Tärinän amplitudi: Koneen kunnon keskeinen indikaattori

Määritelmä: Mikä on värähtelyamplitudi?

Tärinäamplitudi on tärinän voimakkuuden tai vakavuuden mitta. Se ilmaisee, "kuinka paljon" kone tärisee, ja se on yksi perusparametreista, joita käytetään kunnonvalvonnassa ja koneiden diagnostiikassa. Amplitudin muutos ajan myötä on usein ensimmäinen merkki kehittyvästä mekaanisesta ongelmasta. Taajuus auttaa diagnosoimaan vian *tyypin*, kun taas amplitudi auttaa määrittämään sen *vakavuusasteen*.

Amplitudin mittaamisen merkitys

Tärinäamplitudin seuranta on olennaista kaikissa ennakoivissa kunnossapito-ohjelmissa. Amplitudin kasvu korreloi suoraan koneen osiin vaikuttavien dynaamisten voimien kasvun kanssa. Näiden tasojen seuranta auttaa:

• Määritä lähtötaso: Amplitudin mittaaminen terveellä koneella tarjoaa perustan tulevalle vertailulle.
• Trend-koneiden kunto: Piirtämällä amplitudilukemia ajan kuluessa insinöörit voivat havaita asteittaisen heikkenemisen kauan ennen vian tapahtumista.
• Aseta hälytykset: Amplituditasoja käytetään hälytysten ja vaarahälytysten asettamiseen, jotka ilmoittavat henkilöstölle, kun koneen tila on heikentynyt merkittävästi.
• Vakavuuden arviointi: Amplitudin suuruus on suora osoitus ongelman vakavuudesta ja auttaa priorisoimaan huoltotoimenpiteitä.

Eri tapoja mitata amplitudia

Tärinä on dynaaminen signaali, ja sen amplitudi voidaan mitata useilla eri tavoilla. Mittaustavan valinta riippuu koneen tyypistä ja haettavasta tiedosta.

1. Huippuamplitudi (Pk)

Huippuarvo on värähtelyaallon muodon saavuttama maksimiamplitudi yhteen suuntaan (joko positiivinen tai negatiivinen) nolla- tai tasapainoasennostaan. Huippumittaukset ovat erityisen hyödyllisiä lyhytaikaisten, voimakkaiden tapahtumien, kuten rikkoutuneen hammaspyörän hampaan tai vakavan laakerivian aiheuttamien, arvioinnissa. Se osoittaa komponenttiin värähtelysyklin aikana kohdistetun suurimman rasituksen tai voiman.

2. Huipusta huippuun (Pk-Pk) -amplitudi

Huippujen välinen arvo on kokonaismatka, jonka värähtelevä komponentti kulkee suurimmasta positiivisesta huipustaan suurimpaan negatiiviseen huippuunsa. Se edustaa osan kokonaisliikettä tai kokonaisliikettä. Huippujen välistä arvoa käytetään yleisimmin mittaamaan siirtymä, koska se on ratkaisevan tärkeää välysten arvioinnissa. Se voi esimerkiksi määrittää, liikkuuko pyörivä akseli riittävästi, jotta se voi aiheuttaa osuman paikallaan olevaan laakeripesään.

3. RMS (neliöjuurikeskiarvo) -amplitudi

RMS-arvo on yleisin ja hyödyllisin mittari tärinän kokonaisvoimakkuuden arvioimiseksi. Se lasketaan ottamalla neliöjuuri aaltomuodon neliöityjen arvojen keskiarvosta ajan kuluessa. RMS:n tärkein etu on, että se liittyy suoraan energiasisältö ja värähtelyn tuhovoima. RMS-arvo ottaa huomioon koko värähtelysignaalin ajan kuluessa, ei vain maksimipiikkejä, mikä tekee siitä paljon vakaamman ja edustavamman mittarin koneen yleiskunnosta. Useimmat kansainväliset standardit, kuten ISO 10816, käyttävät RMS-nopeutta värähtelyrajojen määrittämiseen.

Pk:n, Pk-Pk:n ja RMS:n välinen suhde

Täydelliselle siniaallolle näillä arvoilla on yksinkertainen matemaattinen suhde:

• Huipusta huippuun = 2 × huippu
• RMS = Huippu / √2 ≈ 0,707 × Huippu

Todellisissa koneissa esiintyvien monimutkaisten, ei-sinimuotoisten signaalien (jotka usein sisältävät iskuja ja harmonisia yliaaltoja) tapauksessa tämä suhde ei kuitenkaan päde. Huippu- ja RMS-arvon suhdetta kutsutaan huippukertoimeksi, joka itsessään voi olla hyödyllinen diagnostiikkatyökalu.

Mitä amplitudiyksikköä käyttää?

Amplitudi mitataan siirtymän, nopeuden tai kiihtyvyyden yksiköissä, ja valinta riippuu kiinnostuksen kohteena olevasta taajuudesta:

• Siirtymä (μm, mils): Paras matalataajuiseen tärinään (<10 Hz), kuten rakenteellisiin liikkeisiin tai epätasapainoon erittäin hitaissa koneissa.
• Nopeus (mm/s, tuumaa/s): Paras yleiskäyttöinen ilmaisin keskitaajuuksille (10 Hz - 1 000 Hz), joilla yleisimmät koneviat, kuten epätasapaino ja linjausvirheet, esiintyvät.
• Kiihtyvyys (g, m/s²): Paras korkeataajuiseen tärinään (>1 000 Hz), kuten hammaspyöräkytkösten ja laakerivikojen korjaukseen.

← Takaisin päähakemistoon