Základní diagnostická měření

VÝZKUMNÉ CENTRUM PRO STROJÍRENSKOU VÝROBNÍ TECHNIKU A TECHNOLOGII České vysoké učení technické v Praze, fakulta strojní Horská 3, 128 00 Praha 2, tel.: +420 221 990 900, fax: +420 221 990 999

www.rcmt.cvut.cz

Základní diagnostická měření P.Bach SD-LS-2009

P.Bach

Základní diagnostická měření

VÝZKUMNÉ CENTRUM PRO STROJÍRENSKOU VÝROBNÍ TECHNIKU A TECHNOLOGII

Pavel Bach Výzkumné centrum pro strojírenskou výrobní techniku a technologii Centrum je součástí ČVUT, fakulty strojní v Horské ul. Má pracoviště také na VUT v Brně, TU v Liberci a TU v Plzni Hlavní prostory jsou v přízemí budovy B Email: [email protected]

2

P.Bach



Činnost Centra v Horské: technická pomoc výrobcům obráběcích strojů  Konstrukce,  Technologie – třískové obrábění,  Zkušebna,  Výroba unikátních dílců  Laserová technologie  Pohony

3

P.Bach



Zkoušky obráběcích strojů zkoušky během vývoje prototypů, přejímky nových, sériových strojů před expedicí k zákazníkovi nebo u zákazníka po uvedení do chodu, sledování strojů v průběhu jejich používání ve výrobě (udržování kvality výrobků a také optimalizace oprav strojů)

4

P.Bach



Norma ISO 230  Měření geometrické přesnosti dle ČSN ISO 230-1  Stanovení přesnosti nastavení polohy v číslicově

řízených osách dle ČSN ISO 230-2  Měření tepelného chování a teplot dle ČSN ISO 230-3  Stanovení přesnosti kruhové interpolace dle ČSN ISO 230-4  Měření akustického tlaku a výkonu dle ČSN ISO 230-5  Stanovení přesnosti nastavení v diagonálách pracovního prostoru dle ČSN ISO 230-6  Stanovení přesnosti chodu vřeten za rotace dle ČSN ISO 230-7

5

P.Bach



Další zkoušky obráběcích strojů  Měření statické tuhosti obráběcích strojů (norma není,

bude vyloženo dle měřícího předpisu Zkušební akreditované laboratoře RCMT, MP-01-08)  Měření vibrací dle ČSN ISO 7626-2, ČSN ISO 7626-5, ČSN ISO 10816-1 a MP-12-07 (dynamická poddajnost, stabilita obrábění, využití výkonu pohonu vřetena)  Diagnostická měření dle ČSN ISO 10816-1, ČSN ISO 13373-1, ČSN 20065 a MP-05-2.

6

P.Bach



Zaměření přednášek a cvičení  Základní diagnostická měření  Diagnostika a monitoring vřeten  Přesnost chodu vřeten za rotace dle ČSN ISO 230-7  Stabilita obrábění (měření frekvenčních přenosů a zkouška využití instalovaného výkonu pohonu vřetena – ladění/optimalizace vřeten)  Modální analýza obráběcích strojů (diagnostika rámů - vyhledání dynamicky slabých míst stroje)  Termodiagnostika (měření teplotních polí strojů – detekce zdrojů tepla – termostabilita obráběcího stroje)  Přejímací měření hluku obráběcích strojů (ekvivalentní hladina akustického tlaku, hygienické předpisy) Měření označená kurzívou již byla probírána v předmětu MĚŘENÍ

7

P.Bach



Zaměření přednášek a cvičení -pokračuje  Tribo-diagnostika (diagnostika podle částicové analýzy olejových náplní)  Diagnostika ložisek  Diagnostika ozubení a převodovek  Metody snižování vibrací (bezdemontážní vyvažování a pružné ukládání strojů)  Speciální metody měření geometrické přesnosti (artefakty, samocentrovatelné hlavy)  Přesnost nastavení polohy v osách při různých posuvových rychlostech Měření označená kurzívou již byla probírána v předmětu MĚŘENÍ

8

P.Bach



Základní diagnostická měření (=nejčastější)

Měření otáček Měření otáčkové frekvence Měření zubové frekvence Měření úrovně vibrací Měření fáze kmitavých signálů Měření teploty Měření deformací/výchylek/vůlí Měření házení rotorů Sledování trendů diagnostických veličin

9

P.Bach



Diagnostické veličiny

Kmity (vynucené), absolutní, relativní, fáze kmitů Otáčky (otáčková frekvence, zubová frekvence) Teplota Hlučnost Výkonnost stroje Stav olejové náplně Elektrické veličiny

10

P.Bach VÝZKUMNÉ CENTRUM PRO STROJÍRENSKOU VÝROBNÍ TECHNIKU A TECHNOLOGII


11

Detekce závad

Výkonnost Strav olejových náplní Elektrické veličiny

Vady elektromotorů

Hlučnost

Vady řemenů

Otáčky

Mechanická vůle

Teplota

Poškození ozubených kol

ložiskové frekvence

Poškození kluzného ložiska

fáze kmitů

Poškození valivého ložiska

Kmitavý signál (absolutní, relativní)

Nesouosost hřídelů

Diagnostický veličina

Nevývahy rotorů

Závada, poškození

P.Bach



„Četnost“ závad obráběcích strojů 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 í i u ů lů m m ní ek enů ím nů ní rů st liz ol em m e s e á n o l e t o i o rá o r t á d b s d p e ž r í k oh ro nn íž h te lo em t hř e zu bý ve bý t p i n o ř c a r a o e í a í h k e a sl sl et ný en výc př ah os ní et en en vý t č c ř y v i y s m z e z n e o i v í vý vř te al en uo ko k ot ick ráta eo ick eb eř t ř e v e š o e g s k t t ř m a m a n s z po st žis po ise ntáž y ře na ná ek v rů né ne o o ž y v l o v t d o á á o ad ní ro íl ži s pr pr m v e í n s o s l z en ze ná ne ne ní ko z v o š e k á há pr oz po oš s k p š ne po

12

P.Bach



13

Četnost zkoušek obráběcích strojů objednaných v RCMT českými výrobci

Dynamika (ztráta výkonnosti, nestabilita obrábění) Seřízení pohonů Měření tepelného pole stroje (termostabilita) Dynamická přesnost 5 osých strojů Geometrická přesnost Statika Hlučnost

100

10



Náklady na údržbu ve strojírenství Údržba 9% Plán a konstrukce 4%

Služby 22%

Řízení 5% Obchod 9%

Doprava 7% Administrativa 12% Výroba 29%

Ostatní 3%

14



Optimální doba pro opravu

8

6

ad a

Předčasná oprava

7

zá v

bě

5

h

4

Pozdní oprava

Optimální okamžik opravy

zá

náklady na opravu v % hodnoty stroje

Příliš dlouhý interval mezi měřeními Optimální interval měření Měření zbytečně často

bezvadný provoz

3 2 1 0 1

4

7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 měsíce od uvedení do provozu

15



16

Trendování, grafy trendů diagnostických veličin  PORUCHA

80 70

Rozpoznání vady a plán opravy

teplota °C

Nutná oprava

 oprava

60 50 40

Rozvoj vady

30

Charakteristická hodnota pro stroj

20 10 0 0

5

10

15

20

25

30

měsíce provozu od začátku sledování

35

40

P.Bach





17

P.Bach



Měření otáček, otáčkové a zubové frekvence

n fo  [Hz], otáčková frekvence 60

n. z fz  [Hz], zubová frekvence 60

18

P.Bach



Sada diagnostických přístrojů

19

P.Bach


Otáčkoměr


20

P.Bach



Označení rotoru před měřením otáček

21

P.Bach



Tachosonda = otáčkoměr

22

P.Bach





23

P.Bach



Měření úrovně vibrací

1 vef  T vef  vRMS



T

0

2

v (t )dt

 RMS=Root Mean Square

24

P.Bach


Měření úrovně vibrací  GRAFY  Špičková a efektivní hodnota


25

P.Bach



Měření úrovně vibrací 

konzola vřetena

26

P.Bach



Vibrometr firmy ADASH se snímačem

V RMS Otáčky Spektra signálů Vyvažuje rotory

27

P.Bach



Měření fáze kmitavých signálů  Měření dvoukanálové, dvěma snímači  Grafy  Smysl výchylek

28

P.Bach




Měření otáček Měření otáčkové frekvence Měření zubové frekvence Měření úrovně vibrací Měření fáze kmitavých signálů Měření házení rotorů - vřeten Měření teploty Měření deformací/výchylek/vůlí Sledování trendů diagnostických veličin

29

P.Bach



Měření házení rotorů (vřetena, řemenice, el. motory, hřídele …)

30

P.Bach





31

P.Bach



Měření teplot - soustružnicko-frézovací centrum

Nesymetrický ohřev bočních stěn stroje

32

P.Bach


Příklad stolu karuselu


33

P.Bach



Příklad stolu=vřetena karuselu – teplotní pole

34

P.Bach



Příklad vřeteníku portálové frézky

35

P.Bach



36

P.Bach



37

P.Bach



Příklad pohonu vodorovného smykadla frézky – kuličkový šroub

38

P.Bach



39

Měření házení rotorů (vřetena, řemenice,el. motory, Čidla hřídele …) teploměry

 Měřicí ústředna

 Čidla výchylky

P.Bach



Výsledky měření teplot vřetena odporovými čidly

40

P.Bach





41

P.Bach



Měření deformací/výchylek a vůlí

42

P.Bach




43

P.Bach




dynamometr

44

P.Bach


Stojánky a snímače



45

P.Bach




Registrace deformací

46

P.Bach



Obsah protokolu o měření v laboratořích

Titulní list Úvod – cíle měření, úkol… Postup zkoušky a okolnosti měření (metoda měření, použitá měřidla, údaje o stroji), Výsledky (tabulky, grafy, interpretace výsledků, tj. závěry plynoucí z naměřených dat) Nejistoty měření

49

P.Bach



Titulní list – obsah:            

Název zkoušky Místo měření Typ stroje Datum zkoušky Použitá metoda (odkaz na normu) Použitá měřidla (název, typ, sériové číslo) Teplota prostředí Postup zkoušky (odkaz na měřicí předpis nebo normu nebo tělo protokolu) Výsledky zkoušky včetně nejistot Kdo měřil data a vypracoval protokol Jméno cvičícího učitele Email autora protokolu

50

P.Bach



 Děkuji za pozornost  Otázky na:  [email protected]

 Příště:

Vibrodiagnostika Diagnostika a monitoring vřeten Přesnost chodu vřeten za rotace dle ČSN ISO 230-7

51

Základní diagnostická měření

Recommend Documents