Na czym polega analiza drgań?

Analiza drgań to jedno z kluczowych narzędzi diagnostycznych w przemyśle i inżynierii, pozwalające na wykrycie usterek, przewidywanie awarii oraz ocenę stanu technicznego maszyn i konstrukcji. Choć może brzmieć specjalistycznie, jej założenia są zrozumiałe i praktyczne, a jej zastosowania obejmują niemal każdą branżę techniczną.

W niniejszym artykule przedstawiamy, czym jest analiza drgań, jakie ma zastosowania, jakie metody się w niej stosuje oraz dlaczego jest nieodzownym elementem współczesnej diagnostyki technicznej.

Co to jest analiza drgań

Analiza drgań to proces pomiaru, przetwarzania i interpretacji sygnałów drganiowych emitowanych przez maszyny, elementy konstrukcyjne lub powierzchnie robocze.

Na podstawie tych danych można:

• zidentyfikować niewyważenie, niewspóŋoskręcenie, luzy czy zużycie łożysk
• wykryć pęknięcia, luzy konstrukcyjne lub wady montażowe
• monitorować zmiany dynamiczne w czasie rzeczywistym

Dlaczego analiza drgań jest ważna w przemyśle

Ponieważ umożliwia wczesne wykrycie potencjalnych awarii. Dzięki temu:

• ogranicza się przestoje maszyn
• obniża koszty serwisu i wymiany części
• podnosi się bezpieczeństwo pracy
• poprawia się efektywność energetyczna maszyn

To metoda nieniszcząca, szybka i bardzo skuteczna, dlatego jest szeroko stosowana m.in. w energetyce, produkcji, lotnictwie, górnictwie, a nawet medycynie.

Podstawowe parametry drganiowe i co one oznaczają

Podczas analizy drgań mierzonych jest kilka kluczowych parametrów:

• Przyspieszenie (m/s²) – najczulszy parametr do wykrywania uszkodzeń łożysk
• Prędkość (mm/s) – stosowana przy ocenie stanu ogólnego maszyn
• Przemieszczenie (µm) – używane do wykrywania niewyważenia i bicia wałów
• Częstotliwość (Hz) – pozwala określić, z jakim zjawiskiem mamy do czynienia

Interpretacja wyników wymaga wiedzy i doświadczenia, ale wiele nowoczesnych systemów wspiera użytkownika automatyczną diagnostyką.

Metody analizy drgań w praktyce

Do najczęściej stosowanych metod należą:

• analiza w dziedzinie czasu (np. obserwacja RMS, peak-to-peak)
• analiza FFT (transformaty Fouriera) – do rozkładu sygnału na częstotliwości
• analiza obwiedni – do wykrywania defektów łożysk tocznych
• analiza modalna – do oceny własności dynamicznych konstrukcji
• analiza order tracking – szczególnie przy wałach i przekładniach

Dobór metody zależy od rodzaju maszyny, jej pracy oraz oczekiwanych objawów usterek.

Urządzenia pomiarowe stosowane w analizie drgań

W analizie drgań stosuje się specjalistyczne urządzenia pomiarowe:

• akcelerometry – przetworniki przekształcające drgania w sygnały elektryczne
• analizatory drgań – urządzenia przenośne lub stacjonarne
• rejestratory danych – do długotrwałego monitoringu
• oprogramowanie diagnostyczne – do analizy, raportowania i predykcji

Systemy te mogą być zintegrowane z BMS lub CMMS i wykorzystywane w strategiach predykcyjnych.

Analiza drgań a predykcyjne utrzymanie ruchu

Analiza drgań stanowi filar predykcyjnego utrzymania ruchu (PdM – Predictive Maintenance). Pozwala przewidywać awarie zanim wpłyną one na proces produkcyjny.

Zamiast wymieniać części “na zapas”, wymieniamy je wtedy, gdy ich rzeczywisty stan techniczny tego wymaga. To podejście optymalizuje koszty i wydłuża żywotność urządzeń.

Przykłady zastosowania analizy drgań

• elektrownie i turbiny gazowe
• wentylatory przemysłowe, silniki, sprężarki
• przekładnie i łożyska w maszynach produkcyjnych
• konstrukcje mostowe i wieże wiatrowe
• narzędzia chirurgiczne i implanty w biomechanice

Zakres możliwości jest bardzo szeroki i nie ogranicza się tylko do wielkich instalacji.

FAQ – najczęstsze pytania o analizę drgań

Czy analiza drgań wymaga zatrzymania maszyny?
 Nie zawsze. Większość analiz może być prowadzona w czasie pracy maszyny.

Jak często należy przeprowadzać analizę drgań?
 Zależy od krytyczności maszyny – zwykle od cotygodniowych po kwartalne pomiary.

Czy analiza drgań może zastąpić inne metody diagnostyczne?
 Nie, ale skutecznie je uzupełnia i w wielu przypadkach pozwala wykryć usterkę wcześniej niż inne techniki.

Czy do analizy drgań potrzebny jest inżynier?
 W interpretacji wyników doświadczenie jest kluczowe, ale nowoczesne systemy znacznie upraszczają ten proces.

Czy analiza drgań jest kosztowna?
 Koszt inwestycji zwraca się szybko poprzez unikanie awarii, przestojów i nieplanowanych napraw.

Artykuł Sponsorowany