Κατανόηση της μετατόπισης των κραδασμών

Ορισμός: Τι είναι η μετατόπιση στη δόνηση;

Εκτόπισμα είναι ένα μέτρο της συνολικής απόστασης που κινείται ένα δονούμενο αντικείμενο από τη θέση ηρεμίας του (ισορροπία). Ποσοτικοποιεί το «πόσο μακριά» κινείται ένα εξάρτημα μπρος-πίσω. Ως η πιο απλή αναπαράσταση της δονητικής κίνησης, η μετατόπιση είναι μια θεμελιώδης παράμετρος στην ανάλυση δονήσεων, ειδικά για εφαρμογές χαμηλής συχνότητας και για την αξιολόγηση μηχανικών αποστάσεων.

Γιατί και πότε να μετράτε την μετατόπιση

Ενώ η ταχύτητα είναι η πιο κοινή παράμετρος για τη συνολική υγεία του μηχανήματος, η μετατόπιση είναι η προτιμώμενη μέτρηση σε διάφορα συγκεκριμένα, κρίσιμα σενάρια:

• Ανάλυση Χαμηλής Συχνότητας: Η ενέργεια των κραδασμών είναι ανάλογη με την μετατόπιση σε πολύ χαμηλές συχνότητες. Για μηχανήματα χαμηλής ταχύτητας (συνήθως κάτω από 600 σ.α.λ. ή 10 Hz), όπως μεγάλοι ανεμιστήρες, πύργοι ψύξης και μηχανές χαρτιού, η μετατόπιση είναι ο πιο ευαίσθητος και αντιπροσωπευτικός δείκτης της σοβαρότητας των κραδασμών.
• Αξιολόγηση αδειών: Η μετατόπιση παρέχει μια άμεση μέτρηση της φυσικής κίνησης ενός εξαρτήματος. Αυτό είναι κρίσιμο για να προσδιοριστεί εάν ένας περιστρεφόμενος άξονας έχει αρκετό διάκενο ώστε να αποφεύγεται η τριβή με ακίνητα εξαρτήματα, όπως ρουλεμάν ή στεγανοποιήσεις.
• Δομική παραμόρφωση: Κατά την ανάλυση της κίνησης κατασκευών όπως βάσεις, πλαίσια ή σωληνώσεις, η μετατόπιση χρησιμοποιείται για την κατανόηση των σχημάτων της λειτουργίας και τη διασφάλιση ότι οι παραμορφώσεις είναι εντός των ορίων σχεδιασμού.
• Εξισορρόπηση ρότορων χαμηλής ταχύτητας: Κατά την ζυγοστάθμιση μεγάλων, αργά κινούμενων ρότορων, οι μετρήσεις μετατόπισης χρησιμοποιούνται συχνά για τον προσδιορισμό της ποσότητας της ανισορροπίας.

Μονάδες και Μέτρηση

Κοινές Μονάδες

Η μετατόπιση λόγω κραδασμών εκφράζεται συνήθως σε μία από τις δύο μονάδες:

• Μιλς: Το βιομηχανικό πρότυπο στις Ηνωμένες Πολιτείες, όπου 1 mil ισούται με ένα χιλιοστό της ίντσας (0,001″).
• Μικρόμετρα (µm): Η τυπική μονάδα SI, όπου 1 μικρόμετρο ισούται με ένα εκατομμυριοστό του μέτρου. (1 mil ≈ 25,4 µm).

Η μετατόπιση σχεδόν πάντα μετριέται σε Από κορυφή σε κορυφή (Pk-Pk) μονάδες, καθώς αυτή η τιμή αντιπροσωπεύει τη συνολική διαδρομή του εξαρτήματος, η οποία είναι ο πιο σημαντικός παράγοντας για την ανάλυση του διάκενου.

Πώς μετριέται;

Η μετατόπιση μπορεί να μετρηθεί με διάφορους τρόπους:

1. Αισθητήρες εγγύτητας: Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη μέθοδος για τη μέτρηση των κραδασμών του άξονα. Ένας αισθητήρας δινορευμάτων χωρίς επαφή είναι τοποθετημένος σε ένα σταθερό μέρος και μετρά το μεταβαλλόμενο κενό μεταξύ της άκρης του και του περιστρεφόμενου άξονα. Αυτό μετρά άμεσα τη σχετική μετατόπιση του άξονα.
2. Ενσωμάτωση από επιταχυνσιόμετρα: Ένα τυπικό επιταχυνσιόμετρο μετρά την επιτάχυνση. Το σήμα του μπορεί να ενσωματωθεί ηλεκτρονικά μία φορά για να υπολογιστεί η ταχύτητα και μια δεύτερη φορά για να υπολογιστεί η μετατόπιση. Αυτό είναι ένα κοινό χαρακτηριστικό στους σύγχρονους συλλέκτες δεδομένων, αλλά μπορεί να είναι επιρρεπές σε θόρυβο και σφάλματα σε πολύ χαμηλές συχνότητες.
3. Αισθητήρες μετατόπισης λέιζερ: Αυτοί οι αισθητήρες χωρίς επαφή χρησιμοποιούν δέσμη λέιζερ για να παρέχουν μετρήσεις μετατόπισης υψηλής ακρίβειας.

Ο ρόλος της μετατόπισης στη διάγνωση

Ενώ η υψηλή μετατόπιση στη συχνότητα περιστροφής του άξονα (1X RPM) σε μια μηχανή χαμηλής ταχύτητας συχνά υποδηλώνει ανισορροπία, η κύρια διαγνωστική της ισχύς προέρχεται από τη σχέση της με την ταχύτητα και την επιτάχυνση. Για μια δεδομένη ποσότητα ενέργειας δόνησης:

• Στο χαμηλές συχνότητες, η μετατόπιση θα έχει το μεγαλύτερο πλάτος.
• Στο μεσαίες συχνότητες, η ταχύτητα θα έχει το μεγαλύτερο πλάτος.
• Στο υψηλές συχνότητες, η επιτάχυνση θα έχει το μεγαλύτερο πλάτος.

Εξαιτίας αυτού, οι αναλυτές χρησιμοποιούν τη μετατόπιση για να επικεντρωθούν σε φαινόμενα χαμηλής συχνότητας που μπορεί να είναι εντελώς αόρατα σε ένα φάσμα επιτάχυνσης. Ένα μηχάνημα θα μπορούσε να υφίσταται σοβαρή, καταστροφική κίνηση χαμηλής συχνότητας που παράγει πολύ μικρή επιτάχυνση, καθιστώντας τη μετατόπιση κρίσιμο μέρος ενός πλήρους διαγνωστικού κιτ εργαλείων.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο