RMS (Root Mean Square): Standarden for vibrationsstyrke

Definition: Hvad er RMS?

RMS, eller Rodmiddelkvadrat, er en statistisk metode til at måle størrelsen af et varierende signal, såsom en vekselspænding eller en mekanisk vibration. Det er den mest anvendte og vigtigste måling til vurdering af en roterende maskines generelle tilstand. RMS-værdien af et vibrationssignal er et mål for dets samlede energiindhold og er direkte relateret til vibrationens destruktive evne.

Matematisk beregnes det ved at tage kvadratroden af middelværdien (eller gennemsnittet) af signalets kvadrerede værdier over en periode. Denne proces giver et resultat, der svarer til den DC-værdi, der ville producere den samme mængde varme eller effekt.

Hvorfor er RMS den foretrukne måling af maskintilstand?

Selvom Peak- og Peak-to-Peak-værdier er nyttige til specifik diagnosticering, er RMS den overlegne parameter til at måle den samlede maskintilstand af flere vigtige årsager:

• Direkte relateret til energi: Vibrationers destruktive kraft over tid er relateret til deres energiindhold, ikke kun deres maksimale toppe. RMS er den eneste måling, der nøjagtigt afspejler denne samlede energi. Derfor korrelerer den godt med komponenttræthed og slid.
• Betragter hele bølgeformen: I modsætning til en peak-måling, som kun ser et enkelt punkt, tager RMS-værdien hele signalets historik i betragtning i løbet af måleperioden. Dette gør den til en langt mere stabil, repeterbar og robust måling.
• Mindre følsom over for tilfældige påvirkninger: Et enkelt, ikke-gentagende stød eller stød kan forårsage en stor stigning i peak-værdien, hvilket kan udløse en falsk alarm. RMS-værdien, som er et gennemsnit, påvirkes meget mindre af sådanne tilfældige hændelser og er en bedre indikator for maskinens kontinuerlige driftstilstand.
• Grundlaget for internationale standarder: Globale standarder for vibrationsstyrke i maskiner, såsom ISO 20816 og 10816-serien, angiv deres alarm- og nedlukningsgrænser med hensyn til RMS-hastighed (mm/s)Brug af RMS muliggør en direkte sammenligning af en maskines tilstand med disse bredt accepterede branchestandarder.

Forholdet mellem RMS og peak

For en perfekt, ren sinusbølge er der et simpelt matematisk forhold mellem RMS og peak-amplitude:

RMS = Peak / √2 ≈ 0,707 × Peak

Dette forhold gælder dog kun for en ren sinusbølge. Maskinsvingninger i den virkelige verden er komplekse og indeholder mange frekvenser og undertiden impulsive udbrud. For disse komplekse signaler gælder den simple konverteringsfaktor ikke. Forholdet mellem peakværdien og RMS-værdien er kendt som Crest-faktorEn høj Crest Factor (større end 3) er en indikator for, at signalet indeholder stød, hvilket i sig selv er et værdifuldt diagnostisk spor.

RMS for hvad? Hastighed, acceleration eller forskydning?

RMS kan anvendes på enhver måleparameter. Til generel overvågning af maskintilstand i det mest almindelige frekvensområde (ca. 10 Hz til 1.000 Hz) RMS-hastighed er branchestandarden. Dette skyldes:

• Et givet niveau af RMS-hastighed svarer til et ensartet niveau af vibrationsstyrke på tværs af en bred vifte af maskinhastigheder og -typer.
• Den giver den "fladeste" respons, hvilket betyder, at den er lige så følsom over for problemer som ubalance ved lave frekvenser og lejeproblemer ved højere frekvenser.

Selvom RMS-hastighed er standarden for generelle alarmer, vil analytikere også se på RMS-acceleration for problemer med høj frekvens og RMS-forskydning for problemer med meget lav frekvens.

Sådan bruger du RMS i et prædiktivt vedligeholdelsesprogram

1. Etabler en basislinje: Mål RMS-hastigheden på en ny eller sund maskine for at etablere en basislinje.
2. Tendens dataene: Foretag regelmæssige aflæsninger (f.eks. månedligt) og afsæt RMS-værdierne over tid.
3. Indstil alarmer: Indstil alarmniveauerne for "Alarm" og "Fare" baseret på ISO-standarder eller en statistisk ændring fra baseline (f.eks. Alarm ved 2x baseline, Fare ved 5x baseline).
4. Analysér ændringer: Når en RMS-alarm udløses, signalerer det behovet for en mere detaljeret analyse (ved hjælp af FFT, fase osv.) for at diagnosticere den specifikke årsag til problemet.

Ved konsekvent at måle RMS-vibrationens tendenser kan et vedligeholdelsesprogram effektivt overvåge maskinens tilstand og gå fra en reaktiv til en prædiktiv vedligeholdelsesstrategi.

← Tilbage til hovedindekset