Amplituda vibracija: ključni pokazatelj stanja stroja

Definicija: Što je amplituda vibracija?

Amplituda vibracija je mjera intenziteta ili ozbiljnosti vibracija. Kvantificira „koliko“ stroj vibrira i jedan je od najosnovnijih parametara koji se koriste u praćenju stanja i dijagnostici strojeva. Promjena amplitude tijekom vremena često je prvi pokazatelj razvoja mehaničkog problema. Dok frekvencija pomaže u dijagnosticiranju *vrste* kvara, amplituda pomaže u određivanju njegove *ozbiljnosti*.

Važnost mjerenja amplitude

Praćenje amplitude vibracija ključno je za svaki program prediktivnog održavanja. Povećanje amplitude izravno je povezano s povećanjem dinamičkih sila koje djeluju na komponente stroja. Praćenje tih razina pomaže u:

• Utvrdite osnovnu liniju: Mjerenje amplitude na ispravnom stroju pruža osnovu za buduće usporedbe.
• Trend stanja stroja: Iscrtavanjem očitanja amplitude tijekom vremena, inženjeri mogu otkriti postupno pogoršanje stanja mnogo prije nego što dođe do kvara.
• Postavljanje alarma: Razine amplitude koriste se za postavljanje alarma za uzbunu i opasnost, obavještavajući osoblje kada se stanje stroja značajno pogorša.
• Procijenite ozbiljnost: Veličina amplitude je izravan pokazatelj ozbiljnosti problema, što pomaže u određivanju prioriteta radnji održavanja.

Različiti načini mjerenja amplitude

Vibracija je dinamički signal, a njezina amplituda može se kvantificirati na nekoliko različitih načina. Izbor mjerenja ovisi o vrsti stroja i traženim informacijama.

1. Vršna (Pk) amplituda

Vršna vrijednost je maksimalna amplituda koju vibracijski valni oblik doseže u jednom smjeru (pozitivnom ili negativnom) od svog nultog ili ravnotežnog položaja. Mjerenja vršnih vrijednosti posebno su korisna za procjenu kratkotrajnih događaja s jakim udarom, poput onih uzrokovanih slomljenim zubom zupčanika ili ozbiljnim defektom ležaja. Označava maksimalno naprezanje ili silu koja se primjenjuje na komponentu tijekom ciklusa vibracije.

2. Amplituda od vrha do vrha (Pk-Pk)

Vrijednost od vrha do vrha je ukupna udaljenost koju vibrirajuća komponenta prijeđe od svog maksimalnog pozitivnog vrha do svog maksimalnog negativnog vrha. Predstavlja ukupni izlet ili ukupno kretanje dijela. Vrijednost od vrha do vrha najčešće se koristi za mjerenje pomak, jer je ključan za procjenu zazora. Na primjer, može utvrditi pomiče li se rotirajuće vratilo dovoljno da bi riskirao kontakt sa stacionarnim kućištem ležaja.

3. RMS (srednjekvadratna vrijednost) amplitude

RMS vrijednost je najčešća i najkorisnija mjera za procjenu ukupne jačine vibracija. Izračunava se uzimanjem kvadratnog korijena prosjeka kvadratnih vrijednosti valnog oblika tijekom vremena. Ključna prednost RMS-a je što je izravno povezan s energetski sadržaj i razornu snagu vibracije. RMS vrijednost uzima u obzir cijeli vibracijski signal tijekom vremena, a ne samo maksimalne vrhove, što je čini mnogo stabilnijom i reprezentativnijom mjerom ukupnog stanja stroja. Većina međunarodnih standarda, poput ISO 10816, koristi RMS brzinu za određivanje granica vibracija.

Odnos između Pk, Pk-Pk i RMS

Za savršeni sinusni val, ove vrijednosti imaju jednostavan matematički odnos:

• Od vrha do vrha = 2 × vrh
• RMS = Vrhunac / √2 ≈ 0,707 × Vrhunac

Međutim, za složene, nesinusoidne signale koji se nalaze u stvarnim strojevima (koji često sadrže udarce i harmonike), ovaj odnos ne vrijedi. Omjer vršne vrijednosti i efektivne vrijednosti poznat je kao faktor vrha (Crest Factor), koji sam po sebi može biti koristan dijagnostički alat.

Koju jedinicu amplitude koristiti?

Amplituda se mjeri u jedinicama pomaka, brzine ili ubrzanja, a izbor ovisi o frekvenciji koja nas zanima:

• Pomak (μm, mil): Najbolje za niskofrekventne vibracije (<10 Hz), kao što su strukturni pomaci ili neravnoteža na vrlo sporim strojevima.
• Brzina (mm/s, in/s): Najbolji indikator opće namjene za srednje frekvencije (10 Hz do 1000 Hz), gdje se javljaju najčešće greške strojeva poput neuravnoteženosti i neusklađenosti.
• Ubrzanje (g, m/s²): Najbolje za visokofrekventne vibracije (>1000 Hz), kao što su zahvat zupčanika i kvarovi ležajeva.

← Natrag na glavni indeks