Titreşim Ölçüm Cihazı

PCE Instruments Titreşim Ölçüm Cihazları, titreşim yolu, titreşim hızı ve titreşim ivmesi gibi fiziksel parametrelerin düzenli olarak kaydedilmesi için uygundur. Bazı titreşim ölçüm cihazları ayrıca sıcaklık ölçümü, devir sayısı ölçümü veya rulman (mill) durumunun belirlenmesi gibi ek ölçüm seçeneklerine de sahiptir. Bir titreşim ölçüm cihazı, bir makinenin genel durumu ve bireysel bileşenlerinin (yataklar, dişliler vb.) durumunu izleyerek, erken aşamadaki potansiyel arızaların tespiti konusunda önemli veriler sağlar. Bu parametrelerin trend analizleri, meydana gelmesi muhtemel hasarların önceden belirlenmesine olanak tanır.

Bu sayede, bakım planları ve makine duruş süreleri, makinenin gerçek zamanlı durumu doğrultusunda optimize edilebilir. Titreşim ölçüm cihazı kullanarak, hem işletme güvenliği artırılmakta hem de makine verimliliği, iyileştirilmiş çalışma süreleri ve azaltılmış duruş süreleri sayesinde yükselmektedir. PCE Instruments’in mobil titreşim ölçüm cihazları, bağımsız olarak, ayrıca zorlu erişim alanlarında da etkin bir şekilde kullanılabilmektedir. Cihazın modeline bağlı olarak, ölçülen veriler kaydedilebilir ve yazılım desteğiyle detaylı bir şekilde analiz edilebilir.

Uygun bir titreşim ölçüm cihazı seçerken, geniş uygulama yelpazesi göz önünde bulundurulduğunda, bir dizi önemli parametreye dikkat edilmelidir. Bu parametreler arasında ölçüm aralığı, frekans aralığı, FFT analizi yapabilme yeteneği, yatak/rulman özelliklerinin tespiti, bellek kapasitesi ve diğer ölçüm fonksiyonları yer almaktadır. Yaygın bir uygulama alanı, DIN EN ISO 10816 standardına dayalı olarak makine izleme ve değerlendirmedir. Bu standart, makine boyutlarını tahrik gücüne göre sınıflandırır ve her bir sınıf için, güvenli ve kesintisiz bir işletim sağlamak adına belirlenen sınır değerlerini tanımlar.

Standart, titreşim ölçüm cihazlarının normlara uygun ölçüm yapabilmesi için yerine getirmesi gereken belirli teknik gereksinimleri de tanımlar. Öncelikle, makine izleme için geçerli bir birim olarak titreşim hızının mm/s cinsinden belirlenmesi gerektiği vurgulanmaktadır. Ayrıca, ölçülmesi gereken frekans aralığı 10 Hz ile 1 kHz arasında tanımlanmıştır. Bu bağlamda, uygun bir titreşim ölçüm cihazının, belirtilen frekans aralığını kapsayabilen bir frekans filtresi ile donatılması gerekmektedir. PCE Instruments tarafından üretilen tüm titreşim ölçüm cihazları, bu frekans filtrelerine sahip olup, cihazın modeline bağlı olarak, makine izleme sürecini daha verimli hale getirecek ek fonksiyonlar da sunmaktadır.

Titreşim izleme uygulamalarında bir diğer kritik parametre ise devir sayısıdır. Karşılaştırılabilir ölçümler ile sağlıklı trend analizlerinin elde edilebilmesi için, ölçümlerin her zaman sabit ve tekrarlanabilir işletme koşulları altında gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Bu doğrultuda, devir sayısının doğru şekilde tespiti ve ölçüm sürecine entegre edilmesi, analizlerin güvenilirliği ve makine durumu hakkında yapılan değerlendirmelerin doğruluğu açısından vazgeçilmez bir unsurdur. Bu nedenle bazı titreşim ölçüm cihazları, doğrudan sahada devir sayısının tespiti için entegre, temaslı veya temassız çalışan devir sensörleriyle donatılmıştır. Zira hasarlı bileşenler veya yataklar, dönme esnasında genellikle artan sürtünme değerlerine neden olur. Bu durum da, özellikle kritik bileşenlerin yakın çevresindeki yüzey sıcaklıklarında artışa yol açar. Dolayısıyla, bu bölgelerde yapılan sıcaklık ölçümleri, makinenin durumu hakkında ilave ve son derece değerli bilgiler sunarak, erken teşhis ve arıza öncesi müdahale açısından önemli bir katkı sağlar.

Bu nedenle bazı titreşim ölçüm cihazları, yüzey sıcaklığının belirlenmesine yönelik entegre sıcaklık sensörleriyle donatılmıştır. Yüzey sıcaklığı ölçümü, özellikle arızaya meyilli bölgelerdeki termal anormalliklerin tespiti açısından önemli bir parametredir. Bunun yanı sıra, titreşim analizinde son derece faydalı bir diğer özellik ise FFT (Hızlı Fourier Dönüşümü) analizidir. Bu frekans bazlı değerlendirme yöntemiyle, bir makinenin titreşim davranışı detaylı bir şekilde analiz edilebilir. FFT özelliğine sahip bir titreşim ölçüm cihazı, makinenin frekans spektrumunu ekran üzerinde görsel olarak sunar ve böylece spesifik frekanslardaki anormallikler kolaylıkla tespit edilerek, arızaların kaynağına yönelik net bilgiler elde edilebilir.

Frekans spektrumundaki tepe noktalar, genellikle rulman (Wälzlager) hasarlarına işaret edebilir. Bu tür arızaların daha hassas bir şekilde tespit edilebilmesi için, belirli bir devir sayısı altında bileşenlere ait hasar frekanslarının bilinmesi gereklidir. Hasar frekansları, belirli formüller aracılığıyla hesaplanabilir; ayrıca, bu değerlere çoğu zaman ilgili bileşen ya da parça üreticisinin teknik dökümanlarında da yer verilmektedir. Yukarıda belirtilen özelliklere sahip, gelişmiş titreşim ölçüm cihazları PCE Instruments ürün gamında bulunmaktadır ve özellikle kestirimci bakım uygulamaları için ideal çözümler sunmaktadır..

Kalibrasyon Laboratuvarında Harici Kalibrasyon
Bir titreşim ölçüm cihazının, cihazın teknik özelliklerinde belirtilen doğrulukla çalıştığından emin olmak için düzenli olarak kontrol edilmesi gerekmektedir. Ölçüm doğruluğunun belirli kurallar çerçevesinde değerlendirilmesi ise kalibrasyon olarak adlandırılır. Bu süreç, özellikle kalibrasyon konusunda uzmanlaşmış harici laboratuvarlarda gerçekleştirilebilir. Kalibrasyon için iki ana standart bulunmaktadır ve bu standartlar, işlem yoğunluğu ve ölçüm noktalarının sayısı gibi faktörlere göre farklılık gösterir. Bunlar, DIN EN ISO 9001 gerekliliklerine dayanan ISO kalibrasyonu ve daha kapsamlı bir yaklaşım sunan DIN EN ISO 17025’e uygun DAkkS kalibrasyonudur.

Bir titreşim ölçüm cihazında kalibre edilebilen parametreler arasında titreşim ivmesi, titreşim hızı ve titreşim genliği yer almaktadır. Ayrıca, titreşim frekansı da test edilen parametreler arasındadır. Kalibrasyon talep edilirken, kontrol edilen hedef değerlerin cihazın çalışma koşullarındaki ölçüm aralıklarıyla uyumlu olduğundan emin olunmalıdır. Kalibrasyon işlemi tamamlandıktan sonra, süreçle ilgili tüm önemli bilgileri ve kalibrasyon değerlerini içeren bir sertifika düzenlenir. Pek çok kalibrasyon laboratuvarı, cihazın doğruluk gereksinimlerini karşılamaması durumunda, ek bir ücret karşılığında cihazı özel olarak yeniden ayarlama hizmeti sunmaktadır.

Bir Titreşim Kalibratörü ile yerinde Kalibrasyon
Harici laboratuvarlarda yapılan kalibrasyonlar sırasında, titreşim ölçüm cihazları genellikle birkaç hafta süreyle kullanım dışı kalmaktadır. Bu nedenle, kalibrasyon işlemleri önceden planlanmalı ve organize edilmelidir. Bir alternatif olarak, titreşim ölçüm cihazlarının işletme sahasında, bir titreşim kalibratörü ile doğruluğu yerinde kontrol edilebilir. Bu işlemde, titreşim sensörü kalibratörün bağlantı yüzeyine monte edilir ve belirli titreşimler üretilir. Kalibratör tarafından sağlanan bu hedef titreşim değerleri, titreşim ölçüm cihazının ölçüm verileriyle karşılaştırılır. Bu yöntem, cihazın doğruluğunun hızlı ve etkili bir şekilde kontrol edilmesini sağlar, aynı zamanda operasyonel kesintiyi en aza indirir.

Bir kalibratörün temin edilmesi, özellikle saha koşullarında düzenli olarak birden fazla titreşim ölçüm cihazının doğruluğunun kontrol edilmesi gereken durumlarda oldukça faydalı olabilir. Titreşim kalibratörünün seçiminde önemli bir kriter, üretilen titreşimlerin parametreleridir. Sadece belirli bir frekans, ivme, hız ve genlik değeri üretebilen kalibratörlerin yanı sıra, birden fazla titreşim frekansı ve genliği ayarlanabilen kalibratörler de bulunmaktadır. Bu tür kalibratörler, daha esnek bir kullanım sunarak, çeşitli ölçüm cihazlarının farklı koşullarda doğruluğunu test etmeye olanak tanır ve operasyonel verimliliği artırır.

Bir kalibratör, 15,92 Hertz ile 1.280 Hertz arasında yedi farklı titreşim frekansı ve 1 m/s² ile 20 m/s² arasında titreşim ivmesi üretebilme kapasitesine sahip olduğunda, özellikle düşük veya yüksek frekanslı titreşimlere duyarlı olan özel titreşim ölçüm cihazları, birden fazla ölçüm noktasında doğruluk açısından etkili bir şekilde test edilebilir. Bu, üretilen titreşimlerin belirlenen parametrelerle uyumlu olmasını garanti eder. Ancak, bu doğruluğun sürekliliğini sağlamak için titreşim kalibratörünün de düzenli olarak kalibre edilmesi gereklidir. Bazı cihazlarda, ayarlanan değerdeki sapmalar için görsel ve işitsel uyarılar veren dahili bir kontrol fonksiyonu bulunmaktadır. Bu özellik, cihazın doğruluğunun sürekli izlenmesine olanak tanır ve olası hatalı ölçümlerin önüne geçilmesini sağlar..

Makine Arızalarının Sınıflandırılması için Titreşim Ölçümlerinin Kullanımı
Makinalarda gözlemlenen olağandışı titreşim davranışları, çoğu zaman dengesiz yüklenme, yanlış hizalama veya yatak arızaları gibi mekanik sorunların habercisidir. Bu titreşimler, makine çalışır durumdayken titreşim ölçüm cihazları aracılığıyla tahribatsız yöntemlerle izlenebilir. Titreşim değerlerinin düzenli olarak ölçülmesi ve analiz edilmesi sayesinde, oluşabilecek arızalar henüz erken safhalarındayken tespit edilebilir. Böylece ciddi ekipman hasarları ve beklenmeyen duruş süreleri yaşanmadan önce gerekli önleyici bakım önlemleri hayata geçirilebilir. Makinalarda oluşabilecek pek çok arıza, karakteristik titreşim bileşenleri üretir. Bu sayede, herhangi bir anormallik tespit edildiğinde, arama ilgili frekans bölgeleriyle sınırlandırılarak hata kaynağı daha hızlı ve hedefe yönelik şekilde belirlenebilir.

Genellikle toplam titreşim olarak kaydedilen değerler, birden fazla titreşim frekansının üst üste binmesiyle oluşur. Bu geniş bant titreşim verilerinden; rotor balanssızlığı (dengesizlik), hizalama hataları ve elektromanyetik kaynaklı titreşim bileşenleri hakkında ön değerlendirmeler yapılabilir. Çoğu zaman makine üreticileri, aşılmaması gereken titreşim sınır değerlerini de belirtir. Günümüzde birçok titreşim ölçüm cihazı, makine izleme amacıyla özel analiz işlevleri sunmaktadır. Bu işlevler arasında, rulman durumunun izlenmesi, DIN ISO 10816 standardına göre makine titreşimlerinin değerlendirilmesi ve FFT analizi yer almaktadır.

Titreşim Ölçüm Cihazlarında Özel Bir Fonksiyon Olarak FFT Analizi
FFT kısaltması, İngilizce “fast Fourier transform” yani “hızlı Fourier dönüşümü” ifadesinden gelmektedir. Bu yöntem sayesinde titreşimler gerçek zamanlı olarak ölçülebilir ve farklı frekans bileşenlerine ayrılarak ayrı ayrı analiz edilebilir. Zaman bazlı ölçüm verileri, bu amaçla frekans alanına dönüştürülür. Bunun için sabit bir örnekleme oranıyla belirli sayıda veri toplanması gerekir. Elde edilen bu verilerden, ölçülen titreşimde hangi frekansların ne ölçüde yer aldığı belirlenir. Gelişmiş teknolojisi ve kolay kullanımı sayesinde, bu sistem sanayi, inşaat ve araştırma alanlarında çalışan profesyoneller için ideal bir çözümdür.

FFT analizinde elde edilebilecek frekans aralığı ve frekans çözünürlüğü, seçilen örnekleme hızı ve ölçüm süresiyle doğrudan ilişkilidir. Bir FFT analizinde değerlendirilebilecek frekans aralığı, sıfır ile örnekleme hızının yarısı arasındaki frekansları kapsar. Örneğin, 800 Hertz'lik bir örnekleme hızı kullanıldığında, sadece 400 Hertz’e kadar olan frekanslar analiz edilebilirken; 1.600 Hertz'lik bir örnekleme hızı bu aralığı 800 Hertz’e kadar çıkarır. Bu nedenle, FFT analizine uygun bir titreşim ölçüm cihazı, yüksek örnekleme hızlarında çalışacak şekilde ayarlanmalıdır. Ölçüm süresi ise, örnekleme hızıyla birlikte, kaydedilen toplam veri sayısını belirler. Veri sayısı ne kadar fazla olursa, frekans çözünürlüğü de o kadar yüksek olur. Örneğin, 1.000 ölçüm verisinden, örnekleme hızının belirlediği frekans aralığında 500 ayrı frekans bileşeni elde edilir. Bu durum, titreşim spektrumunun daha ayrıntılı ve hassas şekilde analiz edilmesini mümkün kılar.

FFT fonksiyonu bulunan titreşim ölçüm cihazları, bireysel frekansların analizine yönelik çeşitli işlevler sunabilir. Genellikle, FFT analizine bağlı olarak elde edilen frekansların grafiksel olarak bir diyagramda gösterimi bulunur. Bu diyagramda, ivme veya hızın her bir frekansı için zirve değerleri hızla tespit edilebilir. Çoğu cihaz, bu grafiklerden bireysel frekanslara karşılık gelen sayısal değerleri doğrudan almayı mümkün kılar. Kullanılan titreşim ölçüm cihazına bağlı olarak, bir FFT diyagramında 125 veya çok daha fazla çizgi, her bir frekansın sayısal değerlerini gösterebilir.

FFT (Hızlı Fourier Dönüşümü), diskret Fourier dönüşümünü (DFT) verimli bir şekilde hesaplamak için kullanılan matematiksel bir algoritmaya dayanır. DFT, bir sinyali, farklı genlikler ve fazlara sahip sinüs ve kosinüs dalgalarının toplamı olarak ayırır. FFT, bu dönüşümde gerekli olan hesaplama işlemleri sayısını azaltarak sinyali daha küçük parçalara böler ve bu parçaları rekürsif (yinelemeli) olarak dönüştürür. Bu sayede FFT, DFT'nin doğrudan hesaplanmasından çok daha hızlıdır.

Ancak, FFT'nin şiddetli titreşim ölçümleri açısından bazı sınırlamaları ve karşılaşılabilecek zorlukları vardır. Örneğin, FFT'nin uygulanabilmesi için sinyalin belirli bir uzunluğa sahip olması ve bu uzunluğun 2'nin bir kuvveti olması gerekir. Ayrıca, spektral sızıntıyı (sinyallerin yayılması ve yan loblar nedeniyle frekans spektrumunun genişlemesi ve bulanıklaşması) önlemek için sinyal, uygun bir pencere fonksiyonu ile çarpılmalıdır. Pencere fonksiyonunun seçimi, analiz edilecek sinyale bağlıdır ve çözünürlük ile dinamik aralık arasında bir denge gerektirir.

Bir makinenin hızı, dengesizlik hatalarının varlığı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Hız arttıkça, dengesizlik hatasının meydana gelme olasılığı da artar. Örneğin, 2000 devir/dakika hızında çalışan bir makinede, 33,33 Hz'deki sinüs dalgasının yüksek bir zirvesiyle dengesizlik hatası gözlemlenebilir. Bu durum, hız arttıkça, dengesizliğin etkilerinin daha belirgin hale geldiğini ve titreşimlerin daha şiddetli olduğunu gösterir.

Bir dengesizlik hatasını tanımlamak için, bu hatanın ne sıklıkla meydana geldiğini anlamak önemlidir. Dengesizlik hatası, periyodik veya rastgele olabilir ve genellikle malzeme hataları ya da yanlış hizalama gibi çeşitli faktörlerden kaynaklanabilir. Dengesizlik hatalarının varlığını tespit etmek ve bunları daha büyük problemlere yol açmadan önce düzeltmek için düzenli olarak titreşim ölçüm cihazlarıyla denetim yapmak gereklidir.

Sinüs dalgasının zirve değeri, bir dengesizlik hatasının olup olmadığını belirlemede önemli bir faktördür. Eğer bir frekansta zirve belirgin şekilde öne çıkıyorsa, bu, bir dengesizlik olduğunu gösteren bir işarettir. Ancak zirve belirgin şekilde öne çıkmıyorsa, bu, dengesizlik hatasının olmadığına dair bir belirtidir. Bu nedenle, bir makine problemi teşhis edilirken, titreşim ölçüm cihazı kullanarak zirve değerini her zaman dikkate almak büyük önem taşır.

Looseness (Gevşeklik)
Gevşek temeller ve gevşek bileşenler, özellikle rulmanlarda, makine arızalarının ve arızaların yaygın nedenlerindendir. Bu durum, artan titreşimlere, gürültüye, aşınmaya ve ısınmaya yol açabilir. Gevşekliğin önlenmesi için, temellerin ve bileşenlerin düzenli olarak kontrol edilmesi ve sıkılması gereklidir. Rulmanların doğru hizalanması, montajı ve uygun şekilde yağlanması büyük önem taşır. Gevşeklik (looseness) çeşitli yöntemlerle tespit edilebilir. Bunlar arasında görsel inceleme veya titreşim analizi gibi yöntemler yer alır. Titreşim ölçüm cihazları kullanılarak yapılan titreşim analizi, gevşekliğin varlığını belirlemenin etkili bir yoludur ve erken müdahaleyle olası arızaların önlenmesine yardımcı olur.

Gevşek Temeller ve Gevşek Bileşenlerden Kaçınmak İçin Alınması Gereken Önlemler:

- Rulman ile mil veya yatak arasındaki uyum, yük ve işletme sıcaklığına göre seçilmelidir. Çok sıkı veya çok gevşek uyumlar, rulmanın deformasyonuna veya hareketine yol açabilir. Bu nedenle, rulmanların doğru şekilde yerleştirilmesi, performansını ve ömrünü artırmak için büyük önem taşır.

- Rulman muhafazası veya makine bileşenlerini sabitleyen vida veya cıvatalar, doğru tork değeriyle sıkılmalıdır. Yetersiz veya aşırı tork, vidaların gevşemesine veya aşırı gerilmesine yol açabilir. Bu, makinenin verimliliğini düşürebilir ve uzun vadede arızalara neden olabilir.

- Mil ve yatakların hizalanması kontrol edilmeli ve gerektiğinde düzeltilmelidir. Kötü hizalama, milin düzensiz bir şekilde yüklenmesine veya eğilmesine yol açabilir. Bu da, rulmanların gevşemesi veya yer değiştirmesi gibi sorunlara neden olabilir. Bu tür hatalar, makinenin verimliliğini ve ömrünü olumsuz etkileyebilir, ayrıca bakım ve onarım maliyetlerini artırabilir.

- Rulmanın yağlaması düzenli olarak kontrol edilmeli ve gerektiğinde takviye edilmelidir. Yetersiz veya aşırı yağlama, rulmanın sürtünmesine veya aşırı ısınmasına yol açabilir. Bu durum, rulmanın gevşemesine veya genişlemesine neden olabilir ve makinenin verimliliğini olumsuz etkileyebilir.

Motor-Redüktör Kombinasyonunda Hizalama Hataları
Hizalama hataları, iki bağlı mil arasındaki ideal hizalamanın sapmalarından kaynaklanır ve bu, tahrik sisteminde artan titreşimler, aşınma ve sıcaklık artışlarına yol açabilir. Hizalama hatalarının çeşitli nedenleri olabilir, örneğin montaj hataları, rotorların sarkması, termal genleşme veya temel hareketleri. Hizalama hatalarını önlemek veya düzeltmek için, mil hattındaki sapmaların geometrisi ve işaretleri hakkında bilgi sahibi olunmalı ve uygun ölçüm ve hizalama yöntemleri uygulanmalıdır. Hizalama hataları, titreşim sinyalinde, dönme frekansı ve onun harmoniklerinde sinüs şeklinde titreşimler olarak kendini gösterebilir. Bu nedenle, titreşim ölçüm cihazlarıyla yapılan titreşim teşhisi, hizalama hatalarını erken aşamalarda tespit etmek ve düzeltmek için etkili bir yöntemdir.

Rulman hasarı, yetersiz yağlama ve conta problemleri nedeniyle ortaya çıkabilir. Eğer rulman yeterince yağlanmazsa, rulman elemanları arasında metalik temas meydana gelebilir. Bu durum, aşırı aşınma, ısınma ve sonuç olarak rulmanın arızalanmasına yol açabilir. Ayrıca, eksik veya yetersiz contalar, kir, toz ve nemin rulmana ulaşmasına neden olabilir ve bu da hasara yol açabilir. Bu nedenle, rulmanların düzenli olarak yağlamasının ve contalarının kontrol edilmesi, gerekiyorsa iyileştirilmesi önemlidir. Böylece, yetersiz yağlama ve conta nedeniyle oluşabilecek hasarlar ve arızalar önlenebilir..

Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT), titreşim sinyallerinin analizinde güçlü bir araçtır. FFT ile, zamanla kesikli bir sinyalin frekans spektrumu belirlenebilir, yani sinyaldeki farklı frekans bileşenlerinin ne kadar güçlü bir şekilde temsil edildiği ölçülebilir. FFT, titreşim ölçümünde özellikle faydalıdır, çünkü makineler veya bileşenlerin, olası arızalar veya aşınma belirtilerine işaret edebilecek karakteristik frekanslarını tanımlamaya olanak tanır.

FFT Analizi, titreşimlerin analizinde güçlü bir yöntemdir ve titreşim özelliklerini tanımlamanıza ve nicelendirmenize olanak tanır. Bu fonksiyon ile titreşimlerin nedenini hızlı ve kolay bir şekilde belirleyebilir ve sorunun giderilmesi için önlemler alabilirsiniz.

PCE Instruments'tan bir titreşim ölçüm cihazı, kullanımı kolaydır ve size tüm önemli bilgileri tek bakışta sunan kullanıcı dostu bir ekrana sahiptir. Cihaz, dayanıklı ve uzun ömürlü olup en zorlu ortamlarda kullanılabilir. Ayrıca hafif ve kompakt olduğu için taşınması ve depolanması kolaydır.

PCE Instruments'in FFT analizi özellikli birçok titreşim ölçüm cihazı, titreşimleri doğru ve güvenilir bir şekilde izlemek isteyen herkes için mükemmel araçlardır. Gelişmiş teknolojisi ve kullanım kolaylığı ile bu cihazlar, sanayi, inşaat ve araştırma alanlarında çalışanlar için ideal ölçüm cihazlarıdır. PCE olarak, FFT analizli titreşim ölçüm cihazımızla en iyi sonuçları elde edeceğinizden eminiz.