Nosturivaihteiden kunnonvalvontajärjestelmän kehittäminen värähtelymittauksia käyttäen

Abstract

Työssä selvitettiin värähtelymittauksien käyttömahdollisuuksia nosturivaihteiden ennakoivassa kunnonvalvonnassa. Työ on painottunut lähinnä värähtelymittausten mittaus- ja analyysiteknisten näkökohtien tarkasteluun ja toimii niiltä osin al-kuselvityksenä värähtelymittauspohjaisen kunnonvalvontajärjestelmän luomiselle. Kirjallisuuden mukaan yleisimpiä ja käyttökelpoisimpia värähtelyanalyysejä vaihteistojen kunnonvalvonnassa ovat spektri-, kepstri-, ja demodulointitekniik-kaan perustuvat analyysit, joita kokeiltiin vauriokokeilla. Työssä käsitellään myös iskusysäysmenetelmää ja aikatason tunnuslukuja. Vauriokokeilla saatiin tietoa hammasvaurioiden havaitsemisesta värähtelymittauksilla, mutta laakerivaurioista kaivataan sen sijaan vielä lisää tietoa. Hammasvaurioiden tarkastelussa spektri-analyysin ohella PeakVue -analyysi osoittautui tehokkaaksi, kun siinä käytettiin sopivaa suodatusaluetta. Lisäksi työhön on koottu kokemuksia nosturivaihteiden käytännön värähtelymittauksista ja annettu ohjeita niiden suorittamisesta. Työn tulokset osoittavat, että värähtelymittauspohjaisella kunnonvalvontajärjes-telmällä voidaan parantaa nostovaihteiden ennakoivaa kunnonvalvontaa. Nosto-vaihteiden värähtelymittauksia kannattaa siis ehdottomasti jatkaa ja kunnonval-vontajärjestelmää edelleen kehittää. Siirtovaihteiden valvonta värähtelymittauksilla on sen sijaan hankalaa niiden epävakaan kuormitustilan vuoksi.

The study determined the opportunities for using vibration measurement in the proactive condition monitoring of crane gears. The study primarily reviews the measurement of vibration from the perspectives of measurement and analysis techniques with a view to creating a condition monitoring system based on vibra-tion measurement. According to the literature, the most common and suitable vib-ration analyses in the condition monitoring of gears are those based on spectrum, cepstrum and demodulation techniques, which are applied in destructive tests. The study also addresses shock pulse method and time plane statistics. Destructive tests provided data on the damage observed in a gear with vibration measure-ments, but more data is needed for bearing damage. PeakVue analysis, used in pa-rallel with spectrum analysis, also proved effective in studying gear damage when an appropriate filtering range was applied. Additionally, the study incorporates practical experiences of actual measurements of vibration in crane gears and the instructions for taking the measurements. The results of the study indicate that a condition monitoring system based on vib-ration measurement could improve proactive condition monitoring of hoisting gears. It is well worthwhile, therefore, continuing to take vibration measurements and further developing the condition monitoring system. Conversely, monitoring crane travelling gears using vibration measurement is awkward owing to their unstable load state.