| Popis: |
Fyysisten parametrien, kuten värähtelyn ja iskupulssin, avulla voidaan luoda trendiarvoja ja tunnuslukuja sekä havaita mahdollisia komponenttien vikaantumisia jo varhaisessa vaiheessa. Parhaimmillaan värähtelyanalyysillä voidaan paikallistaa ongelman lähde ja määrittää vikaantumisen muoto. Leukamurskainten huollot on perinteisesti toteutettu joko säännöllisin väliajoin tai, kun kone on vaurioitunut. Murskainten käynnin- ja kunnonvalvonnan kehittämisellä pyritään parantamaan rankoissa olosuhteissa toimivien koneiden käyttöikää ja minimoimaan mahdollisia odottamattomia vaurioita. Työn keskeisenä päätavoitteena oli kehittää värähtelyihin perustuva murskainten tehdasmittauksiin soveltuva käynninvalvonnan mittaus- ja analysointimenetelmä. Työ jaettiin osatavoitteisiin, joista ensimmäisenä ja keskeisimpänä oli kerätä leukamurskainten värähtelyarvoista luotettavia käynninvalvontatietoja tehdasolosuhteissa mitattavien referenssiarvojen saamiseksi. Referenssiarvoja voidaan jatkossa verrata vastaaviin tehdas- ja kenttämittausten tuloksiin osana laitteen laadunvalvontaa. Työn toisena osatavoitteena oli selvittää, kuinka murskaimen kokoluokka ja vaimennuskumien ominaisuudet vaikuttavat värähtelyyn. Mittauksia tehtiin kahdella eri vaimennuskumityypillä ja kolmella eri kokoluokan Nordberg® C™ -sarjan leukamurskaimilla; C120, C130 ja C150. Työn kolmas osatavoite oli vertailla Metso ScreenCheck -mittalaitteen ja referenssimittausten antamia tuloksia. Työ on jaettu kolmeen osaan. Ensimmäisenä tehtiin kirjallisuuskatsaus, joka sisältää johdannon käynninvalvontaan ja siihen liittyviin mittaus- ja analysointimenetelmiin. Toisessa osassa esitellään leukamurskain, mittaussuunnitelma sekä koemittauksissa käytettyjä mittalaitteita. Viimeisessä osassa käsitellään ja analysoidaan mittaustuloksia. Mittausten kohteiksi valikoituivat erityisesti laakerit, vaimennuskumit ja runko, joille määritettiin sopivat mittauspisteet mahdollisimman läheltä mielenkiinnonkohteita. Tulosten analysointiin käytetyt menetelmät olivat laakerien käynninvalvontaan perustuva verhokäyräanalyysi, laakerien RMS-, huipukkuus- ja huippukerroinarvojen seuranta sekä sivulevymittauksissa eri mittauspisteiden horisontaali-, vertikaali- ja poikittaissuunnan värähtelyjen RMS -arvojen vertailu. Työn yhteydessä kehitettiin MATLAB-pohjainen ohjelma kyseisten suureiden ja tunnuslukujen laskemiseksi. Lopuksi tulosten perusteella tehtiin johtopäätökset. Keskeisenä tuloksena saatiin tehdasmittauksille kattavat referenssiarvot murskaintyypillä C130. Mittaustulokset osoittivat, että laakerin tai rungon eri mittauspaikkojen ja -suuntien värähtelytasot erosivat toisistaan merkittävästi, erityisesti sivulevymittauksissa. Laakerimittaukset saatiin toteutettua sekä heilurista että rungosta mahdollisimman läheltä tarkasteltavaa laakeria. Tuloksissa ei ilmennyt merkittäviä poikkeavaisuuksia, jotka olisivat indikoineet vikaantuneesta laakerista. Tämä oli odotettavissa, koska testatut murskaimet olivat juuri kunnostettuja. Värähtelytason huomattiin vaimenevan merkittävästi käytettäessä pehmeitä vaimennuskumeja ja oikeanlaisella kiinnityksellä rajoitetaan murskaimen värähtely vertikaalisuuntaan. Tulokset osoittivat myös, että ScreenCheck mittalaitteen hyödyntäminen leukamurskaimen värähtelymittauksissa vaatii vielä jatkoselvitystä. Physical parameters such as vibration and shock pulse can be used to generate trend values and key figures, as well as to detect possible component failures at an early stage. At its best, vibration analysis can locate the source of a problem and determine the form of the failure. Jaw crushers have traditionally been serviced either at regular intervals or when the machine is damaged. The development of crusher operation and condition monitoring aims to improve the service life of machines operating in harsh conditions and to minimize possible unexpected damage. The main goal of the work was to develop a method for measuring and analyzing the vibration-based operation monitoring of crushers suitable for factory measurements. The work was divided into sub-objectives, the first and most important was to collect reliable monitoring data on the vibration values of the jaw crushers in order to obtain reference values to be measured under factory conditions. In the future, the reference values can be compared with the corresponding results of factory and field measurements as part of the device's quality control. The second part of the work was to find out how the size of the crusher and the properties of the damping rubbers affect the vibration. Measurements were made with two different types of damping rubber and three different Nordberg® C ™ series jaw crushers; C120, C130 and C150. The third objective of the work was to compare the results of the Metso ScreenCheck measuring device and reference measurements. The work is divided into three parts. The first was a literature review that includes an introduction to operation monitoring and related measurement and analysis methods. The second part introduces the jaw crusher, the measurement plan and the measuring equipment used in the test measurements. The last section discusses analyzes and the measurement results. In particular, bearings, damping rubbers and the frame were selected for the measurements, for which suitable measuring points were determined as close as possible to the points of interest. The methods used to analyze the results were envelope analysis based on bearing monitoring, monitoring of RMS, kurtosis and crest factor values of bearings and comparison of RMS values of horizontal, vertical and transverse oscillations of different measuring points in side-plate measurements. In connection with the work, a MATLAB-based program was developed to calculate these quantities and key figures. Finally, conclusions were drawn from the results. The main result was comprehensive reference values for factory measurements with the a crusher type C130. The measurement results showed that the vibration levels of the different measurement locations and directions of the bearing or frame differed significantly from each other, especially in the side-plate measurements. Bearing measurements were made from both the swing jaw and the frame as close as possible to the bearing under consideration. There were no significant anomalies in the results that would have indicated a faulty bearing. This was to be expected as the crushers tested had just been refurbished. The vibration level was found to be significantly damped when soft damping rubbers were used, and with the right type of attachment, the vibration of the crusher is limited in the vertical direction. The results also showed that the utilization of the ScreenCheck measuring device in the vibration measurements of the jaw crusher still requires further investigation. |
