Forståelse af acceleration i vibrationsanalyse

Definition: Hvad er vibrationsacceleration?

Acceleration er ændringshastigheden af et objekts hastighed i forhold til tid. I forbindelse med vibrationsanalyse er det en grundlæggende måling, der kvantificerer, hvor hurtigt hastigheden af en vibrerende komponent ændrer sig. Mens forskydning måler, hvor langt en del bevæger sig, og hastighed måler, hvor hurtigt den bevæger sig, fokuserer acceleration på de kræfter, der virker på delen, hvilket gør den særligt følsom over for højfrekvente begivenheder som stød og pludselige ændringer i bevægelse.

Hvorfor er accelerationsmåling vigtig?

Måling af acceleration er afgørende for et omfattende tilstandsovervågningsprogram, fordi det udmærker sig ved at detektere specifikke typer maskinfejl, som andre målinger kan overse. Dens betydning stammer fra flere nøglefaktorer:

• Højfrekvent fejldetektion: Acceleration er i sagens natur mere følsom over for højfrekvente vibrationer. Dette gør den til den ideelle parameter til at detektere tidlige fejl i rullelejer, problemer med tandhjulsindgreb og bladfrekvenser, da disse fænomener typisk genererer højfrekvente vibrationer.
• Direkte forhold til kraft: Ifølge Newtons anden lov (Kraft = Masse × Acceleration) er accelerationen direkte proportional med de dynamiske kræfter, der virker i en maskine. Måling af acceleration giver et direkte indblik i de kræfter, der forårsager belastning og udmattelse på komponenter.
• Bredt dynamisk område: Accelerometre, de sensorer, der bruges til at måle acceleration, kan dække et meget bredt område af frekvenser og amplituder, hvilket gør dem alsidige til overvågning af forskellige typer maskiner.

Enheder og målinger

Fælles enheder

Vibrationsacceleration udtrykkes typisk i en af to enheder:

• g: En dimensionsløs enhed, der repræsenterer accelerationen på grund af Jordens tyngdekraft. 1 g er lig med cirka 9,81 m/s². Brugen af 'g' er almindelig, da det giver et standardiseret, relaterbart mål for vibrationsstyrke.
• m/s² (eller mm/s²): Standard SI-enheden for acceleration (meter per sekund i anden).

Hvordan måles det?

Acceleration måles næsten udelukkende ved hjælp af en accelerometerDette er en transducer, der omdanner den mekaniske kraft fra vibrationer til et proportionalt elektrisk signal. Piezoelektriske accelerometre er den mest almindelige type, der anvendes i industriel tilstandsovervågning på grund af deres robusthed, nøjagtighed og brede frekvensrespons.

Praktiske anvendelser inden for diagnostik

I diagnostik bruges accelerationsdata til at identificere specifikke problemer:

• Lejefejl: Stød genereret af mikroskopiske defekter på lejebaner, ruller eller kugler skaber små, højfrekvente pigge. Accelerationsmålinger, især når de kombineres med teknikker som Konvolutanalyse, er den primære metode til at opdage disse fejl i deres tidligste stadier.
• Gearkasseanalyse: Højfrekvente vibrationer fra tandindgreb, såvel som stød fra revnede eller knækkede tænder, er tydeligt synlige i accelerationsspektret.
• Højhastighedsmaskineri: For udstyr som turbiner og højhastighedskompressorer er acceleration ofte den foretrukne samlede vibrationsmåling, fordi de dominerende frekvenser falder inden for et område, hvor det er den mest følsomme parameter.

Forholdet til hastighed og forskydning

Forskydning, hastighed og acceleration er matematisk relateret gennem integration og differentiering. For en simpel sinusformet vibration:

• Hastighed er integralet af acceleration.
• Forskydning er integralet af hastighed.

Det betyder, at for den samme mængde vibrationsenergi vil accelerationsamplituderne være naturligt højere ved høje frekvenser, mens forskydningsamplituderne vil være højere ved lave frekvenser. Derfor vælger analytikere den måleparameter, der er bedst egnet til frekvensområdet for den forventede forkastning.

← Tilbage til hovedindekset