Inzicht in versnelling bij trillingsanalyse

Definitie: Wat is trillingsversnelling?

Versnelling is de snelheidsverandering van een object ten opzichte van de tijd. In de context van trillingsanalyse is het een fundamentele meting die kwantificeert hoe snel de snelheid van een trillend onderdeel verandert. Terwijl verplaatsing meet hoe ver een onderdeel beweegt en snelheid hoe snel het beweegt, richt versnelling zich op de krachten die op het onderdeel inwerken, waardoor het bijzonder gevoelig is voor hoogfrequente gebeurtenissen zoals schokken en abrupte veranderingen in beweging.

Waarom is versnellingsmeting belangrijk?

Het meten van de versnelling is cruciaal voor een uitgebreid conditiebewakingsprogramma, omdat het uitblinkt in het detecteren van specifieke soorten machinefouten die andere metingen mogelijk missen. Het belang ervan is te danken aan verschillende belangrijke factoren:

• Hoogfrequente foutdetectie: Versnelling is inherent gevoeliger voor hoogfrequente trillingen. Dit maakt het de ideale parameter voor het vroegtijdig detecteren van defecten in wentellagers, problemen met het aangrijpen van tandwielen en bladdoorgangsfrequenties, aangezien deze verschijnselen doorgaans hoogfrequente trillingen genereren.
• Directe relatie tot kracht: Volgens de tweede wet van Newton (Kracht = Massa × Versnelling) is versnelling recht evenredig met de dynamische krachten die in een machine werken. Het meten van de versnelling geeft direct inzicht in de krachten die spanning en vermoeiing op componenten veroorzaken.
• Groot dynamisch bereik: Accelerometers, de sensoren waarmee versnellingen worden gemeten, kunnen een breed frequentie- en amplitudebereik bestrijken. Hierdoor zijn ze veelzijdig inzetbaar voor het bewaken van verschillende soorten machines.

Eenheden en metingen

Gemeenschappelijke eenheden

Trillingsversnelling wordt doorgaans uitgedrukt in een van de twee eenheden:

• G: Een dimensieloze eenheid die de versnelling door de zwaartekracht van de aarde weergeeft. 1 g is gelijk aan ongeveer 9,81 m/s². Het gebruik van 'g' wordt vaak gebruikt omdat het een gestandaardiseerde, herkenbare maatstaf is voor de trillingsintensiteit.
• m/s² (of mm/s²): De standaard SI-eenheid voor versnelling (meter per seconde kwadraat).

Hoe wordt het gemeten?

Versnelling wordt bijna uitsluitend gemeten met behulp van een versnellingsmeterDit is een transducer die de mechanische trillingskracht omzet in een proportioneel elektrisch signaal. Piëzo-elektrische accelerometers worden het meest gebruikt in industriële conditiebewaking vanwege hun robuustheid, nauwkeurigheid en brede frequentierespons.

Praktische toepassingen in diagnostiek

Bij diagnostiek worden versnellingsgegevens gebruikt om specifieke problemen te identificeren:

• Lagerfouten: De effecten van microscopisch kleine defecten op lagerringen, rollen of kogels veroorzaken kleine, hoogfrequente pieken. Versnellingmetingen, vooral in combinatie met technieken zoals Envelopanalyse, zijn de primaire methode om deze fouten in hun vroegste stadium te detecteren.
• Versnellingsbakanalyse: In het versnellingsspectrum zijn hoogfrequente trillingen door ingrijping van de tandwielen, maar ook stoten door gebarsten of gebroken tanden, duidelijk zichtbaar.
• Hogesnelheidsmachines: Voor apparatuur zoals turbines en hogesnelheidscompressoren is versnelling vaak de beste algemene trillingsmeting, omdat de dominante frequenties in een bereik vallen waarin dit de meest gevoelige parameter is.

Relatie tot snelheid en verplaatsing

Verplaatsing, snelheid en versnelling zijn wiskundig gerelateerd door middel van integratie en differentiatie. Voor een eenvoudige sinusvormige trilling:

• Snelheid is de integraal van versnelling.
• Verplaatsing is de integraal van snelheid.

Dit betekent dat bij dezelfde hoeveelheid trillingsenergie de versnellingsamplitudes van nature hoger zullen zijn bij hoge frequenties, terwijl de verplaatsingsamplitudes hoger zullen zijn bij lage frequenties. Daarom kiezen analisten de meetparameter die het meest geschikt is voor het frequentiebereik van de verwachte breuk.

← Terug naar hoofdindex