A gyorsulás megértése a rezgésanalízisben

Definíció: Mi a rezgésgyorsulás?

Gyorsulás egy tárgy sebességének időbeli változásának sebessége. A rezgésanalízis kontextusában ez egy alapvető mérés, amely számszerűsíti, hogy milyen gyorsan változik egy rezgő alkatrész sebessége. Míg az elmozdulás azt méri, hogy egy alkatrész milyen messzire mozdul el, a sebesség pedig azt, hogy milyen gyorsan mozog, addig a gyorsulás az alkatrészre ható erőkre összpontosít, így különösen érzékeny a nagyfrekvenciás eseményekre, például az ütésekre és a hirtelen mozgásváltozásokra.

Miért fontos a gyorsulás mérése?

A gyorsulás mérése kulcsfontosságú egy átfogó állapotfelügyeleti programhoz, mivel kiválóan alkalmas olyan géphibák észlelésére, amelyeket más mérések esetleg nem vesznek észre. Fontossága számos kulcsfontosságú tényezőből fakad:

• Nagyfrekvenciás hibaészlelés: A gyorsulás eredendően érzékenyebb a nagyfrekvenciás rezgésekre. Ez ideális paraméterré teszi a gördülőcsapágyak korai stádiumú hibáinak, a fogaskerék-kapcsolási problémáknak és a lapát-átfutási frekvenciáknak a kimutatására, mivel ezek a jelenségek jellemzően nagyfrekvenciás rezgést generálnak.
• Közvetlen kapcsolat az erővel: Newton második törvénye (Erő = Tömeg × Gyorsulás) szerint a gyorsulás egyenesen arányos a gépben ható dinamikus erőkkel. A gyorsulás mérése közvetlen betekintést nyújt azokba az erőkbe, amelyek feszültséget és fáradást okoznak az alkatrészekben.
• Széles dinamikatartomány: A gyorsulásmérők, a gyorsulás mérésére használt érzékelők, nagyon széles frekvencia- és amplitúdótartományt képesek lefedni, így sokoldalúan használhatók különféle gépek monitorozására.

Mértékegységek és mérés

Közös egységek

A rezgésgyorsulást jellemzően két mértékegység egyikében fejezik ki:

• g: Egy dimenzió nélküli mértékegység, amely a Föld gravitációjából adódó gyorsulást jelöli. 1 g körülbelül 9,81 m/s²-nek felel meg. A 'g' használata gyakori, mivel szabványosított, könnyen értelmezhető mértékegységet biztosít a rezgés erősségének.
• m/s² (vagy mm/s²): A gyorsulás szabványos SI mértékegysége (méter per másodperc négyzete).

Hogyan mérik?

A gyorsulást szinte kizárólag egy gyorsulásmérőEz egy olyan jelátalakító, amely a rezgés mechanikai erejét arányos elektromos jellé alakítja. A piezoelektromos gyorsulásmérők a leggyakrabban használt típusok az ipari állapotfelügyeletben, robusztusságuk, pontosságuk és széles frekvenciaválaszuk miatt.

Gyakorlati alkalmazások a diagnosztikában

A diagnosztikában a gyorsulási adatokat konkrét problémák azonosítására használják:

• Csapágyhibák: A csapágyfutókon, görgőkön vagy golyókon lévő mikroszkopikus hibák által keltett ütések kis, nagyfrekvenciás tüskéket hoznak létre. A gyorsulásmérések, különösen olyan technikákkal kombinálva, mint a Burkológörbe-elemzés, az elsődleges módszer ezen hibák legkorábbi szakaszban történő kimutatására.
• Sebességváltó elemzése: A fogaskerekek fogainak összekapcsolódásából eredő nagyfrekvenciás rezgések, valamint a repedt vagy törött fogak ütései jól láthatóak a gyorsulási spektrumban.
• Nagysebességű gépek: Olyan berendezések esetében, mint a turbinák és a nagy sebességű kompresszorok, a gyorsulás gyakran az előnyben részesített általános rezgésmérés, mivel a domináns frekvenciák egy olyan tartományba esnek, ahol ez a legérzékenyebb paraméter.

Kapcsolat a sebességgel és az elmozdulással

Az elmozdulás, a sebesség és a gyorsulás matematikailag integrálással és differenciálással kapcsolódnak egymáshoz. Egyszerű szinuszos rezgés esetén:

• A sebesség a gyorsulás integrálja.
• Az elmozdulás a sebesség integrálja.

Ez azt jelenti, hogy azonos mennyiségű rezgési energia esetén a gyorsulási amplitúdók természetesen nagyobbak lesznek magas frekvenciákon, míg az elmozdulási amplitúdók alacsonyabb frekvenciákon. Ezért az elemzők a várható hiba frekvenciatartományához leginkább illeszkedő mérési paramétert választják.

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez