فهم إزاحة الاهتزاز

التعريف: ما هو الإزاحة في الاهتزاز؟

النزوح هو مقياس للمسافة الكلية التي يقطعها جسم مهتز من موضع سكونه (توازنه). وهو يُحدد كميًا المسافة التي يتحركها المكون ذهابًا وإيابًا. وباعتباره أبسط تمثيل للحركة الاهتزازية، يُعد الإزاحة معيارًا أساسيًا في تحليل الاهتزازات، خاصةً في تطبيقات التردد المنخفض ولتقييم الخلوص الميكانيكي.

لماذا ومتى يتم قياس الإزاحة

في حين أن السرعة هي المعلمة الأكثر شيوعًا لصحة الماكينة بشكل عام، فإن الإزاحة هي القياس المفضل في العديد من السيناريوهات المحددة والحرجة:

• تحليل التردد المنخفض: تتناسب طاقة الاهتزاز طرديًا مع الإزاحة عند الترددات المنخفضة جدًا. بالنسبة للآلات بطيئة السرعة (عادةً أقل من 600 دورة في الدقيقة أو 10 هرتز)، مثل المراوح الكبيرة وأبراج التبريد وآلات الورق، تُعد الإزاحة المؤشر الأكثر حساسيةً وتعبيرًا عن شدة الاهتزاز.
• تقييم الموافقات: تُوفّر الإزاحة قياسًا مباشرًا للحركة الفيزيائية للقطعة. وهذا أمرٌ بالغ الأهمية لتحديد ما إذا كان العمود الدوار يتمتع بخلوص كافٍ لتجنب الاحتكاك بالمكونات الثابتة مثل المحامل أو الأختام.
• الانحراف الهيكلي: عند تحليل حركة الهياكل مثل القواعد أو الإطارات أو الأنابيب، يتم استخدام الإزاحة لفهم أشكال الوضع والتأكد من أن الانحرافات تقع ضمن حدود التصميم.
• موازنة الدوارات منخفضة السرعة: أثناء موازنة الدوارات الكبيرة البطيئة الحركة، غالبًا ما يتم استخدام قياسات الإزاحة لتحديد مقدار عدم التوازن.

الوحدات والقياس

الوحدات المشتركة

يتم التعبير عن إزاحة الاهتزاز عادة في واحدة من وحدتين:

• ميلز: المعيار الصناعي في الولايات المتحدة، حيث أن 1 مل يساوي واحدًا على ألف من البوصة (0.001 بوصة).
• الميكرومتر (ميكرومتر): وحدة النظام الدولي للوحدات القياسية، حيث يساوي 1 ميكرومتر واحدًا من مليون من المتر. (1 مل ≈ 25.4 ميكرومتر).

يتم قياس الإزاحة دائمًا تقريبًا بـ من الذروة إلى الذروة (Pk-Pk) الوحدات، حيث تمثل هذه القيمة إجمالي سفر المكون، وهو العامل الأكثر أهمية لتحليل الخلوص.

كيف يتم قياسه؟

يمكن قياس الإزاحة بعدة طرق:

1. مجسات القرب: هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا لقياس اهتزاز العمود. يُثبَّت مسبار تيار إيدي غير تلامسي على جزء ثابت، ويقيس الفجوة المتغيرة بين طرفه والعمود الدوار. يقيس هذا المسبار الإزاحة النسبية للعمود مباشرةً.
2. التكامل من مقاييس التسارع: يقيس مقياس التسارع القياسي التسارع. يمكن دمج إشارته إلكترونيًا مرةً واحدةً للحصول على السرعة، ومرةً أخرى للحصول على الإزاحة. تُعد هذه ميزةً شائعةً في أجهزة جمع البيانات الحديثة، ولكنها قد تكون عرضة للتشويش والأخطاء عند الترددات المنخفضة جدًا.
3. أجهزة استشعار الإزاحة بالليزر: تستخدم هذه المستشعرات غير التلامسية شعاع الليزر لتوفير قياسات إزاحة دقيقة للغاية.

دور النزوح في التشخيص

في حين أن الإزاحة العالية عند تردد دوران العمود (1x دورة في الدقيقة) في آلة منخفضة السرعة غالبًا ما تشير إلى عدم التوازن، فإن قدرتها التشخيصية الأساسية تأتي من علاقتها بالسرعة والتسارع. عند مقدار معين من طاقة الاهتزاز:

• في الترددات المنخفضة، سيكون للإزاحة أعلى سعة.
• في الترددات متوسطة المدى، ستكون السرعة ذات السعة الأعلى.
• في الترددات العالية، سيكون للتسارع أعلى سعة.

لهذا السبب، يستخدم المحللون الإزاحة للتركيز على الظواهر منخفضة التردد التي قد تكون غير مرئية تمامًا في طيف التسارع. قد تتعرض الآلة لحركة شديدة ومدمرة منخفضة التردد تُولّد تسارعًا ضئيلًا جدًا، مما يجعل الإزاحة جزءًا أساسيًا من مجموعة أدوات التشخيص الشاملة.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي