
בעיה ובדרך כלל ניתן לתכנן פעולת תחזוקה מתאימה לפני שנגרם נזק משמעותי.
לא ניתן למנוע נזקים כאשר עקב סיבה כלשהי הרעידות עלו משמעותית לפני הבדיקה הבאה.
המכשירים הניידים כוללים אפשרות לבדיקת תאוצה, מהירות ותזוזה בתחומים שונים כולל
אפשרות של שילוב מסננים מתאימים.
הרגש מוצמד למכונה על ידי מגנט. כמו כן ניתן להשתמש ברגש בעל חוד ולהצמידו לחלקים שונים
במתקן.
קיימת אפשרות לבדוק את הערך הממוצע (RMS) או את הערך השיאי (PEAK) של הרעידה.