Elektrik motoru-pompalarda bilgisayar destekli frekans analizi yöntemi ile arızaların tayini ve teşhisi
Detection and diagnosis of electrical motor-pump faults using computer based frequency analysis technique
Yazar: RECEP KILIÇ
Danışman: DOÇ. DR. RECEP KAZAN
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Tasarım ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2003
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Gelişmiş ülkelerdeki sanayilerde titreşimlerin ölçülmesi ve izlenmesi yolu ile gerçekleştirilen balom teknikleri sayesinde önemli ölçüde üretim artışı ve tasarruf sağlanmıştır. Titreşim mühendisliğinin sanayide uygulaması ile ortaya çıkan Erken Uyarıcı Bakım (EUB)son yıllarda ülkemizde de ilgi uyandırmış ve birçok işletme konuyu araştırmaya başlamıştır. Çalışmanın amacı sanayileşmiş ülkelerde uygulanmakta olan bu bakım yönteminin ülkemiz sanayisinde de kullanılabileceğini göstermek ve bu bakım sisteminin sanayiye getireceği faydalan araştırmaktır. Bu nedenle Istanbul Su ve Kanalizasyon İdaresi'nde (İSKİ) bulunan belirli Pompa Terfi Merkezleri (PTM) model olarak seçilmiş, (EUB) yöntemi buralarda uygulanmıştır. Bölüm 1 de titreşim analizi ile arıza tespitinin yapılması olayının kısa bir tarihçesi verilmiş ve günümüze kadarki yapılan çalışmalar değerlendirilmiştir. Bölüm 2'de titreşim teorisi üzerinde durulmuş, titreşim hareketleri ve temel titreşim kavranılan açıklanmıştır. Yer değiştirme, hız ve ivme arasındaki ilişki açıklanmıştır. Bölüm 3 'de klasik bakım yöntemi ve uyarıcı bakım yöntemleri anlatılmış ve bu bakım yöntemleri bir birleri ile karşılaştırılarak avantaj ve dezavantajları belirtilmiştir. Bölüm 4'de ölçülen titreşim değerlerinin zaman tanım bölgesinden frekans tanım bölgesine dönüştürülmesinde kullanılan hızlı Fourier dönüşüm teknikleri incelenmiştir. Titreşim ölçüm sırasında gerçekleştirilen örnekleme yöntemi anlatılmış ve bu sırada oluşan kayma, sızıntı, pencereleme, ortalama alma ve üst üst kayıt işlemi anlatılmıştır. Bölüm 5' de titreşim ölçümlerinde kullanılan algılayıcı çeşitleri, titreşim ölçümü sırasındada algılayıcı seçimi, motopomp üzerinde titreşim ölçü noktalarının ve yönlerinin belirlenme yöntemleri gösterilmiştir. Bölüm 6' de uyarıcı bakım yöntemi tekniklerinden titreşim analizinden yararlanılarak motopomplarda oluşacak rulman arızaları, dengesizlik, mekanik gevşeklik, eksen kaçıklığı, kavhasyon, resürkilasyon, türbülans, stator ve rotor problemlerinin belirlenme yöntemleri anlatılmıştır. Bu çalışma ile Crawford ve Eshleman'ın çalışmaları karşılaştınlmıştır. Yapılan bu çalışmanın ekonomik olarak işletmeye faydası bir örnekle açıklanmıştır. Bölüm 7 da uyarıcı bakım yönteminin en iyi bir şekilde gerçekleştirilebilmesi için gerekli olan çalışma koşulları, motopomp test zaman planlamasının nasıl yapılacağı ve titreşim eğilimlerinin izlenmesi anlatılmıştır. Bölüm 6' da belirlenen kriterler göz önüne alınarak titreşim analizi yöntemi ile EUB programı geliştirilmiştir. Bölüm 8' de altıncı bölümde verilen titreşim analiz teknikleri ile motopomplarda tanımlanan arızaların her biri için diagnostik uygulamaları yapılmış, bu arızaları gösteren titreşim spektrumlan analiz edilmiş ve motopomp eğilim eğrisi grafikleri çıkarılmıştır. Sonuç bölümünde ise uyarıcı bakım yönteminin işletmeler için getireceği faydalar, titreşim analizi ile ne tür arızaların tespit edilebileceği ve bir işletme için uyarıcı bakım yönteminde hangi parametrelerin kullanılması gerektiği belirtilmiştir. 
Anahtar Kelimeler: Erken uyarıcı bakım, Titreşim analizi, titreşim ölçümû,Anza Teşhisi, Pompa

Abstract:
In developed countries, a considerable amount of improvement in production rate and saving has been achieved by means of maintenance techniques using vibration measurement and tracking. In recent years predictive maintenance (PdM) as an application of vibration engineering has been of interest in our country and many companies have started to examine the technology. The aim of this study is to show that the technology which has been used by the industrialized companies can be used in our country and to show the benefits of the technology for the industry. For that reason, some pumping station of Istanbul Water and Sewerage Administration (İSKİ) are selected as case studies and the PdM method was applied. A historical view to the fault detection by using vibration analysis is given in Chapter I. and studies performed till now are evaluated. In Chapter 2, vibration theory is worked out and basic vibration types and vibration terminology are explained. Relationship between displacement, velocity and acceleration is explained. In Chapter 3, Classical maintenance method and PdM methods are explained and compared with each other, and advantages / disadvantages are given. In Chapter 4, FFT methods which is used to convert time domain vibration data in to frequency domain are explained. Sampling techniques used during vibration measurement and signal aliasing, leakage, windowing, averaging and overlopping are explained. In Chapter 5, types of the transducers used in vibration measurement, transducer selection and determination of the measurement points and direction on the motopomp (motor and pump) are shown. In Chapter 6, detection of bearing faults, unbalance, mechanical looseness, eccentricity, cavitations, resirculation, turbulence, problems of stator and rotor using PdM are given. This study is compared with those of Crawford and Eshleman. Economical merits of this study are explained through an example. The working condition to utilize PdM method satisfactorily, motopomp test scheduling and tracking of vibration trends are explained in Chapter 7. In Chapter 8, diagnostic application of each fault detected by means of the vibration analysis techniques given in Chapter 6 are performed, the vibration spectrum showing these faults are analyzed and the motopomp trend curves are derived. In conclusion, advantages of PdM for a company, types of faults which can be detected by using vibration analysis and the parameters used in PdM methods are explained. 
Keywords : Predictive maintenance, vibration analysis, vibration measurement, Diagnosis, Fault diagnosis, pumps