Jettiakselin kannatinlaakerin värähtelymittaukset osana kunnonvalvontaa
Petrila, Olli (2021)
Diplomityö
Petrila, Olli
2021
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021102852731
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021102852731
Tiivistelmä
Työn tavoitteena oli mitata aluksen jettiakselin kiinnityslaakerin värähtelyjä ja tulkita saatujen tulosten perusteella onko laakeri kunnossa. Toisena tavoitteena oli luoda aluksen konevahtijoukkueelle käyttökelpoinen työkalu, jolla peruskoulutettu konevahtimies yhdessä perusteellisen käyttöönottokoulutuksen kanssa pystyy oman vahtinsa puitteissa tarkkailemaan jettiakselin kannatinlaakerin ja sen laakeroinnin kuntoa ja sen perusteella tekemään jatkotoimenpiteitä. Tutkimusmetodit olivat kirjallisuustutkimus, mittaus, laskenta ja analysointi.
Kirjallisuustutkimuksessa keskityttiin määrittelemään koneiden kunnonvalvontaa ja jätettiin tutkimuksen ulkopuolelle muun muassa Fourierin muunnoksen teoria. Kunnonvalvonta on sitä, että tarkkaillaan koneiden kuntoa etukäteen määritettyjen parametrien avulla, suoritetaan analyysi ja päätetään sen johdosta jatkotoimet. Kunnonvalvonta edesauttaa parhaimmillaan palvelusturvallisuuden ja kustannustehokkuuden parantamisessa ja koneiden eliniän nostamisessa.
Työn käytännön osuudessa mitattiin laakerin ja laakeroinnin värähtelyt merellä aluksen ollessa kulussa, normaaleissa olosuhteissa. Tulokset taltioitiin ja käsiteltiin siten, että raakadatasta muotoiltiin kaavioita ja numeeriseen tarkasteluun sopivia kaavoja. Tuloksina saatiin mitattua värähtelyä aika- ja taajuustasossa, ja amplitudien suureina olivat sekä kiihtyvyys että nopeus.
Johtopäätökset olivat sellaiset, että laakeri ja sen akselilinjaus olivat kunnossa. Lisäksi todettiin, että on mahdollista luoda värähtelymittauksiin perustuva kunnonvalvontajärjestelmä, joka tukisi jo nykyisin käytössä olevaa koneiston valvontajärjestelmää aluksen ollessa merellä. Konevahtihenkilöstön käyttöön luotiin kolme eri valvontamenetelmää ja -työkalua, tunnusluku-, aikataso- ja spektrivalvonnan muodossa. The objective of this thesis was to measure the vibrations of the ship’s jet shaft support bearing and to interpret whether the bearing was in a good condition based on the results obtained. The second objective was to create a condition measurement tool for the engine team of the ship to perform surveillance during watch. The research methods used in this thesis were literature research, mathematical preparations, modal analysis in practice including measurements, processing of results, analysis, and conclusions.
The literature review focused on defining the condition monitoring of machines and excluded, among other things, the theory of Fourier transform. Condition monitoring is the surveillance of the condition of the machines using predefined parameters, performing an analysis, and deciding on further action. At its best, condition monitoring contributes to improving work safety, cost efficiency and increasing the service life of machines.
In the practical part of the thesis, the vibrations of the bearing installation and the bearing housing were measured at sea while the ship was underway using engine in normal sea faring conditions. The results were recorded and processed by plotting the raw data and mathematical formulas suitable for numerical review. The results consisted in vibration amplitudes both in time and frequency level, and the magnitudes were both acceleration and velocity.
The conclusions were that the bearing together with its installation, as well as the bearing’s shaft alignment were in good condition. In addition, it was noted that it was possible to set up a condition monitoring system based on vibration measurements, which would support the machinery monitoring system already in use on ship. Three different condition monitoring methods and tools were created for the use of machinist watch personnel, in the form of key figure, time level and spectrum monitoring.
Kirjallisuustutkimuksessa keskityttiin määrittelemään koneiden kunnonvalvontaa ja jätettiin tutkimuksen ulkopuolelle muun muassa Fourierin muunnoksen teoria. Kunnonvalvonta on sitä, että tarkkaillaan koneiden kuntoa etukäteen määritettyjen parametrien avulla, suoritetaan analyysi ja päätetään sen johdosta jatkotoimet. Kunnonvalvonta edesauttaa parhaimmillaan palvelusturvallisuuden ja kustannustehokkuuden parantamisessa ja koneiden eliniän nostamisessa.
Työn käytännön osuudessa mitattiin laakerin ja laakeroinnin värähtelyt merellä aluksen ollessa kulussa, normaaleissa olosuhteissa. Tulokset taltioitiin ja käsiteltiin siten, että raakadatasta muotoiltiin kaavioita ja numeeriseen tarkasteluun sopivia kaavoja. Tuloksina saatiin mitattua värähtelyä aika- ja taajuustasossa, ja amplitudien suureina olivat sekä kiihtyvyys että nopeus.
Johtopäätökset olivat sellaiset, että laakeri ja sen akselilinjaus olivat kunnossa. Lisäksi todettiin, että on mahdollista luoda värähtelymittauksiin perustuva kunnonvalvontajärjestelmä, joka tukisi jo nykyisin käytössä olevaa koneiston valvontajärjestelmää aluksen ollessa merellä. Konevahtihenkilöstön käyttöön luotiin kolme eri valvontamenetelmää ja -työkalua, tunnusluku-, aikataso- ja spektrivalvonnan muodossa.
The literature review focused on defining the condition monitoring of machines and excluded, among other things, the theory of Fourier transform. Condition monitoring is the surveillance of the condition of the machines using predefined parameters, performing an analysis, and deciding on further action. At its best, condition monitoring contributes to improving work safety, cost efficiency and increasing the service life of machines.
In the practical part of the thesis, the vibrations of the bearing installation and the bearing housing were measured at sea while the ship was underway using engine in normal sea faring conditions. The results were recorded and processed by plotting the raw data and mathematical formulas suitable for numerical review. The results consisted in vibration amplitudes both in time and frequency level, and the magnitudes were both acceleration and velocity.
The conclusions were that the bearing together with its installation, as well as the bearing’s shaft alignment were in good condition. In addition, it was noted that it was possible to set up a condition monitoring system based on vibration measurements, which would support the machinery monitoring system already in use on ship. Three different condition monitoring methods and tools were created for the use of machinist watch personnel, in the form of key figure, time level and spectrum monitoring.