Vibrasyon Analizi ve Dengeleme

Konu Anlatımı

1. Titreşim ve Önemi

Dönen makinelerde dönen kütlelerin ağırlık merkezi eksen üzerinde olmadığında kütle merkezine doğru kuvvet oluşur ve makine periyodik olarak titreşir. Aşırı titreşim yatak yağlamasını bozar, bağlantıları gevşetir, mil aşınmasını hızlandırır ve en önemlisi rulman ömrünü kısaltır. Bu nedenle periyodik bakımda titreşim ölçümü bir kontrol kalemi olarak yer alır.

2. Titreşim Kaynakları

En sık görülen kaynaklar şunlardır: dengesizlik, kütle merkezinin eksenden uzaklaşmasıdır; eksik hizalama, mil eksenlerinin birbiriyle tam hizalanmamasıdır; gevşek bağlantı, taban ve bağlantı elemanlarının gevşemesidir; rulman arızası ise yüksek frekanslı darbeler üretir. Ayrıca akışkanların düzensizliği, diş açıklığı sorunu ve esnek kaplin özellikleri de titreşime yol açabilir.

3. Ölçüm ve Analiz

Ölçümde makine gövdesine ivmeölçer monte edilir ve titreşimin hız değeri (mm/s) ile frekansı (Hz) kaydedilir. Dönme frekansı n değerindeki devir için f = n ÷ 60 bağıntısıyla bulunur: 1450 d/dk yaklaşık 24,2 Hz eder. Analizde dönme frekansının birinci katı dengesizliği, ikinci katı hizalamayı, yüksek frekanslı bileşenler ise rulman arızasını gösterir.

4. Hizalama ve Dengeleme

Hizalama kontrolünde mil eksenlerinin paralel kayması (offset) ve açısal eğimi ölçülür. Dengeleme ise dengesizliği giderir; makine duruyorken yapılan statik dengeleme ile tek yöndeki ağırlık etkisi, dönen hâlde yapılan dinamik dengeleme ile iki yöndeki etki giderilir. Denge ağırlığı yarım açılık yöntemiyle hesaplanır.

5. Bakım ve Kayıt

Ölçüm noktaları ve konumları standartlaştırılır; her periyodik bakımda aynı noktalardan aynı yönde ölçüm alınır.

• Ölçüm noktası, konumu, tarihi, değeri ve cihaz bilgisi kaydedilir.
• Değerler üretici sınır değerleriyle karşılaştırılır.
• Trend grafiğinde sürekli yükselen eğilim gelişen arıza olarak değerlendirilir.
• Düzeltici faaliyet sonrası ölçüm tekrarlanarak iyileşme doğrulanır.
• Ölçüm değerleri üretici sınır değerleriyle karşılaştırılır.

Ölçüm, makine normal çalışma hızı ve yükü altında yapılmalıdır; farklı hız ve yüklerde alınan veriler karşılaştırılabilir değildir. Analiz cihazının ölçüm bandı, makinenin hız sınıfına göre seçilir ve aynı ayar her ölçümde kullanılır. Sensör bağlantısı gevşekse ölçülen değer hatalı çıkar; montaj sıkılığı kontrol edilmelidir. Elde edilen veriler bakım planına girdi oluşturur ve ekipman yedek planlamasına katkı sağlar.

Titreşim Ölçümü, Frekans Analizi ve Dengeleme Adımları

Titreşim, makine parçalarının dengeden uzaklaşarak salınmasıdır ve zamanla yatak, rulman ve bağlantı yorulmasına yol açar. Titreşimin genliği (genlik), frekansı (sıklık) ve yönü ölçülür. Frekans, arızanın yerini bulmada belirleyicidir.

Ölçüm eksen yönünde ayrı ayrı yapılır; tek yönde alınan veri yetersizdir. Titreşim hız, ivme ve yer değiştirme olarak ölçülebilir; frekans aralığına göre uygun büyüklük seçilir. Dengeleme, ağırlık merkezini eksenle çakıştırmaktır; hizalama ise iki milin eksenlerini eşlemektir. Kriket ölçümü, hizalamanın teyitidir.

Günlük Hayattan Bir Örnek

Bir fan devir hızına yakın frekansta yüksek titreşim gösterdi. Bu, dönen parçaların balanssız olduğuna işaret eder; fan gövdesi çapraz ölçümde asimetri gösterdi. Dengeleme sonrası aynı frekansta genlik belirgin biçimde azaldı.

Özet

• Genlik, frekans ve yön birlikte ölçülür.
• Ölçüm eksen yönünde ayrı ayrı yapılır.
• Frekans, arıza yerini gösterir.
• Hizalama kriket ölçümüyle teyit edilir.
• Bakım ve ölçüm kaydı düzenli tutulur.

Sık Yapılan Hatalar

1. Tek yönde ölçüm almak: Titreşim eksenlere göre farklı dağılır; tek yön ölçümü yanıltıcıdır.
2. Ölçüm yapmadan dengelemeye başlamak: Hizalama kusuru varken balans yapılırsa sorun geçici olarak kaybolur ve tekrarlar.
3. Kayıt tutmamak: Ölçüm tablo haline getirilmezse ilerleme kanıtlanamaz ve eşik belirlenemez.

Ne Öğreneceğiz

Dönen makinelerde titreşimin kaynağını ölçüp belirleyen, hizalama ve denge sorunlarını gideren bakım ve arıza tespiti konusudur. Bu konuda ögrenme çıktıları:

• Titreşimin makine ömrüne etkisini açıklayarak ölçümün gerekliliğini gerekçelendirir.
• Dönme frekansı bileşenlerinden arıza kaynağını ayırt eder.
• İvmeölçer ile titreşim ölçümünü yapar ve değerleri sınır değerlerle karşılaştırır.
• Hizalama hatasını ve dengesizliği gidererek makineyi titreşimsiz çalıştırır.
• Ölçüm kayıtlarını tutarak trend takibi yapar ve bakım kararını gerekçelendirir.

Ön Bilgi

Bu konuya başlamadan önce temel kavram ve ön koşulları kavramanız yardımcı olacaktır. Konunun çerçevesinde şu kavramlar dikkat ister:

• Dönme frekansının birinci katındaki artış genellikle dengesizliğe işaret eder.
• İkinci ve üçüncü kat bileşenlerdeki artış eksik hizalamayla ilişkilidir.
• Yüksek frekanslı darbeler rulman arızasının göstergesidir.
• Titreşim ölçümü makine normal hız ve yük altında alınmalıdır.
• Aynı ölçüm noktası ve yön standartlaştırılmazsa veriler karşılaştırılamaz.
• Kauçuk takoz ve şok elemanlarının sertleşmesi doğal frekansı değiştirip titreşimi artırır.
• Dengeleme sonrası hizalama da mutlaka kontrol edilmelidir.
• Kaçak (offset) hizası ile açısal eğim farklıdır ve ayrı ayrı düzeltilir.

İleri Örnek

Daha ileri bir uygulama:

Soru: Motor ile pompa arasında kaçık hizası ölçülüyor. Hangi değerler kontrol edilir?

1. Adım 1: Yükseklik farkı (offset) ölçülür.
2. Adım 2: Açısal sapma ölçülür.
3. Adım 3: Değerler üretici toleransıyla karşılaştırılır.

Sonuç/cevap: Kaçık ve açısal sapma değerleri.

Adım Adım Çözülmüş Örnek

Örnek 1: Dönme Frekansı Hesabı konusunun adımları:

1. Adım 1: Bağıntı yazılır: f = n ÷ 60.
2. Adım 2: 1450 ÷ 60 hesaplanır.
3. Adım 3: Sonuç yaklaşık 24,2 Hz bulunur.

Karşılaştırma Tablosu

Kendini Dene

Soru: 1450 d/dk dönen bir pompa ünitesinde rulman gövdesinden 6,2 mm/s RMS titreşim hızı ölçülmüştür. Dönme frekansını hesaplayınız; elde ettiğiniz sonuca göre önerilerinizi yazınız.

Örnek cevap: Puanlama anahtarı: Dönme frekansının 1450 ÷ 60 = 24,2 Hz olarak hesaplanması 4 puan; birinci kat bileşeninin dengesizliği, ikinci katın hizalamayı gösterdiğinin yazılması 4 puan; ölçülen 6,2 mm/s değerinin alarm sınırıyla karşılaştırılması 4 puan; değer sınıra yakınsa kaçık ve açısal sapmanın ölçülmesi önerisinin getirilmesi 4 puan; planlı bakım, kayıt ve tekrar ölçüm önerisinin yazılması 4 puan. Toplam 20 puan.