Vibrationsamplitude: En nøgleindikator for maskinens tilstand

Definition: Hvad er vibrationsamplitude?

Vibrationsamplitude er et mål for intensiteten eller sværhedsgraden af vibrationer. Det kvantificerer, "hvor meget" en maskine vibrerer, og er en af de mest fundamentale parametre, der anvendes i tilstandsovervågning og maskindiagnostik. En ændring i amplitude over tid er ofte den første indikation af et udviklende mekanisk problem. Mens frekvens hjælper med at diagnosticere *typen* af fejl, hjælper amplitude med at bestemme dens *sværhedsgrad*.

Vigtigheden af at måle amplitude

Det er vigtigt at spore vibrationsamplituden for ethvert prædiktivt vedligeholdelsesprogram. En stigning i amplituden er direkte korreleret med en stigning i de dynamiske kræfter, der virker på en maskins komponenter. Overvågning af disse niveauer hjælper med at:

• Etabler en basislinje: Måling af amplitude på en sund maskine giver et grundlag for fremtidig sammenligning.
• Trend Maskinens sundhed: Ved at plotte amplitudeaflæsninger over tid kan ingeniører registrere gradvis forringelse længe før en fejl opstår.
• Indstil alarmer: Amplitudeniveauer bruges til at indstille alarm- og farealarmer og underrette personale, når en maskines tilstand er forværret betydeligt.
• Vurder sværhedsgrad: Amplitudens størrelse er en direkte indikator for, hvor alvorligt et problem er, hvilket hjælper med at prioritere vedligeholdelsestiltag.

Forskellige måder at måle amplitude på

Vibration er et dynamisk signal, og dets amplitude kan kvantificeres på flere forskellige måder. Valget af måling afhænger af maskintypen og den information, der søges.

1. Peak (Pk) amplitude

Peakværdien er den maksimale amplitude, som vibrationsbølgeformen når i én retning (enten positiv eller negativ) fra dens nul- eller ligevægtsposition. Peakmålinger er især nyttige til at vurdere kortvarige, kraftige hændelser, såsom dem, der er forårsaget af en knækket tand eller en alvorlig lejefejl. Den angiver den maksimale belastning eller kraft, der påføres en komponent under en vibrationscyklus.

2. Peak-til-peak (Pk-Pk) amplitude

Peak-to-Peak-værdien er den samlede afstand, som den vibrerende komponent tilbagelægger fra sin maksimale positive peak til sin maksimale negative peak. Den repræsenterer den samlede udsving eller samlede bevægelse af delen. Peak-to-peak bruges mest almindeligt til måling af forskydning, da det er afgørende for vurdering af spillerum. For eksempel kan det afgøre, om en roterende aksel bevæger sig nok til at risikere kontakt med et stationært lejehus.

3. RMS (rodmiddelkvadrat) amplitude

RMS-værdien er det mest almindelige og nyttige mål til vurdering af den samlede vibrationsstyrke. Den beregnes ved at tage kvadratroden af gennemsnittet af bølgeformens kvadrerede værdier over tid. Den største fordel ved RMS er, at den er direkte relateret til energiindhold og vibrationens destruktive kraft. En RMS-værdi tager højde for hele vibrationssignalet over tid, ikke kun de maksimale toppe, hvilket gør den til et langt mere stabilt og repræsentativt mål for en maskines samlede tilstand. De fleste internationale standarder, som f.eks. ISO 10816, bruger RMS-hastighed til at specificere vibrationsgrænser.

Forholdet mellem Pk, Pk-Pk og RMS

For en perfekt sinusbølge har disse værdier et simpelt matematisk forhold:

• Peak-til-peak = 2 × Peak
• RMS = Peak / √2 ≈ 0,707 × Peak

For komplekse, ikke-sinusformede signaler, der findes i virkelige maskiner (som ofte indeholder stød og harmoniske), gælder dette forhold dog ikke. Forholdet mellem peak og RMS er kendt som crest-faktoren, som i sig selv kan være et nyttigt diagnostisk værktøj.

Hvilken amplitudeenhed skal man bruge?

Amplitude måles i enheder af forskydning, hastighed eller acceleration, og valget afhænger af den pågældende frekvens:

• Forskydning (μm, mils): Bedst til lavfrekvente vibrationer (<10 Hz), såsom strukturelle bevægelser eller ubalance på meget langsomme maskiner.
• Hastighed (mm/s, tommer/s): Den bedste generelle indikator for mellemfrekvenser (10 Hz til 1.000 Hz), hvor de fleste almindelige maskinfejl som ubalance og forkert justering forekommer.
• Acceleration (g, m/s²): Bedst til højfrekvente vibrationer (>1.000 Hz), såsom gearindgreb og lejefejl.

← Tilbage til hovedindekset