Амплитуда на вибрациите: ключов индикатор за състоянието на машината

Определение: Какво е амплитуда на вибрациите?

Амплитуда на вибрациите е мярка за интензитета или тежестта на вибрациите. Тя определя количествено „колко“ вибрира една машина и е един от най-фундаменталните параметри, използвани при наблюдение на състоянието и диагностика на машините. Промяната в амплитудата с течение на времето често е първият индикатор за развиващ се механичен проблем. Докато честотата помага за диагностициране на *типа* на повредата, амплитудата помага да се определи нейната *тежест*.

Значението на измерването на амплитудата

Проследяването на амплитудата на вибрациите е от съществено значение за всяка програма за прогнозна поддръжка. Увеличението на амплитудата е пряко свързано с увеличаване на динамичните сили, действащи върху компонентите на машината. Мониторингът на тези нива помага за:

• Установете базова линия: Измерването на амплитудата на здрава машина осигурява базова линия за бъдещи сравнения.
• Тенденция за състоянието на машината: Чрез нанасяне на амплитудните показания във времето, инженерите могат да открият постепенно влошаване много преди да възникне повреда.
• Задаване на аларми: Нивата на амплитуда се използват за задаване на аларми за предупреждение и опасност, като уведомяват персонала, когато състоянието на машината се е влошило значително.
• Оценка на тежестта: Големината на амплитудата е пряк индикатор за това колко сериозен е проблемът, което помага за приоритизиране на действията по поддръжка.

Различни начини за измерване на амплитудата

Вибрацията е динамичен сигнал и нейната амплитуда може да се определи количествено по няколко различни начина. Изборът на измерване зависи от вида на машината и търсената информация.

1. Амплитуда на пика (Pk)

Пиковата стойност е максималната амплитуда, достигната от формата на вибрационната вълна в една посока (положителна или отрицателна) от нейната нулева или равновесна позиция. Измерванията на пикове са особено полезни за оценка на краткотрайни събития с голямо въздействие, като например тези, причинени от счупен зъб на зъбно колело или сериозен дефект на лагер. Тя показва максималното напрежение или сила, приложена към компонент по време на вибрационен цикъл.

2. Амплитуда от пик до пик (Pk-Pk)

Стойността „от пик до пик“ е общото разстояние, което вибриращият компонент изминава от максималния си положителен пик до максималния си отрицателен пик. Тя представлява общото отклонение или общото движение на детайла. „от пик до пик“ се използва най-често за измерване... изместване, тъй като е от решаващо значение за оценката на хлабините. Например, може да определи дали въртящ се вал се движи достатъчно, за да рискува контакт с неподвижен корпус на лагера.

3. RMS (средноквадратична) амплитуда

Стойността RMS е най-често срещаната и полезна мярка за оценка на общата тежест на вибрациите. Тя се изчислява чрез вземане на квадратен корен от средната стойност на квадратите на стойностите на формата на вълната във времето. Ключовото предимство на RMS е, че е пряко свързана с енергийно съдържание и разрушителната сила на вибрациите. RMS стойността отчита целия вибрационен сигнал във времето, а не само максималните пикове, което я прави много по-стабилна и представителна мярка за цялостното състояние на машината. Повечето международни стандарти, като ISO 10816, използват RMS скорост, за да определят границите на вибрациите.

Връзка между Pk, Pk-Pk и RMS

За перфектна синусоида тези стойности имат проста математическа връзка:

• От пик до пик = 2 × пик
• RMS = Пик / √2 ≈ 0,707 × Пик

Въпреки това, за сложни, несинусоидални сигнали, открити в реални машини (които често съдържат удари и хармоници), тази връзка не е валидна. Съотношението на пика към RMS е известно като крест фактор, който сам по себе си може да бъде полезен диагностичен инструмент.

Коя единица за амплитуда да използвам?

Амплитудата се измерва в единици за преместване, скорост или ускорение, а изборът зависи от интересуващата ни честота:

• Изместване (μm, mils): Най-подходящ за нискочестотни вибрации (<10 Hz), като например структурни движения или дисбаланс на много бавни машини.
• Скорост (мм/с, инчове/с): Най-добрият индикатор с общо предназначение за средни честоти (от 10 Hz до 1000 Hz), където се появяват най-често срещаните машинни повреди, като дисбаланс и несъосност.
• Ускорение (g, m/s²): Най-подходящ за високочестотни вибрации (>1000 Hz), като например зацепване на зъбни колела и повреди в лагерите.

← Обратно към основния индекс