Comprensione della vera vibrazione di picco
Definizione: Che cosa è il vero picco?
Vero picco è il massimo istantaneo ampiezza valore in un vibrazione segnale su un periodo di misurazione, che rappresenta la più alta escursione positiva o negativa dalla linea di base zero. Per spostamento misurazioni, il picco reale indica la posizione massima dell'albero; per la velocità, la velocità massima; per l'accelerazione, l'accelerazione massima inclusi gli impatti ad alta frequenza. Il picco reale è in genere espresso come un singolo numero (la grandezza massima) o come da picco a picco (da massimo positivo a massimo negativo).
Le misurazioni di picco effettive sono importanti per valutare i giochi (l'albero entrerà in contatto con lo statore?), valutare la gravità dell'impatto e comprendere le escursioni estreme che possono causare danni anche se la vibrazione media o RMS è accettabile.
Vero picco rispetto ad altre misure di ampiezza
Vero picco vs. RMS
- Vero picco: Valore massimo singolo
- RMS: Valore quadratico medio, rappresenta l'energia media
- Relazione: Per onda sinusoidale pura, Picco = √2 × RMS (≈ 1,414 × RMS)
- Per gli impatti: Il picco può essere 5-10× RMS o più
- Utilizzo: RMS per la valutazione di energia/fatica; Picco per distanza/impatto
Vero picco vs. picco-picco
- Vero picco: Escursione massima da zero (una direzione)
- Da picco a picco: Intervallo totale dal massimo positivo al massimo negativo
- Relazione: Picco-picco = 2 × picco reale (per segnale simmetrico)
- Uso comune: Lo spostamento è spesso misurato da picco a picco; velocità e accelerazione come picco reale
Picco vero vs. fattore di cresta
- Fattore di cresta: Rapporto tra picco e RMS (Picco/RMS)
- Valori tipici: 1.414 per onda sinusoidale; 3-5 per impatto
- Diagnostica: Un fattore di cresta elevato indica impatti o transitori
- Combinazione: Il vero picco e il fattore di cresta insieme rivelano il carattere del segnale
Applicazioni
1. Valutazione dell'autorizzazione
Fondamentale per le misurazioni della sonda di prossimità:
- Lo spostamento di picco indica la massima escursione della posizione dell'albero
- Confronta con lo spazio disponibile per guarnizioni, labirinti
- Assicurarsi che il picco non superi lo spazio libero (previene gli sfregamenti)
- Margine in genere 50% (se lo spazio è di 1 mm, mantenere il picco < 0,5 mm)
2. Gravità dell'impatto
- L'accelerazione di picco indica la gravità della forza d'impatto
- Picchi elevati (>50-100 g) indicano un impatto grave
- Difetti dei cuscinetti, allentamenti o oggetti estranei creano picchi elevati
- Potenziale di danno correlato ai livelli di impatto massimo
3. Macchinari a bassa velocità
- A basse velocità (< 300 RPM), la velocità RMS diventa piccola
- Misurazione più significativa dello spostamento di picco
- Gli standard spesso specificano il picco o il picco-picco per le apparecchiature a bassa velocità
4. Impostazione dell'allarme
- Limiti massimi per la protezione della distanza
- Impedire il contatto dell'albero con parti fisse
- Complementare agli allarmi basati su RMS
Considerazioni sulla misurazione
Requisiti di frequenza di campionamento
- È necessario campionare abbastanza velocemente per catturare il vero picco
- Criterio di Nyquist: frequenza di campionamento > 2× frequenza più alta
- Pratico: frequenza 5-10 volte più alta per evitare l'aliasing
- Il sottocampionamento può perdere il picco reale (letture inferiori a quelle effettive)
Durata della misurazione
- Un periodo di misurazione più lungo può catturare picchi transitori più elevati
- Compromesso tra la cattura degli estremi e la rappresentazione del funzionamento tipico
- In genere 10-60 secondi per le misurazioni di routine
- Più lungo per il rilevamento intermittente dei guasti
Condizionamento del segnale
- I filtri anti-aliasing prevengono i falsi picchi
- Larghezza di banda del sensore adeguata per catturare i picchi
- Montaggio corretto del sensore (picchi sensibili alle risonanze di montaggio)
Linee guida interpretative
Picco di spostamento
- Tipicamente accettabile: < 50% di autorizzazione disponibile
- Bassa velocità: picco accettabile da 25 a 75 µm (1-3 mils)
- Alta velocità: 12-25 µm (0,5-1 mil) tipici
- Misurato con sonde di prossimità sull'albero
Picco di velocità
- Relazione tipica: velocità di picco ≈ 1,4-2,0 × velocità RMS per macchine normali
- Rapporti più alti (3-5×) indicano impatti o transitori
- Utilizzato meno comunemente della velocità RMS
Picco di accelerazione
- Più comune per le misurazioni di picco
- Normale: picco da 5 a 20 g per apparecchiature industriali
- Impatto: un picco di 20-100 g+ indica difetti dei cuscinetti o impatti meccanici
- Estremo: > 100 g suggerisce un impatto grave che richiede attenzione immediata
Uso diagnostico
Rapporto picco-RMS
- Rapporto = Fattore di cresta
- 1.4-2.0: Vibrazione normale, relativamente fluida
- 2.0-4.0: Alcuni impatti, indagare la fonte
- > 4.0: Probabili impatti gravi, difetti dei cuscinetti o problemi meccanici
Analisi delle tendenze
- L'aumento del picco reale mentre l'RMS è stabile suggerisce lo sviluppo di un impatto
- Indicatore precoce di difetti dei cuscinetti
- Precursore degli aumenti RMS
- Fornisce tempi di consegna aggiuntivi
Ispezione della forma d'onda
- Esaminare forma d'onda del tempo in posizioni di punta
- Identificare cosa ha creato il picco (impatto, transitorio, oscillazione)
- Comprendere il contesto del valore di picco
Standard e specifiche
Standard ISO
- ISO 7919: Limiti di vibrazione dell'albero spesso nello spostamento picco-picco
- ISO 20816: utilizza la velocità RMS ma i valori di picco sono rilevanti per le distanze
- Gli standard specifici delle apparecchiature possono specificare limiti di picco
Specifiche del produttore
- I sistemi di sonde di prossimità spesso allarmano in caso di spostamento di picco
- Le specifiche delle turbomacchine includono i limiti di picco
- Distanze critiche definite come margini di spostamento di picco
Le misurazioni delle vibrazioni di picco reali forniscono informazioni essenziali sulle escursioni massime e sulla gravità dell'impatto che le misurazioni medie non possono rivelare. Sebbene meno comunemente utilizzate dell'RMS per l'analisi di tendenza di routine, i valori di picco reali sono fondamentali per la valutazione della distanza, la valutazione dell'impatto e il rilevamento di segnali con fattore di cresta elevato che indicano problemi di impatto o transitori nelle macchine rotanti.