روش پایش شوک ‌های ضربه ای

پایش شوک‌های ضربه ای که به عنوان SPM شناخته می‌شود یک روش تعمیرات پیش‌بینانه با اندازه گیری لرزش و ضربه پالس‌های موجود در موتورها و شناسایی وضعیت و عمر عملیاتی آنها قبل از روش تعمیرات اساسی است.

این روش در سال 1969 معرفی شد و اکنون یک روش شناخته شده برای نظارت بر شرایط ماشین های الکتریکی با استفاده از یاتاقان غلتکی است. 

تفاوت بین SPM و سایر روش‌های اندازه گیری ارتعاش

آنالیز ارتعاشات برای مدت زمانی طولانی مطابق با تعمیرات پیش‌بینانه موتورها در کشتی‌ها مورد استفاده بوده است.

به طور سنتی مهندسین دریایی با استفاده از صدای منتشر شده از برخورد میله با تجهیز برای گوش دادن به صدا و تعیین وضعیت ماشین آلات چرخان استفاده می کردند.

هنگامی که دو سطح فلزی هنگام حرکت با یکدیگر برخورد می‌کنند، ضربه ای ایجاد می‌شود و یک موج دارای شوک ایجاد می‌شود که از فلز عبور می‌کند. موج شوک در محدوده اولتراسونیک است و حدود 36 کیلوهرتز است. این موج شوک در SPM استفاده شده است.

با ادامه برخورد، فلز خم می‌شود و فشرده می‌شود. این مرحله ثانویه لرزش نام دارد. فرکانس این لرزش به سختی،  شکل، جرم  و خاصیت میرایی مواد بستگی دارد. در SPM، این مرحله از برخورد یعنی ارتعاش فیلتر می شود زیرا این به ساختار و مواد دستگاه بستگی دارد. بنابراین بی دقتی هایی که اغلب توسط قلم های تجزیه و تحلیل دستی به ویژه در ماشین آلات با نصب انعطاف پذیر و کار در مجاورت سایر ماشین آلات مستعد ارتعاش انجام می شود، در این مرحله وجود نخواهد داشت.

تکنیک های پایش وضعیت

تفاوت دیگر بین SPM و سایر تکنیک‌های اندازه گیری ارتعاش این است که در SPM مبدل ها فقط به فرکانس 36 کیلوهرتز پاسخ می‌دهند و طنین انداز می‌شوند، که پاسخ کالیبره شده و اندازه گیری دقیق پالس های ضربه را تضمین می‌کند.

هر یاتاقان صرف نظر از جدید یا قدیمی بودن دارای تعدادی شوک در رابط بین عناصر کوینس داخلی و خارجی و ساچمه می باشد.

در ابتدا این ضربه ها ظریف هستند و تا زمانی که صدمه ای جدی وارد نشده باشد، به سختی احساس می شوند، اما این اثر بطور معمول توسط دستگاه SPM که در مورد وضعیت یاتاقان ها، وضعیت روغن کاری مورد استفاده است، ضبط می شوند. به این نوع نظارت و نگهداری پایش وضعیت گفته می‌شود.

ضربات شوک توسط شتاب‌سنج‌ها با فیلتر اندازه‌گیری می شوند.

شتاب سنج ها دارای کریستال‌های پیزوالکتریک هستند که به گونه ای طراحی شده اند که در فرکانس 36 کیلوهرتز که با فرکانس پالس‌های شوک خالص مطابقت دارد، عکس العمل نشان می‌دهند.

این اثر به شتاب سنج ها کمک می کند تا هم ضربه را اندازه گیری کنند و هم اینکه از ارتعاشات دیگر مجموعه اندازه گیری ارتعاشات صرف نظر کند.

دامنه ضربات شوک اندازه گیری شده به عوامل زیر بستگی دارد:

  1. سرعت عناصرغلتکی که تابعی از سرعت یا چرخش و اندازه تحمل است.
  2. ضخامت فیلم روغن که به نوبه خود به پیش بارگیری و مقدار روغن مورد استفاده و همچنین ویسکوزیته روغن بستگی دارد.
  3. همترازی سیستم
  4. سایر عوامل مکانیکی مانند ناهمواری کوینس ها و قفسه ، تنش‌های مکانیکی و خرابی ها

این شوک ها توسط مبدل SPM دریافت می شوند و سپس متناسب با میزان دریافت شوک، سیگنال خروجی می دهند.

واحد اندازه گیری SPM پالس های ضربه را در هر ثانیه اندازه گیری می کند و سپس آستانه آن را پایین می آورد به طوری که دو سطح دامنه کشف می‌شود.

اولاً دسی بل کف سازی شده به ارزش 200 شوک در ثانیه و ثانیاً حداکثر میزان شوک ورودی زیر 2 ثانیه.

مقدار دسی بل کف سازی شده نشانه ای از شرایط روغن کاری و حداکثر میزان تحمل آسیب را نشان می دهد. مقدار حداکثر را نیز می‌توان با افزایش مقدار آستانه تا زمانی که سیگنالی دریافت نمی‌شود، تشخیص داد. در این تجهیزات با ورود قطر شافت و دور موتور، نویزهای حاصل از سرعت غلتش خنثی می شود.