Zadzwoń: 58 56 240 14
Diagnostyka wibroakustyczna w predykcyjnej konserwacji sprężarki śrubowej
Sprężarka śrubowa jest kluczowym elementem wielu procesów przemysłowych – zapewnia stabilne i wydajne źródło sprężonego powietrza, niezbędnego m.in. w sektorze motoryzacyjnym, spożywczym, farmaceutycznym czy elektronicznym. Wysoka niezawodność urządzenia przekłada się na efektywność całej linii produkcyjnej oraz zmniejszenie kosztów przestojów. Aby sprężarka śrubowa mogła pracować w sposób optymalny, niezbędne jest wdrożenie odpowiednich metod konserwacji i diagnostyki. W ostatnich latach dużą popularność zyskała diagnostyka wibroakustyczna, która stanowi istotny element predykcyjnej konserwacji.
W poniższym artykule omówimy, czym jest diagnostyka wibroakustyczna, jak przebiega proces pomiarów i analizy oraz dlaczego ma tak duże znaczenie w minimalizowaniu awarii i przedłużaniu żywotności sprężarek śrubowych. Dzięki temu dowiesz się, jak usprawnić utrzymanie ruchu i ograniczyć koszty eksploatacji.
Czym jest diagnostyka wibroakustyczna sprężarek śrubowych?
Diagnostyka wibroakustyczna polega na rejestrowaniu i analizie sygnałów drgań oraz hałasu generowanych przez pracujące urządzenie. W przypadku maszyn takich jak sprężarka śrubowa, istotne jest śledzenie wibracji na elementach mechanicznych (łożyska, wały, przekładnie, obudowy) oraz emitowanego dźwięku.
Główne elementy w diagnostyce wibroakustycznej
- Czujniki drgań (akcelerometry) – montowane najczęściej w miejscach krytycznych, np. w pobliżu łożysk i na obudowach, w celu rejestracji zmian przyspieszeń.
- Mikrofony pomiarowe – służą do zbierania sygnałów akustycznych, co pozwala na ocenę poziomu hałasu i identyfikację anomalii w działaniu sprężarki śrubowej.
- Rejestratory i analizatory – specjalistyczne urządzenia elektroniczne lub oprogramowanie komputerowe, umożliwiające zapis oraz obróbkę sygnałów wibroakustycznych w czasie rzeczywistym lub offline.
- Algorytmy analizy sygnałów – zaawansowane metody (np. FFT – Fast Fourier Transform, filtracja pasmowa, analiza korelacyjna), które pozwalają wychwycić charakterystyczne wzorce wibracji wskazujące na konkretne typy uszkodzeń.
Znaczenie wibroakustyki w konserwacji predykcyjnej
Konserwacja predykcyjna (ang. Predictive Maintenance) to strategia polegająca na wykrywaniu wczesnych oznak zużycia lub nieprawidłowości w pracy urządzeń. W przeciwieństwie do konserwacji reaktywnej (naprawa po awarii) czy prewencyjnej (regularna wymiana komponentów niezależnie od stopnia zużycia), predykcyjna konserwacja stawia na optymalne planowanie działań serwisowych.
Zalety konserwacji predykcyjnej sprężarek śrubowych:
- Minimalizacja przestojów produkcyjnych – wczesne wykrywanie uszkodzeń pozwala na zaplanowanie napraw w dogodnym terminie.
- Redukcja kosztów eksploatacyjnych – unikanie niepotrzebnych wymian podzespołów, a zarazem zapobieganie poważnym awariom, które mogą generować wysokie koszty naprawy.
- Wydłużenie żywotności urządzenia – monitorowanie stanu sprężarki śrubowej umożliwia utrzymanie jej w optymalnym reżimie pracy przez długi czas.
- Bezpieczeństwo i zgodność z przepisami – stabilna praca sprężarki śrubowej to mniejsze ryzyko wypadków oraz spełnienie norm środowiskowych i akustycznych.
Diagnostyka wibroakustyczna jest jednym z fundamentów predykcyjnej konserwacji, ponieważ dostarcza informacji o kondycji poszczególnych elementów mechanicznych w sposób ciągły lub cykliczny (w zależności od wdrożonego systemu).
Jak przebiega proces diagnostyki wibroakustycznej w sprężarce śrubowej?
1. Montaż czujników i przygotowanie do pomiarów
Na początek należy zdefiniować punkty pomiarowe – miejsca, w których drgania i hałas są najlepiej reprezentatywne dla pracy kluczowych elementów sprężarki. Do monitorowania wibracji używa się akcelerometrów mocowanych na obudowach łożysk, wałów lub korpusach sprężarki. Natomiast mikrofony pomiarowe instaluje się w pobliżu wylotu powietrza czy też przy układach wentylacyjnych i chłodzących.
2. Zebranie danych w czasie rzeczywistym lub w trybie okresowym
- Monitoring ciągły – polega na stałym przekazywaniu sygnałów z czujników do systemu monitorującego (lokalnego lub w chmurze).
- Pomiary okresowe – operator w określonych odstępach czasu (np. raz na tydzień) gromadzi dane za pomocą przenośnego analizatora.
3. Analiza częstotliwościowa (FFT) i charakterystyka sygnału
Kluczowym etapem jest rozbicie sygnału na składowe częstotliwościowe. Dzięki temu można:
- Zidentyfikować konkretne pasma związane z pracą łożysk, przekładni czy samych śrub kompresyjnych.
- Wykryć anomalie (piki, drgania o nietypowej amplitudzie), które wskazują na zużycie elementów lub niewłaściwe warunki pracy.
4. Identyfikacja potencjalnych usterek
Na podstawie porównania bieżących parametrów wibracji i hałasu z bazą danych historycznych (lub z wartościami referencyjnymi) można wskazać:
- Luz łożyska – charakterystyczne zwiększenie amplitudy w określonych zakresach częstotliwości.
- Niewłaściwe osiowanie wałów – wibracje niskoczęstotliwościowe połączone z nieprawidłowym rozkładem obciążeń.
- Zjawiska kawitacji w układzie chłodzenia olejowego – nietypowy szum w zakresie średnich i wysokich częstotliwości.
- Zbyt wysoki poziom hałasu – sygnał do sprawdzenia stanu tłumików, osłon akustycznych lub jakości oleju.
5. Raportowanie i rekomendacje serwisowe
System analizy wibroakustycznej generuje raporty, w których podaje się:
- Aktualny stan sprężarki śrubowej – np. “Stan łożysk w normie, nie stwierdzono anomalii” lub “Wykryto nadmierne drgania w paśmie X–Y”.
- Prognozy żywotności kluczowych elementów – np. łożyska mogą wymagać wymiany w ciągu najbliższych 500 godzin pracy.
- Zalecenia eksploatacyjne – w tym konieczność kontroli osiowania, wymiany oleju, czyszczenia chłodnicy czy kalibracji zaworów.