Titreşim Ölçüm Cihazı

PCE Instruments marka Titreşim Ölçüm Cihazları, titreşimyer değiştirme, titreşim hızı ve titreşim ivmesi gibi fiziksel parametrelerin düzenli olarak kaydedilmesi için uygundur. Bazı Titreşim Ölçüm Cihazı modelleri ise buna ek olarak sıcaklık ölçümü, devir (rpm) ölçümü veya rulman durum analizine yönelik karakteristik değerlerin belirlenmesi gibi ilave ölçüm seçeneklerine de sahiptir. Bir Titreşim Ölçüm Cihazı sayesinde hem makinenin genel durumu hem de tek tek bileşenlerin durumu (rulmanlar, dişliler vb.) izlenebilir. Bu parametrelerin zaman içindeki trend gelişimleri, yaklaşan arızalar veya potansiyel hasarlar hakkında erken uyarı sağlar. Böylece bakım ekipleri, olası problemleri büyümeden tespit edip önleyici tedbirler alabilir.

Bir Titreşim Ölçüm Cihazı sayesinde, bakım planları ve makine duruşları makinenin mevcut durumuna göre planlanabilir. Bu yaklaşım, işletme güvenliğini artırırken, optimize edilmiş çalışma süreleri ve azalan duruş süreleri sayesinde makine verimliliğinin de yükselmesini sağlar. PCE Instruments’ın mobil Titreşim Ölçüm Cihazları, ulaşılması zor alanlarda dahi bağımsız olarak kullanılabilir. Ayrıca, cihaz modeline bağlı olarak ölçüm verileri kaydedilebilir ve yazılım aracılığıyla sonradan detaylı şekilde analiz edilebilir.

Çok sayıda kullanım alanı bulunduğundan, doğru Titreşim Ölçüm Cihazı seçerken bazı önemli kriterlere dikkat edilmelidir. Bunlar arasında ölçüm aralığı, frekans aralığı, FFT analizi yapabilme özelliği, rulman karakteristik değerlerinin belirlenmesi, hafıza kapasitesi ve diğer ölçüm fonksiyonları yer alır. Makine izleme ve değerlendirme, özellikle DIN EN ISO 10816 standardına göre yaygın bir uygulamadır. Bu standart, farklı makine boyutlarını tahrik gücüne göre sınıflandırır ve her sınıfa, güvenli ve sorunsuz bir çalışmayı garanti eden sınır değerler atar. Böylece Titreşim Ölçüm Cihazı kullanılarak makinelerin durumu objektif ve standartlara uygun şekilde değerlendirilmiş olur.

Standart ayrıca, normlara uygun ölçüm yapılabilmesi için Titreşim Ölçüm Cihazı’nın uyması gereken bazı özellikleri de tanımlar. Bunlardan biri, makine izleme için temel birim olarak titreşim hızının (mm/s) kullanılmasıdır. Ayrıca, kapsanması gereken frekans aralığı 10 Hz ile 1 kHz arasında belirtilmiştir. Bu nedenle, uygun bir Titreşim Ölçüm Cihazı, ilgili frekans filtresiyle donatılmış olmalıdır. PCE Instruments’ın tüm Titreşim Ölçüm Cihazları, bu frekans filtrelerine sahiptir ve cihaz modeline bağlı olarak makine izleme için ek faydalı fonksiyonlar da sunar.

Titreşim izleme sırasında bir diğer önemli parametre devir hızıdır, çünkü karşılaştırılabilir ölçümler ve trend analizleri her zaman aynı çalışma koşulları altında yapılmalıdır. Bazı Titreşim Ölçüm Cihazı modelleri, makinenin çalışma koşullarını daha kapsamlı analiz edebilmek amacıyla entegre devir (dönüş hızı) sensörleri ile donatılmıştır. Bu sensörler, temaslı veya temassız ölçüm yöntemleri kullanarak makinenin dönüş hızının sahada hızlı ve güvenilir şekilde belirlenmesini sağlar. Hasarlı bileşenler veya rulmanlar, dönüş sırasında çoğu zaman artmış sürtünme değerleri oluşturur. Bu nedenle, kritik bileşenlerin yakın çevresinde bir makinenin yüzey sıcaklığı da makinenin durumu hakkında değerli bilgiler sağlayabilir.

Bu nedenle bazı Titreşim Ölçüm Cihazı veri toplayıcıları, yüzey sıcaklığını belirlemek için sıcaklık sensörlerine de sahiptir. Bir diğer faydalı özellik ise FFT analizidir. Bu frekans değerlendirmesi sayesinde bir makinenin titreşim davranışı titreşim frekansları açısından analiz edilebilir. Bu özelliğe sahip bir Titreşim Ölçüm Cihazı, makinenin frekans spektrumunu ekranında gösterir.

Spektrum içerisindeki frekans tepeleri, yuvarlanma rulmanlarında oluşabilecek hasarlara işaret edebilir. Arızayı daha doğru şekilde belirleyebilmek için, verilen dönüş hızında ilgili bileşenlerin arıza frekanslarının bilinmesi gerekmektedir. Bu arıza frekansları formüller aracılığıyla hesaplanabilir. Ayrıca bu bilgilere çoğu zaman bileşen veya komponent üreticilerinin teknik dokümanlarında da rastlanabilir. Yukarıda açıklanan özelliklere sahip Titreşim Ölçüm Cihazı modellerini PCE Instruments ürün portföyünde bulabilirsiniz.

Harici bir Kalibrasyon Laboratuvarında Titreşim Ölçüm Cihazı Kalibrasyonu
Bir Titreşim Ölçüm Cihazın teknik özelliklerinde belirtilen doğrulukla çalıştığından emin olmak için, cihazların düzenli olarak kontrol edilmesi gerekir. Ölçüm doğruluğunun belirli kurallara göre kontrol edilmesi işlemine kalibrasyon denir. Bu işlem, örneğin bu konuda uzmanlaşmış harici kalibrasyon laboratuvarlarında gerçekleştirilebilir. Kalibrasyonlar için iki farklı standart bulunmaktadır. Bu standartlar, uygulanan işlem kapsamı ve ölçüm noktalarının sayısı gibi konularda birbirinden ayrılır. Bunlar; DIN EN ISO 9001 gerekliliklerine göre yapılan ISO kalibrasyonu ve DIN EN ISO 17025 standardına göre gerçekleştirilen daha kapsamlı TürkAK kalibrasyonudur.

Bir Titreşim Ölçüm Cihazı için kalibre edilebilen büyüklükler arasında titreşim ivmesi, titreşim hızı ve titreşim yer değiştirmesi yer alır. Ayrıca titreşim frekansı da kontrol edilen parametreler arasındadır. Kalibrasyon talebi oluşturulurken, kontrol edilen referans değerlerin, işletmede gerçekleştirilen ölçümlerin bulunduğu ölçüm aralığına uygun olmasına dikkat edilmelidir. Gerçekleştirilen kalibrasyon sonrasında, kalibrasyon sürecine ve ölçülen değerlere ilişkin tüm önemli bilgileri içeren bir kalibrasyon sertifikası düzenlenir. Birçok kalibrasyon laboratuvarı ayrıca, doğruluk gerekliliklerinin karşılanmaması durumunda Titreşim Ölçüm Cihazı için ek ücret karşılığında ayar işlemi de sunmaktadır.

Titreşim Kalibratörü ile Yerinde Kalibrasyon
Harici laboratuvarlarda yapılan kalibrasyonlarda, bir Titreşim Ölçüm Cihazı genellikle haftalarca ölçüme alınamaz. Bu nedenle, bu tür kalibrasyonların önceden planlanması ve organize edilmesi gerekir. Buna bir alternatif olarak, cihazların kendi işletmenizde taşınabilir bir Titreşim Kalibratörü ile kontrol edilmesi mümkündür. Bu yöntemde, titreşim sensörü kalibratörün bağlantı yüzeyine monte edilir ve belirli tanımlı titreşimlere maruz bırakılır. Kalibratörün ürettiği bu referans titreşim değerleri, cihazın ölçtüğü değerlerle karşılaştırılarak, ölçüm doğruluğu hızlı ve güvenilir şekilde kontrol edilebilir.

Bir Titreşim Kalibratörü edinmek, özellikle sahada düzenli olarak birden fazla Titreşim Ölçüm Cihazının kontrol edilmesi gerekiyorsa oldukça faydalı olabilir. Kalibratör seçiminde en önemli kriter, üretilen titreşim değerleridir. Bazı Kalibratörler yalnızca tek bir sabit değer için frekans, ivme, hız ve yol üretebilir. Daha gelişmiş modeller ise, birden fazla titreşim frekansı ve titreşim genliğinin ayarlanabilmesine olanak tanır.

15,92 Hertz ile 1.280 Hertz arasındaki yedek titreşim frekanslarını ve 1 m/s² ile 20 m/s² arasındaki titreşim ivmelerini üretebilen bir titreşim kalibratörü ile, düşük veya yüksek frekanslı özel Titreşim Ölçüm Cihazları da birden fazla ölçüm noktasında doğruluk açısından test edilebilir. Üretilen titreşimlerin tanımlı aralıklara uygun olduğundan emin olunabilmesi için, Titreşim Kalibratörünün de düzenli aralıklarla kalibre edilmesi gerekir. Bazı Kalibratör modellerinde ayrıca, ayarlı değerde sapma olması durumunda hem görsel hem de işitsel uyarı veren dahili bir kontrol fonksiyonu mevcuttur.

Makine Arızalarının Sınıflandırılmasında Titreşim Ölçümlerinin Kullanımı
Makine ve ekipmanlarda alışılmadık bir titreşim davranışı, çoğu zaman düzensiz yüklenme veya hatalı yataklama durumunun bir göstergesidir. Bu titreşimler, makine çalışır durumdayken Titreşim Ölçüm Cihazı kullanılarak tahribatsız şekilde ölçülebilir. Düzenli ölçüm yapılması ve elde edilen verilerin analiz edilmesi sayesinde, olası düzensizlikler erken aşamada tespit edilebilir ve daha büyük hasarlar meydana gelmeden önce gerekli önleyici tedbirler alınabilir. Makinalarda oluşabilecek birçok olası arıza, karakteristik titreşim bileşenleri üretir. Bu nedenle herhangi bir anormallik tespit edildiğinde, Titreşim Ölçüm Cihazı ile yapılan analizler sayesinde arıza araması bu belirli alanlara daraltılabilir.

Genellikle toplam titreşim olarak kaydedilen değerler, birbirinin üzerine binen birden fazla titreşim frekansının birleşiminden oluşur. Bu geniş bant titreşim değerleri üzerinden, dengesizlikler (balanssızlık), hizalama hataları ve elektromanyetik bileşenler hakkında ilk değerlendirmeler yapılabilir. Makine üreticileri çoğu zaman aşılmaması gereken titreşim sınır değerlerini de belirler. Bazı Titreşim Ölçüm Cihazı modelleri, makine durum izleme için özel analiz fonksiyonları sunar. Bunlar arasında örneğin rulman (bilyalı yatak) kontrolü, DIN ISO 10816 standardına göre makine titreşimlerinin değerlendirilmesi ve FFT analizi gibi fonksiyonlar bulunmaktadır.

Titreşim Ölçüm Cihazı için Özel Bir Fonksiyon Olarak FFT Analizi
FFT Analizi kısaltmasındaki FFT, “Fast Fourier Transform” yani Hızlı Fourier Dönüşümü anlamına gelir. Bu yöntem sayesinde titreşimler gerçek zamanlı olarak ölçülebilir, farklı frekanslar izlenebilir ve ayrı ayrı değerlendirilebilecek şekilde bileşenlerine ayrılabilir. Bu işlem için zamana bağlı ölçüm değerleri frekans alanına dönüştürülür. Bunun için belirli sayıda ölçüm verisinin sabit bir örnekleme hızıyla kaydedilmesi gerekir. Elde edilen bu veriler üzerinden, ölçülen titreşim içerisinde farklı frekansların ne kadar güçlü şekilde ortaya çıktığı belirlenir. Gelişmiş teknolojisi ve kolay kullanımı sayesinde Titreşim Ölçüm Cihazı, sanayi, inşaat sektörü veya araştırma alanında çalışan kullanıcılar için ideal bir ölçüm çözümü sunar.

Seçilen örnekleme hızı ve ölçüm süresi, hangi frekans aralığının görüntülenebileceğini ve bu aralığın hangi çözünürlükte analiz edilebileceğini belirleyen en önemli faktörlerdir. Bir FFT analizi kapsamında değerlendirilen frekans aralığı, sıfır ile örnekleme hızının yarısı arasındaki frekansları kapsar. Örneğin 800 Hertz örnekleme hızı, yalnızca 400 Hertz’e kadar olan frekansların görüntülenebileceği anlamına gelir. Örnekleme hızı 1.600 Hertz olduğunda ise analiz edilebilen frekans aralığı 800 Hertz’e kadar çıkar. Bu nedenle FFT analizleri için kullanılan bir Titreşim Ölçüm Cihazı, yüksek örnekleme hızlarına ayarlanabilir olmalıdır. Ölçüm süresi ise örnekleme hızıyla birlikte ölçüm verilerinin toplam sayısını belirler. Ölçüm değeri sayısı ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla tekil frekans bileşeni görüntülenebilir. Örneğin 1.000 ölçüm değerinden, örnekleme hızının belirlediği frekans aralığında 500 ayrı frekans bileşeni elde edilebilir.

FFT fonksiyonuna sahip Titreşim Ölçüm Cihazı modelleri, tekil frekansların değerlendirilmesi için farklı analiz özellikleri sunabilir. Genellikle FFT analizi, ölçülen frekansların bir diyagram üzerinde grafiksel olarak gösterilmesini içerir. Bu grafik sayesinde ivme veya hız değerlerine ait tepe noktaları (pik değerler) çok hızlı bir şekilde tespit edilebilir. Çoğu durumda bu grafik üzerinden her bir frekansın sayısal değerleri de doğrudan okunabilir. Kullanılan Titreşim Ölçüm Cihazı modeline bağlı olarak, bu tür bir FFT diyagramında tekil frekanslara ait 125 çizgi veya çok daha fazla sayıda frekans çizgisi görüntülenebilir.

FFT, ayrık Fourier dönüşümünü (DFT) verimli bir şekilde hesaplayan matematiksel bir algoritmaya dayanır. DFT, bir sinyali farklı genlik ve fazlara sahip sinüs ve kosinüs dalgalarının toplamı olarak parçalar. FFT, sinyali daha küçük parçalara ayırıp bunları özyinelemeli olarak dönüştürerek, DFT’nin hesaplanması için gereken işlem sayısını azaltır. Bu nedenle FFT, DFT’nin doğrudan hesaplanmasına kıyasla çok daha hızlıdır.

FFT’nin, titreşim ölçümlerinde dikkate alınması gereken bazı sınırlamaları ve zorlukları da vardır. Örneğin, FFT’nin uygulanabilmesi için sinyalin belirli bir uzunlukta ve 2’nin kuvveti şeklinde olması gerekir. Ayrıca, sinyalin spektral sızıntıyı (spectral leakage) önlemek için uygun bir pencere fonksiyonu ile çarpılması gerekir. Spektral sızıntı, yani frekans spektrumlarının yan loblar nedeniyle genişlemesi ve bulanıklaşması, doğru analiz yapılmasını engelleyebilir. Pencere fonksiyonunun seçimi, analiz edilecek sinyale bağlıdır ve burada çözünürlük ile dinamik aralık arasında bir denge kurulması gerekir.

Bir makinenin hızı, dengesizlik hatalarının ortaya çıkma olasılığı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Hız arttıkça, böyle bir hatanın oluşma olasılığı da artar. Örneğin, dakikada 2.000 devir (RPM) hızla çalışan bir makinede, dengesizlik hatası 33,33 Hz frekansındaki yüksek bir sinüs dalgası tepesinde kolayca gözlemlenebilir. Bu nedenle, makine hızının kontrolü ve Titreşim Ölçüm Cihazı ile yapılan analizler, dengesizliklerin tespitinde kritik öneme sahiptir.

Bir dengesizlik hatasını tespit edebilmek için, hatanın ne sıklıkla ortaya çıktığını anlamak önemlidir. Dengesizlik hatası periyodik veya rastgele şekilde görülebilir ve malzeme kusurları, hatalı hizalama gibi çeşitli faktörlerden kaynaklanabilir. Bu nedenle, Titreşim Ölçüm Cihazı ile düzenli kontroller yapmak, dengesizlik hatalarının varlığını erken aşamada tespit etmek ve gidermek için kritik öneme sahiptir. Böylece, bu hatalar daha büyük problemlere yol açmadan önce önlem alınabilir.

Sinüs dalgasının tepe şiddeti, bir dengesizlik hatasının varlığının belirlenmesinde önemli bir faktördür. Tepe belirli bir frekansta belirgin şekilde öne çıkıyorsa, bu bir dengesizliğe işaret eder. Ancak tepe belirgin şekilde öne çıkmıyorsa, bu dengesizlik hatasının bulunmadığının bir göstergesidir. Bu nedenle, Titreşim Ölçüm Cihazı kullanılarak yapılan makine problemlerinin teşhisinde tepe şiddetinin her zaman dikkate alınması önemlidir.

Looseness
Rulmandaki gevşek temeller ve gevşek bileşenler (Looseness), makinelerde hasar ve arıza oluşumunun sık görülen nedenlerindendir. Bunlar, artan titreşimlere, gürültüye, aşınmaya ve ısı oluşumuna yol açabilir. Looseness’i önlemek için, temeller ve bileşenler düzenli olarak kontrol edilmeli ve sıkılmalıdır. Ayrıca rulmanlar doğru şekilde hizalanmalı, monte edilmeli ve yağlanmalıdır. Gevşeklik (Looseness), görsel inceleme veya Titreşim Ölçüm Cihazı ile yapılan titreşim analizi gibi çeşitli yöntemlerle tespit edilebilir.

Gevşek temelleri ve gevşek bileşenleri önlemek için aşağıdaki önlemler alınmalıdır:

- Rulman ile mil veya gövde arasındaki uyum, yük ve işletme sıcaklığına göre seçilmelidir. Çok sıkı veya çok gevşek uyumlar, rulmanın deformasyonuna veya hareketine yol açabilir.

- Rulman gövdesini veya makine bileşenlerini sabitleyen vidalar veya cıvatalar, doğru tork ile sıkılmalıdır. Çok düşük veya çok yüksek tork, vidaların gevşemesine veya aşırı gerilmesine yol açabilir.

- Mil ve gövdenin hizalaması kontrol edilmeli ve gerekirse düzeltilmelidir. Kötü bir hizalama, mil üzerinde düzensiz yüklenme veya eğilmeye yol açabilir; bu da rulmanın gevşemesine veya yer değiştirmesine neden olabilir.

- Rulmanın yağlaması düzenli olarak kontrol edilmeli ve gerektiğinde tamamlanmalıdır. Yetersiz veya aşırı yağlama, rulmanda sürtünme veya aşırı ısınmaya yol açabilir; bu durum da rulmanın gevşemesine veya genişlemesine neden olabilir.

Motor–Şanzıman Kombinasyonunda Hizalama Hatası
Hizalama hataları, birbirine bağlanmış iki mil arasındaki ideal eksen doğrultusundan sapmaları ifade eder ve tahrik sisteminde artan titreşimlere, aşınmaya ve sıcaklık artışına yol açabilir. Hizalama hataları; montaj hataları, rotorların sarkması, termal genleşme veya temel hareketi gibi çeşitli nedenlerden kaynaklanabilir. Hizalama hatalarını önlemek veya düzeltmek için, mil sistemindeki sapmaların geometrisinin ve yönünün bilinmesi ve uygun ölçüm ile hizalama yöntemlerinin uygulanması gerekir. Hizalama hataları, titreşim sinyalinde dönme frekansı ve bunun harmonikleri ile oluşan sinüzoidal titreşimler şeklinde kendini gösterebilir. Bu nedenle, Titreşim Ölçüm Cihazı ile yapılan titreşim teşhisi, hizalama hatalarının erken aşamada tespit edilmesine ve giderilmesine yardımcı olur.

Bir rulman hasarı, yetersiz yağlama ve sızdırmazlık eksikliği nedeniyle oluşabilir. Rulman yeterince yağlanmadığında, yuvarlanma elemanları arasında metal teması meydana gelebilir; bu durum artan aşınmaya, ısı oluşumuna ve nihayetinde rulmanın arızalanmasına yol açabilir. Benzer şekilde, eksik veya yetersiz sızdırmazlık elemanları; kir, toz ve nemin rulmana ulaşmasına ve burada hasar oluşturmasına neden olabilir. Bu nedenle, yetersiz yağlama ve sızdırmazlık nedeniyle oluşabilecek hasar ve arızaları önlemek için rulmanların yağlama ve sızdırmazlık durumunun düzenli olarak kontrol edilmesi ve gerekirse iyileştirilmesi önemlidir.

Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT), titreşim sinyallerinin analizinde kullanılan güçlü bir araçtır. FFT ile zaman ayrık bir sinyalin frekans spektrumu belirlenebilir; yani sinyaldeki farklı frekans bileşenlerinin ne kadar güçlü temsil edildiği ortaya konabilir. FFT, titreşim ölçümleri için özellikle faydalıdır çünkü makinelerin veya bileşenlerin olası arıza ya da aşınmaya işaret edebilen karakteristik frekanslarının belirlenmesine olanak tanır.

FFT analizi, titreşimlerin analizinde kullanılan güçlü bir yöntemdir ve titreşim karakteristiklerini tanımlamanıza ve nicel olarak değerlendirmenize olanak tanır. Bu fonksiyon sayesinde titreşimlerin nedenini hızlı ve kolay bir şekilde belirleyebilir ve sorunun giderilmesine yönelik önlemler alabilirsiniz.

PCE Instruments tarafından üretilen bir Titreşim Ölçüm Cihazı, kullanımı kolaydır ve tüm önemli bilgileri bir bakışta sunan kullanıcı dostu bir ekrana sahiptir. Titreşim Ölçüm Cihazı sağlam ve dayanıklıdır ve en zorlu ortamlarda kullanılabilir. Ayrıca hafif ve kompakt yapısı sayesinde kolayca taşınabilir ve depolanabilir.

FFT analizine sahip PCE Instruments Titreşim Ölçüm Cihazlarının birçoğu, titreşimlerin hassas ve güvenilir şekilde izlenmesine ihtiyaç duyan herkes için mükemmel araçlardır. En modern teknolojisi ve kolay kullanımı sayesinde, sanayi, inşaat veya araştırma alanlarında çalışan herkes için ideal ölçüm cihazlarıdır. Biz PCE olarak, FFT analizine sahip Titreşim Ölçüm Cihazımız ile en iyi sonuçları elde edeceğinize inanıyoruz.