سعة الاهتزاز: مؤشر رئيسي لصحة الماكينة

التعريف: ما هي سعة الاهتزاز؟

سعة الاهتزاز هو مقياس شدة الاهتزاز. يُحدد مقدار اهتزاز الآلة، وهو أحد أهم المعايير المستخدمة في مراقبة حالة الآلات وتشخيصها. غالبًا ما يكون التغير في سعة الاهتزاز بمرور الوقت أول مؤشر على وجود مشكلة ميكانيكية. بينما يُساعد التردد في تشخيص *نوع* العطل، تُساعد سعة الاهتزاز في تحديد *شدته*.

أهمية قياس السعة

يُعد تتبع سعة الاهتزاز أمرًا أساسيًا لأي برنامج صيانة تنبؤية. ترتبط زيادة السعة ارتباطًا مباشرًا بزيادة القوى الديناميكية المؤثرة على مكونات الآلة. تساعد مراقبة هذه المستويات على:

• إنشاء خط الأساس: إن قياس السعة على جهاز سليم يوفر خط أساس للمقارنة المستقبلية.
• صحة آلة الاتجاه: من خلال رسم قراءات السعة على مدار الوقت، يستطيع المهندسون اكتشاف التدهور التدريجي قبل وقت طويل من حدوث الفشل.
• ضبط المنبهات: يتم استخدام مستويات السعة لتعيين تنبيهات الخطر وإخطار الموظفين عندما تتدهور حالة الجهاز بشكل كبير.
• تقييم الخطورة: إن حجم السعة هو مؤشر مباشر على مدى خطورة المشكلة، مما يساعد على تحديد أولويات إجراءات الصيانة.

طرق مختلفة لقياس السعة

الاهتزاز إشارة ديناميكية، ويمكن قياس سعتها بطرق مختلفة. يعتمد اختيار طريقة القياس على نوع الجهاز والمعلومات المطلوبة.

1. سعة الذروة (Pk)

قيمة الذروة هي أقصى سعة تصل إليها موجة الاهتزاز في اتجاه واحد (سواءً موجبًا أو سالبًا) من نقطة الصفر أو نقطة التوازن. تُعد قياسات الذروة مفيدة بشكل خاص لتقييم الأحداث قصيرة الأمد وعالية التأثير، مثل تلك الناتجة عن كسر سن ترس أو عيب شديد في المحمل. تشير هذه القيمة إلى أقصى إجهاد أو قوة تُطبق على مكون أثناء دورة اهتزاز.

2. سعة الذروة إلى الذروة (Pk-Pk)

قيمة الذروة إلى الذروة هي المسافة الكلية التي يقطعها المكوّن المهتز من قمته الموجبة القصوى إلى قمته السالبة القصوى. وهي تُمثّل الانحراف الكلي أو الحركة الكلية للجزء. تُستخدم قيمة الذروة إلى الذروة عادةً للقياس. النزوح، نظرًا لأهميته في تقييم الخلوص. على سبيل المثال، يُمكنه تحديد ما إذا كان عمود دوار يتحرك بما يكفي لخطر ملامسة غلاف محمل ثابت.

3. سعة الجذر التربيعي المتوسط (RMS)

قيمة RMS هي المقياس الأكثر شيوعًا وفائدةً لتقييم شدة الاهتزاز الكلية. تُحسب بأخذ الجذر التربيعي لمتوسط القيم التربيعية لشكل الموجة مع مرور الوقت. الميزة الرئيسية لـ RMS هي ارتباطها المباشر بـ محتوى الطاقة القوة التدميرية للاهتزاز. تأخذ قيمة RMS في الاعتبار إشارة الاهتزاز بأكملها مع مرور الوقت، وليس فقط أقصى ذروات، مما يجعلها مقياسًا أكثر استقرارًا وتمثيلًا للحالة العامة للآلة. تستخدم معظم المعايير الدولية، مثل ISO 10816، سرعة RMS لتحديد حدود الاهتزاز.

العلاقة بين Pk وPk-Pk وRMS

بالنسبة لموجة جيبية مثالية، فإن هذه القيم لها علاقة رياضية بسيطة:

• من الذروة إلى الذروة = 2 × الذروة
• RMS = الذروة / √2 ≈ 0.707 × الذروة

ومع ذلك، بالنسبة للإشارات المعقدة غير الجيبية الموجودة في الآلات الواقعية (والتي غالبًا ما تحتوي على تصادمات وتوافقيات)، فإن هذه العلاقة لا تصمد. تُعرف نسبة الذروة إلى الجذر التربيعي المتوسط بعامل القمة، والذي يُمكن أن يكون بحد ذاته أداة تشخيص مفيدة.

ما هي وحدة السعة التي يجب استخدامها؟

يتم قياس السعة بوحدات الإزاحة أو السرعة أو التسارع، ويعتمد الاختيار على التردد المطلوب:

• الإزاحة (ميكرومتر، ميل): الأفضل للاهتزازات ذات التردد المنخفض (<10 هرتز)، مثل الحركة الهيكلية أو عدم التوازن على الآلات البطيئة للغاية.
• السرعة (مم/ثانية، بوصة/ثانية): أفضل مؤشر للأغراض العامة للترددات متوسطة المدى (10 هرتز إلى 1000 هرتز)، حيث تحدث معظم أعطال الماكينة الشائعة مثل عدم التوازن وعدم المحاذاة.
• التسارع (جم، م/ث²): الأفضل للاهتزازات عالية التردد (>1000 هرتز)، مثل شبكة التروس وأخطاء المحمل.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي