Nopeuden ymmärtäminen värähtelyanalyysissä

Määritelmä: Mikä on värähtelynopeus?

Nopeus on siirtymän muutosnopeus ajan suhteen. Värähtelyanalyysissä se mittaa komponentin liikkumisnopeutta. Kolmesta ensisijaisesta värähtelyparametrista (siirtymä, nopeus ja kiihtyvyys) nopeus on yleisimmin käytetty parametri yleisten pyörivien koneiden yleisen kunnon ja tärinän vakavuuden arvioimiseen yleisimmällä taajuusalueella.

Miksi nopeus on vakavuuden mittaamisen standardi?

Nopeudesta on tullut alan standardi yleiskäyttöisessä värähtelynvalvonnassa useista keskeisistä syistä:

• Paras tuhoavan energian indikaattori: Tärinän tuhoisa energia liittyy suorimmin sen nopeuteen. Tietty nopeuden taso vastaa tasaista tärinän voimakkuuden tasoa laajalla koneiden nopeus- ja tyyppialueella.
• "Tasainen" taajuusvaste: Konediagnostiikan kannalta kriittisimmällä taajuusalueella (tyypillisesti 10 Hz - 1 000 Hz tai 600 - 60 000 CPM) nopeus tarjoaa tasapainoisimman tai "tasaisimman" kuvan. Tämä tarkoittaa, että se on lähes yhtä herkkä matalataajuuksisille ongelmille, kuten epätasapainolle, ja korkeataajuuksisille ongelmille, kuten linjausvirheille, mikä tekee siitä erinomaisen yleismittarin.
• Kansainvälisten standardien perusta: Koneiden tärinää koskevat maailmanlaajuiset standardit, kuten ISO 20816 (joka korvasi vanhemman ISO 10816 -standardin), käytä RMS (neliöjuurikeskiarvo) nopeus ensisijaisena mittarina eri koneluokkien hyväksymisrajojen ja hälytystasojen määrittämiselle.

Yksiköt ja mittaukset

Yhteiset yksiköt

Tärinän nopeus ilmaistaan tyypillisesti yhdessä kahdesta yksiköstä:

• mm/s (millimetriä sekunnissa): SI-standardiyksikkö, jota käytetään yleisesti useimmissa osissa maailmaa.
• in/s (tuumaa sekunnissa): Yhdysvalloissa yleinen imperial-yksikkö.

Nopeutta mitataan ja trendataan lähes aina RMS arvo, koska se kuvaa parhaiten sen energiasisältöä.

Miten se mitataan?

Nopeutta voidaan mitata kahdella päätavalla:

1. Suoraan nopeusanturilla: Elektrodynaaminen nopeusanturi tuottaa jännitteen, joka on suoraan verrannollinen värähtelyn nopeuteen. Nämä anturit olivat yleisiä, mutta kiihtyvyysanturit ovat suurelta osin korvanneet ne.
2. Integroimalla kiihtyvyysanturin signaali: Tämä on nykyään yleisin menetelmä. Vankka kiihtyvyysanturi mittaa kiihtyvyyttä, ja tiedonkeruu- tai valvontajärjestelmä integroi signaalin elektronisesti nopeuden laskemiseksi. Tämä lähestymistapa yhdistää kiihtyvyysanturin laajan taajuusalueen ja luotettavuuden nopeusparametrin diagnostisiin etuihin.

Nopeuden rooli diagnostiikassa

Korkea kokonaisnopeus osoittaa, että koneessa on ongelma, mutta se ei määrittele syytä. Seuraava vaihe on tarkastella nopeusspektri (FFT) nähdäksesi, mitkä taajuudet vaikuttavat korkeaan kokonaisarvoon.

• Suuri nopeus 1x RPM osoittaa epätasapaino.
• Suuri nopeus 2x RPM osoittaa virheasento.
• Nopeushuippujen sarja juoksunopeuden harmonisilla yliaalloilla osoittaa löysyys.

Vaikka kiihtyvyys on parempi erittäin korkeataajuisten vikojen (laakerit, vaihteet) ja siirtymä on parempi erittäin matalataajuisten ongelmien (rakenteellinen liike) osalta, nopeus on edelleen arvokkain yksittäinen parametri koneen dynaamisen terveyden "kokonaiskuvan" kannalta sen ensisijaisella toiminta-alueella.

← Takaisin päähakemistoon