Разбиране на вибрационното изместване

Определение: Какво е изместване при вибрации?

Изместване е мярка за общото разстояние, което вибриращият обект се премества от положението си на покой (равновесие). То определя количествено „доколко“ даден компонент се движи напред-назад. Като най-лесното представяне на вибрационното движение, преместването е основен параметър в анализа на вибрациите, особено за нискочестотни приложения и за оценка на механични хлабини.

Защо и кога да се измерва изместването

Докато скоростта е най-често срещаният параметър за цялостното състояние на машината, изместването е предпочитаното измерване в няколко специфични, критични сценария:

• Нискочестотен анализ: Енергията на вибрациите е пропорционална на изместването при много ниски честоти. За машини с ниска скорост (обикновено под 600 об/мин или 10 Hz), като големи вентилатори, охладителни кули и машини за хартия, изместването е най-чувствителният и представителен индикатор за силата на вибрациите.
• Оценка на разрешенията: Преместването осигурява директно измерване на физическото движение на дадена част. Това е от решаващо значение за определяне дали въртящият се вал има достатъчна хлабина, за да се избегне триене в неподвижни компоненти като лагери или уплътнения.
• Структурно отклонение: При анализ на движението на конструкции като основи, рамки или тръбопроводи, изместването се използва, за да се разберат формите на режима и да се гарантира, че отклоненията са в рамките на проектните граници.
• Балансиране на нискоскоростни ротори: По време на балансирането на големи, бавно въртящи се ротори, често се използват измервания на изместване, за да се определи степента на дисбаланс.

Единици и мерни единици

Общи единици

Вибрационното изместване обикновено се изразява в една от две единици:

• Милс: Индустриалният стандарт в Съединените щати, където 1 мил е равен на една хилядна от инча (0,001″).
• Микрометри (µm): Стандартната единица SI, където 1 микрометър е равен на една милионна част от метъра. (1 мил ≈ 25,4 µm).

Изместването почти винаги се измерва в От пик до пик (Pk-Pk) единици, тъй като тази стойност представлява общия ход на компонента, което е най-важният фактор за анализа на хлабината.

Как се измерва?

Преместването може да се измери по няколко начина:

1. Сонди за близост: Това е най-разпространеният метод за измерване на вибрациите на вала. Безконтактна сонда за вихрови токове се монтира върху неподвижна част и измерва променящата се междина между върха си и въртящия се вал. Това директно измерва относителното изместване на вала.
2. Интеграция от акселерометри: Стандартният акселерометър измерва ускорението. Сигналът му може да бъде електронно интегриран веднъж, за да се получи скорост, и втори път, за да се получи преместване. Това е често срещана характеристика в съвременните колектори на данни, но може да е склонен към шум и грешки при много ниски честоти.
3. Лазерни сензори за изместване: Тези безконтактни сензори използват лазерен лъч, за да осигурят високоточни измервания на изместване.

Ролята на изместването в диагностиката

Въпреки че голямото изместване при честотата на въртене на вала (1X RPM) на нискоскоростна машина често показва дисбаланс, основната му диагностична сила идва от връзката му със скоростта и ускорението. За дадено количество вибрационна енергия:

• В ниски честоти, изместването ще има най-голяма амплитуда.
• В средни честоти, скоростта ще има най-висока амплитуда.
• В високи честоти, ускорението ще има най-висока амплитуда.

Поради това анализаторите използват изместването, за да се фокусират върху нискочестотни явления, които биха могли да бъдат напълно невидими в спектъра на ускорението. Машина може да претърпява силно, вредно нискочестотно движение, което генерира много малко ускорение, което прави изместването критична част от цялостния диагностичен инструментариум.

← Обратно към основния индекс