Forstå akselerasjon i vibrasjonsanalyse

Definisjon: Hva er vibrasjonsakselerasjon?

Akselerasjon er endringsraten for et objekts hastighet i forhold til tid. I sammenheng med vibrasjonsanalyse er det en grunnleggende måling som kvantifiserer hvor raskt hastigheten til en vibrerende komponent endrer seg. Mens forskyvning måler hvor langt en del beveger seg og hastighet måler hvor raskt den beveger seg, fokuserer akselerasjon på kreftene som virker på delen, noe som gjør den spesielt følsom for høyfrekvente hendelser som støt og brå endringer i bevegelse.

Hvorfor er akselerasjonsmåling viktig?

Måling av akselerasjon er avgjørende for et omfattende tilstandsovervåkingsprogram fordi det utmerker seg ved å oppdage spesifikke typer maskinfeil som andre målinger kan overse. Betydningen stammer fra flere viktige faktorer:

• Høyfrekvent feildeteksjon: Akselerasjon er iboende mer følsom for høyfrekvente vibrasjoner. Dette gjør den til den ideelle parameteren for å oppdage tidlige feil i rullelagre, problemer med girinngrep og bladfrekvenser, ettersom disse fenomenene vanligvis genererer høyfrekvente vibrasjoner.
• Direkte forhold til kraft: I følge Newtons andre lov (kraft = masse × akselerasjon) er akselerasjonen direkte proporsjonal med de dynamiske kreftene som virker i en maskin. Måling av akselerasjon gir direkte innsikt i kreftene som forårsaker belastning og utmatting på komponenter.
• Bredt dynamisk område: Akselerometre, sensorene som brukes til å måle akselerasjon, kan dekke et svært bredt spekter av frekvenser og amplituder, noe som gjør dem allsidige for overvåking av ulike typer maskiner.

Enheter og målinger

Vanlige enheter

Vibrasjonsakselerasjon uttrykkes vanligvis i en av to enheter:

• g: En dimensjonsløs enhet som representerer akselerasjonen på grunn av jordens tyngdekraft. 1 g er lik omtrent 9,81 m/s². Bruk av 'g' er vanlig, da det gir et standardisert, relatert mål på vibrasjonsalvorlighetsgrad.
• m/s² (eller mm/s²): Standard SI-enhet for akselerasjon (meter per sekund i annen).

Hvordan måles det?

Akselerasjon måles nesten utelukkende ved hjelp av en akselerometerDette er en transduser som konverterer den mekaniske vibrasjonskraften til et proporsjonalt elektrisk signal. Piezoelektriske akselerometre er den vanligste typen som brukes i industriell tilstandsovervåking på grunn av deres robusthet, nøyaktighet og brede frekvensrespons.

Praktiske anvendelser innen diagnostikk

I diagnostikk brukes akselerasjonsdata til å identifisere spesifikke problemer:

• Lagerfeil: Støtene som genereres av mikroskopiske defekter på lagerbaner, ruller eller kuler skaper små, høyfrekvente pigger. Akselerasjonsmålinger, spesielt når de kombineres med teknikker som Konvoluttanalyse, er den primære metoden for å oppdage disse feilene i de tidligste stadiene.
• Analyse av girkasse: Høyfrekvente vibrasjoner fra tanninngrep i gir, samt støt fra sprukne eller ødelagte tenner, er tydelig synlige i akselerasjonsspekteret.
• Høyhastighetsmaskineri: For utstyr som turbiner og høyhastighetskompressorer er akselerasjon ofte den foretrukne generelle vibrasjonsmålingen fordi de dominerende frekvensene faller innenfor et område der det er den mest følsomme parameteren.

Forholdet til hastighet og forskyvning

Forskyvning, hastighet og akselerasjon er matematisk relatert gjennom integrasjon og derivering. For en enkel sinusformet vibrasjon:

• Hastighet er integralet av akselerasjon.
• Forskyvning er integralet av hastighet.

Dette betyr at for samme mengde vibrasjonsenergi vil akselerasjonsamplitudene være naturlig høyere ved høye frekvenser, mens forskyvningsamplitudene vil være høyere ved lave frekvenser. Det er derfor analytikere velger måleparameteren som passer best til frekvensområdet til den forventede forkastningen.

← Tilbake til hovedindeksen