Geschwindigkeit in der Schwingungsanalyse verstehen
Definition: Was ist Schwinggeschwindigkeit?
Geschwindigkeit ist die Änderungsrate der Verschiebung im Laufe der Zeit. In der Schwingungsanalyse ist sie ein Maß dafür, wie schnell sich ein Bauteil bewegt. Von den drei primären Schwingungsparametern (Verschiebung, Geschwindigkeit und Beschleunigung) wird die Geschwindigkeit am häufigsten zur Beurteilung des Gesamtzustands und der Schwingungsstärke rotierender Maschinen im gängigsten Frequenzbereich verwendet.
Warum ist die Geschwindigkeit der Standard für die Schweregradmessung?
Velocity hat sich aus mehreren wichtigen Gründen zum Industriestandard für die allgemeine Schwingungsüberwachung entwickelt:
- Bester Indikator für zerstörerische Energie: Die zerstörerische Energie von Vibrationen hängt unmittelbar mit ihrer Geschwindigkeit zusammen. Eine bestimmte Geschwindigkeit entspricht einer gleichbleibenden Vibrationsstärke über einen weiten Bereich von Maschinengeschwindigkeiten und -typen hinweg.
- „Flacher“ Frequenzgang: Im kritischsten Frequenzbereich für die Maschinendiagnose (typischerweise 10 Hz bis 1.000 Hz bzw. 600 bis 60.000 CPM) bietet die Geschwindigkeit die ausgewogenste bzw. „flachste“ Ansicht. Dies bedeutet, dass sie für niederfrequente Probleme wie Unwucht und höherfrequente Probleme wie Fehlausrichtung nahezu gleich empfindlich ist und sich somit als hervorragender Allround-Indikator erweist.
- Grundlage für internationale Standards: Globale Standards für Maschinenvibrationen wie ISO 20816 (das die ältere ISO 10816 ersetzte), verwenden RMS-Geschwindigkeit (quadratischer Mittelwert) als primäre Metrik zum Definieren von Akzeptanzgrenzen und Alarmstufen für verschiedene Maschinenklassen.
Einheiten und Messungen
Gemeinsame Einheiten
Die Schwinggeschwindigkeit wird normalerweise in einer von zwei Einheiten ausgedrückt:
- mm/s (Millimeter pro Sekunde): Die Standard-SI-Einheit, die in den meisten Teilen der Welt allgemein verwendet wird.
- in/s (Zoll pro Sekunde): Die in den Vereinigten Staaten übliche imperiale Standardeinheit.
Die Geschwindigkeit wird fast immer gemessen und als Trend dargestellt. Effektivwert Wert, da dieser den Energiegehalt am besten wiedergibt.
Wie wird es gemessen?
Die Geschwindigkeit kann auf zwei Arten gemessen werden:
- Direkt mit einem Geschwindigkeitssensor: Ein elektrodynamischer Geschwindigkeitssensor erzeugt eine Spannung, die direkt proportional zur Geschwindigkeit der Schwingung ist. Diese Sensoren waren weit verbreitet, wurden jedoch weitgehend durch Beschleunigungsmesser ersetzt.
- Durch Integration eines Beschleunigungsmessersignals: Dies ist heute die gängigste Methode. Ein robuster Beschleunigungsmesser misst die Beschleunigung, und ein Datensammler oder Überwachungssystem integriert dieses Signal elektronisch, um die Geschwindigkeit zu berechnen. Dieser Ansatz kombiniert den großen Frequenzbereich und die Zuverlässigkeit eines Beschleunigungsmessers mit den diagnostischen Vorteilen des Geschwindigkeitsparameters.
Die Rolle der Geschwindigkeit in der Diagnostik
Eine hohe Gesamtgeschwindigkeit weist auf ein Problem der Maschine hin, gibt aber keine Auskunft über die Ursache. Der nächste Schritt besteht darin, die Geschwindigkeitsspektrum (FFT) um zu sehen, welche Frequenzen zum hohen Gesamtwert beitragen.
- Hohe Geschwindigkeit bei 1x U/min weist auf Unwucht.
- Hohe Geschwindigkeit bei 2x U/min weist auf Fehlausrichtung.
- Eine Reihe von Geschwindigkeitsspitzen bei Laufgeschwindigkeitsharmonischen zeigt Lockerheit.
Während die Beschleunigung bei sehr hochfrequenten Fehlern (Lager, Getriebe) und die Verschiebung bei sehr niederfrequenten Problemen (strukturelle Bewegung) besser geeignet ist, bleibt die Geschwindigkeit der wertvollste Parameter für eine Gesamtansicht des dynamischen Zustands einer Maschine in ihrem primären Betriebsbereich.
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