ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΟΣ (ΑΞΙΩΜΑΤΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ ΠΟΛΕΜΙΚΟΥ ΝΑΥΤΙΚΟΥ)

Analysis and Assessment of Vibrations in Rotary Machinery Based on International Standards and Statistical Process Control Techniques (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. ΒΛΑΧΟΔΗΜΟΣ, ΔΗΜΗΤΡΗΣ
  3. Διαχείριση και Τεχνολογία Ποιότητας (ΔΙΠ)
  4. 30 Σεπτεμβρίου 2018 [2018-09-30]
  5. Ελληνικά
  6. 132
  7. ΠΑΡΠΟΥΛΑ, ΧΡΙΣΤΙΝΑ
  8. ΠΑΡΠΟΥΛΑ, ΧΡΙΣΤΙΝΑ | ΟΙΚΟΝΟΜΟΥ , ΠΟΛΥΧΡΟΝΗΣ
  9. Ανάλυση κραδασμών, περιστροφικά μηχανήματα, διεθνή πρότυπα
  10. 27
  11. Κατάλογος Πινάκων Πίνακας 1-1 :Χρησιμότητα Τεχνικής Μέτρησης Κραδασμών έναντι άλλων Τεχνικών (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1) 20 Πίνακας 2-1 :Υπολογισμός μέγιστου ορίου αζυγοσταθμίας άξονα (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2) 39 Πίνακας 3-1 :Πρότυπα ISO εν ισχύ για την αξιολόγηση Κραδασμών (Ενημέρωση Μάιος 2018) (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3) 76 Πίνακας 3-2: Πρότυπα American Petroleum Institute (API) για διάφορα είδη περιστροφικών μηχανημάτων (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3) 77 Πίνακας 3-3: Όρια κραδασμών για περιστροφικά μηχανήματα (1800-3600 rpm) (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3) 77 Κατάλογος Σχημάτων ΣΧΗΜΑ 1 Χρονική Εξέλιξη Συμπτωμάτων Αστοχίας Μηχανήματος 19 ΣΧΗΜΑ 2 Διάταξη ταλάντωσης ελατηρίου-εμβόλου 22 ΣΧΗΜΑ 3 Περιοχές φάσματος συχνοτήτων Κραδασμών 24 ΣΧΗΜΑ 4 Διάταξη σωστής ευθυγράμμισης Περιστροφικού Μηχανήματος (Κινητήρα- Υδραυλικού Μέρους ) 25 ΣΧΗΜΑ 5 Σύνδεσμος (coupler) Κινητήρα με Υδραυλικό Μέρος Περιστροφικού Μηχανήματος 25 ΣΧΗΜΑ 6 Διάταξη Ευθυγραμμισμένου Περιστροφικού Μηχανήματος συγκριτικά με Μηχανήματα που Παρουσιάζουν Απευθυγράμμιση 27 ΣΧΗΜΑ 7 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε Περίπτωση Γωνιακής Απευθυγράμμισης 27 ΣΧΗΜΑ 8 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε Περίπτωση Γωνιακής Απευθυγράμμισης 28 ΣΧΗΜΑ 9 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε Περίπτωση Παράλληλης Απευθυγράμμισης 29 ΣΧΗΜΑ 10 Περίπτωση έλλειψης Ζυγοστάθμισης άξονα 31 ΣΧΗΜΑ 11 Ύπαρξη Στατικής Αζυγοσταθμίας επί άξονα Περιστροφικού Μηχανήματος 32 ΣΧΗΜΑ 12 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε Περίπτωση Αζυγοσταθμίας 32 ΣΧΗΜΑ 13 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε Περίπτωση Απλής Αζυγοσταθμίας Ζεύγους 33 ΣΧΗΜΑ 14 Ύπαρξη Απλής Αζυγοσταθμίας Ζεύγους επί άξονα Περιστροφικού Μηχανήματος 33 ΣΧΗΜΑ 15 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε Περίπτωση Δυναμικής Αζυγοσταθμίας 34 ΣΧΗΜΑ 16 Ύπαρξη Δυναμικής Αζυγοσταθμίας Ζεύγους επί άξονα Περιστροφικού Μηχανήματος 35 ΣΧΗΜΑ 17 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων κατά την ακτινική κατεύθυνση σε Περίπτωση Δυναμικής Αζυγοσταθμίας 35 ΣΧΗΜΑ 18 Διάταξη Επικρεμάμενου Ρότορα 36 ΣΧΗΜΑ 19 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε Περίπτωση Κραδασμών σε Επικρεμάμενο Ρότορα 37 ΣΧΗΜΑ 20 Ύπαρξη κάμψης άξονα Περιστροφικού Μηχανήματος 41 ΣΧΗΜΑ 21 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε Περίπτωση Κραδασμών λόγω κάμψης άξονα 41 ΣΧΗΜΑ 22 Ύπαρξη Διαφοράς Φάσης λόγω κάμψης του άξονα 42 ΣΧΗΜΑ 23 Σημεία Χαλαρότητας άξονα με έδρανο κύλισης (ρουλεμάν) 43 ΣΧΗΜΑ 24 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση χαλαρότητα εσωτερικών εξαρτημάτων 43 ΣΧΗΜΑ 25 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση χαλαρότητας εσωτερικών εξαρτημάτων 44 ΣΧΗΜΑ 26 Ύπαρξη Χαλαρότητας στη βάση στήριξης του μηχανήματος 45 ΣΧΗΜΑ 27 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση Δομικής Χαλαρότητας 46 ΣΧΗΜΑ 28 Διάταξη Εδράνων Κύλισης (ρουλεμάν) επί άξονα Περιστροφικού Μηχανήματος 47 ΣΧΗΜΑ 29 Απεικόνιση σημείων μετρήσεων της διαμέτρου μεταξύ του κέντρου δυο αντιδιαμετρικών σφαιρών (Pd) καθώς και της διαμέτρου της σφαίρας του ρουλεμάν (Bd) 50 ΣΧΗΜΑ 30 Σημεία Εμφάνισης Χαρακτηριστικών Συχνοτήτων Εδράνων Κύλισης (ρουλεμάν) 50 ΣΧΗΜΑ 31 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση αστοχίας ρουλεμάν 51 ΣΧΗΜΑ 32 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση αστοχίας ρουλεμάν (Θέση 1 BPFO, Θέση 2 BPFI, Θέση 3 BSF, Θέση 5 FTF,) 51 ΣΧΗΜΑ 33 Χαρακτηριστικά είδη κυματομορφών αναλόγως του σημείο αστοχίας του εδράνου κύλισης 52 ΣΧΗΜΑ 34 Χαρακτηριστική πορεία Αστοχίας εδράνων κύλισης (ρουλεμάν) 53 ΣΧΗΜΑ 35 Βήματα εξέλιξης αστοχίας εδράνων κύλισης (ρουλεμάν) 54 ΣΧΗΜΑ 36 Έδρανο κύλισης (ρουλεμάν) 55 ΣΧΗΜΑ 37 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση αστοχίας φτερωτών 56 ΣΧΗΜΑ 38 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση εμφάνισης φαινομένων σπηλαίωσης (cavitation) και στροβιλισμού (turbulence) 57 ΣΧΗΜΑ 39 Χαρακτηριστικές διαστάσεις τροχαλίας ατράκτου 58 ΣΧΗΜΑ 40 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση αστοχίας Ιμάντα Κίνησης 58 ΣΧΗΜΑ 41 Περιπτώσεις απευθυγράμμισης τροχαλίας-παράλληλη (offset), γωνιακή(angular) και συνδυαστική (twisted) μετατόπιση 59 ΣΧΗΜΑ 42 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση απευθυγράμμισης τροχαλίας 59 ΣΧΗΜΑ 43 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση εκκεντρότητας της τροχαλίας 60 ΣΧΗΜΑ 44 Διαφορά φάσης σε περίπτωση εκκεντρότητας της τροχαλίας 61 ΣΧΗΜΑ 45 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση συντονισμού 61 ΣΧΗΜΑ 46 Χρήση Εντατήρα για την αντιμετώπιση του συντονισμού 62 ΣΧΗΜΑ 47 Διαδικασία εντοπισμού Ιδιοσυχνότητας μηχανήματος (bump test) 63 ΣΧΗΜΑ 48 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση συντονισμού 63 ΣΧΗΜΑ 49 Σύστημα οδοντωτών τροχών 64 ΣΧΗΜΑ 50 Διάταξη γραναζιών με απεικόνιση του κινητήριου γραναζιού (driving gear) και του κινούμενου γραναζιού (driven gear) 64 ΣΧΗΜΑ 51 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση κραδασμών λόγω εκκεντρότητας των οδοντωτών τροχών 65 ΣΧΗΜΑ 52 Θραύση οδοντώσεων γραναζιών 66 ΣΧΗΜΑ 53 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση κραδασμών λόγω θραύσης των οδοντωτών τροχών 66 ΣΧΗΜΑ 54 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση κραδασμών λόγω απευθυγράμμισης των οδοντωτών τροχών 67 ΣΧΗΜΑ 55 Βασικά μέρη ηλεκτρικού κινητήρα 68 ΣΧΗΜΑ 56 Στάτης Ηλεκτρικού κινητήρα με χαμηλή μόνωση τυλιγμάτων 69 ΣΧΗΜΑ 57 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση κραδασμών λόγω αστοχίας στάτη ηλεκτρικού κινητήρα 69 ΣΧΗΜΑ 58 Περιπτώσεις αστοχίας ρότορα ηλεκτρικού κινητήρα 70 ΣΧΗΜΑ 59 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση κραδασμών λόγω αστοχίας ρότορα ηλεκτρικού κινητήρα 71 ΣΧΗΜΑ 60 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση κραδασμών λόγω θραύσης ρότορα ηλεκτρικού κινητήρα 72 ΣΧΗΜΑ 61 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση κραδασμών λόγω θραύσης ρότορα ηλεκτρικού κινητήρα 72 ΣΧΗΜΑ 62 Διάγραμμα Φάσματος Συχνοτήτων σε περίπτωση κραδασμών λόγω ύπαρξης ελευθερίας μεταξύ των ράβδων του κλωβού κινητήρα 73 ΣΧΗΜΑ 65 Τυπική Εγκατάσταση μόνιμου συστήματος μέτρησης Κραδασμών 79 ΣΧΗΜΑ 66 Εγκατάσταση μόνιμου ασύρματου συστήματος μέτρησης Κραδασμών της εταιρείας SKF 80 ΣΧΗΜΑ 67 Φορητές συσκευές μέτρησης κραδασμών 81 ΣΧΗΜΑ 68 Μέτρηση κραδασμών με χρήση φορητού οργάνου σε περιστροφικό μηχάνημα (αντλία) 81 ΣΧΗΜΑ 69 Είδη αισθητήρων κραδασμών ανάλογα του εύρους συχνότητας 83 ΣΧΗΜΑ 70 Σημεία Μέτρησης κραδασμών επί της βάσης των ρουλεμάν 85 ΣΧΗΜΑ 71 Σημεία Μέτρησης κραδασμών επί του κελύφους των ρουλεμάν 85 ΣΧΗΜΑ 72 Σημεία Μέτρησης κραδασμών σε παλινδρομικές μηχανές επί των σημείων των ρουλεμάν 86 ΣΧΗΜΑ 73 Σημεία Μέτρησης κραδασμών σε ηλεκτρικούς κινητήρες 86 ΣΧΗΜΑ 74 Σημεία Μέτρησης κραδασμών σε κάθετα μηχανήματα 87 ΣΧΗΜΑ 75 Σημεία Μέτρησης σχετικής τιμής κραδασμών σε περιστρεφόμενους άξονες 88 ΣΧΗΜΑ 76 Σημεία τοποθέτησης αισθητήρων μέτρησης σχετικών τιμών κραδασμών σε άξονες (χωρίς επαφή με άξονα) 89 ΣΧΗΜΑ 77 Σημεία τοποθέτησης αισθητήρων επιτάχυνσης(seismic) και μετατόπισης (non-contacting) μέτρησης απόλυτων τιμών κραδασμών σε άξονες 89 ΣΧΗΜΑ 78 Σχέση μεταξύ επιτάχυνσης ,ταχύτητας και μετατόπισης για αρμονικές απλών συχνοτήτων 92 ΣΧΗΜΑ 79 Ζώνες κραδασμών κατά την ανάλυση κραδασμών σε μη περιστρεφόμενα μέρη περιστροφικών μηχανημάτων 94 ΣΧΗΜΑ 80 Άκαμπτη έδραση περιστροφικού μηχανήματος 95 ΣΧΗΜΑ 81 Ελαστική έδραση περιστροφικού μηχανήματος 96 ΣΧΗΜΑ 82 Ζώνες κραδασμών και όρια ενεργούς τιμής ταχύτητας ανά ζώνη σε μη περιστρεφόμενα μέρη περιστροφικών μηχανημάτων 97 ΣΧΗΜΑ 83 Όρια πλάτους κραδασμών ανά κατηγορία περιστροφικού μηχανήματος και ανάλογα της έδρασης στήριξης 98 ΣΧΗΜΑ 84 Ζώνες κραδασμών και όρια ενεργούς τιμής ταχύτητας ανά ζώνη σε άξονες περιστροφικών μηχανημάτων 102 ΣΧΗΜΑ 85 Όρια κραδασμών σε άξονες περιστροφικών μηχανημάτων συναρτήσει της ταχύτητας του άξονα του περιστροφικού μηχανήματος 103 ΣΧΗΜΑ 86 Σύστημα επιτήρησης κραδασμών σε περιστροφική αντλία με ειδοποίηση ορίων προειδοποίησης (alarm) και κινδύνου (danger-trip) 105 ΣΧΗΜΑ 87 Περιοδική μέτρηση κραδασμών σε περιστροφικό μηχάνημα και παρακολούθηση μέγιστης τιμής κραδασμών 106 ΣΧΗΜΑ 88 Συσκευή μέτρησης κραδασμών Vibrotest 60 της εταιρείας Brüel & Kjaer 114 ΣΧΗΜΑ 89 Διάγραμμα φάσματος κραδασμών για το σημείο 1 με μέτρηση σε κάθετη κατεύθυνση και εμφάνιση σημείων αστοχίας ρουλεμάν 114 ΣΧΗΜΑ 90 Διάγραμμα φάσματος κραδασμών για το σημείο 1 με μέτρηση σε οριζόντια κατεύθυνση και εμφάνιση σημείων αστοχίας ρουλεμάν 115 ΣΧΗΜΑ 91 Διάγραμμα φάσματος κραδασμών για το σημείο 1 με μέτρηση σε αξονική κατεύθυνση και εμφάνιση σημείων αστοχίας ρουλεμάν 115 ΣΧΗΜΑ 92 Διάγραμμα φάσματος κραδασμών για το σημείο 2 με μέτρηση σε κάθετη κατεύθυνση και εμφάνιση σημείων αστοχίας ρουλεμάν 116 ΣΧΗΜΑ 93 Διάγραμμα φάσματος κραδασμών για το σημείο 2 με μέτρηση σε οριζόντια κατεύθυνση και εμφάνιση σημείων αστοχίας ρουλεμάν 117 ΣΧΗΜΑ 94 Διάγραμμα φάσματος κραδασμών για το σημείο 2 με μέτρηση σε αξονική κατεύθυνση και εμφάνιση σημείων αστοχίας ρουλεμάν 118 ΣΧΗΜΑ 95 Διάγραμμα φάσματος κραδασμών για το σημείο 3 με μέτρηση σε κάθετη κατεύθυνση και εμφάνιση σημείων αστοχίας ρουλεμάν 119 ΣΧΗΜΑ 96 Όρια πλάτους κραδασμών ανά κατηγορία περιστροφικού μηχανήματος και ανάλογα της έδρασης στήριξης 120 ΣΧΗΜΑ 97 Συχνότητες αστοχίας ρουλεμάν 6313-2Ζ της εταιρείας SKF 121 ΣΧΗΜΑ 98 Συχνότητες αστοχίας ρουλεμάν 6313-2Ζ της εταιρείας SKF 122
    • Σκοπός της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι η ανάλυση των περιπτώσεων εμφάνισης κραδασμών σε περιστροφικά μηχανήματα και η αξιολόγηση του επιπέδου κραδασμών σύμφωνα με διεθνή πρότυπα προδιαγραφών, το οποίο οδηγεί σε επιτήρηση της λειτουργικής κατάστασης του μηχανήματος με επακόλουθη αποφυγή αστοχιών σε αυτό. Μετά από μελέτη της σχετικής βιβλιογραφίας καθώς και με χρήση στοιχείων έρευνας του συντάκτη κατά την περίοδο 2015-2018 σε πλοία του Ελληνικού Πολεμικού Ναυτικού, παρουσιάζεται μια ανάλυση που αφορά αφενός μεν στις περιπτώσεις κραδασμών σε περιστροφικά μηχανήματα που επηρεάζουν την «ποιότητα λειτουργίας», αφετέρου δε στα σχετικά με τους κραδασμούς συμπτώματα σε κάθε περίπτωση. Παρουσιάζονται τα σημαντικότερα διεθνή πρότυπα ΙSO που αποσκοπούν τόσο στην ανάπτυξη ενός συστήματος προληπτικής συντήρησης καθώς και στην αξιολόγηση του επιπέδου κραδασμών στην πλειοψηφία των περιστροφικών μηχανημάτων. Χρησιμοποιώντας τον κατάλληλο εξοπλισμό εξετάστηκε η λειτουργική συμπεριφορά συγκεκριμένου περιστροφικού μηχανήματος με παράλληλη εκτέλεση και ανάλυση κραδασμών. Τέλος, εκτελέστηκαν οι απαραίτητες διορθωτικές ενέργειες για την αποκατάσταση της αστοχίας.
    • The purpose of this work is to analyse the occurrence of vibrations in rotary machines and to assess the level of vibration according to international standards, which leads to the monitoring of the operating condition of the machine with consequent avoidance of failures. After studying the relevant literature and using the author's research data during the period 2015-2018 on ships of the Hellenic Navy, an analysis is presented concerning the vibrations of rotary machines affecting the "quality of operation" and, on the other hand, the vibration-related symptoms in each case. The most important international ISO standards are presented which aim both at developing a preventive maintenance system and assessing the level of vibration in the majority of rotary machines. Using the appropriate equipment, the operational behaviour of a specific rotary machine was tested with parallel vibration analysis. Finally, the necessary corrective actions were taken to remedy the failure.
  13. Attribution-NoDerivatives 4.0 Διεθνές