|
Vibrasyon
makinaların mekanik aksamının iç ive dış kuvvetlere karşı gösterdiği
tepki olarak tarif ediliyor. Bu
tepkinin mutlaka bir nedeninin olması ve makinadaki bir uygunsuzluğun
neticesinde ortaya çıkması bizim için oldukça önemlidir. Makinadaki
vibrasyon analiz edilerek uygunsuzluk ve uygunsuzluğun kaynağı tespit
edilir ve buna göre önlem alınır. Makinanın bakım ihtiyacı da buna
göre belirlenir. Zaten kestirimci bakımın (predictive maintenance)
en önemli parametrelerinden birisi de vibrasyon analizi sonucu ortaya çıkar. Vibrasyon
bir makinanın erken uyarı sistemi gibidir. Onun için çok iyi takip
edilmeli ve sorunun çözülebilmesi için
analizin iyi yapılması gerekmektedir. Her mekanik problem yada
ekipmanda oluşan tahribat kendine has bir
vibrasyon üretir ve
karakteristikleri farklıdır. Bu farklılıkların bilinmesi problemin
çözümünde bize yardımcı olacaktır. Vibrasyon
analizi bize problemin kökenine inmemizde yardımcı olur. Bakım
metodolijisinde problemler tabaka tabakadır ve zincirlemedir. Birinin
sebebi diğerinin sonucu olabilir. Kaynağında ise “kök neden” (
root cause) bulunur. Kök
neden bulunmadan ve çözülmeden arıza yada hadise sürekli olarak
tekrarlanacaktır. Bu
sebeplerden dolayı vibrasyon analizi zaman kaybını ve maliyet artışını
önleyen en önemli unsurlardan birisidir. Bakım sürerlerini kısaltır.
Bakım aralıklarını artırır. Makina ve ekipman hasarlarını azaltır.
Plansız duruş sayısını minimuma indirir. Vibrasyon
analizi yaparken dikkate alınması gereken iki önemli bileşen vardır.
Bunlardan birisi frekans diğeri de genliktir. Frekans(Frequency):
Frekans bilindiği gibi genel bir kavramdır.
Belirli bir zaman periyodunda hadisenin oluş sayısı olarak tarif
edilir. Periyodik vibrasyonun
birim zamandaki tekrarlanma oranıdır. Vibrasyonun
meydana geldiği frekans bize arızanın yada uygunsuzluğun tipini ve
kaynağını gösterir. Çeşitli
şekillerde ve birimlerle ifade edilir. Fakat en yaygın olarak iki
şekilde ifade edilir. 1-Hz,
saniyeki devir (cycles). 2-CPM,
dakikadaki devir (cycles). ( rpm’e tekabül eder. Fakat aynısı değildir
karıştırılmamalıdır.) Genlik
(Amplitude): Vibrasyon sinyalinin büyüklüğüdür. Ayrıca maksimum yer
değiştirme de diyebiliriz. Vibrasyonun
genliği bize arızanın yada sorunun kaynağındaki uygunsuzluğunun büyüklüğünü
ve şiddetini verir. Genlik
üç şekilde ölçülür: 1-Yer
değiştirme(Displacement): Mikron veya
mils Pk to Pk; 2-Hız
(Velocity ), genellikle mm/ sn veya In/Sec Pk 3-İvme(Acceleration)
(gs RMS) Frekans
ve genliği x-y eksenlerinde ifade edecek olursak: vibrasyon spektrumunda,
frekans x ekseninde, genlik ise y ekseninde gösterilir. Buna
göre frekans vibrasyonun kaynağını, genlik ise
vibrasyonun ve problemin büyüklüğünü ifade eder. Vibrasyon ölçüm birimleri
1-Yer değiştirme(Displacement): vibrasyon yapan
ekipmanın yer değiştirdiği mesafeyi belirtir. Ne kadar yer değiştiriyor
Birimi mikron veya mils
olarak ifade edilir. Peak to Peak şeklinde
ölçüm yapılır. Düşük
frekanslı makinalarda bu ölçüm şekli tercih edilir. 600 CPM in altındaki
frekanslar için uygundur. 2-Hız (Velocity ): genellikle mm/ sn veya In/Sec
Pk olarak ölçülür. Bu birimlerle yer değiştirmenin hangi hızda
meydana geldiğini ölçeriz. 600 ile 100 000
CPM arasındaki ölçümler için uygundur. 3-İvme(Acceleration) (gs RMS) birimi
ile ifade edilir. Bu birimle
hızın ne kadar çabuk değiştiği ölçülür. 100 000 CPM üzerindeki
frekanslar için uygundur. Görüldüğü gibi birimler birbiriyle ilgilidir.
Bu birimlerin her üçü ile de ölçüm yapılmaktadır. Hangi ölçümü
kullanacağız bu çok önemlidir. Çünkü bazı ölçümler bizi yanıltabilir.
Bazan aynı makina bir birimle ölçülür normal değerler
içindedir, diğer birim ile ölçüldüğünde ise vibrasyon
normal değerler üzerinde gözükebilir. Makinada sorun belirgin hale gelmiş ise “yer değiştirme”
ile de problem fark edilebilir. Fakat problemin başlangıç anında
“yer değiştirme” ile hiç bir sorun göremeyebilirsiniz. Vibrasyonlar normal gözükür.
“Hız” ile ölçtüğünüzde gelişmekte olan bir sorunu önceden
fark edebilirsiniz. Yukarda görüldüğü en çok kullanılması
gereken “hız”dır. Hız yer değiştirmeye göre daha sağlıklıdır.
İvme yüksek frekansların söz konusu olduğu yerlerde kullanılır.
Mesela, dişlilerdeki diş bozukluklar ve rulmanlardaki misket gibi
elemanlardaki bozuklukları
anlamak için en sağlıklı yol ivme ile ölçüm yapmaktır. Fakat
hız ile ölçtüğümüzde de bize bir ip ucu ve fikir verebilir.
Bu ön incelemeyi yaptıktan sonra ivme ile kesin teşhisi koyabiliriz. Vibrasyon nasıl ölçülür
Bir makinanın vibrasyonunu ölçmek için mutlaka
analiz etmek istediğimiz
noktaya en yakın yerden ölçüm almalıyız. Yatağa en yakın yerlerden
ölçüm alınmalıdır. Zaman zaman şaseden de ölçüm almak gerekir.
Bu şekilde, gevşemeler daha önceden fark edilebilir. Ölçümler yatay, dikey ve aksiyal olmak üzere, 3
şekilde yapılır. Rotoru ağır olan makinalarda, yer çekimi dolayısıyla
dikey vibrasyon daha düşük değerde ölçülür. Bu yanılmayı önlemek
için ağır makinalar mutlaka yatay olarak da ölçülmelidir. Buradan da anlaşılacağı üzere, bir makinada
problem gözüküyorsa sağlıklı bir karar verebilmek için, mutlaka her
üç noktadan ve bütün yataklardan ölçüm alınmalıdır. Zamanınız sınırlı ve önemli bir problem yok
ve sadece kontrol yapıyorsanız, yatay ve dikeyin ortası olan 45
dereceden de tek bir değer ve ölçüm
alabilirsiniz. Genelde balans ayarı yaparken probu 45 dereceye koymak
yeterlidir. Analiz
Bir makinada
çeşitli noktalardan vibrasyon
değerleri alındıktan sonra tabloya bakarak bir sorunun yada
bir arızanın olduğunu anlayabiliriz. Bazı
vibrasyon cihazlarında vibrasyon
tablosu yüklenmiş
olduğundan doğrudan cihazdan anlayabiliriz.
Değerlerin,
limitlerin üzerinde olduğunu gördükten sonra, vibrasyon kaynağını
tesbit etmek için bu değeri analiz etmek gerekir. Gerçi, piyasada
analiz yapabilen program ve cihazlar vardır. Ama en son kararı yine siz
vermek durumundasınız. O cihazlar sadece size yardımcı olabilir.
İyi bir analiz yapabilmek için, makinanın
özellikleri çok iyi bilinmelidir. Bu hususlar şunlardır. 1.
Devir sayıları (motor, türbin,
pompa, kompresör, redüktör gibi. ) 2.
Yatak tipi ve yağlama şekli. 3.
Rulmanların çap, misket sayısı
ve diğer özellikleri. 4.
Motorun temel elektriksel özellikleri. 5.
Kaplinin tipi. 6.
Dişlilerin diş sayısı. 7.
Fan veya impellerin kanat sayısı. 8.
Motorun tahrik ettiği pompa
ve kompresör gibi ekipmanın temel özellikleri. Bunların
bazılarının bilinmesi her analiz için gerekmeyebilir. Mesela rulman
veya redüktörünüzde bir problem yoksa vibrasyonlar düşükse detayının
bilinmesi şart değildir. Bir
makinada vibrasyon yüksek ise muhtemel sebep neler olabilir? Bunların başlıcalarını
şöyle sıralayabiliriz: 1.
Balanssızlık 2.
Kaplin ayar bozukluğu 3.
Şaft eğikliği. 4.
Şase ve diğer bağlantı
noktalarındaki gevşeklik. 5.
Rulman arızası. 6.
Dişli deformasyonu. 7.
Kaymalı yataklarda babbit
metalin bozulması veya yatak kasasının deformasyonu. 8.
Motordaki elektriksel
problemler. 9.
Makina içindeki sargı, fan
ve impeller gibi döner elemanlardaki gevşeklikler. 10.
Yabancı cisim. 11.
Makinanın giriş ve çıkışındaki
boru ve diğer bağlantıların sebep olduğu harici kuvvetler. 12.
Makinanın oturduğu zeminin
bozuk olması veya makinanın
terazisinde olmaması. Makina
bu sebeplerden biri yada birkaçındasn dolayı yüksek vibrasyonla çalışır. Bu sebeplerden hangisinin kök
neden olduğunu anlamak için vibrasyon
ölçüm cihazından ölçtüğümüz değerleri analiz etmemiz gerekir. Analizde
vibrasyon spektrumu incelenir. Buradaki piklerin büyüklüğü ve frekans
olarak neye tekabül ettiği gözlenir. Makinadaki
problem, problemin olduğu aksamdaki peryota göre tekrarlanır.
Biz bunu frekans bandında veya spektrumunda görebiliriz.
Devir sayısından, önce problemin hangi ekipmandan kaynaklandığını
tespit ederiz. Mesela motor 1500 devir pompa 3000 devir ise ve 1500
devirde pik gösteriyorsa, motora veya kapline yönleniriz. Ölçümlerimizi
o makina üzerinden alırız.
En yüksek vibrasyon da zaten oradadır. Bu şekilde önce sorunlu makina,
sonra da sorunlu aksam tesbit edilir. Sorunlu
aksamın ve kök nedenin
tesbitinde frekans spektrumundaki pikleri tek tek incelememiz gerekir. Teşhisimizi
piklere ve karşılık geldiği CPM'göre yapabiliriz. Buna göre şağıdaki
tabloda sebepler gösterilmiştir.
Tablo-1 Tabloyu
örnekler ile açıklayalım. Örnek
1-Rotorun devir sayısı: 1500 RPM Frekans
spektrumundaki vibrasyon değerleri : 1.
pik(f)
1500 CPM ---------- 5
mm/s 2.
pik(2*f) 3000 CPM
--------- 1 mm/s 3.
pik(3*f ) 4500 CPM ----------0,5 mm/s Muhtemel
sebep:Rotor balanssız Örnek
2-Rotorun devir sayısı: 1500 RPM Frekans
spektrumundaki vibrasyon değerleri : 1.
pik(f)
1500 CPM ---------- 5
mm/s 2.
pik(2*f) 3000 CPM
--------- 4 mm/s 3.
pik(3*f ) 4500 CPM ---------
3 mm/s Muhtemel
sebep:Kaplin ayarsızlığı Örnek
3-Rotorun devir sayısı: 1500 RPM Frekans
spektrumundaki vibrasyon değerleri : 1.
pik(f)
3000 CPM ---------- 2
mm/s 2.
pik(2*f) 6000
CPM ---------
2 mm/s 3.
pik(4*f ) 12000 CPM --------- 7
mm/s 4.
pik(6*f) 18000
CPM ---------
6 mm/s 5.
pik(8*f ) 24000 CPM --------- 5
mm/s Muhtemel
sebep:Rulman arızası, dış ring hasarlanmış. Bunun
kararının verilebilmesi için rulmanın elemanlarının özellikleri ve
kritik frekansları aşağıdaki şekilde bilinmesi gerekir. Rulman
gace
: 1 *f Dış
ring
: 3 *f Yuvarlanma
elemanları: 4 *f İç
ring
: 5 *f Aynı
şekilde frekans, dişlilerin diş sayısına ve
devrine tekabül ediyorsa dişliler ile ilgili bir sorun olduğu teşhis
edilir. Elektrik motorundan kaynaklanan manyetik ve elektriksiel problemin varlığını anlamanın en iyi yolu, motorun enerjisi keserek anlayabiliriz. Enerji kesiliince rotor ilk hızıyla dönmeye devam ederken vibrasyon aniden düşüyorsa sorunun kaynağı elektrikseldir diyebiliyoruz. Mekanik bir sorun varsa vibrasyon rotorun devrine göre yavaş yavaş azalır. Tabloda
görüldüğü gibi kaplin ayarsızlıklarında genellikle aksiyal
vibrasyon da görülür. Burada
kısaca kaplin ayarsızlıklarının da muhtemel sebepleri üzerinde duralım.
Kaplin ayarı yaptığımız halde yine bozukluk gösteriyor ise sebepler
şunlar olabilir: 2.
Tahrik eden ve tahrik edilen
makinaların ısınmaları dikkate alınmamıştır. Ayar mutlaka imalatçı
firmanın katalog değerlerine göre yapılmalıdır. Makinalar ısınınca
aynı hizaya gelmelidir. 3.
Boru ve diğer ekipmanlar
makinalara harici kuvvet uyguluyor olabilir. 4.
Arada redüktör bağlantısı
mevcutsa, diş boşlukları yanlış değer almaya sebep olabilir. Bu konuya ilerde daha detaylı olarak devam edeceğiz..
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||