Dynamika – pomiary drgań

Pomiary drgań pozwalają na ocenę dynamiki pracy maszyny, pojazdu lub urządzenia w kontekście trwałości i bezpieczeństwa pracy. Pomiary drgań służą również ocenie narażenia organizmu ludzkiego na oddziaływania drganiowe wg obowiązujących norm.

Działalność w zakresie badania dynamiki opiera się na pomiarze przyspieszeń drgań oraz przeprowadzeniu analiz w celu:

  • oceny dynamicznego zachowania się konstrukcji podczas eksploatacji (pojazd, maszyna, urządzenie),
  • oceny charakteru oddziaływania drgań – operacyjne postacie drgań oraz ich wpływu na stabilność pracy, trwałość i niezawodność,
  • określenia wskaźników komfortu – w przypadku pojazdów pasażerskich (pojazdy kolejowe, autobusy, tramwaje, pojazdy samochodowe).
Czytaj więcej

Przyczyny powstawania drgań

Charakterystyczną cechą drgań jest ich fizyczna zmienność w czasie. Zjawisko to może pojawić się zarówno w ciele stałym, jak i w cieczy i najczęściej wynika ze zmiany położenia cząstek w ośrodku sprężystym w stosunku do położenia równowagi. W przypadku wibracji mechanicznych występujących w maszynach lub ich układach, za ich podstawowe przyczyny uważa się m.in.:

  • luzy powstające w mocowaniach,
  • nieprawidłowe wyważenie elementów obrotowych,
  • nadmierne zużywanie się komponentów,
  • uszkodzenia łożysk,
  • nieprawidłowy lub niedokładny montaż poszczególnych części w maszynie.

Poza oczywistym zagrożeniem dla bezpieczeństwa pracy powyższe czynniki mogą jednocześnie skutkować znacznym skróceniem żywotności urządzeń. Regularnie wykonywana analiza drgań to więc istotny element dbałości o stan techniczny posiadanego parku sprzętowego.

Wpływ wibracji na środowisko przemysłowe

W przypadku maszyn, których podstawą działania jest ruch wirnikowy, drgania mogą mieć charakter ruchu oscylacyjnego w kierunku promieniowym. Wibracjom, mierzonym poprzez monitoring drgań, podlegają najczęściej elementy silników, układy napędowe, wały, przekładnie, pompy czy łożyska. Powtarzające się zjawisko negatywnie wpływa na kondycję środowiska przemysłowego, prowadząc do obniżenia jego parametrów oraz stanowi bezpośrednią przyczynę wielu poważnych awarii. Zwykle, od wystąpienia pierwszych drgań do poważnych usterek potrzeba kilku miesięcy, ale nierzadko jedynie tygodni. Brak odpowiednio szybkiej reakcji ma szansę skutkować trwałym unieruchomieniem urządzeń, powodując kosztowne przestoje i remonty.

Diagnostyka drganiowa a bezpieczeństwo ludzi

Oprócz diagnozowania ewentualnych usterek i awarii maszyn bieżące pomiary drgań mechanicznych stanowią również kluczowy aspekt w procesie ochrony osób pracujących w określonym środowisku przemysłowym. Powtarzalne wibracje oddziałujące na operatorów maszyn oraz pracowników mogą powodować poważne konsekwencje zdrowotne, takie jak zmiany kostno-stawowe, zmiany narządów wewnętrznych, problemy z układem naczyniowym czy nerwowym. Jednocześnie wpływają też na bezpośredni spadek produktywności pracowników i istotnie obniżają zdolność ich reakcji. W tym kontekście, pomiary drgań to wyraz troski o zdrowie pracowników zatrudnionych na stanowiskach robotniczych.

Korzyści z wykonania pomiarów drgań mechanicznych

Biorąc pod uwagę szereg zalet, jakimi charakteryzuje się diagnostyka drganiowa, warto zlecać ją w środowiskach przemysłowych regularnie. Umożliwi to wczesne reagowanie oraz ostrzeganie o nadchodzących awariach urządzeń, pozwoli podnieść poziom bezpieczeństwa pracy, ograniczy ilość usterek, a także pomoże zminimalizować koszty związane z wykonywaniem napraw czy zakupem części zamiennych do maszyn.

 

 

1

Pomiary drgań maszyn i urządzeń

Wyznaczanie dynamiki pracy maszyny poprzez pomiar drgań, zwłaszcza dla urządzeń pracujących w trybie ciągłym jest kluczowym elementem zapobiegania awariom. Identyfikuje się charakter pracy poprzez analizy częstotliwościowe oraz analizy rzędów (dla maszyn obrotowych), co umożliwia ocenę pracy w kontekście bezpieczeństwa i trwałości. Szczególnym przypadkiem jest pomiar drgań i określenie na tej podstawie możliwości zmiany warunków operacyjnych bez wpływu na trwałość oraz bezpieczeństwo  (np. przyspieszenie pracy maszyny, zmiana obciążeń – w celu poprawy wydajności lub zwiększenia mocy produkcyjnej).   

2

Pomiary drgań budynków

W dobie zwiększonych inwestycji budowlanych oraz infrastrukturalnych pojawiają się wyzwania dotyczące ochrony budynków przed niekorzystnym wpływem oddziaływań drganiowych pochodzących od pracy maszyn budowlanych, procesów wyburzania, utwardzania gruntu czy też prowadzenia prac ziemnych. Z pomocą przychodzą technologie ciągłego nadzoru nad oddziaływaniami poprzez analizę możliwego szkodliwego wpływu drgań na istniejące budynki. 

Projekty monitoringu oddziaływań dynamicznych uwzględniają wymagania oraz kryteria norm:

  • PN -B-02170 Ocena szkodliwości drgań przekazywanych przez podłoże na budynki
  • PN-B-02171 Ocena wpływu drgań na ludzi w budynkach
3

Monitoring drgań

Przez monitoring drgań rozumie się długofalowe nadzorowanie konstrukcji poddawanej oddziaływaniom drganiowym w celu określenia trendów, identyfikacji zdarzeń, określenie konieczności przeprowadzenia prac serwisowych/utrzymaniowych.

Zrealizowane projekty:

  • Pomiary drgań od prowadzonych inwestycji budowlanych
  • Pomiary drgań od eksploatacji linii kolejowych
  • Pomiary drgań infrastruktury kolejowej dla różnego obciążenia ruchem
  • Pomiary drgań instalacji energetycznych i ciepłowniczych w zakładach energetycznych
  • Pomiary drgań maszyn papierniczych w największych papierniach w Polsce – w kontekście zwiększenia wydajności
  • Pomiary drgań pojazdów wojskowych (haubice, moździerze, czołgi)
  • Pomiary drgań pojazdów samochodowych oraz autobusowych
  • Pomiary drgań urządzeń specjalnych: maszyny górnicze, łodzie, maszyny drenujące