Ontgrendel de gezondheid van bedrijfsmiddelen:trillingsanalyse voor vroegtijdige detectie van problemen en besparingen op onderhoud

Trillingsanalyse is het proces waarbij de trillingspatronen van uw assets worden gemeten en geanalyseerd. Het is een van de meest effectieve manieren om uw apparatuur langer operationeel te houden en tegelijkertijd uw totale onderhoudskosten te verlagen.

Veranderingen in trillingspatronen kunnen erop wijzen dat een asset uit balans is, niet goed uitgelijnd is of een lagerfout vertoont. Moderne trillingssensoren zijn gevoelig genoeg om subtiele veranderingen in trillingen op te merken, zodat technici problemen vroegtijdig kunnen opmerken en repareren voordat ze storingen veroorzaken.

We duiken in hoe trillingsanalyse werkt en bespreken enkele van de meest voorkomende benaderingen.

Wat is trillingen?

Trilling is de heen-en-weer beweging, of oscillatie, van een object rond zijn evenwichtspositie. Een gitaarsnaar trilt als je erop tokkelt; een motor trilt ook als hij draait.

Het is normaal dat motoraangedreven activa tijdens bedrijf – tot op zekere hoogte – trillen. Overmatige trillingen kunnen echter wijzen op een probleem met het koffiezetten in uw apparatuur. Gebogen assen, verkeerd uitgelijnde onderdelen en ongebalanceerde onderdelen kunnen allemaal abnormale trillingen veroorzaken. Betrouwbaarheidsingenieurs diagnosticeren deze problemen door trillingspatronen te analyseren.

Wat zijn de kenmerken van trillingen?

Trillingen hebben drie belangrijke kenmerken:

• Amplitude
• Frequentie
• Richting

Elk kenmerk biedt belangrijke informatie over de status van assets.

Amplitude (ook wel verplaatsing genoemd) verwijst naar de omvang van de trilling. Hoe groter de amplitude, hoe groter de oscillaties. Bij een golfvorm wordt de amplitude doorgaans piek-tot-piek gemeten.

Amplitude is een goede manier om de ernst te meten; een hogere amplitude kan wijzen op een ernstiger probleem.

Frequentie verwijst naar het aantal cycli dat een trillend object per seconde voltooit. De frequentie wordt gemeten in hertz.

Richting verwijst naar de beweging van het trillende object. De richting kan bijvoorbeeld axiaal of radiaal zijn.

Hoe worden trillingen gemeten?

Trillingsanalisten gebruiken doorgaans draagbare trillingsanalysatoren en draadloze trillingssensoren in combinatie met software voor conditiebewaking om trillingsniveaus en -frequenties te meten. De meest geavanceerde trillingsanalyseprogramma's maken ook gebruik van kunstmatige intelligentie.

Het meest voorkomende type versnellingsmeter is de piëzo-elektrische sensor, die fysieke trillingen omzet in elektrische signalen. Deze signalen worden geregistreerd als trillingsgegevens. Software organiseert en analyseert vervolgens de gegevens, hetzij als een golfvorm of als een Fast Fourier Transform (FFT).

Afhankelijk van de fabriek willen technici mogelijk draadloze trillingssensoren installeren die trillingsgegevens in realtime meten. Sommige operaties geven de voorkeur aan routegebaseerde trillingsmetingen met behulp van een draagbare trillingsanalysator, zoals de VibXpert II van Pruftechnik.

Na het verzamelen van trillingsgegevens is de volgende stap de analyse.

Hoe werkt trillingsanalyse?

Trillingsanalyse neemt trillingsgegevens op en geeft er betekenis aan, zodat onderhoudsteams actie kunnen ondernemen en de nodige reparaties kunnen uitvoeren. Er zijn een paar verschillende manieren om trillingsgegevens te analyseren:spectrumanalyse en golfvormanalyse.

Wat is spectrumtrillingsanalyse?

Spectrumanalyse neemt trillingsgegevens en ‘ontleedt’ deze, waardoor technici elke component afzonderlijk kunnen bestuderen. In plaats van naar de algemene trillingsniveaus te kijken, presenteert spectrumanalyse trillingssignalen in het frequentiedomein.

Spectrumanalyse is een uitstekende manier om de locatie van een machinefout te achterhalen. Machineonderdelen trillen op verschillende frequenties wanneer ze kapot gaan. Lagers hebben bijvoorbeeld de neiging om op hogere frequenties te trillen als ze defect zijn.

Modale analyse maakt gebruik van software om een visuele weergave te creëren van de frequentiereacties van een asset. Sommige teams gebruiken animaties om een visuele kaart te maken van alle verschillende trillingsmodi.

Wat is golfvormtrillingsanalyse?

Golfvormanalyse geeft trillingssignalen weer in het tijdsdomein. Een eenvoudige sinusgolf brengt bijvoorbeeld trillingsniveaus in de loop van de tijd in kaart. Dit is een geweldige manier om een algemeen beeld te krijgen van trillingsgebeurtenissen en eventuele alarmerende afwijkingen op te sporen.

Golfvormanalyse kan u vertellen hoe ernstig trillingen zijn. Het kan ook precies vaststellen wanneer de meest extreme trillingen plaatsvinden. De “pieken” van een golfvorm wijzen op schokkende gebeurtenissen. Het bestuderen van een golfvorm kan u vertellen op welk punt in de operatiecyclus deze schokgebeurtenissen plaatsvinden.

Technici kijken ook naar RMS (Root Mean Square) om de intensiteit van trillingen te bepalen. RMS meet de totale energie die wordt veroorzaakt door de trillingen van uw asset. Het is een nuttige maatstaf om de ernst van het probleem te meten.

Analysemethoden voor machinetrilling

Trillingsanalyse is een van de meest effectieve technieken voor het opsporen van defecten in roterende machines. Als het goed wordt gedaan, kan trillingsanalyse teams helpen machinefouten vroegtijdig te identificeren, zodat onderhoudspersoneel meteen reparaties kan uitvoeren.

Al geruime tijd gebruiken fabrieken trillingsanalyse als onderdeel van een preventieve onderhoudsstrategie. Tegenwoordig gebruiken steeds meer bedrijven trillingsanalyse als een belangrijk onderdeel van een benadering van voorspellend onderhoud en conditiebewaking.

Wat kan trillingsanalyse ontdekken?

Trillingsanalyse is als een systeem voor vroegtijdige waarschuwing voor uw installatie. De huidige trillingssensoren zijn nauwkeurig afgesteld; ze pikken de kleine veranderingen in trillingen op die wijzen op een machinedefect.

De vier meest voorkomende machinefouten bij roterende machines zijn

• Onbalans
• Onjuiste uitlijning
• Lagerfouten
• Losheid

Als deze problemen niet worden aangepakt, kunnen ze uitgroeien tot grote kopzorgen, waardoor bedrijfssluitingen of productiviteitsdalingen kunnen ontstaan. Dat is waar trillingsanalyse om de hoek komt kijken.

Trillingsanalyse identificeert de eerste tekenen van onbalans, verkeerde uitlijning, lagerfouten of losheid. Dit betekent dat onderhoudspersoneel reparaties kan plannen wanneer het hen uitkomt. Het betekent ook dat de problemen niet uit de hand lopen.

Voorbeelden van trillingsanalyse

Vrijwel elke operatie kan profiteren van trillingsanalyse. De automobielsector, de productiesector en de olie- en gassector maken allemaal gebruik van trillingsanalyse om hun activiteiten draaiende te houden.

Wat is trillingsanalyse bij onderhoud?

Onderhoudsteams gebruiken trillingsanalyse om vroege tekenen van onbalans, losheid, lagerfouten of verkeerde uitlijning te identificeren.

De meeste bedrijven werken tegenwoordig volgens een strak productieschema, zonder enige marge voor stilstand of productiedalingen. De typische fabriek beschikt ook over veel meer kritische activa dan in het verleden. Tegelijkertijd worden de meeste teams geconfronteerd met een tekort aan arbeidskrachten.

Dit alles betekent dat het belangrijker dan ooit is om assets soepel te laten draaien. Trillingsanalyse helpt teams nieuwe en zich ontwikkelende machinefouten op de hoogte te houden. Het is ook een goede manier om wat marge in uw onderhoudsschema in te bouwen, door fouten vroeg genoeg te identificeren en ze op te lossen wanneer het u het beste uitkomt.

Vaak verzamelen onderhoudstechnici tijdens hun routes gegevens met behulp van draagbare trillingsanalysatoren. Vervolgens worden deze trillingsmetingen geanalyseerd door interne betrouwbaarheidsingenieurs of externe conditiebewakingsdiensten, zoals aangeboden door Fluke Reliability.

Veelvoorkomende voorbeelden van trillingsanalyse

Elk roterend activum heeft een standaard trillingssignatuur. Wanneer die handtekening verandert, is dat een teken dat er iets mis is.

Motoraangedreven apparaten zoals pompen en luchtcompressoren zijn uitstekende kandidaten voor trillingsanalyse. Door een trillingssensor op uw pompen en compressoren te plaatsen, kunt u vroegtijdige tekenen van problemen opmerken, zodat u deze in de kiem kunt smoren.

Tools voor trillingsanalyse zijn gevoelig genoeg om subtiele tekenen van problemen op te vangen. De meeste zijn intuïtief te gebruiken, zelfs voor mensen die geen technische achtergrond hebben.

Wat is een trillingssensor?

Sensoren meten en registreren trillingsversnelling, snelheid en frequentie. Uw technici kunnen trillingssensoren installeren op vrijwel elk bedrijfsmiddel of onderdeel dat u wilt monitoren. 

Draadloze sensoren kunnen continu trillingsgegevens verzamelen en deze in realtime verzenden, zodat u nooit iets mist. Je kunt de meeste sensoren ook programmeren om je te waarschuwen wanneer het trillingsniveau een bepaalde drempel overschrijdt.

Wat is een trillingsanalysator?

Trillingsanalysators zijn doorgaans samengestelde instrumenten:ze zijn deels sensor, deels computer. Trillingsanalysators zijn uitgerust met piëzo-elektrische versnellingsmeters om trillingsniveaus te meten. Ze analyseren die gegevens ook en geven deze weer. Sommige trillingsanalysatoren kunnen machinefouten diagnosticeren en gebruikers door reparaties begeleiden.  

Wat is trillingsmonitoring?

Trillingsmonitoring maakt gebruik van sensoren en data-analyse om uw meest kritische bedrijfsmiddelen voortdurend in de gaten te houden. De meeste fabrieken beschikken niet over het personeel om al hun apparatuur handmatig te controleren. Het gebruik van een netwerk van trillingssensoren en -analyzers zorgt ervoor dat u de problemen onder controle blijft en het maximale uit uw beperkte middelen haalt.

Conditiebewaking Trillingsanalyse

Conditiemonitoring volgt de algehele gezondheid van uw apparatuur met behulp van sensoren en data-analyse. Het doel is om nieuwe machinefouten op te sporen nu ze nog klein en beheersbaar zijn. Als het goed wordt gedaan, kan conditiemonitoring u weken of zelfs maanden waarschuwen voor tekenen van een probleem, voordat deze uitmonden in een probleem.

Trillingsanalyse is een belangrijk onderdeel van elke strategie voor condition monitoring. Door kleine veranderingen in trillingsniveaus te identificeren, helpt trillingsanalyse teams problemen voor te blijven.

Conditiemonitoring is afhankelijk van sensoren, software en IIoT-tools om gegevens vast te leggen en te analyseren. De meeste teams zullen enige training nodig hebben om een ​​condition monitoring programma te implementeren, maar de tools zijn nog steeds intuïtief in gebruik. 

Het is een solide aanpak voor teams met beperkte expertise of voor fabrieken die met een beperkt budget werken. En natuurlijk is het voor iedereen een geweldige manier om meer resultaten te zien in termen van uptime en grotere betrouwbaarheid.