Wykrycie problemu w stanie sprzętu na czas to połowa sukcesu. Wczesna diagnoza może zapobiec awariom, naprawom i przestojom, zaoszczędzić czas i pieniądze, a co najważniejsze, zapewnić bezpieczeństwo życia i zdrowia pracowników.
Czym jest drgania i dlaczego powinny być mierzone?
Drgania (z łacińskiego 'vibrāre’ – 'drżeć’) to zjawisko mechaniczne, w którym wokół punktu równowagi zachodzą oscylacje. Proces ten może być deterministyczny, jeśli oscylacje można precyzyjnie scharakteryzować (np. okresowy ruch wahadła), lub losowy, jeśli oscylacje można analizować tylko statystycznie (np. ruch opony na żwirowej drodze).
Wibracje mogą być pożądane: na przykład ruch kamertonu, stroika w instrumencie dętym lub harmonijce ustnej, telefonu komórkowego lub stożka głośnika.
W wielu przypadkach jednak drgania są niepożądane, marnują energię i powodują niepożądane dźwięki. Na przykład ruchy drgań silników, silników elektrycznych lub jakiegokolwiek działającego urządzenia mechanicznego są zazwyczaj niepożądane. Drgania takie mogą być spowodowane nierównowagą w obracających się częściach, nierównomiernym tarciem lub zazębianiem zębów przekładni. Staranne projekty zwykle minimalizują niepożądane drgania.
„Zarabiając na nową maszynę drukarską, nie interesuje nas stara!”
Nasza komunikacja z różnymi firmami drukarskimi w ciągu ostatnich 30 lat ujawniła wspólny trend. Około sześć miesięcy do roku przed planowaną sprzedażą sprzętu właściciel zwykle obniża koszty utrzymania. Właściciel zakłada, że następny właściciel pokryje te koszty. Ale faktem jest, że to powoduje bardzo szybkie popadnięcie maszyny w ruinę.
Kolejnym czynnikiem wpływającym na niezawodność sprzętu drukującego jest to, jak dobrze przygotowana jest podstawa podłogowa. Rzetelny dostawca zawsze dostarcza kupującemu plan montażu sprzętu, który sprzedaje. A dla większości maszyn drukarskich zwykle wymieniane są tam następujące parametry:
Maksymalne obciążenie statyczne na powierzchni zajmowanej przez maszynę (najwyższe ciśnienie na powierzchni nośnej) – 120 N/cm2
Składowa obciążenia dynamicznego (w tym obciążenie drgań) – 3%.
Tymczasem istnieją setki przypadków, gdy właściciel drukarni oszczędzał na fundacji. Zwiększone drgania prowadzą do spontanicznego odkręcania nakrętek, do szybkiego zużycia łożysk (maszyna zaczyna wydawać charakterystyczny szum). I co najważniejsze, zaczyna się odbijać podczas pracy, co prowadzi do licznych problemów z drukiem. Jaki jest następny krok? Sprzedaj to, oczywiście!
Właściciel firmy, który przypadkowo kupi tak „problematyczną” maszynę, będzie przekonany, że miał pecha. Jednak używany sprzęt niekoniecznie oznacza niezawodność marki. To coś, co odziedziczyłeś po poprzednim właścicielu…..
Podczas inspekcji sprzętu drukującego musimy zwracać uwagę na komponent drgań. W końcu maszyna, która przez 5-7 lat stała na problematycznych fundamentach, mimo niskiego przebiegu, może być znacznie bardziej zużyta niż podobna maszyna o przebiegu 300 milionów odbici, ale zainstalowana w pełnej zgodności z przepisami.
A tutaj nowoczesne urządzenia – wibrometry – są gotowe, by nam pomóc. Jak dokładnie te urządzenia pozwalają nam wykrywać wady, jakie mają zalety w porównaniu z innymi metodami?
’Patrzenie do środka’ produktu
Oczywiste jest, że istnieje stałe zapotrzebowanie na rozwiązania techniczne mające na celu wykrywanie wad w różnych branżach. A w ciągu ostatnich dekad technologie te przeszły długą drogę ewolucji: od obserwacji wizualnych po wykorzystanie zaawansowanych technologicznie urządzeń i metod testów nieniszczących. Wibrodiagnostyka i wibromonitoring, które pozwalają „zajrzeć do wnętrza” produktu lub struktury, należą do takich technologii. A jeśli coś jest nie tak, czujnik będzie pokazywał różne zmiany w zależności od charakteru awarii.
Po pierwsze, wykrywa się wzrost drgań. W trakcie monitorowania obserwujesz stopniowy lub nagły wzrost drgań. Zwiększone poziomy przyspieszenia drgań i prędkości drgań w różnych częściach maszyny wskazują na awarię, a bardziej szczegółowe badanie składowych, faz i innych parametrów pozwala zidentyfikować uszkodzenia lub zaburzenia w określonych częściach urządzenia. Do takich pomiarów używa się wibrometrów o różnych funkcjach (liczba kanałów, filtrów, analiza spektralna). Istnieją nawet stacjonarne systemy monitorowania drgań do całodobowego monitorowania stanu, które są instalowane na zakładzie produkcyjnym i monitorują kluczowe elementy sprzętu.
Tam
to kilka parametrów mierzących drgania: przyspieszenie drgań, prędkość drgań oraz przemieszczenie drgań. W pierwszym przypadku możemy uzyskać informacje o stanie tych wewnętrznych części, które same powodują drgania, takich jak łożyska.
Przyspieszenie drgań mierzy się w m/s2.
Prędkość drgań to prędkość ruchu punktu odniesienia wzdłuż osi pomiaru. Ten parametr daje wyrażenie wpływu drgań na podpory urządzeń i jest mierzony w mm/s.
Wreszcie, przemieszczenie drgań definiuje granice przesunięcia punktu odniesienia spowodowanego drganiami.
Nowoczesne cyfrowe wibrometry mogą mierzyć przyspieszenie drgań i przemieszczenie drgań, a bardziej zaawansowane analizatory drgań mogą również mierzyć prędkość drgań.
Diagnostyka w czasie rzeczywistym
Kolejną kluczową zaletą tej technologii jest możliwość diagnozowania urządzeń podczas ich działania. Wibrodiagnostyka jest skuteczna dla maszyn z elementami obrotowymi (urządzenie określa nierównowagę), łożyskami tocznymi (określa stopień zużycia), sprzętem hydraulicznym (stopień zużycia), silnikiem elektrycznym (luzowanie elementów uzwojenia stojana itp.), co odpowiada projektowi urządzeń obrabiarkowych.
Jednocześnie istnieje kilka metod diagnostyki drgań.
Pierwszym z nich jest ocena stanu technicznego na podstawie ogólnego poziomu sygnału drgań. To jest metoda, którą mamy okazję wykorzystać do krótkoterminowych inspekcji sprzętu. Jej zaletą jest prostota, a w konsekwencji brak konieczności szkolenia personelu. Jednak ma też poważne wady. Kluczową jest to, że wiele wad wykrywa się na późnym etapie, co zwiększa koszty i w dużej mierze niweluje korzyści z diagnostyki drgań.
Druga metoda, diagnostyka diagramów spektralnych, pozwala na ich identyfikację podczas wywoływania. Jednak ta metoda wymaga pomiarów przez długi czas i, co najważniejsze, bardzo kosztownego specjalnego spektroanalizatora do uzyskania widma amplitudy oraz wykwalifikowanego personelu do jego analizy. </p>
Ponadto badacze wymieniają kilka innych metod, które po prostu wymienimy, wśród nich – diagnostykę według stosunku szczytów do tła sygnału drgań; diagnostyka drgań za pomocą widma energii, funkcji autokorelacji, szumu migotania, emisji akustycznej itd. Najważniejsze z tych metod to następujące.
Podczas inspekcji sprzętu drukującego możemy zmierzyć tylko te parametry, które mamy w momencie inspekcji. Dlatego, jeśli klient jest gotów, inspekcja sprzętu powinna być powtórzona: za pierwszym razem, aby obejrzeć sprzęt tuż przed podpisaniem umowy, a drugi raz – tuż przed demontażem. Wtedy możemy porównać wyniki i wyciągnąć wnioski.
Które jednostki sprzętu drukarskiego powinny być sprawdzane?
Wszystkie części z łożyskami bezpośrednio wpływającymi na jakość i szybkość druku powinny być sprawdzone. Obejmuje to sprężarki, głowicę podajnika (pamiętaj, ile kosztuje wał korbowy głowicy Heidelberg), jednostki drukujące w okolicy łożysk cylindrów oraz jednostki tuszu i tłumiącego w prasach drukarskich. A jeśli łożysko wałka tuszowego jest łatwe do wymiany (nawet z samym wałkiem!), zwiększone drgania jednostki drukującej mogą wskazywać na poważne zużycie drogich kół zębatych, których naprawa może być niemożliwa w warunkach drukarni….
