Pochopení zrychlení ve vibrační analýze
Akcelerace je rychlost změny rychlosti objektu v závislosti na čase. Na adrese . analýza vibrací je to jeden ze tří základních parametrů měření, který kvantifikuje rychlost, s jakou se rychlost vibrující součásti se mění. Kde přemístění říká, jak daleko se součást pohybuje, a rychlost říká, jak rychle, zrychlení je ve skutečnosti měřítkem sil působících na součást - díky tomu je velmi citlivé na vysokofrekvenční události, jako jsou nárazy a náhlé změny pohybu.
1. Definice: Co je to zrychlení vibrací?
Matematicky je zrychlení první časovou derivací rychlosti a druhou derivací posunutí. Pro těleso kmitající sinusově s frekvencí f, amplituda zrychlení se pro pevný posun škáluje se čtvercem frekvence - zdvojnásobením frekvence se zrychlení zečtyřnásobí. Tento jediný fakt vysvětluje, proč je zrychlení přirozeným jazykem rychlých a prudkých událostí: čím vyšší je frekvenční obsah poruchy, tím více vynikne v signálu zrychlení. Je to také důvod, proč analytik volí zrychlení, když jevy, které ho zajímají, žijí spíše v oblasti kilohertzů než v blízkosti rychlosti běhu.
2. Proč je měření zrychlení důležité?
Měření zrychlení je základem důkladného monitorování stavu protože vyniká schopností zachytit chyby, které jemnější parametry mohou přehlédnout. Jeho význam spočívá v několika klíčových faktorech:
- Vysokofrekvenční detekce poruch: zrychlení je ze své podstaty citlivější na vysokofrekvenční vibrace, což z něj činí ideální parametr pro poškození valivých ložisek v rané fázi, problémy s ozubenými koly a buzení lopatek, které vyzařují energii vysoko ve spektru.
- Přímý vztah k síle: podle druhého Newtonova zákona (síla = hmotnost × zrychlení) je zrychlení přímo úměrné dynamickým silám uvnitř stroje. Čtení zrychlení tedy umožňuje přímý pohled na síly, které pohánějí napětí a napětí. únava v komponentech.
- Široký dynamický rozsah: akcelerometry používané k jeho snímání pokrývají velmi široký rozsah frekvencí a amplitud, takže jsou univerzální pro mnoho typů strojů a rychlostí.
3. Jednotky a měření
Běžné jednotky
Zrychlení vibrací se obvykle vyjadřuje v jedné ze dvou jednotek:
- G: jednotka vztažená k tíhovému zrychlení Země, kde 1 g ≈ 9,81 m/s². Na adrese g je oblíbený, protože poskytuje standardizovaný, intuitivní pocit, jak silně je součástka protřepávána.
- m/s² (nebo mm/s²): jednotku SI, metr za sekundu na druhou, která se upřednostňuje pro formální hlášení a výpočty.
Je vhodné jasně říci, zda se jedná o špičku, skutečnou špičku nebo špičku. RMS, protože stejnou vibraci lze uvést třemi způsoby. Přepočet mezi g, m/s² a ekvivalenty rychlosti nebo posunutí při dané frekvenci je přesně to, co naše Kalkulačka vibračního zrychlení je určen pro.
Jak se měří?
Zrychlení se měří téměř výhradně pomocí akcelerometr - převodník, který převádí mechanickou sílu vibrací na proporcionální elektrický signál. Na adrese piezoelektrický akcelerometr je nejběžnějším typem pro průmyslové monitorování stavu, ceněný pro svou robustnost, přesnost a širokou, plochou frekvenční odezvu. Jeho výstup lze analyzovat přímo nebo prostřednictvím elektronické technologie. integrace, místo toho je prezentován jako rychlost nebo posun.
4. Praktické aplikace v diagnostice
Při každodenní diagnostice se na základě údajů o zrychlení určují konkrétní problémy:
- Závady ložisek: mikroskopické defekty na závodních kolečkách, válečcích a kuličkách vytvářejí malé vysokofrekvenční rázové hroty. Měření zrychlení - zvláště v kombinaci s analýza obálky k jejich demodulaci - jsou hlavní cestou k zachycení těchto závad v jejich nejranějším, nejlépe řešitelném stadiu, často sledováním frekvence poruch ložisek.
- Analýza převodovky: vysokofrekvenční obsah z ok zubů a nárazy od prasklých nebo vyštípnutých zubů se zřetelně projevují ve spektru zrychlení, často přímo v oblasti zrychlení. frekvence záběru ozubených kol a jeho postranní pásma.
- Vysokorychlostní stroje: u turbín a vysokorychlostních kompresorů se dominantní frekvence nacházejí v pásmu, kde je zrychlení nejcitlivější, takže se často jedná o preferované celkové měření.
Stejná všestrannost umožňuje přenosnému dvoukanálovému přístroji, jako je např. Balanset-1A slouží jako vyvažovací a diagnostický nástroj: získává zrychlení ze svých senzorů, integruje se do rychlosti pro kontrolu závažnosti proti. ISO 20816 (moderní náhrada normy ISO 10816) a používá stejné kanály k měření 1× amplitudy a fáze pro vyvážení pole.
5. Vztah k rychlosti a posunutí
Posunutí, rychlost a zrychlení jsou matematicky propojeny integrací a diferenciací. Pro jednoduché sinusové kmitání je rychlost integrálem zrychlení a posunutí je integrálem rychlosti; a naopak, diferenciace se pohybuje opačným směrem. Praktickým důsledkem je, že při stejné vibrační energii jsou amplitudy zrychlení přirozeně největší na vysokých frekvencích, zatímco amplitudy posunutí převládají na nízkých frekvencích - přičemž rychlost se nachází mezi nimi a zůstává relativně rovná ve středním pásmu. Právě proto analytici vybírají parametr, který nejlépe odpovídá frekvenčnímu rozsahu očekávané poruchy: posunutí pro pomalý pohyb hřídele, rychlost pro obecný stav strojního zařízení a zrychlení pro rychlé, silou řízené události ložisek a převodů.
