دامنه ارتعاش: یک شاخص کلیدی سلامت ماشین

تعریف: دامنه ارتعاش چیست؟

دامنه ارتعاش معیاری برای شدت یا شدت ارتعاش است. این کمیت، «میزان» ارتعاش یک ماشین را تعیین می‌کند و یکی از اساسی‌ترین پارامترهای مورد استفاده در پایش وضعیت و تشخیص ماشین‌آلات است. تغییر در دامنه در طول زمان اغلب اولین نشانه یک مشکل مکانیکی در حال توسعه است. در حالی که فرکانس به تشخیص *نوع* خطا کمک می‌کند، دامنه به تعیین *شدت* آن کمک می‌کند.

اهمیت اندازه‌گیری دامنه

ردیابی دامنه ارتعاش برای هر برنامه تعمیر و نگهداری پیشگیرانه ضروری است. افزایش دامنه ارتعاش مستقیماً با افزایش نیروهای دینامیکی وارد بر اجزای ماشین مرتبط است. نظارت بر این سطوح به موارد زیر کمک می‌کند:

• یک خط پایه ایجاد کنید: اندازه‌گیری دامنه روی یک دستگاه سالم، مبنایی برای مقایسه‌های بعدی فراهم می‌کند.
• سلامت دستگاه ترند: با رسم نمودار دامنه تغییرات در طول زمان، مهندسان می‌توانند زوال تدریجی را مدت‌ها قبل از وقوع خرابی تشخیص دهند.
• تنظیم آلارم: از سطوح دامنه برای تنظیم هشدارها و آلارم‌های خطر استفاده می‌شود و هنگامی که وضعیت دستگاه به طور قابل توجهی بدتر شده است، به پرسنل اطلاع داده می‌شود.
• ارزیابی شدت: بزرگی دامنه، شاخص مستقیمی از شدت مشکل است و به اولویت‌بندی اقدامات تعمیر و نگهداری کمک می‌کند.

روش‌های مختلف اندازه‌گیری دامنه

ارتعاش یک سیگنال دینامیکی است و دامنه آن را می‌توان به روش‌های مختلفی اندازه‌گیری کرد. انتخاب روش اندازه‌گیری به نوع دستگاه و اطلاعات مورد نظر بستگی دارد.

۱. دامنه پیک (Pk)

مقدار پیک، حداکثر دامنه‌ای است که شکل موج ارتعاش در یک جهت (مثبت یا منفی) از موقعیت صفر یا تعادل خود به آن می‌رسد. اندازه‌گیری‌های پیک به ویژه برای ارزیابی رویدادهای کوتاه مدت و با تأثیر زیاد، مانند مواردی که ناشی از شکستگی دندانه چرخ دنده یا نقص شدید یاتاقان است، مفید هستند. این مقدار، حداکثر تنش یا نیرویی را که در طول یک چرخه ارتعاش به یک قطعه اعمال می‌شود، نشان می‌دهد.

۲. دامنه پیک تا پیک (Pk-Pk)

مقدار پیک تا پیک، کل مسافتی است که قطعه مرتعش از حداکثر پیک مثبت خود تا حداکثر پیک منفی خود طی می‌کند. این مقدار، نشان‌دهنده‌ی حرکت کلی یا حرکت کل قطعه است. پیک تا پیک معمولاً برای اندازه‌گیری ... استفاده می‌شود. جابجایی، زیرا برای ارزیابی فواصل خالی بسیار مهم است. به عنوان مثال، می‌تواند تعیین کند که آیا یک شفت چرخان به اندازه کافی حرکت می‌کند که خطر تماس با محفظه یاتاقان ثابت را داشته باشد یا خیر.

۳. دامنه RMS (ریشه میانگین مربعات)

مقدار RMS رایج‌ترین و مفیدترین معیار برای ارزیابی شدت کلی ارتعاش است. این مقدار با گرفتن جذر میانگین مربعات مقادیر مربع شکل موج در طول زمان محاسبه می‌شود. مزیت کلیدی RMS این است که مستقیماً با ... مرتبط است. محتوای انرژی و قدرت مخرب ارتعاش. مقدار RMS کل سیگنال ارتعاش را در طول زمان در نظر می‌گیرد، نه فقط حداکثر پیک‌ها را، که آن را به معیاری بسیار پایدارتر و نماینده‌تر از وضعیت کلی دستگاه تبدیل می‌کند. اکثر استانداردهای بین‌المللی، مانند ISO 10816، از سرعت RMS برای تعیین محدودیت‌های ارتعاش استفاده می‌کنند.

رابطه بین Pk، Pk-Pk و RMS

برای یک موج سینوسی کامل، این مقادیر یک رابطه ریاضی ساده دارند:

• پیک به پیک = ۲ × پیک
• RMS = پیک / √۲ ≈ ۰.۷۰۷ × پیک

با این حال، برای سیگنال‌های پیچیده و غیر سینوسی موجود در ماشین‌آلات دنیای واقعی (که اغلب حاوی ضربه و هارمونیک هستند)، این رابطه برقرار نیست. نسبت پیک به RMS به عنوان ضریب قله شناخته می‌شود که خود می‌تواند یک ابزار تشخیصی مفید باشد.

از کدام واحد دامنه استفاده کنیم؟

دامنه با واحدهای جابجایی، سرعت یا شتاب اندازه‌گیری می‌شود و انتخاب آن به فرکانس مورد نظر بستگی دارد:

• جابجایی (میکرومتر، میلی‌لیتر): بهترین گزینه برای ارتعاشات با فرکانس پایین (کمتر از 10 هرتز)، مانند حرکت سازه یا عدم تعادل در ماشین‌های بسیار کند.
• سرعت (میلی‌متر بر ثانیه، اینچ بر ثانیه): بهترین شاخص عمومی برای فرکانس‌های میان‌رده (۱۰ هرتز تا ۱۰۰۰ هرتز)، که در آن رایج‌ترین عیوب ماشین مانند عدم تعادل و ناهم‌ترازی رخ می‌دهد.
• شتاب (گرم، متر بر ثانیه): بهترین گزینه برای ارتعاشات با فرکانس بالا (>1000 هرتز)، مانند خطاهای مربوط به درگیری چرخ‌دنده‌ها و یاتاقان‌ها.

← بازگشت به فهرست اصلی