Báo cáo thực hành bài 6 Đo và phân tích rung Động máy quay

Các peak đỉnh p1 và p2 có thể là do các tần số quay của trục X bậc cao hơn của mất cân bằng, hoặc do các vấn đề khác như lệch trục nhẹ hoặc lỏng lẻo.. Mặc dù không phải là bội số nguyên

Trường Đại Học Bách Khoa

Trung Tâm Đào Tạo Bảo Dưỡng Công Nghiệp

BÁO CÁO THỰC HÀNH

Môn học: KỸ THUẬT BẢO TRÌ (THỰC HÀNH) MSMH : IU4021

Xưởng: GIÁM SÁT TÌNH TRẠNG (C1-107B2)

Giáo viên: Lê Hoàng Thiện

Lớp: …L01…

Bài 6: ĐO VÀ PHÂN TÍCH RUNG ĐỘNG MÁY QUAY

Mô hình thực hành Thiết bị cân bằng động

PHẦN 1: Giáo viên cung cấp thông tin cho sinh viên:

1 Mục tiêu:

- Hiểu cách vận hành máy phân tích rung động FALCON và phần mềm NEST i4.0.

- Áp dụng máy phân tích rung động FALCON để đo và phân tích độ rung trên mô hình.

- Phân tích dữ liệu đo và thực hiện giải pháp cải thiện rung động cho thiết bị.

2 Yêu cầu:

- Hiểu khái niệm và phổ rung động thể hiện hư hỏng của các bộ phận trên thiết bị quay.

- Chuẩn bị laptop có cài đặt phần mềm NEST i4.0

- Xem kỹ hướng dẫn thực hành.

- Thiết lập quy trình vận hành.

- Thao tác đo rung động của mô hình bằng máy FALCON, ghi nhận các thông số đo.

- Nhận xét dựa trên phổ rung động và báo cáo.

3 Chuẩn đầu ra bài thực hành

1 LO4 – Khả năng tổ chức thực hiện bảo trì 50%

4. Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm

5 Tiến trình thực hành

- Xem hướng dẫn thực hành và thực hiện theo đúng trình tự các bước

PHẦN 2: Nội dung bài thực hành:

2.1 (L0.4) Thiết lập quy trình thực hiện (2 đ)

.………

Bước 1: Cài đặt và xem trước hướng dẫn sử dụng cơ bản phần mềm Nest i4.0.

 Cài đặt phần mềm Nest i4.0 trên máy tính cá nhân

 Tìm hiểu các chức năng cơ bản của phần mềm và phương pháp kết nối với máy đo Falcon

Bước 2: Chuẩn bị thiết bị đo.

 Kiểm tra tình trạng tổng thể của mô hình hỗ trợ đo rung động

 Kiểm tra sạc pin và kết nối cảm biến với Falcon

Bước 3: Thiết lập phép đo trên phần mềm Nest i4.0.

 Tạo máy mới trên phần mềm Nest: Mở phần mềm NEST

 Chọn module “Cài Đặt Máy”

 Chọn “phân cấp máy móc”

 Chọn “Quản Lý” sau đó chọn “Vị trí mới ”

 Đặt tên bài thực hành (bao gồm nhóm) vào khung “Tên” (1) sau đó chọn “Lưu” (2)

 Chọn mục vừa tạo (1) chọn “Quản lý” (2) sau đó chọn “Máy mới” (3)

 Vào “Sơ đồ”(1) chọn các biểu tượng trên thanh công cụ (2) với các chi tiết tương ứng để lắp thành

sơ đồ nguyên lý theo mô hình (3)

 Nhập thông số động cơ điện trên mô hình đo (Công suất, tốc độ ngõ ra)

 Chọn loại ổ lăn và nhập thông số ổ

 Điền thông số ổ lăn vào các vị trí 1,2,3,4 , Tại vị trí 1 và 2 (ổ lăn của mô tơ) chọn vòng bi SKF 6205

 Chọn loại ổ lăn và nhập thông số ổ

 Tại vị trí gối đỡ 3 và 4 chọn vòng bi SKF 6208

 Chọn chấp nhận để hoàn thành thao tác nhập thông số kỹ thuật của mô hình đo

 Tạo route: Chọn tên đã tạo (1) và bấm “Tạo route” (2)

 Đặt tên Route (1) sau đó chọn chấp nhận (2)

Bước 4: Kết nối chuyển dữ liệu từ Nest i4.0 sang Falcon.

 Dùng cáp nối từ máy tính với Falcon

 Vào màn hình chính chọn thu thập

 Chọn tab NEST -> Thiết bị

 Chọn route vừa tạo (1) và nhấn gửi (2)

Bước 5: Thao tác đo trên mô hình theo các vị trí đo đã được thiết lập trước.

 Mô hình

 Các vị trí đo

 Vị trí 1: Đo theo 3 hướng x,y,z của các vị trí ổ lăn phía đầu trục và sau đuôi motor điện

 Vị trí 2: Đo theo 3 hướng x,y,z của các vị trí gối đỡ ổ lăn 1 (gần khớp nối) và gối đỡ ổ lăn 2 (gần puly)

 Vị trí 3: Đo theo 3 hướng x,y,z của các vị trí trên hộp giảm tốc

Bước 6: Xuất dữ liệu đo từ Falcon sang Nest i4.0.

 Chọn module “phân tích”

 Chọn tab “ thiết bị ->Nest”

 Chọn route mà trước đó đã tạo để phân tích -> Bấm gửi

Bước 7: Phân tích và báo cáo

 Xuất báo cáo kết quả và xem xét các nhận định

 Phân tích kết quả.

………

………

.………

………

………

2.2 (L.0.4) Gá đặt cảm biến lên vị trí cần đo, thao tác đo và ghi nhận các giá trị (3 đ)

2.2.1 Đo tại các vị trí ổ lăn phía đầu trục và sau đuôi motor điện (1 đ)

Vị trí ổ lăn sau đuôi motor Vị trí ổ lăn phía dầu trục ra motor

Vận tốc rung tổng thể (mm/s) 6.09 Vận tốc rung tổng thể (mm/s) 5.46

Gia tốc rung tổng thể (g) 0.372 Gia tốc rung tổng thể (g) 0.378

Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF) 2.38 Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF) 2.56

2.2.2 Đo tại các vị trí gối đỡ ổ lăn 1 (gần khớp nối) và gối đỡ ổ lăn 2 (gần puly) (1 đ)

Vị trí gối đỡ ổ lăn 1 Vị trí gối đỡ ổ lăn 2

Vận tốc rung tổng thể (mm/s) 12.28 Vận tốc rung tổng thể (mm/s) 10.41

Gia tốc rung tổng thể (g) 0.499 Gia tốc rung tổng thể (g) 0.494

Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF) 2.93 Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF) 2.42

2.2.3 Đo tại các vị trí trên hộp giảm tốc (1 đ)

Hướng đứng

Vận tốc rung tổng thể (mm/s) 8.27 Vận tốc rung tổng thể (mm/s) 19.07

Gia tốc rung tổng thể (g) 0.209 Gia tốc rung tổng thể (g) 0.235

Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF) 0.025 Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF) 0.025

Hướng dọc trục (X) Thông số Giá trị

Vận tốc rung tổng thể (mm/s) 7.37

Gia tốc rung tổng thể (g) 0.383

Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF) 2.23

2.3.(L.0.5) Tóm tắt kết quả chuẩn đoán của máy (1 đ)

Kết quả chuẩn đoán của máy:

 Mất cân bằng tâm trục

 Lỏng cơ khí

 Cộng hưởng kết cấu

 Mất cân bằng động

2.4.(L.0.5) Phân tích dữ liệu đo và tự chuẩn đoán dựa trên tiêu chuẩn ISO và phổ FFT (3 đ)

Dựa trên tiêu chuẩn ISO

Gia tốc rung (g) Mức độ hư hỏng Mô tả tình trạng

0.1 - 0.3 g Tình trạng bình thường Vòng bi hoạt động tốt, không có dấu hiệu hư

hỏng 0.3 - 0.6 g Cảnh báo Có thể có mài mòn nhẹ hoặc mất cân bằng nhẹ 0.6 - 1.0 g Hư hỏng nhẹ Có dấu hiệu hư hỏng vòng bi, mài mòn hoặc vỡ

nhẹ

> 1.0 g Hư hỏng nghiêm trọng Vòng bi có thể bị vỡ, cần bảo trì hoặc thay thế

Vị trí ổ lăn phía đầu trục và sau đuôi motor điện

Vị trí gối đỡ ổ lăn 1 Vị trí gối đỡ ổ lăn 2

Vận tốc rung tổng thể (mm/s) 12.28 Vận tốc rung tổng thể (mm/s) 10.41

Gia tốc rung tổng thể (g) 0.499 Gia tốc rung tổng thể (g) 0.494

Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF) 2.93 Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF) 2.42

 Vận tốc rung tổng thể (mm/s):

Gối đỡ 1: 12.28 mm/s

Gối đỡ 2: 10.41 mm/s

- Cả hai giá trị này đều khá cao, cho thấy có khả năng xảy ra sự cố ở cả hai gối đỡ ISO 10816-3 phân loại mức

độ rung cho máy móc quay Tuy nhiên, việc phân loại cụ thể phụ thuộc vào loại máy và công suất Nhìn chung, giá trị trên 10 mm/s thường được coi là không tốt

 Gia tốc rung tổng thể (g):

Gối đỡ 1: 0.499 g

Gối đỡ 2: 0.494 g

- Gia tốc rung thường được sử dụng để phát hiện các hư hỏng ở giai đoạn sớm, như hư hỏng vòng bi Giá trị gần 0.5g cũng cho thấy có vấn đề tiềm ẩn, mặc dù chưa đến mức báo động cao

 Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF):

Gối đỡ 1: 2.93

Gối đỡ 2: 2.42

- Đây là thông số quan trọng nhất để đánh giá tình trạng vòng bi DEF là chỉ số đặc trưng cho hư hỏng ở vòng vi Giá trị DEF trên 2 thường cho thấy hư hỏng vòng vi đang phát triển Trong trường hợp này, cả hai gối đỡ đều có DEF > 2, cho thấy khả năng cao vòng vi đã bị hư hỏng

Nhận xét: Dựa trên dữ liệu đo, cả hai gối đỡ ổ lăn đều có dấu hiệu hư hỏng, đặc biệt là ở vòng vi Gối đỡ 1 có

mức độ rung động cao hơn gối đỡ 2, cho thấy tình trạng hư hỏng có thể nghiêm trọng hơn

Vị trí gối đỡ ổ lăn 1 (gần khớp nối) và gối đỡ ổ lăn 2 (gần puly)

Vị trí gối đỡ ổ lăn 1 Vị trí gối đỡ ổ lăn 2

Vận tốc rung tổng thể (mm/s) 12.28 Vận tốc rung tổng thể (mm/s) 10.41

Gia tốc rung tổng thể (g) 0.499 Gia tốc rung tổng thể (g) 0.494

Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF) 2.93 Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF) 2.42

 Vận tốc rung tổng thể (mm/s):

Gối đỡ 1: 12.28 mm/s

Gối đỡ 2: 10.41 mm/s

- ISO 10816-3 phân loại mức độ rung cho máy móc quay Việc phân loại phụ thuộc vào loại máy và công suất Tuy nhiên, đối với giá trị trên 7.1 mm/s thường được coi là vùng "C" (Hạn chế vận hành) Cả hai gối đỡ đều vượt quá ngưỡng này, đặc biệt là gối đỡ 1, cho thấy tình trạng rung động nghiêm trọng

 Gia tốc rung tổng thể (g):

Gối đỡ 1: 0.499 g

Gối đỡ 2: 0.494 g

- Gia tốc thường được dùng để phát hiện hư hỏng sớm Mức giá trị này tương đối cao và củng cố thêm nhận định về sự tồn tại của vấn đề Mặc dù ISO 10816 không trực tiếp quy định giới hạn cho gia tốc rung, giá trị này

kết hợp với vận tốc rung cao cho thấy tình trạng đáng lo ngại.

 Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF):

Gối đỡ 1: 2.93

Gối đỡ 2: 2.42

- DEF là chỉ số đặc trưng cho hư hỏng vòng vi Giá trị trên 2 thường cho thấy hư hỏng vòng vi đang phát triển Trong trường hợp này, cả hai gối đỡ đều có DEF > 2, xác nhận khả năng cao vòng vi đã bị hư hỏng

Nhận xét: Dữ liệu cho thấy cả hai gối đỡ ổ lăn có khả năng cao bị hư hỏng vòng vi Gối đỡ 1 có mức độ rung

động và DEF cao hơn, cho thấy tình trạng hư hỏng có thể nghiêm trọng hơn

Phân tích này dựa trên dữ liệu hạn chế Phân tích phổ rung chi tiết là cần thiết để chẩn đoán chính xác hư hỏng

và xác định nguyên nhân gốc rễ Việc áp dụng ISO 10816 cần xem xét loại máy móc và điều kiện vận hành cụ thể Tần số rung động đặc trưng của hư hỏng vòng bi sẽ cung cấp thông tin chính xác hơn so với chỉ số DEF

Vị trí trên hộp giảm tốc

Hướng đứng

Vận tốc rung tổng thể (mm/s) 8.27 Vận tốc rung tổng thể (mm/s) 19.07

Gia tốc rung tổng thể (g) 0.209 Gia tốc rung tổng thể (g) 0.235

Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF) 0.025 Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF) 0.025

Hướng dọc trục (X) Thông số Giá trị

Vận tốc rung tổng thể (mm/s) 7.37

Gia tốc rung tổng thể (g) 0.383

Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF) 2.23

 Vận tốc rung tổng thể (mm/s):

Hướng ngang (Z): 19.07 mm/s: Giá trị này rất cao, vượt quá giới hạn cho phép của hầu hết các loại máy móc

quay theo tiêu chuẩn ISO 10816-3 Đây là dấu hiệu rõ ràng của vấn đề nghiêm trọng, thường gặp nhất là mất cân bằng rotor Rung động cao theo hướng ngang thường tập trung ở tần số quay của rotor (1X RPM)

Hướng đứng (Y): 8.27 mm/s: Giá trị này cũng đáng kể, mặc dù không cao bằng hướng ngang Nó có thể là do

ảnh hưởng của mất cân bằng, hoặc do các vấn đề khác như lỏng lẻo, cộng hưởng, hoặc vấn đề ở gối đỡ Cần phân tích phổ rung để xác định tần số rung động chủ đạo và nguyên nhân gây ra rung động này

Hướng dọc trục (X): 7.37 mm/s: Giá trị này khá cao, đặc biệt khi xem xét cùng với DEF cao theo hướng này.

Nó cho thấy có vấn đề ở vòng bi hoặc các bộ phận chịu tải trọng dọc trục

 Gia tốc rung tổng thể (g):

Hướng ngang (Z): 0.235 g: Mức gia tốc này không quá cao khi so sánh với các giá trị vận tốc rung Điều này

phù hợp với chẩn đoán mất cân bằng, vì mất cân bằng thường tạo ra rung động ở tần số thấp, nơi gia tốc thấp hơn

Hướng đứng (Y): 0.209 g: Tương tự như hướng ngang, giá trị gia tốc này không quá cao, cho thấy rung động

chủ yếu ở tần số thấp

Hướng dọc trục (X): 0.383 g: Giá trị gia tốc này cao hơn so với hai hướng kia, đặc biệt khi xem xét cùng với

DEF cao theo hướng này Nó củng cố thêm chẩn đoán hư hỏng vòng bi, vì hư hỏng vòng bi thường tạo ra rung động ở tần số cao hơn, dẫn đến gia tốc cao hơn

 Chỉ số hư hỏng vòng vi (DEF):

Hướng ngang (Z): 0.025: Giá trị rất thấp này cho thấy hư hỏng vòng bi không phải là nguyên nhân gây ra rung

động cao theo hướng ngang

Hướng đứng (Y): 0.025: Tương tự như hướng ngang, DEF thấp cho thấy hư hỏng vòng bi không phải là

nguyên nhân chính gây ra rung động theo hướng đứng

Hướng dọc trục (X): 2.23: Giá trị này cho thấy rõ ràng có hư hỏng ở vòng bi, đặc biệt là các thành phần chịu

tải trọng dọc trục DEF cao thường liên quan đến hư hỏng ở vòng trong, vòng ngoài, hoặc con lăn của vòng bi Phân tích phổ rung sẽ giúp xác định chính xác loại hư hỏng

Nhận xét: Phân tích chi tiết từng thông số củng cố chẩn đoán về mất cân bằng rotor (chủ yếu theo hướng ngang)

và hư hỏng vòng bi (chủ yếu theo hướng dọc trục) Phân tích phổ rung là bước tiếp theo cần thiết để xác nhận chẩn đoán này và xác định chính xác loại hư hỏng vòng bi Phổ rung sẽ cung cấp thông tin về tần số rung động, giúp phân biệt giữa các nguyên nhân khác nhau và xác định các vấn đề khác nếu có

Chuẩn đoán dưa trên phổ FFT:

Vị trí ổ lăn phía đầu trục và sau đuôi motor điện

 Đầu trục motor điện

Phổ FFT này, kết hợp với thông số động cơ (1.1kW, 910 RPM ~ 15.2 Hz), cho ta một số điểm cần lưu ý:

- Các peak tại tần số thấp (10-25 Hz): Như đã thảo luận trước đó, các peak (đỉnh) này, đặc biệt là p0, p1, và

p2, rất gần với tần số quay của rotor (1X = 15.2 Hz) Điều này mạnh mẽ gợi ý mất cân bằng rotor Peak p0 rất

có thể chính là 1X Các peak (đỉnh) p1 và p2 có thể là do các tần số quay của trục (X) bậc cao hơn của mất cân bằng, hoặc do các vấn đề khác như lệch trục nhẹ hoặc lỏng lẻo

- Peak tại ~70 Hz và ~140 Hz: Đây là các bội số xấp xỉ của tần số quay (khoảng 4.6X và 9.2X) Mặc dù không

phải là bội số nguyên chính xác, nhưng chúng ta vẫn cần xem xét các khả năng sau:

 Vưa mất cân bằng, vưa lệch trục: Lệch trục thường tạo ra rung động ở 1X, 2X, và đôi khi ở các bội số

cao hơn Khi kết hợp với mất cân bằng, phổ rung có thể phức tạp hơn với các peak ở các tần số không phải là bội số nguyên của 1X

 Vấn đề về rotor (cực tư, khe hở không khí không đều): Nếu rotor có vấn đề về cực từ hoặc khe hở

không khí không đều, có thể xuất hiện các peak ở bội số của tần số quay,

 Cộng hưởng: Cộng hưởng của cấu trúc có thể khuếch đại rung động ở một số tần số nhất định.

- Các peak khác tại tần số cao hơn: Các peak nhỏ hơn và phân tán ở tần số cao hơn có thể do nhiều yếu tố gây ra, bao gồm tiếng ồn điện từ, rung động từ các bộ phận khác của hệ thống, hoặc do đặc tính của quá trình đo

Chuẩn đoán:

Dựa trên phổ FFT này, mất cân bằng rotor là nguyên nhân rất có thể gây ra rung động Tuy nhiên, cũng có thể tồn tại lệch trục hoặc các vấn đề khác,

 Sau đuôi motor điện

Phân tích phổ FFT của động cơ 1.1kW, 910 RPM (~15.2 Hz - 1X), ta có những điểm chính sau:

-Các peak ở tần số thấp (10-25 Hz): Sự hiện diện của các peak p0, p1, và p2 gần với tần số quay 1X (15.2 Hz)

cho thấy rõ mất cân bằng rotor p0 rất có thể chính là 1X p1 và p2 có thể là hài bậc cao hơn của mất cân bằng, hoặc do lệch trục nhẹ, lỏng lẻo cơ khí

-Peak ở ~70 Hz và ~140 Hz: Đây gần bằng 4.6X và 9.2X tần số quay Vì không phải bội số nguyên của 1X, ta

cần xem xét:

 Kết hợp mất cân bằng và lệch trục: Lệch trục thường tạo peak ở 1X, 2X, và đôi khi cao hơn Khi đi

kèm mất cân bằng, phổ rung phức tạp hơn, xuất hiện các peak ở tần số không nguyên lần 1X

Vấn đề rotor (cực tư, khe hở không khí không đều): Nếu rotor có vấn đề, có thể thấy peak ở bội số

của tần số quay, nhưng trường hợp này ít gặp hơn so với mất cân bằng và lệch trục

 Cộng hưởng: Kết cấu máy có thể cộng hưởng, khuếch đại rung động ở tần số riêng.

- Các peak khác ở tần số cao: Các peak nhỏ, phân tán ở tần số cao hơn có thể do nhiều nguyên nhân như tiếng

ồn điện từ, rung động từ các bộ phận khác, hoặc nhiễu trong quá trình đo

Chuẩn đoán:

Mất cân bằng rotor là nguyên nhân chính gây rung động Có thể có lệch trục hoặc vấn đề khác,

Vị trí gối đỡ ổ lăn 1 (gần khớp nối) và gối đỡ ổ lăn 2 (gần puly)

 Gối đỡ ổ lăn 1 (gần khớp nối)

Phân tích phổ FFT đo tại gối đỡ ổ lăn 1 (gần khớp nối) của động cơ, ta cần lưu ý các điểm sau:

- Các peak tại tần số thấp (10-25 Hz): Các peak p0, p1, và p2 tập trung quanh tần số vận hành của động cơ

(1X, giả sử khoảng 15 Hz dựa trên thông tin trước đó) Đây là dấu hiệu rõ ràng của mất cân bằng rotor p0 rất có thể là 1X p1 và p2 có thể là các hài bậc cao của mất cân bằng, hoặc ảnh hưởng của lệch trục, lỏng lẻo cơ khí Việc đo tại gối đỡ gần khớp nối làm tăng khả năng lệch trục đóng góp vào các peak này

- Peak tại ~70 Hz và ~140 Hz: Tương đương khoảng 4.6X và 9.2X tần số quay Không phải bội số nguyên của

1X, do đó, cần xem xét:

 Mất cân bằng kết hợp lệch trục: Lệch trục thường tạo ra peak ở 1X, 2X, và đôi khi cao hơn Khi kết

hợp mất cân bằng, phổ rung sẽ phức tạp hơn với các peak ở tần số không nguyên lần 1X Vị trí đo gần khớp nối làm tăng khả năng lệch trục

 Vấn đề ở rotor hoặc khớp nối: Ít phổ biến hơn, nhưng vẫn có thể Vấn đề ở rotor (cực từ, khe hở

không khí không đều) hoặc khớp nối (lỏng, mòn) có thể tạo ra peak ở bội số không nguyên của 1X

 Cộng hưởng: Cộng hưởng của kết cấu máy có thể khuếch đại rung động ở một số tần số nhất định.