توضیحات

 عنوان فارسی: روشهای انتقال و کاربرد آن (Reassignment method and their application )

•  مقدمه
•  روش‌های مختلف آنالیز عیوب
•  اندازه‌گیری ارتعاشات
•  اندازه‌گیری صوتی
•  اندازه‌گیری سیگنال‌های الکتریکی منبع تغذیه در موتورها
•  معرفی روش‌های تحلیلی ارتعاشی
•  آنالیز حوزه زمان
•  آنالیز حوزه فرکانس
•  آنالیز حوزه زمان فرکانس
•  تابع توزیع وینگرویل
•  روش انتقال (Reassignment method)
•  کاربردهای روش انتقال (Reassignment method)
•  چرخدنده
•  محورهای دوار
•  یاتاقان‌ها
•  مراجع

1- مقدمه

بررسی کارکرد لحظه‌ای اجزاء ماشین‌های صنعتی، موجب افزایش امنیت و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری آن می‌شود. کنترل ارتعاشات برای تشخیص ارتعاشات غیرعادی حاصل از نواقص، یکی از روش‌های پایش وضعیت ماشین‌آلات دوار است. لرزش در ماشین‌آلات شامل ارتعاش در شبکه چرخدنده‌ها، محور دوار و یاتاقان‌ها است که نسبت به موتور از فرکانس خروجی کمتری برخوردارند. تحلیل ارتعاشی جعبه دنده‌ها به‌صورت تجربی از دشواری‌های زیادی برخوردار است، چرا که باید از روش‌های مختلف پردازش به چرخدنده، محور دوار و یاتاقان به درستی تفکیک و منشاء عیب موجود یافت شود ]1[.

در بیشتر مواقع اتفاق می‌افتد که دستگاه‌ها به‌صورت تکراری دچار خرابی می‌شوند، مثلاً یاتاقان‌های دستگاهی هر شش ماه یک بار خراب می‌شود و این وضعیت همیشگی بوده و مورد پذیرش کارخانه واقع شده، و طبیعی تلقی می‌شود. چنین مسائلی که مکرراً اتفاق می‌افتد؛ مانند کوتاهی عمر یاتاقان‌ها، خرابی مکرر واشرها، وجود ترک‌های سازه‌ای و … معمولاً نشانگر وجود مسائل جدی‌تری است. اما در عمل بخش تعمیرات اقدام به تعمیر دستگاه مورد نظر کرده و برخورد جدی با علل و ریشه‌های خرابی نمی‌کند. آنالیز منابع و علل خرابی عبارتند از کاربرد مجموعه‌ای از ابزارهای تحلیلی پیشرفته و مجهز به منطق مهندسی برای شناسایی و اصلاح ریشه‌ها و علل خرابی دستگاه‌ها. اجرای کامل این تکنولوژی موجب صرفه‌جویی قابل ملاحظه‌ای برای کارخانه‌ها خواهد شد ]2[.

تکنیک‌های مورد استفاده برای بررسی وضیعت سلامت ماشین‌آلات و عیب‌یابی آنها به‌صورت مختلف تکنیک‌های  CMنامیده می‌شود. در طول ۶۰ سال گذشته، پیشرفت‌های زیادی در زمینه تکنولوژی و عملکرد سیستم‌هایی که در اندازه‌گیری وضیعت تجهیزات به کار می‌رود، انجام گرفته است. از ابزارهای اندازه‌گیری مکانیکی که برای گرفتن یک شکل موج دینامیکی ساده و با فرکانس پایین به‌کار می‌روند تا دستگاه‌های اندازه‌گیری دیجیتال و پیشرفته امروزی، آنالیزهای دقیق جریان و ذرات شیمیایی آنالیز جریان موتورهای الکتریکی و مدارات همه تغییرات زیادی یافته که عمده تغییرات در ۱۵ سال اخیر بوده است. ارتعاشات بیانگر کارکرد ماشین و شرایط قطعات داخلی آن می باشد با توجه به اینکه هرگونه عیب در ماشین‌‌آلات دوار تاثیر مشخصی بر ارتعاشات ماشین مذکور دارد. این روش، روش قدرتمندی است و کارایی آن مرهون رشد نرم‌افزاری و سخت‌افزاری پردازشگرهای سیگنال می‌باشد ]3[.

یاتاقان‌ها استعداد زیادی در جهت خرابی دارند، این امر به خاطر کار پیوسته و مداوم این الما‌ن‌ها است. این استعداد تا حدی است که به یاتاقا‌ن‌ها به‌عنوان اجزاء مصرفی یک دستگاه نگریسته می‌شود. برای دستگاه‌های کوچک و غیر‌کلیدی تا حدی خرابی متناوب یاتاقا‌ن‌ها در زمان‌های مشخص از طرف بخش نت یک کارخانه پذیرفتنی است، ولی در دستگاه‌ها و ماشین‌آلات بزرگ و کلیدی، جایی‌که که امکان دارد خرابی یک موتور باعث ازکار افتادگی خط یک محصول یا یک بخش از نیروگاه و عواقب دیگر شود، به دلایلی چون جلوگیری از هزینه بالای تعویض غیرضروری، ازکار افتادن غیرضروری یا اتفاقی یک قسمت، و همچنین امکان برنامه‌ریزی برای تعمیرات پیشگویانه، تشخیص عیب یاتاقان‌ها به‌صورت بهنگام یا دورهای میت‌واند در صرفه‌جویی در وقت و هزینه نقش بسزایی را ایفا کند ]4[.

کارکرد مناسب بیشتر ماشین‌ها و دستگاه‌های صنعتی به‌طور قابل ملاحظه‌ای به حرکت هموار و یکنواخت یاتاقان‌ها بستگی دارد. در کاربردهای صنعتی یاتاقا‌ن‌ها به‌عنوان اجزاء مکانیکی بحرانی شناخته می‌شوند و یک عیب اولیه در این اجزاء اگر به موقع تشخیص داده نشود به ازکار افتادگی کلی دستگاه منجر می‌شود و امکان دارد بعضی مواقع باعث یک خرابی فاجعه بار در ماشین شود. عیوب یاتاقان‌ها امکان دارد در هنگام استفاده با در هنگام فرآیند ساخت آنها ایجاد شود و تشخیص این عیوب برای مانیتورینگ وضعیت و نیز برای بالا بردن کیفیت بازرسی یاتاقان‌‌ها بسیار مهم است.

همچنین بهترین راه نگهداری از ماشین‌آلات دوار کشف و ارزیابی آنها در حین کار است. اگر مسئله‌ای به موقع کشف شود، زمانی که عیوب جزئی بوده و تأثیری در عملکرد ماشین ندارند، و بتوان علل بروز آن را در حین کار ماشین ارزیابی کرد، بسیار مفیـد می‌باشد ]5[.

در روش CM، 90 درصد از خرابی جعبه دنده‌ها، یاتاقان‌ها و قطعات دیگر حائز اهمیت ماشین را می‌توان ماه‌ها قبل از آن‌که رخ دهد، پـیش‌بینی نمود. با بهره‌گیری از روش‌های عیب یابی می‌توان برخی از صدمات وارده، میزان عمر باقیمانـده و وقـوع خرابی‌های ناخواسته را پیشگویی نمود.

اما مشکل عمده تشخیص عیب در مراحل اولیه خرابی جعبه دنده‌ها این است که دارای دامنه پایینی بوده و اغلب با ارتعاشات قویتر سایر اجزاء دستگاه پوشیده می‌شوند. اغلب در مراحل اولیه خرابی، دامنه‌های ارتعاشی خیلی مختصری دیده می‌شود. با توسعه عیب انرژی کلی ایجاد شده توسط ضربه‌های عیب افزایش پیدا خواهد کرد ولی در باند فرکانسی پهن‌تری دیده می‌شود و در نتیجه تشخیص عیوب چرخدنده‌های جعبه دنده در میان ارتعاشات دیگر اجزای ماشین مشکل می‌باشد.

2- روش‌های مختلف آنالیز عیوب

با توجه به نقش حساس چرخدنده‌ها و یاتاقان‌ها در عملکرد بسیاری از دستگاه‌ها و خسارات فراوانی که ممکن است در اثر از کار افتادگی آنها به وجود آید، تعیین و تشخیص به موقع عیوب در این اجزاء از اهمیت فراوانی برخوردار است. از طرفی گوناگونی عیوب و شرایط کاری اغلب این وسایل که معمولاٌ در کنار سایر اجزاء متحرک دیگر به‌کار می‌رونـد، مکانیسـم پیچیـده درگیری چرخدنده‌ها، وجود عوامل مزاحم در محیط کاری مانند نویز، وجود مولفه‌های نامعین و بسـیاری از عوامـل دیگـر شناسایی و تعیین عیوب را به کاری مشکل تبدیل کرده است. به علاوه شرایط بوجود آمده در صنایع امروزی در کنار خصوصیات روش‌های سنتی استفاده از این روش‌ها را ناکار آمد کرده است و استفاده از روش‌های مدرن و اتوماتیک را به امری ضروری تبدیل شده است. سیگنال‌های مختلفی برای تشخیص و آشکارسازی عیوب استفاده می‌شود. به‌طورکلی می‌توان آنها را به‌صورت زیر بیان کرد ]6[:

1- اندازه‌گیری ارتعاشات

2- اندازه‌گیری صوتی

3- اندازه‌گیری سیگنال‌های الکتریکی منبع تغذیه در موتورها

4- اندازه‌گیری خورده‌ریزهای فرسایشی

5- اندازه‌گیری حرارتی

در این میان اندازه‌گیری ارتعاشات به‌طور گسترده‌تری مورد استفاده قرار می‌گیرد. از لحاظ ارزانی و سادگی نصب سنسور اندازه‌گیری جریان نسبت به روش‌های دیگر برتری دارد. اندازه‌گیری‌های حرارتی و خورده‌ریزهای فرسایشی به علت هزینه زیاد نسبت به عملکردشان معمولا توسط پژوهشگران مورد بررسی قرار نمی‌گیرد. در این بخش توضیحات مختصری در مورد سه روش ابتدایی ارائه خواهد شد.

2-1 اندازه‌گیری ارتعاشات

هریک از اجزا لرزش‌هایی را در فرکانس‌های خاص ایجاد می‌کند که مربوط به فرکانس چرخشی قطعات است. در مورد نقص قطعات، ارتعاشات ایجاد شده از قطعه ناقص متفاوت از لرزش عادی است. به منظور افزایش قابلیت تشخیص ارتعاشات به علت نقص در قطعات، آنالیز لرزش در دو مرحله انجام می‌گردد: 1)کشف خصوصیات و 2) ترکیب داده‌ها.

در سطح کشف خصوصیات، ارتعاشات اولیه هریک از قطعات پردازش می‌شود تا خصوصیات مربوط به فرکانس‌های هریک از اجزا به‌دست آیند. بر این اساس، تلاشی در جهت تشخیص خصوصیات هریک از قطعات صورت گرفته است که می‌تواند نواقص ماشین صنعتی را بازتاب کند. در مرحله ترکیب داده‌ها، فراوانی خصوصیات به‌دست آمده از چندین شتاب سنج برای تعیین وجود ناهنجاری ارتعاشات و منشا آن مطالعه می‌گردند. تداخل ارتعاشات قطعات منجر به اشکال در تشخیص تغییرات ارتعاش حاصل از نقص در قطعات خواهد شد. آنالیز سیگنال ارتعاش کاربرد گسترده‌ای در تشخیص نقص ماشین‌آلات دوار داشته است.

2-2 اندازه‌گیری صوتی

انتشار صوتی پدیده تولید موج گذرای ارتجاعی ناشی از تخلیه سریع انرژی به دلیل دگرگونی ساختار یک فلز جامد تحت فشارهای مکانیکی یا حرارتی است. تولید و گسترش یک ترک ناشی از تغییر شکل یکی از عمده منابع نشر صوتی است. به همین دلیل نشر صوتی یکی از ابزار مهم برای کنترل وضعیت از طریق آزمایش‌های غیر مخرب است. تجهیزات اندازه‌گیری نشر صوتی شامل یک مبدل، معمولاً پیزو‌الکتریک، یک پیش تقویت کننده و یک بخش پردازش سیگنال است. از مبدل‌هایی برای اندازه‌گیری این سیگنال‌ها استفاده می‌شودکه دارای فرکانس طبیعی خیلی بالا و پاسخ رزنانسی هستند. پهنای باند این سیگنال نیز بوسیله استفاده از یک فیلتر مناسب در پیش تقویت کننده کنترل می‌شود. یکی از عمومی‌ترین پارامترهای قابل اندازه‌گیری از سیگنال نشر آکوستیکی تعداد نوسانات، رویدادها و بالاترین دامنه سیگنال است. این پارامترها در شکل 1 نشان داده شده‌اند.

تعداد پالس‌ها شامل شمارش تعداد دفعاتی است كه دامنه سیگنال از یك سطح تعریف شده ولتاژ بالاتر می‌رود. یك رویداد شامل یك گروه از پالس‌ها می‌شود و بر یك موج گذرا دلالت دارد. اندازه‌گیری بالاترین دامنه و تعداد پالس‌ها برای تشخیص عیوب بلبرینگ‌های زیر بار شعاعی با سرعت پایین یا متوسط استفاده می‌شود. توزیع رویدادها و بالاترین دامنه برای بازرسی كیفیت یاتاقان و تشخیص یاتاقان نو از كهنه مورد استفاده قرار می‌گیرد. از اندازه‌گیری ناحیه زیر نمودار زمانی نیز برای تشخیص عیب یاتاقان‌های با المان غلتشی استفاده شده است.

شکل 1: یک نمونه سیگنال قطاری نشر آکوستیکی

2-3 اندازه‌گیری سیگنال‌های الکتریکی منبع تغذیه در موتورها

اندازه‌گیری جریان: ماشین‌های القائی به‌صورت گسترده در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند. اعتماد زیاد صنعت به این ماشین‌ها و استفاده از آنها در کاربردهای بحرانی باعث شده است که خرابی فاجعه بار اینگونه موتورها اثرات گران قیمت و پر خرجی را به دنبال داشته باشد. به همین دلیل قسمت عمده‌ای از مطالعات عیب‌یابی بر روی نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه این موتورها متمرکز شده است. آنالیز مشخصه‌های سیگنال جریان موتور MCSA یک راه غیرمخرب را برای تشخیص سلامت موتور ارائه می‌کند ]7[.

روش کار به این صورت که سیگنال حالت گذرا یا ماندگار جریان موتور توسط تکنیک‌هایی مانند تبدیل موجک، تبدیل فوریه سریع و روشهای دیگر مورد بررسی قرار می‌گیرد. این تکنیک‌ها مشخصه‌ها مربوط به عیوب مختلف که به روش‌های تجربی یا تحلیلی قابل شناسایی است را از سیگنال جریان استخراج می‌کنند. ارتباط میان عیب موجود در یاتاقان‌ها با سیگنال جریان از ارتباط بین ارتعاشات و فاصله هوایی ناشی می‌شود. به این صورت که ارتعاشات ناشی از عیوب مختلف موجود در یاتاقان‌ها بر روی فاصله هوایی تأثیر می‌گذارد و آن را از حالت یکنواختی خارج می‌سازد. همین امر موجب غیر یکنواختی شار عبور کننده از فاصله هوایی می‌شود و این امر نیز جریان موتور را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

اندازه‌گیری توان لحظه‌ای: در این روش به جای سیگنال جریان، سیگنال توان لحظه‌ای موتور به‌عنوان یک واسط برای آنالیز مشخصهخهای موتور در جهت تشخیص عیب‌های مکانیکی استفاده می‌شود. نشان داده شده است مقدار اطلاعات موجود درسیگنال توان، که حاصل ضرب سیگنال جریان در سیگنال ولتاژ استاتور است، بیشتر از اطلاعاتی است که از سیگنال جریان قابل استنباط است. در واقع، علاوه بر هارمونیک اصلی و دو باند کناری آن، طیف توان لحظه‌ای شامل یک جزء اضافه در فرکانس مدوله کننده سیگنال ناشی از عیوب است.

آشنایی با تکنیک‌های متفاوت تحلیل سیگنال ارتعاشی می‌تواند به تشخیص صحیح و آسانتر عیوب کمک شایانی نماید. از این‌رو در این پژوهش سعی شده است که تکنیک‌های آنالیز ارتعاشات به‌صورت مدون معرفی شده و سپس کارایی آنها در تشخیص عیوب قطعات بحرانی در ماشین‌آلات مورد بررسی قرار گیرد و روش انتقال (Reassignment method) در حوزه زمان-فرکانس نیز به‌صورت جامع شرح داده شود.

 توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق