RMS (Root Mean Square): Το Πρότυπο για τη Σοβαρότητα των Δονήσεων

Ορισμός: Τι είναι το RMS;

RMS, ή Μέση Τετράγωνη Ρίζας, είναι μια στατιστική μέθοδος μέτρησης του μεγέθους ενός μεταβαλλόμενου σήματος, όπως μια τάση AC ή μια μηχανική δόνηση. Είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη και πιο σημαντική μέτρηση για την αξιολόγηση της συνολικής υγείας μιας περιστρεφόμενης μηχανής. Η τιμή RMS ενός σήματος δόνησης είναι ένα μέτρο του συνολικού ενεργειακού του περιεχομένου και σχετίζεται άμεσα με την καταστροφική ικανότητα της δόνησης.

Μαθηματικά, υπολογίζεται λαμβάνοντας την τετραγωνική ρίζα του μέσου όρου (ή μέσου όρου) των τετραγώνων των τιμών του σήματος σε μια χρονική περίοδο. Αυτή η διαδικασία δίνει ένα αποτέλεσμα που είναι ισοδύναμο με την τιμή DC που θα παρήγαγε την ίδια ποσότητα θερμότητας ή ισχύος.

Γιατί το RMS είναι η προτιμώμενη μέτρηση για την υγεία του μηχανήματος;

Ενώ οι τιμές Peak και Peak-to-Peak είναι χρήσιμες για συγκεκριμένα διαγνωστικά, το RMS είναι η ανώτερη παράμετρος για την παρακολούθηση της συνολικής κατάστασης του μηχανήματος για διάφορους βασικούς λόγους:

• Άμεση σχέση με την ενέργεια: Η καταστροφική δύναμη των κραδασμών με την πάροδο του χρόνου σχετίζεται με το ενεργειακό τους περιεχόμενο, όχι μόνο με τις μέγιστες κορυφές τους. Το RMS είναι η μόνη μέτρηση που αντικατοπτρίζει με ακρίβεια αυτή τη συνολική ενέργεια. Γι' αυτό συσχετίζεται καλά με την κόπωση και τη φθορά των εξαρτημάτων.
• Λαμβάνει υπόψη ολόκληρη την κυματομορφή: Σε αντίθεση με μια μέτρηση Peak, η οποία βλέπει μόνο ένα σημείο, η τιμή RMS λαμβάνει υπόψη ολόκληρο το ιστορικό του σήματος κατά τη διάρκεια της περιόδου μέτρησης. Αυτό την καθιστά μια πολύ πιο σταθερή, επαναλήψιμη και ισχυρή μέτρηση.
• Λιγότερο ευαίσθητο σε τυχαίες επιπτώσεις: Ένα μεμονωμένο, μη επαναλαμβανόμενο κραδασμό ή κρούση μπορεί να προκαλέσει μεγάλη απότομη αύξηση της μέγιστης τιμής, η οποία μπορεί να πυροδοτήσει ψευδή συναγερμό. Η τιμή RMS, όντας μέσος όρος, επηρεάζεται πολύ λιγότερο από τέτοια τυχαία συμβάντα και αποτελεί καλύτερη ένδειξη της συνεχούς κατάστασης λειτουργίας του μηχανήματος.
• Η βάση για τα διεθνή πρότυπα: Παγκόσμια πρότυπα για τη σοβαρότητα των κραδασμών στα μηχανήματα, όπως π.χ. ISO 20816 και σειράς 10816, καθορίστε τα όρια συναγερμού και τερματισμού λειτουργίας τους ως προς Ταχύτητα RMS (mm/s)Η χρήση του RMS επιτρέπει την άμεση σύγκριση της κατάστασης ενός μηχανήματος με αυτά τα ευρέως αποδεκτά βιομηχανικά κριτήρια αναφοράς.

Η σχέση μεταξύ RMS και Peak

Για ένα τέλειο, καθαρό ημιτονοειδές κύμα, υπάρχει μια απλή μαθηματική σχέση μεταξύ του RMS και του πλάτους κορυφής:

RMS = Κορυφή / √2 ≈ 0,707 × Κορυφή

Ωστόσο, αυτή η σχέση ισχύει μόνο για ένα καθαρό ημιτονοειδές κύμα. Οι πραγματικές δονήσεις μηχανημάτων είναι σύνθετες και περιέχουν πολλές συχνότητες και μερικές φορές παρορμητικές εκρήξεις. Για αυτά τα σύνθετα σήματα, ο απλός συντελεστής μετατροπής δεν ισχύει. Η αναλογία της μέγιστης τιμής προς την τιμή RMS είναι γνωστή ως Συντελεστής ΚορυφήςΈνας υψηλός Συντελεστής Κορυφής (μεγαλύτερος από 3) αποτελεί ένδειξη ότι το σήμα περιέχει επιπτώσεις, κάτι που από μόνο του αποτελεί πολύτιμο διαγνωστικό στοιχείο.

RMS Τι; Ταχύτητα, Επιτάχυνση ή Μετατόπιση;

Το RMS μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιαδήποτε παράμετρο μέτρησης. Ωστόσο, για την παρακολούθηση της κατάστασης μηχανημάτων γενικής χρήσης στην πιο συνηθισμένη περιοχή συχνοτήτων (περίπου 10 Hz έως 1.000 Hz), Ταχύτητα RMS είναι το βιομηχανικό πρότυπο. Αυτό συμβαίνει επειδή:

• Ένα δεδομένο επίπεδο ταχύτητας RMS αντιστοιχεί σε ένα σταθερό επίπεδο σοβαρότητας των κραδασμών σε ένα ευρύ φάσμα ταχυτήτων και τύπων μηχανών.
• Παρέχει την «πιο επίπεδη» απόκριση, που σημαίνει ότι είναι εξίσου ευαίσθητο σε προβλήματα όπως η ανισορροπία στις χαμηλές συχνότητες και τα προβλήματα ρουλεμάν σε υψηλότερες συχνότητες.

Ενώ η ταχύτητα RMS είναι το πρότυπο για τους συνολικούς συναγερμούς, οι αναλυτές θα εξετάσουν επίσης την επιτάχυνση RMS για προβλήματα υψηλής συχνότητας και την μετατόπιση RMS για προβλήματα πολύ χαμηλής συχνότητας.

Πώς να χρησιμοποιήσετε το RMS σε ένα πρόγραμμα προγνωστικής συντήρησης

1. Καθορισμός γραμμής βάσης: Μετρήστε την ταχύτητα RMS σε ένα νέο ή υγιές μηχάνημα για να καθορίσετε μια γραμμή βάσης.
2. Τάση των Δεδομένων: Λάβετε τακτικές μετρήσεις (π.χ., μηνιαίες) και απεικονίστε τις τιμές RMS σε συνάρτηση με τον χρόνο.
3. Ρύθμιση συναγερμών: Ορίστε τα επίπεδα συναγερμού «Συναγερμός» και «Κίνδυνος» με βάση τα πρότυπα ISO ή μια στατιστική αλλαγή από την αρχική τιμή (π.χ., Συναγερμός στη 2x αρχική τιμή, Κίνδυνος στη 5x αρχική τιμή).
4. Ανάλυση αλλαγών: Όταν ενεργοποιείται ένας συναγερμός RMS, σηματοδοτεί την ανάγκη για μια πιο λεπτομερή ανάλυση (χρησιμοποιώντας FFT, φάση κ.λπ.) για τη διάγνωση της συγκεκριμένης αιτίας του προβλήματος.

Παρακολουθώντας συνεχώς τις τάσεις των κραδασμών RMS, ένα πρόγραμμα συντήρησης μπορεί να παρακολουθεί αποτελεσματικά την υγεία του μηχανήματος και να μεταβαίνει από μια αντιδραστική σε μια προγνωστική στρατηγική συντήρησης.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο