RMS (שורש ממוצע ריבועי): התקן לחומרת הרעידות

הגדרה: מה זה RMS?

RMS, או שורש ממוצע הריבוע, היא שיטה סטטיסטית למדידת גודלו של אות משתנה, כגון מתח AC או רטט מכני. זוהי המדידה הנפוצה והחשובה ביותר להערכת התקינות הכללית של מכונה מסתובבת. ערך ה-RMS של אות רטט הוא מדד לתכולת האנרגיה הכוללת שלו והוא קשור ישירות ליכולת ההרס של הרטט.

מבחינה מתמטית, זה מחושב על ידי חישוב השורש הריבועי של הממוצע (או הממוצע) של ערכי הריבוע של האות לאורך תקופה. תהליך זה נותן תוצאה השקולה לערך הזרם הישר (DC) שהיה מייצר את אותה כמות של חום או הספק.

מדוע RMS הוא המדידה המועדפת לבריאות המכונה?

בעוד שערכי שיא ויחס שיא-לשיא שימושיים לאבחון ספציפי, RMS הוא הפרמטר העדיף למגמת מצב המכונה הכללי מכמה סיבות עיקריות:

• קשור ישירות לאנרגיה: הכוח ההרסני של ויברציה לאורך זמן קשור לתכולת האנרגיה שלה, לא רק לשיאים המקסימליים שלה. RMS היא המדידה היחידה שמשקפת במדויק את האנרגיה הכוללת הזו. זו הסיבה שהיא מתואמת היטב עם עייפות ובלאי של רכיבים.
• מתחשב בצורת הגל כולה: בניגוד למדידת שיא, הרואה רק נקודה אחת, ערך ה-RMS מתחשב בכל היסטוריית האות במהלך תקופת המדידה שלו. זה הופך אותו למדידה יציבה, חוזרת וחזקה הרבה יותר.
• פחות רגיש להשפעות אקראיות: הלם או פגיעה בודדים, שאינם חוזרים על עצמם, עלולים לגרום לעלייה חדה בערך השיא, דבר שעלול להפעיל אזעקת שווא. ערך ה-RMS, בהיותו ממוצע, מושפע הרבה פחות מאירועים אקראיים כאלה ומהווה אינדיקטור טוב יותר למצב הפעולה הרציף של המכונה.
• הבסיס לתקנים בינלאומיים: תקנים גלובליים לחומרת רעידות מכונות, כגון תקן ISO 20816 וסדרות 10816, ציינו את מגבלות האזעקה והכיבוי שלהם במונחים של מהירות RMS (מ"מ/שנייה)שימוש ב-RMS מאפשר השוואה ישירה של מצב המכונה מול מדדי ביצועים מקובלים בתעשייה.

הקשר בין RMS לשיא

עבור גל סינוס מושלם ונקי, יש קשר מתמטי פשוט בין RMS למשרעת שיא:

RMS = שיא / √2 ≈ 0.707 × שיא

עם זאת, קשר זה נכון רק עבור גל סינוס טהור. רטט מכונות בעולם האמיתי הוא מורכב ומכיל תדרים רבים ולעיתים פרצי אימפולסיביים. עבור אותות מורכבים אלה, גורם ההמרה הפשוט אינו חל. היחס בין ערך השיא לערך ה-RMS ידוע בשם פקטור קרסטגורם קרסט גבוה (גדול מ-3) הוא אינדיקטור לכך שהאות מכיל פגיעות, וזהו רמז אבחוני חשוב בפני עצמו.

RMS של מה? מהירות, תאוצה או תזוזה?

ניתן ליישם RMS על כל פרמטר מדידה. עם זאת, לניטור מצב מכונה למטרות כלליות בטווח התדרים הנפוץ ביותר (כ-10 הרץ עד 1,000 הרץ), מהירות RMS הוא הסטנדרט בתעשייה. הסיבה לכך היא:

• רמה נתונה של מהירות RMS מתאימה לרמה עקבית של חומרת רעידות על פני מגוון רחב של מהירויות וסוגי מכונות.
• הוא מספק את התגובה "השטוחה ביותר", כלומר הוא רגיש באותה מידה לבעיות כמו חוסר איזון בתדרים נמוכים ובעיות מיסבים בתדרים גבוהים יותר.

בעוד שמהירות RMS היא הסטנדרט לאזעקות כלליות, אנליסטים יבחנו גם את האצת RMS עבור בעיות בתדר גבוה ואת תזוזה RMS עבור בעיות בתדר נמוך מאוד.

כיצד להשתמש ב-RMS בתוכנית תחזוקה חזויה

1. קביעת קו בסיס: מדוד את מהירות ה-RMS במחשב חדש או תקין כדי לקבוע קו בסיס.
2. מגמת הנתונים: בצע קריאות קבועות (למשל, חודשיות) ותכנן את ערכי ה-RMS לאורך זמן.
3. הגדר התראות: הגדר רמות אזעקה של "התראה" ו"סכנה" בהתבסס על תקני ISO או שינוי סטטיסטי מקו הבסיס (למשל, התראה בקו הבסיס פי 2, סכנה בקו הבסיס פי 5).
4. ניתוח שינויים: כאשר מופעלת אזעקת RMS, היא מאותתת על הצורך בניתוח מפורט יותר (באמצעות FFT, פאזה וכו') כדי לאבחן את שורש הבעיה הספציפי.

על ידי מעקב עקבי אחר מגמות הרטט של ה-RMS, תוכנית תחזוקה יכולה לנטר ביעילות את בריאות המכונה ולעבור מאסטרטגיית תחזוקה ריאקטיבית לאסטרטגיית תחזוקה ניבויית.

← חזרה לאינדקס הראשי