कंपन विश्लेषणात त्वरण समजून घेणे
त्वरण हे एखाद्या वस्तूच्या वेगात काळानुसार होणाऱ्या बदलाचा दर आहे. यामध्ये कंपन विश्लेषण ते तीन मूलभूत मापन पॅरामीटर्सपैकी एक आहे, जे किती वेगाने वेग कंपन करणाऱ्या घटकाचा वेग बदलत आहे हे मोजते. जिथे विस्थापन विस्थापन तुम्हाला भाग किती दूर हलतो ते सांगते आणि velocity तो किती वेगाने हलतो ते सांगते, तिथे acceleration प्रत्यक्षात भागावर कार्य करणाऱ्या बलांचे मोजमाप असते — म्हणूनच ते impacts आणि हालचालीतील अचानक बदलांसारख्या उच्च-वारंवारतेच्या घटनांसाठी अत्यंत संवेदनशील असते.
1. व्याख्या: कंपन त्वरण म्हणजे काय?
गणितीयदृष्ट्या, acceleration हे velocity चे पहिले time-derivative आणि displacement चे दुसरे derivative आहे. वारंवारता fवर sinusoidal पद्धतीने कंपन करणाऱ्या body साठी, ठराविक displacement असताना acceleration amplitude वारंवारतेच्या वर्गानुसार वाढते — वारंवारता दुप्पट केली तर acceleration चौपट होते. हाच एक मुद्दा स्पष्ट करतो की acceleration हे जलद, तीक्ष्ण घटनांचे नैसर्गिक भाष्य का आहे: दोषातील वारंवारतेचे प्रमाण जितके जास्त, तितके ते acceleration signal मध्ये अधिक उठून दिसते. आणि म्हणूनच जेव्हा रस असलेली घटना running speed जवळ नसून kilohertz क्षेत्रात असते तेव्हा analyst acceleration निवडतो.
2. acceleration measurement महत्त्वाचे का आहे?
acceleration मोजणे हे सखोल कंडिशन मॉनिटरिंग कार्यक्रमाचे केंद्र आहे, कारण सौम्य पॅरामीटर्सना चुकू शकणारे दोष हे प्रभावीपणे पकडते. त्याचे महत्त्व काही मुख्य घटकांवर आधारित आहे:
- उच्च-वारंवारतेतील दोष शोध: acceleration स्वभावतः उच्च-वारंवारतेच्या कंपनासाठी अधिक संवेदनशील असते, त्यामुळे सुरुवातीच्या rolling-element bearing damage, gear-mesh problems आणि blade-pass excitation साठी ते आदर्श पॅरामीटर ठरते; या सर्वांमधून spectrum च्या उच्च भागात ऊर्जा उत्सर्जित होते.
- बलाशी थेट संबंध: Newton च्या दुसऱ्या नियमानुसार (Force = Mass × Acceleration), acceleration हे मशीनमधील dynamic forces शी थेट प्रमाणात असते. त्यामुळे acceleration वाचल्याने stress आणि थकवा घटकांतील थकवा निर्माण करणाऱ्या बलांवर थेट दृष्टी मिळते.
- विस्तृत dynamic range: ते मोजण्यासाठी वापरले जाणारे accelerometers वारंवारता आणि amplitudes च्या खूप विस्तृत श्रेणीवर काम करतात, त्यामुळे ते अनेक मशीन प्रकार आणि वेगांमध्ये उपयुक्त ठरतात.
3. एकके आणि मापन
सामान्य एकके
कंपन त्वरण सामान्यतः दोनपैकी एका एककात व्यक्त केले जाते:
- g: हे पृथ्वीच्या गुरुत्व त्वरणाशी संदर्भित एकक आहे, जिथे 1 g ≈ 9.81 m/s². हे g लोकप्रिय आहे कारण ते एखादा भाग किती तीव्रतेने हलवला जात आहे याची प्रमाणित, सहज समजणारी जाणीव देते.
- m/s² (किंवा mm/s²): हे SI एकक आहे, metres per second squared, जे औपचारिक अहवाल आणि गणनेसाठी पसंत केले जाते.
एखादा आकडा peak, true-peak किंवा RMSआहे का हे स्पष्टपणे सांगणे महत्त्वाचे आहे, कारण त्याच कंपनाचे तीन प्रकारे उद्धरण दिले जाऊ शकते. दिलेल्या वारंवारतेवर g, m/s² आणि त्याच्या velocity किंवा displacement समतुल्यांमधील रूपांतरण आमचे कंपन त्वरण कॅलक्युलेटर त्यासाठी असते.
ते कसे मोजले जाते?
acceleration जवळजवळ पूर्णपणे एका accelerometer ने मोजले जाते — mechanical force of vibration ला प्रमाणानुसार electrical signal मध्ये रूपांतर करणारा transducer. हा पीজोइलेक्ट्रिक त्वरणमापक औद्योगिक condition monitoring मध्ये सर्वात सामान्य प्रकार आहे; त्याची ruggedness, अचूकता आणि विस्तृत, सपाट वारंवारता प्रतिसाद यासाठी तो महत्त्वाचा मानला जातो. त्याचे output थेट विश्लेषित केले जाऊ शकते किंवा electronic समाकलनमाध्यमातून त्याला velocity किंवा displacement म्हणूनही दाखवता येते.
4. निदानातील व्यावहारिक उपयोग
दररोजच्या निदानात, acceleration data विशिष्ट समस्या अचूकपणे दाखवते:
- bearing दोष: races, rollers आणि balls वरील सूक्ष्म दोष लहान, उच्च-वारंवारतेचे impact spikes निर्माण करतात. Acceleration measurements — विशेषतः लिफाफा विश्लेषण यांच्या साहाय्याने त्यांचे demodulation करण्यासाठी — हे हे दोष त्यांच्या सर्वात सुरुवातीच्या आणि सर्वाधिक कृतीयोग्य टप्प्यावर पकडण्याचा मुख्य मार्ग आहे, अनेकदा बेअरिंग दोष वारंवारता.
- gearbox विश्लेषण: tooth meshing मधील उच्च-वारंवारतेची सामग्री, तसेच crack झालेले किंवा chipped teeth मधील impacts, acceleration spectrum मध्ये स्पष्टपणे दिसतात, अनेकदा थेट गियर-मेश फ्रिक्वेंसी आणि त्याच्या साइड-बँड्समध्ये दिसतात.
- उच्च-गती यंत्रसामग्री: turbines आणि high-speed compressors साठी प्रमुख वारंवारता त्या पट्ट्यात असतात जिथे acceleration सर्वाधिक संवेदनशील असते, त्यामुळे एकूण मापन म्हणून ते अनेकदा प्राधान्याने वापरले जाते.
हीच बहुपयोगिता यांसारख्या portable two-channel instrument ला Balanset-1A balancing tool आणि diagnostic tool दोन्ही बनवते: ते आपल्या sensors मधून acceleration घेते, severity checks साठी velocity मध्ये integrate करते आणि ISO 20816 (ISO 10816 ची आधुनिक जागापूरक आवृत्ती) विरुद्ध तपासणी करते, आणि field balancing साठी 1× amplitude व phase मोजण्यासाठी त्याच channels चा वापर करते.
5. velocity आणि displacement शी संबंध
Displacement, velocity आणि acceleration हे integration आणि differentiation ने गणितीयदृष्ट्या जोडलेले आहेत. साध्या sinusoidal vibration साठी velocity हे acceleration चे integral आहे आणि displacement हे velocity चे integral आहे; उलटपक्षी, अवकलन हे विरुद्ध दिशेने काम करते. व्यावहारिक निष्कर्ष असा की, समान कंपनऊर्जेसाठी acceleration amplitudes नैसर्गिकरित्या उच्च वारंवारतेवर सर्वात मोठ्या असतात, तर displacement amplitudes कमी वारंवारतेवर प्रभुत्व गाजवतात — velocity मध्ये राहते आणि मधल्या पट्ट्यात तुलनेने सपाट राहते. म्हणूनच analysts अपेक्षित दोषाच्या वारंवारता श्रेणीनुसार योग्य पॅरामीटर निवडतात: धीम्या shaft motion साठी displacement, सर्वसाधारण machinery health साठी velocity, आणि bearings व gears मधील जलद, force-driven घटनांसाठी acceleration.
