При проектировании и строительстве производственных объектов рассчитывают параметры и особенности несущих конструкций, фундаментов, способов крепления оборудования, виброизоляции. Данные расчеты учитывают амплитудно-частотные характеристики планируемых к использованию механизмов и допустимые уровни производимой оборудованием вибрации.
К сожалению, при эксплуатации оборудования возможно повышение уровня вибрации. Причины разные – от повреждения и износа механизмов или опорных конструкций до нарушения балансировки и выверки положения (например, центровки валов).
Важно различать два основных понятия:
Виброзащита – это меры, направленные на уменьшение вибрации от нормально работающего оборудования.
Виброналадка – снижение повышенного уровня вибрации, вызванного повреждением и нарушением работы машины.
Причины возникновения вибрации оборудования
Вибрация – это механические колебания, сопровождающие работу самых разных механизмов и устройств. Повышение уровня вибрации могут вызывать как внешние, так и внутренние факторы. Один из самых часто встречающихся – дисбаланс.
Среди основных причин повышения вибрации оборудования:
-
ошибки проектирования механизмов;
-
повреждения из-за нарушений правил транспортировки;
-
ошибки сборки и монтажа;
-
естественный износ;
-
несоблюдение условий эксплуатации, увеличение нагрузок, частот вращения;
-
производственный брак.
Не во всех случаях наличие дефекта можно определить по значительному росту вибрации. Например, нарушения смазывания (неправильный выбор смазочных материалов, смешивание несовместимых смазок, избыточное или недостаточное смазывание, загрязнение смазки) значительно влияют на работоспособность подшипников, ускоряют износ. Диагностировать нарушение смазывания можно путем анализа высокочастотной вибрации, методом огибающей виброускорения, методом ударных импульсов.
Влияние вибрации на оборудование
Повышенная вибрация машин и оборудования наносит комплексный вред – снижает ресурс агрегатов, негативно влияет на здоровье персонала, что в конечном итоге вредит производительности и увеличивает расходы предприятия.
Рост уровня вибрации механизма – это диагностический признак, похожий на повышение температуры у человека. И как и с температурой, мы должны бороться не с самим проявлением “болезни”, а ее причиной.
Помимо того что часто вибрация – признак повреждения механизма, и её устранение необходимо для предотвращения аварии, она оказывает негативное влияние и способствует:
-
быстрому износу сопряженных частей и узлов механизмов;
-
повреждению и износу рам, оснований, металлоконструкций;
-
повреждению и нарушению работы чувствительных электронных устройств, автоматики;
-
снижению точности работы механизмов;
-
увеличению расхода электроэнергии.
В конечном итоге для производства игнорирования повышенной вибрации приводит к:
-
увеличению времени простоя оборудования и целых линий;
-
росту расходов на закупку и замену запчастей;
-
росту себестоимости;
-
снижению качества производимой продукции.
Влияние вибрации на здоровье
Персонал, работающий с механизмами, при повышенной вибраций технологического оборудования может жаловаться на головные боли, бессонницу, раздражительность, боли в суставах, онемение конечностей. Чаще оформляет больничные листы, что плохо для рабочего процесса. Но, что хуже всего, вибрация на производстве – это всегда долгосрочный вред здоровью.
В случаях когда вибрация неустранима и является частью технологического процесса, персонал необходимо обезопасить с помощью:
Чтобы исключить негативное влияние вибрации и дисбаланса, как ее частой причины, на производственные процессы и здоровье сотрудников, необходимо своевременно выявлять источники и причины повышенной вибрации оборудования и устранять их.
Как оценить уровень вибрации оборудования
Параметры вибрации оборудования оценивают разными способами – органолептически или же при помощи полупрофессиональных и профессиональных измерительных устройств. Самый простой способ проведения диагностики механизмов с вращающимися элементами – снятие показателей виброметром. Прибор позволяет быстро и точно измерить виброскорость и виброускорение – предположить наличие неисправности, но без возможности её точно определить (дефект подшипников, нарушение зацеплений, дисбаланс, расцентровка и т.д.).
Профессиональную вибродиагностику проводят при помощи высокоточных анализаторов, позволяющих изучить сигналы от датчиков и определить причины повышения вибрации – без простоя оборудования, быстро, с подготовкой отчетов и рекомендаций от специалистов. По результатам замеров принимают решение о необходимости привлечения профессионалов для устранения вибрации оборудования.
Методы снижения вибраций оборудования и машин
На производственных объектах для защиты от воздействия вибрации оборудования используют разные технологии и методы. Так, добавление ребер жесткости в имеющуюся конструкцию позволяет увеличить прочность, отстроиться от резонанса и снизить уровень вибрации. Аналогичный эффект можно получить изменением скорости и режима работы механизма. Но перечисленные варианты связаны с доработкой конструкционных и технологических решений и не всегда возможны.
В качестве методов гашения вибрации также эффективны вибродемпфирование, виброизоляция. Перечисленные способы не позволяют колебаниям влиять на объекты и людей, но не устраняют причину и не убирают вред, наносимый непосредственно оборудованию.
Часто встречающиеся причины повышения уровня вибрации – нарушения балансировки и центровки оборудования. Которые могут быть эффективно устранены с помощью методов:
-
Динамическая балансировка вращающихся деталей;
-
Лазерная центровка валов.
Способ устранения вибрации подбирают с учетом вида оборудования, причин вибрации, требований ГОСТ и технических документов. Решение о центровке и балансировке механизмов стоит доверить узкопрофильным специалистам, имеющим необходимые сертификаты и опыт проведения подобных работ.
Балансировка оборудования
Балансировка оборудования направлена на устранение динамического и статического дисбаланса. Позволяет убрать вибрацию до нормативных показателей и снизить риск появления неисправностей.
В зависимости от типа оборудования проводят:
-
Балансировку на предприятии – без демонтажа механизмов и с минимальным периодом простоя производственных процессов;
-
Балансировку на стенде – при помощи специальных балансировочных станков и высокоточных компьютерных программ, позволяющих провести измерения и сделать расчеты для снижения вибрации оборудования до допустимых значений.
Суть балансировки – подбор балансиров или, наоборот, устранение излишков материала для устранения статической и / или динамической неуравновешенности.
Правильно проведенная балансировка:
-
Снижает уровень шума;
-
Устраняет повышенную вибрацию;
-
Увеличивает межремонтный период;
-
Предотвращает появление дефектов;
-
Продлевает срок эксплуатации оборудования;
-
Снижает энергопотребление.
Балансировку проводят роторному оборудованию, промышленным вентиляторам, производственным механизмам с узлами вращения.
Лазерная центровка
Лазерная центровка направлена на коррекцию положения осей двух и более сопряженных валов оборудования для устранения расцентровки. Специальные датчики, размещенные на центруемых муфтах или валах, позволяют провести необходимые замеры угловой и радиальной несоосности, а подбор калиброванных пластин – откорректировать положение механизма в нужных плоскостях.
Процесс проходит в несколько этапов, которые включают грубую центровку, устранение «мягкой лапы», точную центровку до получения нормативных показателей.
В итоге лазерной центровки:
-
Уменьшается или полностью уходит вибрация;
-
Снижаются нагрузки на муфты и подшипники;
-
Увеличивается ресурс муфты;
-
Уменьшается расход электроэнергии;
-
Повышается общий КПД привода.
Лазерную центровку, как метод снижения вибрации, используют для насосов, вентиляторов, компрессоров, редукторов.
Лучший результат при устранении вибрации обеспечивает профессиональный подход. Работы должны проводиться аккредитованными компаниями, сотрудники которых имеют сертификаты СДАНК-02-2020 (ПБ 03-440-02) и где качество услуг подтверждено страховой гарантией и предоставлением отчетов по ГОСТ ИСО 10816-3.
Источники:
- ГОСТ 24346-80 (СТ СЭВ 1926-79). Вибрация. Термины и определения.
- ГОСТ 12.1.012-2004. Вибрационная безопасность. Общие требования.
- ГОСТ 31319-2006 (EH 14253:2003) Вибрация. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Требования к проведению измерений на рабочих местах.
- ГОСТ 26568-85. Вибрация. Методы и средства защиты. Классификация.
- ГОСТ 28362-89 (ИСО 2017-82). Вибрация и удар. Виброизолирующие устройства.