Dự án
Ứng dụng
FAQ
Quản lý sức khỏe thiết bị bằng đo lường rung động
FAQ｜Quản lý sức khỏe thiết bị bằng đo lường rung độngMáy móc vận hành chắc chắn sẽ tạo ra rung động, nhưng bạn có biết rung động đó là bình thường hay bất thường? Hãy sử dụng dịch vụ đo lường để hiểu rõ dữ liệu sức khỏe của máy móc.
Tại sao phải đo lường rung động?
Dữ liệu rung động - Cơ sở quan trọng để đánh giá sức khỏe thiết bị
Máy móc vận hành chắc chắn sẽ tạo ra rung động, nhưng bạn có biết rung động đó là bình thường hay bất thường? Hãy sử dụng dịch vụ đo lường để hiểu rõ dữ liệu sức khỏe của máy móc.
Thiết bị của bạn có rung động bất thường không? Bạn có biết hiện tượng cộng hưởng môi trường cũng ảnh hưởng đến chất lượng vận hành của máy móc? Để nắm bắt trạng thái sức khỏe của thiết bị, việc giám sát cần giúp máy móc có khả năng "tự cảm nhận". Giờ đây, bằng cách kết hợp công nghệ cảm biến để ghi lại và phân tích sự khác biệt của các tín hiệu dữ liệu, chúng ta có thể xác định máy móc có duy trì hoạt động bình thường hay không. Tận dụng các tín hiệu rung động này giúp phát hiện sớm hoặc dự báo các hành vi động lực phức tạp như hư hỏng cơ khí, lão hóa, lệch trục... Đây là cơ sở quan trọng giúp doanh nghiệp nâng cao tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn (yield rate) và hiệu suất nghiên cứu phát triển.
Rung động là gì?
Nguồn gốc của rung động?
Rung động là sự chuyển động lặp đi lặp lại của một vật thể quanh một điểm tham chiếu tĩnh hoặc vị trí cân bằng. Rung động có thể được cấu thành từ một tần số đơn lẻ, một vài tần số hoặc tổ hợp của rất nhiều tần số khác nhau; nó có thể có tính chu kỳ hoặc không chu kỳ (ngẫu nhiên). Nguồn gốc thường đến từ sự mất cân bằng tĩnh và động của các bộ phận quay, lực quán tính của các bộ phận chuyển động tịnh tiến, hoặc sự thay đổi tải trọng đột ngột.
Rung động là gì?
Cấu thành của tín hiệu rung động
Tín hiệu rung động được tạo ra từ nhiều bộ phận khác nhau. Thông qua thuật toán Fast Fourier Transform (FFT) - Biến đổi Fourier nhanh, tín hiệu miền thời gian được chuyển đổi thành tín hiệu miền tần số để phân tích các thành phần tần số cụ thể.
Rung động là gì?
Sự phát sinh rung động ở thiết bị quay
Bất kỳ thiết bị nào quay quanh một tâm nhất định đều được gọi là thiết bị quay. Các loại phổ biến trong nhà máy bao gồm quạt, động cơ, bơm và máy nén. Ngoài ra còn có các cấu trúc thiết bị nhà máy thông dụng khác như: trục vít chuyển động, băng tải, cánh tay robot, các bộ phận xoay, cắt, ghép, v.v. Tuy nhiên, không có máy móc quay nào là hoàn hảo tuyệt đối, vì vậy khi vận hành sẽ tạo ra các lực tác động lặp đi lặp lại lên máy, từ đó sinh ra rung động. Do đó, rung động trên máy móc mang các ý nghĩa thực tiễn sau đây.
Nguyên lý phát hiện của cảm biến (Gia tốc kế)
$F = m \cdot a$
Lực ly tâm và Rung động: Đối với máy móc quay có khối lượng không cân bằng, khi quay sẽ tạo ra lực ly tâm (Ngoại lực - INPUT). Lực ly tâm này gây ra sự biến dạng lặp đi lặp lại của cấu trúc (Phản ứng của cấu trúc), đó chính là rung động (OUTPUT).
Rung động là gì?
Đơn vị của rung động
Biên độ đại diện cho độ lớn hoặc cường độ của rung động, có thể được biểu diễn bằng ba đại lượng vật lý: Độ dịch chuyển (Displacement), Vận tốc (Velocity) và Gia tốc (Acceleration). Các cách biểu diễn biên độ phổ biến bao gồm giá trị Đỉnh - Đỉnh (Peak-to-Peak), giá trị Đỉnh (Peak) và giá trị Hiệu dụng (RMS).
Nếu biểu diễn bằng sóng sin, công thức chuyển đổi như sau:
Giá trị P-P = 2 × Giá trị P
Giá trị P = 1.414 × Giá trị RMS
$F = m \cdot a$
| Đại lượng biên độ | Ký hiệu | Đơn vị (Unit) | Cách biểu diễn biên độ | Phạm vi ứng dụng |
|---|---|---|---|---|
| Tần số Frequency |
F | rpm, cps, Hz, rad/s | ||
| Độ dịch chuyển Displacement |
D | μm, m, mm, mil | Giá trị Đỉnh - Đỉnh (P-P) hoặc Đỉnh (P) | Dùng cho thiết bị tốc độ thấp và đo lường rung động tần số thấp |
| Vận tốc Velocity |
V | m/s, mm/s, kine | Giá trị Hiệu dụng (RMS) hoặc Đỉnh (P) | Tiêu chuẩn ISO, là đơn vị được sử dụng phổ biến nhất |
| Gia tốc Acceleration |
a | m/s2, g, gal | Giá trị Hiệu dụng (RMS) | Dùng cho vòng bi và đo lường rung động tần số cao |
Rung động là gì?
Ba yếu tố của rung động
Ba yếu tố cốt lõi: Biên độ (Amplitude), Tần số (Frequency), Pha (Phase)
| Hạng mục | Đơn vị unit | Ý nghĩa | |
|---|---|---|---|
| Biên độ Amplitude | Độ dịch chuyển Displacement | m, mm, µm | Độ lớn của dao động |
| Vận tốc Velocity | m/s, mm/s | Tốc độ của rung động | |
| Gia tốc Acceleration | m/s^2, g | Sự thay đổi tốc độ rung động | |
| Tần số Frequency | Hz hoặc RPM (CPM) | Số lần rung động trên mỗi đơn vị thời gian, giúp xác định nguồn gốc rung động | |
| Pha (Góc pha) Phase | Độ (degree) | So sánh vị trí tương đối giữa hai vật thể rung động để phân tích mô hình rung động (vibration mode) | |
Đo lường rung động
Tránh tổn thất nghiêm trọng nhờ công nghệ đo lường rung động
Rung động nhẹ có thể tạo ra tiếng ồn, gây khó chịu cho con người hoặc dẫn đến sai số cho các thiết bị và dụng cụ tinh vi; khi rung động trở nên nghiêm trọng, nó có thể gây hại cho cơ thể người hoặc làm hỏng máy móc. Hầu hết các loại máy móc, thiết bị và cấu trúc đều gặp vấn đề về rung động: từ động cơ ô tô, tuabin máy bay, motor máy móc đến trục chính máy công cụ hay sàn nhà cao tầng. Theo kinh nghiệm trước đây, việc quản lý bảo trì chất lượng thường chỉ được thực hiện khi có sự cố xảy ra; tuy nhiên, những rung động bất thường thường rất khó nhận biết bằng mắt thường nhưng lại dễ dàng gây mòn các bộ phận khác, dẫn đến những tổn thất nghiêm trọng hơn.
Thông qua thuật toán đặc biệt do Goodtech phát triển kết hợp với cơ sở dữ liệu tiêu chuẩn, sau khi tích lũy dữ liệu từ đo lường thiết bị, việc phân tích dữ liệu có thể định nghĩa được các ngưỡng tiêu chuẩn (threshold), hỗ trợ đắc lực cho công tác kiểm tra định kỳ để xác định thiết bị có bình thường hay không. Công nghệ đo lường rung động giờ đây không chỉ dừng lại ở việc đo lường cơ bản, mà còn tích cực cung cấp tham chiếu cho việc bảo trì dự báo (predictive maintenance). Việc sử dụng dữ liệu đo lường để giám sát tình trạng vận hành giúp sửa chữa sớm, tránh sự cố dừng máy đột ngột trong quá trình sản xuất, từ đó giảm thiểu chi phí vận hành cho doanh nghiệp một cách hiệu quả.
Đo lường rung động
Rung động do lực phát sinh khi vận hành
Sự thay đổi của rung động đại diện cho sự thay đổi trong quá trình vận hành của máy móc. Khi rung động tăng lên, thường có nghĩa là máy móc đang gặp vấn đề. Rung động chỉ là biểu hiện trạng thái của máy; việc giảm rung động thực chất là giảm các lực tác động gây ra rung động đó. Các lực này có thể bắt nguồn từ một số nguyên nhân cơ khí như mất cân bằng (unbalance), lệch tâm (misalignment), v.v. Rung động không thể loại bỏ hoàn toàn, chỉ có thể giảm xuống dưới một mức độ nhất định.
Đánh giá sức khỏe máy móc quay bằng cách đo lường rung động tại các bộ phận không quay
Bất kỳ thiết bị nào quay quanh một tâm nhất định đều được gọi là thiết bị quay (máy móc quay). Các loại phổ biến trong nhà máy bao gồm quạt, động cơ, bơm và máy nén.
Không có máy móc quay nào là hoàn hảo tuyệt đối, vì vậy khi vận hành sẽ tạo ra các lực lặp đi lặp lại tác động lên máy và sinh ra rung động. Hơn nữa, cánh tay robot hoặc các thiết bị vận chuyển cơ khí trong quá trình di chuyển cũng liên quan đến sự vận động của động cơ, trục vít, thanh trượt... Trong đó, các hành động như di chuyển, xoay, tịnh tiến, dừng đều tạo ra một mức độ rung động nhất định. Chúng ta có thể dựa vào việc giám sát hành vi rung động từ các chuyển động này để đánh giá chất lượng của thiết bị, cũng như theo dõi sự thay đổi rung động trong quy trình sản xuất để đánh giá sự khác biệt của kết quả đầu ra.
