A sebesség megértése a rezgésanalízisben
Sebesség a változás mértéke elmozdulás az időt tekintve – egyszerűen fogalmazva: egy mérték milyen gyorsan egy rezgő alkatrész mozog. A három fő rezgés paraméterek — elmozdulás, sebesség és gyorsulás — a sebesség az a mutató, amelyet leggyakrabban használnak az általános állapot megítélésére, és rezgéserősség az általános forgógépek esetében a leggyakrabban használt diagnosztikai frekvenciatartományban. Szó szerinti és gyakorlati értelemben egyaránt a három közül a középső helyet foglalja el: egy matematikai lépésre van az elmozdulástól és egy lépésre a gyorsulástól.
1. Miért a Velocity a súlyossági besorolás szabványa?
A sebesség több, egymással összefüggő okból vált az általános célú rezgésfigyelés alapértelmezett paraméterévé:
- A romboló energia legjobb mutatója: A gépet terhelő energia legközvetlenebbül a sebességgel áll összefüggésben. Egy adott sebességszint a gépek széles sebesség- és típusválasztékában meglehetősen állandó terhelési szintnek felel meg, ezért a határértékeket egyszer kell meghatározni, és azok széles körben alkalmazhatók.
- „Egyenletes” frekvenciaválasz: a gépdiagnosztika szempontjából legkritikusabb sávban – nagyjából 10 Hz és 1000 Hz között, vagyis 600 és 60 000 CPM között – a sebesség adja a legkiegyensúlyozottabb képet. Szinte ugyanolyan érzékeny az alacsony frekvenciájú hibákra, mint például kiegyensúlyozatlanság valamint a magasabb frekvenciájú hibákra, mint például eltérés, ami kiváló, sokoldalú számmá teszi.
- A nemzetközi szabványok alapja: a gépek rezgésére vonatkozó nemzetközi szabványok – elsősorban ISO 20816, amely felváltotta a régóta használt ISO 10816 szabványt — használata RMS a sebességet az elfogadási határértékek és a riasztási szintek elsődleges mérőszámaként a különböző géptípusok esetében. A jól ismert A/B/C/D zónák határai a ISO 20816-3 az értékeket mm/s RMS-ben adjuk meg.
2. Mértékegységek és mérések
Közös egységek
A rezgéssebességet általában két mértékegység egyikében fejezik ki:
- mm/s (milliméter/másodperc): az SI-egység, amelyet a világ nagy részén használnak.
- in/s (hüvelyk másodpercenként): az Egyesült Államokban elterjedt brit mértékegység.
A sebességet szinte mindig mérik és trendként ábrázolják RMS érték, mivel az RMS a legjobban tükrözi a jel energiatartalmát. Ha helyette csúcsértéket adnak meg, azt egyértelműen fel kell tüntetni, mivel a két érték közötti átváltás szinuszos jelet feltételez; a rezgésmérték-átváltó elvégzi az aritmetikai műveleteket, és biztosítja az mm/s, in/s és dB mértékegységek közötti összhangot.
Hogyan mérik?
A sebességet két fő módszerrel lehet meghatározni:
- Közvetlenül, sebességérzékelővel: egy elektrodinamikus sebességérzékelő a rezgés sebességével egyenes arányban álló feszültséget generál. Ezek a strapabíró mozgótekercses érzékelők egykor széles körben elterjedtek voltak, mára azonban nagyrészt felváltották őket a gyorsulásmérők.
- A gyorsulásmérő jelének integrálásával: a mai legelterjedtebb módszer. Egy megbízható gyorsulásmérő méri a gyorsulást, és az adatgyűjtő vagy a felügyeleti rendszer elektronikusan elvégzi a integráció amely azt sebességgé alakítja át. Ez ötvözi a gyorsulásmérő széles frekvenciatartományát és tartósságát a sebességparaméter diagnosztikai előnyeivel.
3. A sebesség szerepe a diagnosztikában
A magas általános sebességszint arra utal, hogy a géppel valami baj van, de nem árulja el, mi a probléma. A diagnosztikai lépés a sebességspektrum és megnézzük, mely frekvenciák járulnak hozzá a magas összességében vett értékhez:
- Nagy sebesség 1× fordulat/perc (üzemi fordulatszám) a következőre mutat kiegyensúlyozatlanság.
- Nagy sebesség 2× fordulat/perc rámutat eltérés.
- Futási sebességnél jelentkező sebességcsúcsok sorozata felharmonikusok mechanikus lazaság.
Pontosan ez a munkafolyamat jellemzi a helyszíni mérőműszereket. Egy hordozható, kétcsatornás analizátor, mint például a Balanset-1A megméri az egyes csapágyaknál a teljes sebességet, majd azt spektrumra bontja, így a mérnök leolvashatja az 1×-es, 2×-es és a harmonikus tartalmat – és amennyiben a hiba oka a kiegyensúlyozatlanság, közvetlenül a gép saját csapágyainak javításához léphet.
4. A sebesség az út és a gyorsulás viszonylatában
Nincs olyan paraméter, amely minden esetben a legjobb lenne; mindegyik a frekvenciatartomány egy-egy különböző részén nyújt kiemelkedő teljesítményt:
- Elmozdulás leginkább nagyon alacsony frekvenciájú mozgásokhoz – tengelypályákhoz, szerkezeti elmozdulásokhoz és hézagokhoz – alkalmas, és természetes választás proximity-probe a csapágyak méretei.
- Sebesség azt a széles középső sávot fedi le, ahol a forgógépek hibáinak nagy része jelentkezik, így ez a paraméter szolgál a hiba általános súlyosságának mindennapi értékeléséhez.
- Gyorsulás a legjobban a nagyon magas frekvenciáknál teljesít, ahol a korai hangokat emeli ki hordozó és felszerelés olyan hibák, amelyeket a sebesség alulértékelne.
A három között a következőképpen válthat: integráció (gyorsulás → sebesség → elmozdulás) és differenciálás ellenkező irányba. Ennek ellenére, ha átfogó képet szeretnénk kapni egy gép dinamikus állapotáról a normál működési tartományban, a sebesség továbbra is a legértékesebb paraméter – és az ISO-zónákhoz viszonyított értékek gyors összehasonlítására a rezgésintenzitási táblázat.
