Inzicht in trillingsverplaatsing

Definitie: Wat is verplaatsing bij trillingen?

Verplaatsing is een maat voor de totale afstand die een trillend object aflegt vanuit zijn rustpositie (evenwicht). Het kwantificeert "hoe ver" een component heen en weer beweegt. Als de meest eenvoudige weergave van trillingsbeweging is verplaatsing een fundamentele parameter in trillingsanalyse, met name voor laagfrequente toepassingen en voor het beoordelen van mechanische spelingen.

Waarom en wanneer verplaatsing moet worden gemeten

Hoewel snelheid de meest voorkomende parameter is voor de algehele gezondheid van een machine, is verplaatsing de voorkeursmeting in verschillende specifieke, kritieke scenario's:

• Laagfrequente analyse: Trillingsenergie is evenredig met de verplaatsing bij zeer lage frequenties. Voor machines met een laag toerental (meestal minder dan 600 tpm of 10 Hz), zoals grote ventilatoren, koeltorens en papiermachines, is verplaatsing de meest gevoelige en representatieve indicator voor de ernst van de trilling.
• Beoordeling van de vrijgaven: Verplaatsing biedt een directe meting van de fysieke beweging van een onderdeel. Dit is cruciaal om te bepalen of een roterende as voldoende speling heeft om wrijving tegen stationaire componenten zoals lagers of afdichtingen te voorkomen.
• Structurele doorbuiging: Bij het analyseren van de beweging van structuren zoals bases, frames of leidingen, wordt verplaatsing gebruikt om de vorm van de modellen te begrijpen en ervoor te zorgen dat de doorbuigingen binnen de ontwerpgrenzen blijven.
• Balanceren van lagesnelheidsrotoren: Bij het balanceren van grote, langzaam draaiende rotoren worden verplaatsingsmetingen vaak gebruikt om de mate van onbalans te bepalen.

Eenheden en metingen

Gemeenschappelijke eenheden

Trillingsverplaatsing wordt doorgaans uitgedrukt in een van de twee eenheden:

• Mils: De industriestandaard in de Verenigde Staten, waar 1 mil gelijk is aan een duizendste van een inch (0,001″).
• Micrometer (µm): De standaard SI-eenheid, waarbij 1 micrometer gelijk is aan een miljoenste van een meter. (1 mil ≈ 25,4 µm).

Verplaatsing wordt bijna altijd gemeten in Piek-tot-piek (Pk-Pk) eenheden, omdat deze waarde de totale beweging van het onderdeel vertegenwoordigt, wat de belangrijkste factor is voor de spelinganalyse.

Hoe wordt het gemeten?

Verplaatsing kan op verschillende manieren worden gemeten:

1. Nabijheidssondes: Dit is de meest gebruikte methode voor het meten van astrilling. Een contactloze wervelstroomsonde wordt op een stilstaand onderdeel gemonteerd en meet de veranderende speling tussen de punt en de roterende as. Dit meet direct de relatieve verplaatsing van de as.
2. Integratie van accelerometers: Een standaard accelerometer meet de versnelling. Het signaal kan één keer elektronisch worden geïntegreerd om de snelheid te bepalen en een tweede keer om de verplaatsing te bepalen. Dit is een veelvoorkomend kenmerk van moderne dataverzamelaars, maar kan bij zeer lage frequenties gevoelig zijn voor ruis en fouten.
3. Laserverplaatsingssensoren: Deze contactloze sensoren maken gebruik van een laserstraal om zeer nauwkeurige verplaatsingsmetingen te leveren.

De rol van verplaatsing in diagnostiek

Hoewel een hoge verplaatsing bij de rotatiefrequentie van de as (1x toerental) op een machine met een laag toerental vaak wijst op onbalans, komt de primaire diagnostische waarde voort uit de relatie met snelheid en versnelling. Voor een gegeven hoeveelheid trillingsenergie:

• Bij lage frequenties, zal de verplaatsing de grootste amplitude hebben.
• Bij middenfrequenties, zal de snelheid de hoogste amplitude hebben.
• Bij hoge frequenties, zal de versnelling de grootste amplitude hebben.

Daarom gebruiken analisten verplaatsing om zich te richten op laagfrequente verschijnselen die mogelijk volledig onzichtbaar zijn in een versnellingsspectrum. Een machine kan zware, schadelijke laagfrequente bewegingen ondergaan die nauwelijks versnelling genereren, waardoor verplaatsing een cruciaal onderdeel is van een complete diagnostische toolkit.

← Terug naar hoofdindex