Πλάτος κραδασμών: Ένας βασικός δείκτης της υγείας των μηχανών

Ορισμός: Τι είναι το πλάτος ταλάντωσης;

Πλάτος δόνησης είναι το μέτρο της έντασης ή της σοβαρότητας των κραδασμών. Ποσοτικοποιεί το «πόσο» δονείται ένα μηχάνημα και είναι μία από τις πιο θεμελιώδεις παραμέτρους που χρησιμοποιούνται στην παρακολούθηση της κατάστασης και στη διάγνωση μηχανημάτων. Μια αλλαγή στο πλάτος με την πάροδο του χρόνου είναι συχνά η πρώτη ένδειξη ενός αναπτυσσόμενου μηχανικού προβλήματος. Ενώ η συχνότητα βοηθά στη διάγνωση του *τύπου* του σφάλματος, το πλάτος βοηθά στον προσδιορισμό της *σοβαρότητάς* του.

Η σημασία της μέτρησης του πλάτους

Η παρακολούθηση του πλάτους των κραδασμών είναι απαραίτητη για κάθε πρόγραμμα προγνωστικής συντήρησης. Η αύξηση του πλάτους συσχετίζεται άμεσα με την αύξηση των δυναμικών δυνάμεων που ασκούνται στα εξαρτήματα ενός μηχανήματος. Η παρακολούθηση αυτών των επιπέδων βοηθά στα εξής:

• Καθορισμός γραμμής βάσης: Η μέτρηση του πλάτους σε μια υγιή μηχανή παρέχει μια βάση για μελλοντική σύγκριση.
• Υγεία Μηχανής Τάσεων: Καταγράφοντας τις μετρήσεις πλάτους με την πάροδο του χρόνου, οι μηχανικοί μπορούν να ανιχνεύσουν σταδιακή φθορά πολύ πριν συμβεί μια βλάβη.
• Ρύθμιση συναγερμών: Τα επίπεδα πλάτους χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση συναγερμών συναγερμού και κινδύνου, ειδοποιώντας το προσωπικό όταν η κατάσταση ενός μηχανήματος έχει επιδεινωθεί σημαντικά.
• Αξιολόγηση Σοβαρότητας: Το μέγεθος του εύρους αποτελεί άμεση ένδειξη της σοβαρότητας ενός προβλήματος, συμβάλλοντας στην ιεράρχηση των ενεργειών συντήρησης.

Διαφορετικοί τρόποι μέτρησης πλάτους

Η δόνηση είναι ένα δυναμικό σήμα και το πλάτος της μπορεί να ποσοτικοποιηθεί με διάφορους τρόπους. Η επιλογή της μέτρησης εξαρτάται από τον τύπο της μηχανής και τις πληροφορίες που αναζητούνται.

1. Πλάτος κορυφής (Pk)

Η μέγιστη τιμή είναι το μέγιστο πλάτος που επιτυγχάνεται από την κυματομορφή δόνησης προς μία κατεύθυνση (είτε θετική είτε αρνητική) από τη μηδενική θέση ή τη θέση ισορροπίας της. Οι μετρήσεις κορυφής είναι ιδιαίτερα χρήσιμες για την αξιολόγηση συμβάντων μικρής διάρκειας και υψηλής πρόσκρουσης, όπως αυτά που προκαλούνται από σπασμένο δόντι γραναζιού ή σοβαρό ελάττωμα ρουλεμάν. Υποδεικνύει τη μέγιστη τάση ή δύναμη που ασκείται σε ένα εξάρτημα κατά τη διάρκεια ενός κύκλου δόνησης.

2. Πλάτος από κορυφή σε κορυφή (Pk-Pk)

Η τιμή από κορυφή σε κορυφή είναι η συνολική απόσταση που διανύει το δονούμενο εξάρτημα από τη μέγιστη θετική κορυφή του έως τη μέγιστη αρνητική κορυφή του. Αντιπροσωπεύει τη συνολική μετατόπιση ή τη συνολική κίνηση του εξαρτήματος. Η τιμή από κορυφή σε κορυφή χρησιμοποιείται συνήθως για τη μέτρηση. εκτόπισμα, καθώς είναι κρίσιμο για την αξιολόγηση των αποστάσεων. Για παράδειγμα, μπορεί να προσδιορίσει εάν ένας περιστρεφόμενος άξονας κινείται αρκετά ώστε να υπάρχει κίνδυνος επαφής με ένα ακίνητο περίβλημα ρουλεμάν.

3. Πλάτος RMS (Ρίζα Μέσου Τετραγωνικού Μέσου)

Η τιμή RMS είναι το πιο κοινό και χρήσιμο μέτρο για την αξιολόγηση της συνολικής σοβαρότητας των κραδασμών. Υπολογίζεται λαμβάνοντας την τετραγωνική ρίζα του μέσου όρου των τετραγωνικών τιμών της κυματομορφής με την πάροδο του χρόνου. Το βασικό πλεονέκτημα του RMS είναι ότι σχετίζεται άμεσα με την ενεργειακό περιεχόμενο και καταστροφική ισχύς της δόνησης. Μια τιμή RMS λαμβάνει υπόψη ολόκληρο το σήμα δόνησης με την πάροδο του χρόνου, όχι μόνο τις μέγιστες κορυφές, καθιστώντας την ένα πολύ πιο σταθερό και αντιπροσωπευτικό μέτρο της συνολικής κατάστασης ενός μηχανήματος. Τα περισσότερα διεθνή πρότυπα, όπως το ISO 10816, χρησιμοποιούν την ταχύτητα RMS για να καθορίσουν τα όρια των δονήσεων.

Σχέση μεταξύ Pk, Pk-Pk και RMS

Για ένα τέλειο ημιτονοειδές κύμα, αυτές οι τιμές έχουν μια απλή μαθηματική σχέση:

• Από κορυφή σε κορυφή = 2 × Κορυφή
• RMS = Κορυφή / √2 ≈ 0,707 × Κορυφή

Ωστόσο, για σύνθετα, μη ημιτονοειδή σήματα που βρίσκονται σε μηχανήματα πραγματικού κόσμου (τα οποία συχνά περιέχουν κρούσεις και αρμονικές), αυτή η σχέση δεν ισχύει. Η αναλογία Peak προς RMS είναι γνωστή ως Συντελεστής Crest, ο οποίος μπορεί από μόνος του να αποτελέσει ένα χρήσιμο διαγνωστικό εργαλείο.

Ποια μονάδα πλάτους να χρησιμοποιήσω;

Το πλάτος μετριέται σε μονάδες μετατόπισης, ταχύτητας ή επιτάχυνσης και η επιλογή εξαρτάται από τη συχνότητα που μας ενδιαφέρει:

• Μετατόπιση (μm, mils): Ιδανικό για κραδασμούς χαμηλής συχνότητας (<10 Hz), όπως δομική κίνηση ή ανισορροπία σε πολύ αργά μηχανήματα.
• Ταχύτητα (mm/s, in/s): Ο καλύτερος δείκτης γενικής χρήσης για μεσαίες συχνότητες (10 Hz έως 1.000 Hz), όπου εμφανίζονται τα πιο συνηθισμένα σφάλματα της μηχανής, όπως η ανισορροπία και η κακή ευθυγράμμιση.
• Επιτάχυνση (g, m/s²): Ιδανικό για κραδασμούς υψηλής συχνότητας (>1.000 Hz), όπως βλάβες στο πλέγμα γραναζιών και στα ρουλεμάν.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο