Amplitud Getaran: Penunjuk Utama Kesihatan Mesin
Definisi: Apakah Amplitud Getaran?
Amplitud Getaran ialah ukuran keamatan atau keterukan getaran. Ia mengukur "berapa banyak" mesin bergetar dan merupakan salah satu parameter paling asas yang digunakan dalam pemantauan keadaan dan diagnostik mesin. Perubahan dalam amplitud dari semasa ke semasa selalunya merupakan petunjuk pertama masalah mekanikal yang sedang berkembang. Walaupun kekerapan membantu mendiagnosis *jenis* kerosakan, amplitud membantu menentukan *keterukan*nya.
Kepentingan Mengukur Amplitud
Menjejak amplitud getaran adalah penting untuk sebarang program penyelenggaraan ramalan. Peningkatan amplitud secara langsung berkorelasi dengan peningkatan daya dinamik yang bertindak pada komponen mesin. Pemantauan tahap ini membantu untuk:
- Wujudkan Garis Dasar: Mengukur amplitud pada mesin yang sihat menyediakan garis asas untuk perbandingan masa hadapan.
- Kesihatan Mesin Trend: Dengan memplot bacaan amplitud dari semasa ke semasa, jurutera boleh mengesan kemerosotan beransur-ansur lama sebelum kegagalan berlaku.
- Tetapkan Penggera: Tahap amplitud digunakan untuk menetapkan amaran dan penggera bahaya, memberitahu kakitangan apabila keadaan mesin telah bertambah teruk dengan ketara.
- Menilai Keterukan: Magnitud amplitud ialah penunjuk langsung betapa teruknya masalah, membantu mengutamakan tindakan penyelenggaraan.
Cara Berbeza untuk Mengukur Amplitud
Getaran ialah isyarat dinamik, dan amplitudnya boleh dikira dalam beberapa cara yang berbeza. Pilihan ukuran bergantung pada jenis mesin dan maklumat yang dicari.
1. Puncak (Pk) Amplitud
Nilai Puncak ialah amplitud maksimum yang dicapai oleh bentuk gelombang getaran dalam satu arah (sama ada positif atau negatif) dari kedudukan sifar atau keseimbangannya. Pengukuran puncak amat berguna untuk menilai peristiwa berimpak tinggi jangka pendek, seperti yang disebabkan oleh gigi gear patah atau kecacatan galas yang teruk. Ia menunjukkan tegasan atau daya maksimum yang dikenakan pada komponen semasa kitaran getaran.
2. Amplitud Puncak-ke-Puncak (Pk-Pk).
Nilai Puncak-ke-Puncak ialah jumlah jarak yang dilalui oleh komponen bergetar dari puncak positif maksimum ke puncak negatif maksimumnya. Ia mewakili keseluruhan lawatan atau pergerakan keseluruhan bahagian. Peak-to-peak paling biasa digunakan untuk mengukur anjakan, kerana ia penting untuk menilai pelepasan. Sebagai contoh, ia boleh menentukan sama ada aci berputar cukup bergerak untuk berisiko tersentuh dengan perumahan galas pegun.
3. RMS (Root Mean Square) Amplitud
Nilai RMS ialah ukuran yang paling biasa dan berguna untuk menilai keterukan getaran keseluruhan. Ia dikira dengan mengambil punca kuasa dua purata nilai kuasa dua bentuk gelombang dari semasa ke semasa. Kelebihan utama RMS ialah ia berkaitan secara langsung dengan kandungan tenaga dan kuasa pemusnah getaran. Nilai RMS mempertimbangkan keseluruhan isyarat getaran dari masa ke masa, bukan hanya puncak maksimum, menjadikannya ukuran yang lebih stabil dan mewakili keadaan keseluruhan mesin. Kebanyakan piawaian antarabangsa, seperti ISO 10816, menggunakan halaju RMS untuk menentukan had getaran.
Hubungan Antara Pk, Pk-Pk, dan RMS
Untuk gelombang sinus yang sempurna, nilai ini mempunyai hubungan matematik yang mudah:
- Puncak-ke-Puncak = 2 × Puncak
- RMS = Puncak / √2 ≈ 0.707 × Puncak
Walau bagaimanapun, untuk isyarat bukan sinusoidal yang kompleks yang terdapat dalam jentera dunia sebenar (yang selalunya mengandungi impak dan harmonik), hubungan ini tidak berlaku. Nisbah Puncak kepada RMS dikenali sebagai Faktor Puncak, yang boleh menjadi alat diagnostik yang berguna.
Unit Amplitud yang manakah untuk digunakan?
Amplitud diukur dalam unit sesaran, halaju, atau pecutan, dan pilihan bergantung pada kekerapan minat:
- Anjakan (μm, mil): Terbaik untuk getaran frekuensi rendah (<10 Hz), seperti pergerakan struktur atau ketidakseimbangan pada mesin yang sangat perlahan.
- Halaju (mm/s, in/s): Penunjuk tujuan umum terbaik untuk frekuensi julat pertengahan (10 Hz hingga 1,000 Hz), di mana kebanyakan kerosakan mesin biasa seperti ketidakseimbangan dan salah jajaran berlaku.
- Pecutan (g, m/s²): Terbaik untuk getaran frekuensi tinggi (>1,000 Hz), seperti jaringan gear dan kerosakan galas.