Huippu- ja huippuamplitudi värähtelyanalyysissä

Määritelmä: Huippujen ja huipusta huippuun -ilmiön erottaminen

Huippu (Pk) ja Huipusta huippuun (Pk-Pk) ovat kaksi ensisijaista tapaa mitata värähtelysignaalin amplitudia eli suuruutta. Vaikka ne ovat läheistä sukua toisilleen, ne mittaavat aaltomuodon eri puolia ja niitä käytetään erilaisiin diagnostisiin tarkoituksiin.

Huippuamplitudi (Pk)

Huippuarvo edustaa aaltomuodon suurinta poikkeamaa nolla- tai tasapainoasennostaan yhteen suuntaan (joko positiiviseen tai negatiiviseen). Se kuvaa värähtelysyklin voimakkainta yksittäistä hetkeä. Jos aaltomuoto on symmetrinen, positiiviset ja negatiiviset huippuarvot ovat samat.

Huipusta huippuun (Pk-Pk) -amplitudi

Huippujen välinen arvo on kokonaisetäisyys tai siirtymä mitattuna aaltomuodon suurimmasta positiivisesta huipusta suurimpaan negatiiviseen huippuun. Se edustaa värähtelevän komponentin koko liikealuetta tai kokonaisliikettä yhden syklin aikana.

Yksinkertaisella, symmetrisellä siniaallolla suhde on suoraviivainen:

Huipusta huippuun = 2 × huippu

Todellisissa koneissa esiintyvien monimutkaisten aaltomuotojen tapauksessa tämä yksinkertainen suhde ei kuitenkaan välttämättä pidä paikkaansa, jos signaali ei ole symmetrinen nollaviivan ympärillä.

Milloin huippuarvon (Pk) mittausta käytetään

Huippuamplitudi on hyödyllisin lyhytkestoisten, suurenergisten tapahtumien tai iskujen tason osoittamiseen. Se mittaa komponenttiin kohdistuvaa suurinta jännitystä tai voimaa. Siksi huippumittaukset ovat erityisen arvokkaita seuraavissa tilanteissa:

• Vaikutusten havaitseminen: Haljennut hammaspyörän hammas, vakava laakerivika tai löysät osat aiheuttavat teräviä iskuja, jotka aiheuttavat korkeita huippuarvoja aika-aaltomuodossa.
• Stressin arviointi: Koska jännitys liittyy usein suurimpaan taipumaan, huippuarvo voi olla parempi indikaattori mahdollisesta väsymismurtumasta kuin keskiarvo, kuten RMS.
• Suojaushälytysten asettaminen: Joillekin koneille voidaan asettaa hälytykset huippuarvoille suojatakseen niitä äkillisiltä, vahingollisilta tapahtumilta.

Huippuarvoja käytetään tyypillisesti kiihtyvyyssignaaleja analysoitaessa, koska ne korostavat koneen sisällä olevia impulsiivisia voimia.

Milloin käyttää huipusta huippuun (Pk-Pk) -mittausta

Huippu-huippuamplitudi on ensisijainen mittausmenetelmä, kun ensisijainen huolenaihe on kokonaissiirtymä tai matka komponentista. Sen tärkein sovellus on:

• Puhdistusanalyysi: Pk-Pk-siirtymää käytetään määrittämään, liikkuuko pyörivä akseli riittävästi koskettaakseen paikallaan olevia osia, kuten laakeripessejä tai tiivisteitä. Se antaa suoran mitan värähtelevän osan käyttämästä fyysisestä tilasta.
• Akselin tärinän valvonta: Lähestymisantureilla valvottujen kriittisten turbiinikoneiden värähtelyrajat ja hälytykset määritetään lähes aina huippujen välisinä siirtymänä (esim. millimetreinä tai mikrometreinä).
• Hitaan nopeuden koneanalyysi: Hyvin hitaasti liikkuvissa koneissa komponenttien kokonaisliike on usein kriittisin terveyden ilmaisin.

Vertailu RMS:ään

On tärkeää verrata näitä mittauksia ns. RMS (neliöjuurikeskiarvo) arvo, joka mittaa värähtelyn kokonaisenergiasisältöä.

• RMS sopii parhaiten koneen yleisen kunnon seuraamiseen ja täyttää kansainväliset tärinän voimakkuuden standardit.
• Huippu on paras impulsiivisten tapahtumien havaitsemiseen ja maksimaalisen stressin arviointiin.
• Huipusta huippuun on paras kokonaisliikkeen ja välysten arviointiin.

Kattavassa analyysissä tarkastellaan usein kaikkia kolmea parametria. Huippuarvon ja RMS-arvon suhde, joka tunnetaan nimellä Huippukerroin, on itsessään tehokas diagnostinen indikaattori. Korkea huippukerroin osoittaa terävien iskujen läsnäolon signaalissa, vaikka kokonaisenergia (RMS) olisi alhainen, mikä usein viittaa laakeri- tai vaihteistovikoihin alkuvaiheessa.

← Takaisin päähakemistoon