Eksploatacja i diagnostyka maszyn elektrycznych i transformatorów - ebook

OD AUTORÓW

Współczesne uwarunkowania rynkowe stawiają wysokie wymagania przed wszystkimi firmami uczestniczącymi w konkurencyjnej rywalizacji o odbiorcę produktów lub usług. Intensywnie rozwijająca się technika, zwłaszcza w ostatnich latach, wytwarza coraz to bardziej skomplikowane maszyny i urządzenia elektroniczne, elektryczne, mechaniczne i zestawia je w zespoły maszynowe, ciągi technologiczne, zakłady produkcyjne. Duża efektywność wytwarzania, malejące koszty produkcji, zapewnienie satysfakcjonującej jakości produktu i usług, sprostanie wymaganiom w zakresie ochrony środowiska to główne cele przemysłu i energetyki. Od zarania dziejów przemysłu i życia gospodarczego uzyskuje się je, korzystając z przełomowych innowacyjnych rozwiązań technicznych, które towarzyszą kolejnym rewolucjom przemysłowym – tabela 0.1 i rys. 0.1 .

Rozwój przemysłu, życia gospodarczego, społecznego i kulturowego cechują cztery rewolucje przemysłowe :

- przemysł 1.0 (pierwsza rewolucja przemysłowa) – czas pary, koniec XVIII wieku, mechanizacja, wynalezienie i zastosowanie silnika parowego, początek industrializacji;
- przemysł 2.0 (druga rewolucja przemysłowa) – czas elektryczności, początek XIX wieku, odkrycie efektu magnetycznego prądu w 1820 r. przez Hansa Oersteda i zjawiska indukcji elektromagnetycznej w 1831 r. przez Michała Faradaya oraz sformułowanie opisujących je praw fizycznych spowodowało rewolucję w nauce i technice, czego następstwem było wynalezienie pierwszego silnika elektrycznego w 1834 r. przez Moritz Hermana Jacobiego (był to pierwszy wirujący silnik komutatorowy) i powstanie przemysłu elektrotechnicznego, silnik elektryczny wyparł silnik parowy, powstały linie produkcyjne umożliwiające produkcję masową;
- przemysł 3.0 (trzecia rewolucja przemysłowa) – czas komputerów, lata 70. XX wieku, cyfryzacja, programowalne układy logiczne, coraz wydajniejsze komputery umożliwiające za pomocą oprogramowania sterowanie maszynami, dzięki coraz bardziej rozbudowanej cyfryzacji pogłębia się stopień automatyzacji, powstają systemy planowania i kontroli, produkcja jest coraz bardziej koordynowana;
- przemysł 4.0 (czwarta rewolucja przemysłowa) – czas zanikania bariery ludzie/maszyny, pierwsza dekada XXI wieku, przemysł integruje ludzi i maszyny sterowane cyfrowo z internetem i innymi technologiami informatycznymi, przepływ informacji odbywa się w pionie (z poszczególnych komponentów do działu IT przedsiębiorstwa i odwrotnie) i w poziomie (pomiędzy maszynami produkującymi w przedsiębiorstwie a systemem produkcyjnym przedsiębiorstwa), w następstwie postępującej cyfryzacji kraje rozwinięte są na początku czwartej rewolucji przemysłowej, przy czym przemysł nie jest następstwem odkrycia nowej technologii czy nowego modelu ekonomicznego, tak jak w przypadku poprzednich rewolucji technicznych – jest on następstwem wyraźnego postępu w digitalizacji.

Tabela 0.1. Rewolucje przemysłowe

+-----------+-----+--------------------+---------------------------------------+-------------------------------------+-------------------------------------------------------------------------+
| | Nr | Umowny początek | Wiek | Charakterystyczny wynalazek | Charakterystyka |
+-----------+-----+--------------------+---------------------------------------+-------------------------------------+-------------------------------------------------------------------------+
| | 1.0 | koniec XVIII wieku | wiek pary | mechaniczne krosno tkackie (1784) | produkcja mechaniczna wspo- |
| | | | | | magana siłą pary i wody |
+-----------+-----+--------------------+---------------------------------------+-------------------------------------+-------------------------------------------------------------------------+
| | 2.0 | początek XIX wieku | wiek elektryczności | linia produkcyjna (1870) | produkcja masowa z zastosowaniem energii elektrycznej |
+-----------+-----+--------------------+---------------------------------------+-------------------------------------+-------------------------------------------------------------------------+
| | 3.0 | lata 70. XX wieku | wiek komputerów | programowalny układ logiczny (1969) | automatyzacja produkcji prze- |
| | | | | | mysłowej |
+-----------+-----+--------------------+---------------------------------------+-------------------------------------+-------------------------------------------------------------------------+
| | 4.0 | lata 10. XXI wieku | wiek zanikania bariery ludzie/maszyny | internet (1991) | inteligentne fabryki z cyberfizycznymi systemami produkcji w otoczeniu: |
| | | | | | |
| | | | | | • internetu ludzi (sieci społecznościowe i biznesowe), |
| | | | | | |
| | | | | | • internetu rzeczy (inteligentna mobilność), |
| | | | | | |
| | | | | | • internetu usług (inteligentne sieci i logistyka), |
| | | | | | |
| | | | | | • internetu danych (inteligentne budynki i mieszkania) |
+-----------+-----+--------------------+---------------------------------------+-------------------------------------+-------------------------------------------------------------------------+

Pojęcie przemysłu 4.0 oznacza unifikację świata rzeczywistego maszyn produkujących ze światem internetu i innych technologii informacyjnych. Uczestniczące w produkcji maszyny, ludzie, systemy IT wymieniają automatycznie informacje w czasie produkcji w przestrzeni zakładu produkcyjnego oraz w obszarze systemów IT zakładu produkcyjnego. Po trzeciej rewolucji przemysłowej, która wprowadziła szeroko rozumianą automatyzację, przyszła czwarta, która wprowadza łączenie poszczególnych komponentów, urządzeń w obszarze cyfrowych ekosystemów. Okolicznościami umożliwiającymi wprowadzenie tych rewolucyjnych zmian jest ogromny wzrost liczby czujników, ilości danych informacyjnych oraz skokowy wzrost możliwości obliczeniowych. To głównie dzięki nim można lepiej zarządzać zakładem produkcyjnym, lepiej organizować produkcję, lepiej prowadzić eksploatację maszyn i urządzeń oraz ich diagnostykę, zarządzać całym cyklem życia produktu . Możliwa jest optymalizacja kosztów i produktów. Internet rzeczy, nazywany IoT (ang. internet of things), umożliwia łączenie między sobą maszyn i urządzeń za pośrednictwem internetu – mamy do czynienia z inteligentnymi maszynami . Upowszechnia się automatyzacja i zastosowanie robotów. Planowanie procesu produkcji i jej nadzorowanie, kontrola jakości produktu, jego stanu, przenoszone jest z ludzi na komputery z szerokim wykorzystaniem informacji z systemów sterowania i kontroli DCS/SCADA przy użyciu internetu rzeczy (IoT) i zaawansowanych algorytmów – rys. 0.2.

Rys. 0.1. Rewolucje przemysłowe

Przemysł 4.0 obejmuje trzy główne składniki :

- internet rzeczy (IoT) oraz systemy CPS (ang. cyber-phisical systems),
- postępująca obsługa dużej ilości danych, zaawansowane ich analizy, obliczenia i przetwarzanie w chmurze,
- rozwinięta infrastruktura komunikacyjna.

Uczestnicy czwartej rewolucji przemysłowej (przemysł 4.0) oczekują w bliskiej perspektywie czasowej wzrostu przychodów o ok. 30% oraz redukcji kosztów produkcji także o 30%. Przemyślane zastosowanie narzędzi przemysłu 4.0 pozwala zredukować koszty produkcji, zwiększyć wydajność, efektywniej wykorzystywać zasoby ludzkie i maszyny, ograniczyć ilość awarii i dotrzeć do ich źródeł . Zebrane dane z urządzeń monitorujących można wykorzystać do prognozowania wystąpienia awarii. Jest to dużą zaletą przemysłu 4.0, ponieważ pozwala uniknąć znacznych kosztów związanych z przestojami i usuwaniem skutków nieoczekiwanych awarii. Jest to tzw. predykcyjne utrzymanie ruchu .

Przemysł 4.0 to nie tylko same korzyści, to również zagrożenia. Internet rzeczy jest ściśle związany z pojęciem dużego zbioru danych (ang. big data) – jest to najczęściej ogromny zestaw danych pozyskiwanych, magazynowanych i przetwarzanych przez IoT. Złożoną analizę danych przeprowadza się bardzo często w coraz łatwiej dostępnej i coraz tańszej usłudze chmury obliczeniowej. I tu pojawia się zagadnienie zabezpieczenia dostępu przed osobami i organizacjami, które nie są powołane do przechowywanych i przetwarzanych danych, tzw. zagadnienie cyberbezpieczeństwa .

Są firmy, które promują czwartą rewolucję przemysłową czyli tworzenie inteligentnego przemysłu . W firmach tych cyfryzacja i mobilność są coraz ważniejsze, liczba urządzeń podłączonych do internetu ciągle rośnie (w tempie ok. 160 urządzeń na sekundę), technologie komunikacji rozwijają się szybko, obliczenia prowadzone są w chmurze One Global Cloud Collect. Specjaliści prowadzą duże procesy analityczne z wykorzystaniem centralnego punktu zbierania danych, do którego płyną informacje z czujników urządzeń, maszyn, aparatury i wszelakiego zainstalowanego sprzętu pomiarowego. Badając korelacje między dostępnymi danymi i prowadząc zaawansowane analizy, kierownictwo firmy ma wiedzę o stanie technicznym maszyn i urządzeń, poszczególnych podzespołów, co ułatwia podejmowanie właściwych decyzji. Monitorowanie i analizowanie pozwala optymalizować produkcję i remonty.

Termin przemysł 4.0 powstał w projekcie wysokich technik niemieckiego rządu. Po raz pierwszy w oryginalnym brzmieniu Industrie 4.0 użyto go w 2011 r. podczas targów w Hanowerze . Przemysł 4.0 według specjalistów nie jest abstrakcyjną koncepcją, ale stoją za tym pojęciem realne technologie i wdrożenia – rys. 0.2.

Rys. 0.2. Przemysł 4.0, najważniejsze obszary aplikacji, technologie i wdrożenia

Warto zadać pytanie, a jak to jest w Polsce? Na jakim etapie rewolucji przemysłowej jest nasz przemysł i energetyka? Autorzy monografii po długim namyśle odpowiadają. Na pewno nie jesteśmy globalnie w przemyśle 4.0. Ale symptomy tego, że jesteśmy w fazie przemysłu 3.0 są bardzo liczne, aczkolwiek nie powszechne. Świadczą o tym liczne nowoczesne technologie i wdrożenia w krajowym przemyśle i energetyce.

Realne technologie i wdrożenia współautorów niniejszej monografii w obszarze eksploatacji maszyn elektrycznych i transformatorów przedstawiono w literaturze . Niniejsza monografia jest próbą podsumowania wiedzy na ten temat. Monografia jest przeznaczona dla studentów Politechnik i szerokiego grona pracowników krajowego przemysłu i energetyki. Autorzy mają nadzieję że przyczyni się do podniesienia poziomu eksploatacji i diagnostyki maszyn elektrycznych i transformatorów w naszym kraju.

Literatura

0.1. Czwarta rewolucja przemysłowa , https://pl.wikipedia.org/wiki/Czwarta_rewolucja_przemys%C5%82owa (dostęp 12.10.2018).

0.2. Czym jest Przemysł 4.0? – część I – Przemysł 4.0, http://przemysl-40.pl/index.php/2017/03/22/czym-jest-przemysl-4-0/ (dostęp 12.10.2018).

0.3. Drak B., Glinka T., Kapinos J., Miksiewicz R., Zientek P.: Awaryjność maszyn elektrycznych i transformatorów w energetyce, Wydawca BOBRME Komel, Katowice 2013.

0.4. Dwojak J., Szymaniec S.: Diagnostyka eksploatacyjna zespołów maszynowych w energetyce, Studia i Monografie, zeszyt nr 344, Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej, Opole 2013.

0.5. Gerdin S.: Tworzenie inteligentnego przemysłu, „Magazyn Biznesu i Techniki” 2016, nr 3, SKF Evolution.

0.6. Glinka T.: Badania diagnostyczne maszyn elektrycznych w przemyśle, Wydawca BOBRME Komel, Katowice 2002.

0.7. Glinka T.: Maszyny elektryczne i transformatory. Podstawy teoretyczne, eksploatacja i diagnostyka, Instytut Napędów i Maszyn Elektrycznych Komel, Katowice 2015.

0.8. Kandora W., Szymaniec S.: Badania i diagnostyka off-line izolacji uzwojeń maszyn elektrycznych wykonanych w technologii Resin-Rich, Studia i Monografie, zeszyt nr 439, Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej, Opole 2016.

0.9. Paduch P., Szymaniec S.: Aparaturowe aspekty diagnostyki izolacji uzwojeń maszyn elektrycznych w oparciu o pomiar wyładowań niezupełnych, Studia i Monografie, zeszyt nr 480, Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej, Opole 2018.

0.10. Przemysł 4.0 czyli wezwania współczesnej produkcji https://www.pwc.pl/pl/pdf/przemysl-4-0-raport.pdf (dostęp 12.10.2018).

0.11. Przemysł 4.0 – Portal nowoczesnego przemysłu – polski serwis branżowy poświęcony cyfryzacji i automatyzacji przemysłu oraz technologiom Industry 4.0. Infongrafiki, http://przemysl-40.pl/ (dostęp 15.10.2018).

0.12. Przemysł 4.0 – rewolucja przemysłowa rozgrywa się na naszych oczach, https://www.komputerswiat.pl/artykul (dostęp 15.10.2018).

0.13. Przemysł 4.0 – szanse i zagrożenia, https://automatykaonline.pl/Z-branzy/Przemysl-4.0-szanse-i-zagrozenia (dostęp 15.10.2018).

0.14. Szymaniec S.: Badania, eksploatacja i diagnostyka zespołów maszynowych z silnikami indukcyjnymi klatkowymi, Studia i Monografie, zeszyt nr 333, Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej, Opole 2013.

0.15. Trzy rzeczy które musisz wiedzieć o Przemyśle 4.0, https://www.csi.pl/aktualnosci-/222-trzy-rzeczy-które-musisz-wiedziec-o-przemysle-4-0 (dostęp 15.10.2018).2

DIAGNOSTYKA MASZYN I URZĄDZEŃ – UWAGI OGÓLNE

2.1. Diagnostyka techniczna maszyn

2.2. Symptomy uszkodzeń – zagadnienia ogólne

2.3. Diagnostyka eksploatacyjna w przemyśle i energetyce

2.4. Podstawy badań diagnostycznych

2.5. Analiza sygnałów diagnostycznych – zagadnienia wybrane

2.6. Elementy analizy sygnałów

2.7. Czujniki pomiarowe w diagnostyce

2.8. Aparatura pomiarowa

2.9. Diagnostyka off-line

2.10. Diagnostyka on-line (monitoring)

2.11. Jednolity system nadzoru maszyn w przedsiębiorstwie

Współcześnie w okresie stale rosnących wymagań wobec wydajności oraz redukcji kosztów produkcji w przemyśle i energetyce koniecznością staje się właściwa eksploatacja i diagnostyka maszyn. Często uszkodzenia niewielkich elementów napędowych skutkują znacznymi stratami wynikającymi z nieprzewidzianego zatrzymania procesu produkcyjnego oraz nieplanowych prac remontowych. Diagnostyka maszyn i urządzeń oraz monitorowanie parametrów ich pracy pozwala uniknąć skutków awarii, właściwie zaplanować okresy przeglądów i remontów maszyn i urządzeń oraz znacznie wydłużyć czas eksploatacji maszyn i urządzeń .

Maszyny przemysłowe tworzą coraz to bardziej złożone zespoły, towarzyszy temu coraz intensywniejsza produkcja przemysłowa i eksploatacja maszyn i urządzeń, często 24 godziny na dobę, czyli w ruch ciągłym. Podstawowym zadaniem stawianym inżynierom jest ciągły wzrost wydajności maszyn i urządzeń. Wzrostowi wydajności powinno towarzyszyć zwiększenie starań o zapewnienie pełnej sprawności maszyn i urządzeń. Trzeba to pogodzić ze stale malejącą liczebnością personelu odpowiedzialnego za utrzymanie ruchu i serwisu maszyn i urządzeń. Wzrastająca wartość maszyn i urządzeń w przemyśle kieruje uwagę służb utrzymania ruchu i służb eksploatacyjnych na unowocześnianie zasad eksploatacji i serwisu.

Stawiane są żądania wysokiej efektywności, niezawodności i konieczności spełnienia innych cech świadczących o sprawnym i prawidłowym wykonywaniu zadań eksploatacyjnych. Pociąga to za sobą konieczność opracowania i ciągłego udoskonalania metod umożliwiających zbieranie oraz analizowanie informacji o właściwościach funkcjonujących maszyn i urządzeń, o ich stopniu zdatności do wykonywania przewidzianych przez inżynierów zadań. Można powiedzieć, że stawiane jest co chwilę pytanie, jaki jest stan techniczny maszyny i urządzenia, jak się one zachowują, czy mają jakieś uszkodzenia? Efektywna organizacja procesów zmierzających do odpowiedzi na postawione wcześniej pytania jest podstawowym zadaniem diagnostyki technicznej . Bezpieczeństwo eksploatacji, dyspozycyjność oraz trwałość i niezawodność maszyn i urządzeń wykorzystywanych w procesie produkcyjnym ma decydujący wpływ na kondycję ekonomiczną przedsiębiorstwa . Znaczne straty produkcyjne mogą być skutkiem nieprzewidzianych awarii maszyn i urządzeń, a w konsekwencji postoju maszyn. Do tego dochodzą często bardzo kosztowne naprawy. Konieczne jest dysponowanie informacjami na bieżąco o zmianach stanu dynamicznego maszyn, o stopniu zaawansowania ich zużycia, rodzaju i poziomie uszkodzeń, po to aby zapobiec nieprzewidzianym awariom i w miarę możliwości wcześniej podjąć odpowiednie działania zapobiegawcze. Prowadzenie eksploatacji maszyn i urządzeń na podstawie ich obserwację przez obsługę jest niewystarczające. Diagnostyka maszyn i urządzeń oraz monitorowanie parametrów ich pracy pozwala uniknąć awarii, właściwie zaplanować okresy przeglądów i remontów oraz znacznie wydłużyć czas ich eksploatacji. Organizacyjna i finansowa atrakcyjność diagnostyki zespołów maszynowych oraz ciągły postęp w elektronice i dostępność do niej zachęcają do intensywnego stosowania diagnostyki maszyn i urządzeń .

Jak pisze prof. Wojciech Cholewa , diagnostyka techniczna jest dziedziną intensywnie rozwijaną od połowy ubiegłego wieku. Obejmuje ona diagnostykę maszyn i diagnostykę procesów. W niniejszej książce ograniczymy się do diagnostyki maszyn i urządzeń.

2.1. Diagnostyka techniczna maszyn

Według prof. Czesława Cempla diagnostyka techniczna to dziedzina wiedzy, której celem jest określenie szeroko rozumianego stanu technicznego maszyn i urządzeń za pomocą obiektywnych metod i środków poprzez badania bezpośrednie ich właściwości i badania pośrednie procesów towarzyszących, tzw. procesów resztkowych. Każdy proces użyteczny wykonywany przez maszyny i urządzenia występuje w towarzystwie generacji procesów resztkowych typu wibroakustycznego, elektrycznego, termicznego itp. . Współdziałanie maszyny z otoczeniem przedstawiono na rys. 2.1.

Rys. 2.1. Współdziałanie maszyny z otoczeniem w dowolnym procesie produkcyjnym

Według tego samego autora cel utylitarny diagnostyki maszyn charakteryzuje się trzema zadaniami:

- diagnoza – określenie bieżącego stanu technicznego,
- geneza – określenie przyczyn zaistnienia obecnego stanu,
- prognoza – określenie horyzontu czasowego przyszłej zmiany stanu technicznego.

Przesłanki do obiektywnej oceny stanu danej maszyny dają pomiary dostępnych do obserwacji symptomów (objawów) stanu technicznego i następnie wnioskowanie na podstawie otrzymanych danych. Symptom stanu zawiera w sobie trzy grupy parametrów i charakterystyk możliwych do obserwacji:

- parametry funkcjonalne, robocze maszyny elektrycznej (np. moc, prędkość, prąd),
- parametry i charakterystyki będące bezpośrednim symptomem zużycia (np. luzy, odchyłki kształtu i wymiarów w stosunku do wzorca),
- badanie procesów resztkowych (np. drgania, hałas, strumień osiowy, wyładowania niezupełne – wnz).

Każda maszyna przechodzi cztery fazy swego istnienia: konstruowanie, wytwarzanie, eksploatację i złomowanie. Na każdym etapie należy prowadzić stosowną diagnostykę. W sposób poglądowy przedstawiono to na rys. 2.2 . Na rys. 2.3 przedstawiono ideę diagnostyki eksploatacyjnej maszyn .

Rys. 2.2. Cele diagnostyki na poszczególnych etapach życia maszyny elektrycznej

Rys. 2.3. Idea diagnostyki eksploatacyjnej maszyn, krzywa życia maszyn

W sposobie podejścia do diagnostyki autor wyodrębnia jako oddzielną fazę życia maszyny – obszar złomowania, natomiast w fazie eksploatacji – obszar remontu, modernizacji i retrofitu . Autor uważa również, że faza eksploatacji zawierać w sobie może fazę procesu technologicznego z udziałem danej maszyny. Wykorzystanie metod diagnostyki technicznej na każdym etapie życia maszyny elektrycznej jest podstawowym elementem racjonalnego zachowania użytkownika maszyny. Na podstawie analizy sygnałów generowanych przez maszyny i urządzenia określa się ich stan, przewidując przy tym terminy koniecznych przeglądów i remontów – rys. 2.3. Spośród nowoczesnych metod badań diagnostycznych maszyn należy wyróżnić bardzo efektywne badania opierające się na wykorzystaniu informacji zawartych w sygnałach towarzyszących normalnej pracy maszyn .

Podsumowując dotychczasowe rozważania, można stwierdzić, że głównym zadaniem diagnostyki maszyn i urządzeń jest rozpoznawanie stanu obiektu na podstawie dostępnych o nim informacji . Stosowane metody takiego postępowania można podzielić ogólnie na dwie klasy :

- diagnostyka symptomowa,
- diagnostyka wsparta modelami.

Diagnostyka symptomowa w opinii autorów monografii przeważa w zastosowaniach przemysłowych. Opiera się ona głównie na czynnym i biernym eksperymencie diagnostycznym . Istotną zaletą diagnostyki symptomowej jest możliwość jawnego wykorzystania posiadanej wiedzy podczas postępowania diagnostycznego. Postępowaniem alternatywnym do diagnostyki symptomowej jest diagnostyka wsparta modelami. Jej istotą jest porównanie wyników obserwacji działającego obiektu z wynikami symulowanego jego działania za pomocą posiadanego modelu i przy założeniu, że wejścia do procesu symulacji odpowiadają wejściom obserwowanym dla rozpatrywanego obiektu .

Przedstawione przez autorów niniejszej monografii metody diagnozowania maszyn elektrycznych i transformatorów mieszczą się w klasie diagnostyki symptomowej.

2.2. Symptomy uszkodzeń – zagadnienia ogólne

Diagnostyka techniczna maszyn i urządzeń, a w szczególności diagnostyka eksploatacyjna jest związana głównie ze strategią utrzymania maszyn w danym zakładzie przemysłowym zależną od ich stanu technicznego. Określenie stanu technicznego maszyn i urządzeń odbywa się na podstawie analizy symptomów towarzyszących ich eksploatacji. Za symptomy autorzy uważają ogół wielkości fizycznych związanych z pracą danej maszyny i urządzenia, a w szczególności zmiany tych wielkości. Odnosząc to przykładowo do silników indukcyjnych trójfazowych klatkowych, do symptomów towarzyszących ich pracy autorzy zaliczają charakterystyczne zmiany: prądu stojana, strumienia osiowego, drgań, temperatury, hałasu, wyładowań niezupełnych.

Zmiana symptomu może być związana ze zmianą obciążenia silnika bądź ze zmianą jego stanu technicznego, albo ze zmianą jednego i drugiego. W celu rozróżnienia zmiany obciążenia od zmiany stanu technicznego należy wykonać analizę tych zmian, przeprowadza się to w czasie procedury diagnostycznej. Określenie sposobu diagnozowania eksploatacyjnego przykładowo silników indukcyjnych klatkowych, podobnie jak i dla innych maszyn, musi być poprzedzone analizą mechanizmu powstawania danego uszkodzenia, które prowadzi do awarii lub do zatrzymania napędu i wykonania remontu. Trzeba prześledzić możliwą drogę powstawania uszkodzenia w maszynie i urządzeniu oraz określić symptomy towarzyszące ich eksploatacji, które będą reagowały już na początku pojawienia się uszkodzenia w możliwie najkrótszym czasie.

Rys. 2.4. Ogólny, uproszczony schemat przyczynowo-skutkowy występowania symptomów uszkodzenia w silnikach indukcyjnych
trójfazowych klatkowych

Na rys. 2.4 przedstawiono opracowany przez autora uproszczony schemat przyczynowo-skutkowy występowania symptomów uszkodzenia w silnikach indukcyjnych trójfazowych klatkowych używanych w napędach przemysłowych. Pokazano w uproszczony sposób wzajemne zależności oraz drogi powstawania zmian danego symptomu. Zwraca uwagę bardzo złożony mechanizm występowania symptomów uszkodzenia.

Aby zmniejszyć awaryjność zespołów maszynowych w przedsiębiorstwach, ustalono warunki konieczne, jakie należy bezwzględnie przestrzegać dla zapewnienia należytego utrzymania ruchu zespołów maszynowych. Są to :

- udział zespołu diagnostycznego w odbiorach nowych maszyn i urządzeń,
- silniki bezwzględnie przed oddaniem do eksploatacji należy sprawdzać w Stacji Prób i Pomiarów z właściwym wyposażeniem badawczym (fundament do badań, stanowisko, aparatura), zarówno pod względem elektrycznym, jak i dynamicznym oraz termicznym,
- prawidłowy dobór silnika do wymagań napędzanego urządzenia oraz możliwości zasilania,
- prawidłowy dobór łożysk w napędzie i w maszynie napędzanej,
- prawidłowy dobór sprzęgła,
- właściwie zaprojektowana i wykonana konstrukcja wsporcza, fundament z elementami do mocowania silnika i maszyny napędzanej, dbałość o ich stan techniczny,
- napędy prawidłowo ustawione na konstrukcji wsporczej, fundamencie,
- wszystkie maszyny ustawiane z uwzględnieniem poprawek cieplnych,
- wszystkie wirniki wyważone z uwzględnieniem niewywagi cieplnej,
- prawidłowe wyważanie wirnika zespołu: silnik + sprzęgło + maszyna napędzana,
- stosowanie właściwej techniki smarowania łożysk w zespole maszyn,
- dbałość o dobry stan izolacji uzwojeń maszyn elektrycznych i transformatorów,
- stosowanie pomiaru temperatury tam, gdzie jest to konieczne,
- przestrzeganie zasad montażu i demontażu łożysk – podgrzewanie indukcyjne,
- przeprowadzanie remontów tylko wtedy, gdy stan techniczny maszyny i urządzenia wskazuje na jego konieczność; nie powinno się ingerować w sprawnie działającą maszynę i urządzenie; zalecana jest strategia utrzymania maszyn i urządzeń polegająca na eksploatacji zależnej od ich stanu technicznego.

Powyższe uwarunkowania mają jednakową wagę.