Vibrasjonsamplitude: En nøkkelindikator på maskintilstand

Definisjon: Hva er vibrasjonsamplitude?

Vibrasjonsamplitude er et mål på intensiteten eller alvorlighetsgraden av vibrasjon. Den kvantifiserer «hvor mye» en maskin vibrerer, og er en av de mest grunnleggende parameterne som brukes i tilstandsovervåking og maskindiagnostikk. En endring i amplitude over tid er ofte den første indikasjonen på et utviklende mekanisk problem. Mens frekvens bidrar til å diagnostisere *typen* feil, bidrar amplitude til å bestemme dens *alvorlighetsgrad*.

Viktigheten av å måle amplitude

Det er viktig å spore vibrasjonsamplitude for ethvert prediktivt vedlikeholdsprogram. En økning i amplitude korrelerer direkte med en økning i de dynamiske kreftene som virker på en maskins komponenter. Overvåking av disse nivåene bidrar til å:

• Etabler en grunnlinje: Å måle amplitude på en funksjonsfri maskin gir et grunnlag for fremtidig sammenligning.
• Trendmaskinens helse: Ved å plotte amplitudeavlesninger over tid, kan ingeniører oppdage gradvis forverring lenge før en feil oppstår.
• Still inn alarmer: Amplitudenivåer brukes til å stille inn varslings- og farealarmer, og varsle personell når en maskins tilstand har forverret seg betydelig.
• Vurder alvorlighetsgrad: Størrelsen på amplituden er en direkte indikator på hvor alvorlig et problem er, og bidrar til å prioritere vedlikeholdstiltak.

Ulike måter å måle amplitude på

Vibrasjon er et dynamisk signal, og amplituden kan kvantifiseres på flere forskjellige måter. Valg av måling avhenger av maskintypen og informasjonen som søkes etter.

1. Toppamplitude (Pk)

Toppverdien er den maksimale amplituden som vibrasjonsbølgeformen når i én retning (enten positiv eller negativ) fra null- eller likevektsposisjonen. Toppmålinger er spesielt nyttige for å vurdere kortvarige hendelser med stor innvirkning, for eksempel de som er forårsaket av en ødelagt girtann eller en alvorlig lagerfeil. Den indikerer den maksimale belastningen eller kraften som påføres en komponent under en vibrasjonssyklus.

2. Topp-til-topp (Pk-Pk) amplitude

Topp-til-topp-verdien er den totale avstanden den vibrerende komponenten tilbakelegger fra sin maksimale positive topp til sin maksimale negative topp. Den representerer den totale utflukten eller totale bevegelsen til delen. Topp-til-topp brukes oftest til å måle forskyvning, da det er kritisk for å vurdere klaringer. For eksempel kan det avgjøre om en roterende aksel beveger seg nok til å risikere kontakt med et stasjonært lagerhus.

3. RMS-amplitude (rotmiddelkvadrat)

RMS-verdien er det vanligste og mest nyttige målet for å vurdere den generelle vibrasjonsalvorlighetsgraden. Den beregnes ved å ta kvadratroten av gjennomsnittet av de kvadrerte verdiene til bølgeformen over tid. Hovedfordelen med RMS er at den er direkte relatert til energiinnhold og den destruktive kraften til vibrasjonen. En RMS-verdi tar hensyn til hele vibrasjonssignalet over tid, ikke bare de maksimale toppene, noe som gjør den til et mye mer stabilt og representativt mål på en maskins generelle tilstand. De fleste internasjonale standarder, som ISO 10816, bruker RMS-hastighet for å spesifisere vibrasjonsgrenser.

Forholdet mellom Pk, Pk-Pk og RMS

For en perfekt sinusbølge har disse verdiene et enkelt matematisk forhold:

• Topp-til-topp = 2 × topp
• RMS = Topp / √2 ≈ 0,707 × Topp

For komplekse, ikke-sinusformede signaler som finnes i virkelige maskiner (som ofte inneholder støt og harmoniske), gjelder imidlertid ikke dette forholdet. Forholdet mellom topp og RMS er kjent som toppfaktoren, som i seg selv kan være et nyttig diagnostisk verktøy.

Hvilken amplitudeenhet skal man bruke?

Amplitude måles i enheter for forskyvning, hastighet eller akselerasjon, og valget avhenger av frekvensen av interesse:

• Forskyvning (μm, mils): Best for lavfrekvente vibrasjoner (<10 Hz), som strukturelle bevegelser eller ubalanse på svært trege maskiner.
• Hastighet (mm/s, tommer/s): Den beste generelle indikatoren for mellomfrekvenser (10 Hz til 1000 Hz), der de vanligste maskinfeilene som ubalanse og feiljustering oppstår.
• Akselerasjon (g, m/s²): Best for høyfrekvente vibrasjoner (>1000 Hz), som for eksempel girinngrep og lagerfeil.

← Tilbake til hovedindeksen