Pochopení vibračního posunutí

Definice: Co je to posunutí ve vibracích?

Přemístění je mírou celkové vzdálenosti, o kterou se vibrující objekt posune ze své klidové polohy (rovnováhy). Kvantifikuje, „jak daleko“ se součástka pohybuje tam a zpět. Jako nejpřímější znázornění vibračního pohybu je posunutí základním parametrem v analýze vibrací, zejména pro nízkofrekvenční aplikace a pro posuzování mechanických vůlí.

Proč a kdy měřit posunutí

Zatímco rychlost je nejběžnějším parametrem celkového stavu stroje, posunutí je preferovaným měřením v několika specifických, kritických scénářích:

• Nízkofrekvenční analýza: Energie vibrací je úměrná posunutí při velmi nízkých frekvencích. U pomaluběžných strojů (obvykle pod 600 ot./min. nebo 10 Hz), jako jsou velké ventilátory, chladicí věže a papírenské stroje, je posunutí nejcitlivějším a nejreprezentativnějším ukazatelem závažnosti vibrací.
• Posouzení povolení: Posun umožňuje přímé měření fyzického pohybu součásti. To je klíčové pro určení, zda má rotující hřídel dostatečnou vůli, aby se zabránilo tření o stacionární součásti, jako jsou ložiska nebo těsnění.
• Průhyb konstrukce: Při analýze pohybu konstrukcí, jako jsou základny, rámy nebo potrubí, se posunutí používá k pochopení tvarů módů a k zajištění toho, aby průhyby byly v rámci návrhových limitů.
• Vyvažování nízkorychlostních rotorů: Během vyvažování velkých, pomalu se otáčejících rotorů se k určení míry nevyváženosti často používají měření posunutí.

Jednotky a měření

Běžné jednotky

Vibrační posunutí se obvykle vyjadřuje v jedné ze dvou jednotek:

• Mils: Průmyslový standard ve Spojených státech, kde 1 mil se rovná jedné tisícině palce (0,001 palce).
• Mikrometry (µm): Standardní jednotka SI, kde 1 mikrometr se rovná jedné miliontině metru. (1 mil ≈ 25,4 µm).

Posun se téměř vždy měří v Vrchol-vrchol (Pk-Pk) jednotek, protože tato hodnota představuje celkový pohyb součásti, což je nejdůležitější faktor pro analýzu vůle.

Jak se to měří?

Posun lze měřit několika způsoby:

1. Sondy pro měření přiblížení: Toto je nejběžnější metoda měření vibrací hřídele. Bezkontaktní sonda s vířivými proudy je namontována na stacionární součást a měří měnící se mezeru mezi jejím hrotem a rotujícím hřídelem. Tím se přímo měří relativní posunutí hřídele.
2. Integrace z akcelerometrů: Standardní akcelerometr měří zrychlení. Jeho signál lze elektronicky integrovat jednou pro získání rychlosti a podruhé pro získání posunutí. To je běžná vlastnost moderních sběračů dat, ale může být náchylný k šumu a chybám při velmi nízkých frekvencích.
3. Laserové senzory posunutí: Tyto bezkontaktní senzory využívají laserový paprsek k vysoce přesnému měření posunutí.

Role posunutí v diagnostice

I když vysoký posun při rotační frekvenci hřídele (1x ot./min.) u nízkorychlostního stroje často ukazuje na nevyváženost, jeho primární diagnostická síla vychází ze vztahu k rychlosti a zrychlení. Pro dané množství vibrační energie:

• Na nízké frekvence, posunutí bude mít nejvyšší amplitudu.
• Na střední frekvence, rychlost bude mít nejvyšší amplitudu.
• Na vysoké frekvence, zrychlení bude mít nejvyšší amplitudu.

Z tohoto důvodu analytici používají posunutí k zaměření se na nízkofrekvenční jevy, které mohou být ve spektru zrychlení zcela neviditelné. Stroj by mohl procházet silným, škodlivým nízkofrekvenčním pohybem, který generuje velmi malé zrychlení, což činí posunutí kritickou součástí kompletní diagnostické sady nástrojů.

← Zpět na hlavní index