Razumijevanje ubrzanja u analizi vibracija

Definicija: Što je ubrzanje vibracija?

Ubrzanje je brzina promjene brzine objekta u odnosu na vrijeme. U kontekstu analize vibracija, to je temeljno mjerenje koje kvantificira koliko se brzo mijenja brzina vibrirajuće komponente. Dok pomak mjeri koliko se dio pomiče, a brzina mjeri koliko se brzo kreće, ubrzanje se fokusira na sile koje djeluju na dio, što ga čini posebno osjetljivim na visokofrekventne događaje poput udara i naglih promjena u kretanju.

Zašto je mjerenje ubrzanja važno?

Mjerenje ubrzanja ključno je za sveobuhvatan program praćenja stanja jer se ističe u otkrivanju specifičnih vrsta kvarova strojeva koje bi druga mjerenja mogla propustiti. Njegova važnost proizlazi iz nekoliko ključnih čimbenika:

• Detekcija visokofrekventnih kvarova: Ubrzanje je inherentno osjetljivije na visokofrekventne vibracije. To ga čini idealnim parametrom za otkrivanje kvarova u ranoj fazi u ležajevima kotrljajućih elemenata, problema sa zahvatom zupčanika i frekvencija prolaza lopatica, budući da te pojave obično generiraju visokofrekventne vibracije.
• Izravan odnos prema sili: Prema Newtonovom drugom zakonu (Sila = Masa × Ubrzanje), ubrzanje je izravno proporcionalno dinamičkim silama koje djeluju unutar stroja. Mjerenje ubrzanja pruža izravan uvid u sile koje uzrokuju naprezanje i umor na komponentama.
• Široki dinamički raspon: Akcelerometri, senzori koji se koriste za mjerenje ubrzanja, mogu pokriti vrlo širok raspon frekvencija i amplituda, što ih čini svestranim za praćenje različitih vrsta strojeva.

Jedinice i mjere

Uobičajene jedinice

Ubrzanje vibracija se obično izražava u jednoj od dvije jedinice:

• g: Bezdimenzijska jedinica koja predstavlja ubrzanje zbog Zemljine gravitacije. 1 g jednak je približno 9,81 m/s². Korištenje 'g' je uobičajeno jer pruža standardiziranu, razumljivu mjeru jačine vibracija.
• m/s² (ili mm/s²): Standardna SI jedinica za ubrzanje (metri u sekundi na kvadrat).

Kako se mjeri?

Ubrzanje se gotovo isključivo mjeri pomoću akcelerometarOvo je pretvornik koji pretvara mehaničku silu vibracije u proporcionalni električni signal. Piezoelektrični akcelerometri su najčešći tip koji se koristi u industrijskom praćenju stanja zbog svoje robusnosti, točnosti i širokog frekvencijskog odziva.

Praktična primjena u dijagnostici

U dijagnostici se podaci o ubrzanju koriste za identifikaciju specifičnih problema:

• Kvarovi ležaja: Udarci uzrokovani mikroskopskim nedostacima na ležajnim pločama, valjcima ili kuglicama stvaraju male, visokofrekventne šiljke. Mjerenja ubrzanja, posebno u kombinaciji s tehnikama poput Analiza omotnice, su primarna metoda za otkrivanje ovih kvarova u njihovim najranijim fazama.
• Analiza mjenjača: Visokofrekventne vibracije od zahvata zuba zupčanika, kao i udarci od napuknutih ili slomljenih zuba, jasno su vidljivi u spektru ubrzanja.
• Strojevi velike brzine: Za opremu poput turbina i kompresora velike brzine, ubrzanje je često preferirano ukupno mjerenje vibracija jer dominantne frekvencije spadaju u raspon u kojem je to najosjetljiviji parametar.

Odnos prema brzini i pomaku

Pomak, brzina i ubrzanje matematički su povezani integracijom i diferencijacijom. Za jednostavnu sinusoidnu vibraciju:

• Brzina je integral ubrzanja.
• Pomak je integral brzine.

To znači da će za istu količinu vibracijske energije amplitude ubrzanja biti prirodno veće pri visokim frekvencijama, dok će amplitude pomaka biti veće pri niskim frekvencijama. Zbog toga analitičari biraju parametar mjerenja koji najbolje odgovara frekvencijskom rasponu očekivanog kvara.

← Natrag na glavni indeks