Vibrācijas analīzes amplitūdas pīķa un no pīķa līdz pīķim attiecība
Pīķis (Pk) un No virsotnes līdz virsotnei (Pk-Pk) ir divi galvenie veidi, kā kvantificēt amplitūdavai amplitūda. Lai gan šie rādītāji ir cieši saistīti, tie mēra atšķirīgas viļņu formas īpašības un kalpo dažādiem diagnostikas mērķiem. Izvēloties starp tiem — un apzinoties, kā katrs no tiem saistās ar RMS — ir viena no pirmajām prasmēm, ko apgūst vibrāciju analītiķis, jo viena un tā pati fiziskā vibrācija var šķist nekaitīga vai satraucoša atkarībā no tā, kuru raksturlielumu izmanto.
1. Definīcija: maksimuma un maksimuma-maksimuma atšķirība
Abas vērtības tiek nolasītas no laika viļņa forma — momentālās amplitūdas izmaiņas laika funkcijā — taču tās raksturo tās ģeometriju divos atšķirīgos veidos.
Maksimālā (Pk) amplitūda
Portāls maksimālā vērtība ir viļņu formas maksimālā novirze no nulles vai līdzsvara stāvokļa vienā virzienā — pozitīvā vai negatīvā. Tas atspoguļo visintensīvāko vibrācijas cikla mirkli. Simetriskai viļņu formai pozitīvais un negatīvais maksimums ir vienādi; asimetriskai formai tie atšķiras, un mērinstrumenti var reģistrēt lielāko no abiem kā patiesais maksimums.
Amplitūda no maksimuma līdz maksimumam (Pk-Pk)
Vērtība no viena maksimuma līdz otram ir kopējais attālums no maksimālā pozitīvā maksimuma līdz maksimālajam negatīvajam maksimumam — tas ir vibrējošās detaļas pilnais kustības diapazons jeb kopējais svārstību amplitūdas garums viena cikla laikā. Tīrai, simetriskai sinusa vilnim šī sakarība ir vienkārša:
No maksimuma līdz maksimumam = 2 × maksimums
Attiecībā uz sarežģītajām, asimetriskajām viļņu formām, ko rada reālas iekārtas, šis vienkāršais divkāršojums var nebūt piemērots — vilnis reti kad ir pilnīgi precīzi centrēts uz nulles līnijas, tāpēc maksimuma divkāršošana var pārspīlēt vai nepietiekami atspoguļot faktisko kopējo pārvietojumu. Ja pārvietojums ir svarīgs, Pk-Pk vērtību mēra tieši, nevis aprēķina.
2. Kad izmantot maksimālās vērtības (Pk) mērījumus
Maksimālā amplitūda ir visnoderīgākā, lai atzīmētu īslaicīgus, augstas enerģijas notikumus vai triecienus. Tā atspoguļo maksimālo spriedzi vai spēku, kas iedarbojas uz detaļu, tādēļ tā ir noderīga:
- Ietekmes noteikšana: plīsis zobrats, atdalījies gultnis, vai arī kāda brīvi kustīga detaļa raida asus impulsus, kas izraisa augstus maksimālos rādītājus laika signāla līknē jau ilgi pirms vidējā līmeņa paaugstināšanās.
- Stresa novērtēšana: tā kā noguruma bojājumi ietekmē sliežu maksimālo deformāciju, maksimālā vērtība bieži vien ir labāks brīdinājums par gaidāmu bojājumu nekā enerģijas vidējais rādītājs, piemēram, RMS.
- Aizsardzības trauksmes signālu iestatīšana: dažās iekārtās trauksmes signāli tiek iestatīti uz maksimālajām vērtībām, lai novērstu pēkšņus, bojājumus izraisošus īslaicīgus traucējumus.
Maksimālās vērtības parasti ņem no paātrinājums signāli, kuros mašīnas iekšējās impulsīvās spēkas — sākotnējās lielais zobrats un gultņu bojājumi — izceļas visvairāk. Ar to saistīta instrumenta funkcija, maksimālā noturība, reģistrē un saglabā augstāko vērtību, kas novērota mērījuma laikā, lai netiktu palaists garām pat īslaicīgs trieciens.
3. Kad izmantot Pk-Pk mērījumu
Amplitūda no maksimuma līdz maksimumam ir vispiemērotākais mērījums, ja ir svarīgi noteikt kopējais fiziskais pārvietojums komponenta, ko gandrīz vienmēr izsaka kā pārvietojums:
- Atstarpes analīze: Pk-Pk nobīde parāda, vai rotējošā vārpsta kustas pietiekami, lai saskartos ar nekustīgām detaļām, piemēram, gultņu korpusiem vai blīvēm, tādējādi sniedzot tiešu mērījumu par fizisko telpu, ko aptver vibrējošā detaļa.
- Vārpstas vibrāciju uzraudzība: par kritiskajām turbomašīnām, kuras uzrauga tuvuma zondes, robežvērtības un trauksmes signāli gandrīz vienmēr tiek norādīti kā maksimālā novirze — milimetros vai mikrometros — saskaņā ar tādiem standartiem kā ISO 7919.
- Zemas ātruma mašīnas: ļoti lēni rotējošiem rotoriem parasti nozīmīgākais stāvokļa rādītājs ir detaļu kopējā kustība, nevis to enerģija.
A vibrācijas pārvietojuma aprēķinātājs pārvērš izmērīto ātrumu pie zināmas frekvences ekvivalentā maksimālajā amplitūdā mikrometros, kas ir ērti, salīdzinot ātruma rādījumu ar pārvietojuma balstītu vārpstas ierobežojumu.
4. Salīdzinājums ar RMS
Ir ļoti svarīgi salīdzināt Pk un Pk-Pk ar RMS (vidējā kvadrātiskā vērtība) lielums, kas raksturo vibrācijas kopējo enerģijas saturu:
- RMS ir vislabākais risinājums, lai novērotu iekārtas vispārējo stāvokli, un tas ir starptautisko vibrācijas intensitāte standarti, piemēram ISO 20816 (mūsdienu aizstājējs standartam ISO 10816), kurā to mm/s zonu robežvērtības ir noteiktas kā vidējā kvadrātiskā ātruma vērtības.
- Pīķis ir vislabākais veids, kā fiksēt pēkšņus notikumus un noteikt maksimālo slodzi.
- No virsotnes līdz virsotnei ir vislabākais, lai novērtētu kopējo kustības amplitūdu un skriešanas brīvo telpu.
Tīras sinusa viļņiem šie trīs lielumi ir saistīti ar fiksētiem koeficientiem (Pk ≈ 1,414 × RMS, Pk-Pk = 2 × Pk), un vibrācijas vienību pārrēķinātājs tos piemēro uzreiz; taču reālie signāli šos attiecības pārkāpj, un tieši tajā slēpjas to diagnostiskā vērtība.
5. Krusta faktors: tur, kur satiekas trīs
Padziļinātā analīzē tiek izvērtēti visi trīs parametri kopā, un to savstarpējā mijiedarbība tiek atspoguļota Virsotnes koeficients — maksimuma un RMS attiecība. Augsts krestfaktors liecina par strauju triecienu klātbūtni pat tad, ja kopējā enerģija (RMS) joprojām ir zema, un tas ir klasisks agrīns gultņu vai zobratu defektu rādītājs. Novērojot krestfaktora pieaugumu, kamēr RMS rādītājs joprojām ir stabils, bieži vien var iegūt visagrāko iespējamo brīdinājumu par veidojošos defektu, krietni pirms kāds atsevišķs rādītājs pats par sevi izraisītu trauksmi. Darba apstākļos pārnēsājams divkanālu analizators, piemēram, Balanset-1A tieši reģistrē laika signāla formu un vienlaikus parāda maksimālo vērtību, maksimālo vērtību starpību un vidējo kvadrātisko vērtību, tādējādi inženieris var nolasīt visus trīs raksturlielumus — kā arī to starpā esošo amplitūdas koeficientu — tieši pie iekārtas bez jebkādas turpmākas apstrādes.
