RMS (Root Mean Square): de standaard voor trillingsernst

Definitie: Wat is RMS?

RMS, of Wortel Gemiddelde Kwadraten, is een statistische methode om de grootte van een wisselend signaal te meten, zoals een wisselspanning of een mechanische trilling. Het is de meest gebruikte en belangrijkste meting voor het beoordelen van de algehele gezondheid van een roterende machine. De RMS-waarde van een trillingssignaal is een maat voor de totale energie-inhoud en is direct gerelateerd aan het destructieve vermogen van de trilling.

Wiskundig wordt dit berekend door de wortel te nemen van het gemiddelde van de kwadratische waarden van het signaal over een bepaalde tijdsperiode. Dit proces levert een resultaat op dat gelijk is aan de DC-waarde die dezelfde hoeveelheid warmte of energie zou produceren.

Waarom is RMS de voorkeursmeting voor machinegezondheid?

Hoewel piek- en piek-tot-piekwaarden nuttig zijn voor specifieke diagnostiek, is RMS de superieure parameter voor het bepalen van de trend van de algehele toestand van een machine, en wel om verschillende belangrijke redenen:

• Heeft direct betrekking op energie: De vernietigende kracht van trillingen in de loop van de tijd hangt samen met de energie-inhoud, niet alleen met de maximale pieken. RMS is de enige meting die deze totale energie nauwkeurig weergeeft. Daarom correleert het goed met componentvermoeidheid en -slijtage.
• Beschouwt de gehele golfvorm: In tegenstelling tot een piekmeting, die slechts één punt meet, houdt de RMS-waarde rekening met de volledige signaalgeschiedenis gedurende de meetperiode. Dit maakt het een veel stabielere, herhaalbare en robuustere meting.
• Minder gevoelig voor willekeurige invloeden: Een enkele, niet-herhalende schok of impact kan een grote piek in de piekwaarde veroorzaken, wat een vals alarm kan veroorzaken. De RMS-waarde, die een gemiddelde is, wordt veel minder beïnvloed door dergelijke willekeurige gebeurtenissen en is een betere indicator van de continue werking van de machine.
• De basis voor internationale normen: Wereldwijde normen voor de ernst van machinetrillingen, zoals de ISO 20816 en 10816-serie, specificeren hun alarm- en uitschakellimieten in termen van RMS-snelheid (mm/s)Met RMS kunt u de conditie van een machine direct vergelijken met algemeen geaccepteerde industriële benchmarks.

De relatie tussen RMS en piek

Voor een perfecte, schone sinusgolf bestaat er een eenvoudige wiskundige relatie tussen RMS en piekamplitude:

RMS = piek / √2 ≈ 0,707 × piek

Deze relatie geldt echter alleen voor een zuivere sinusgolf. Trillingen in machines in de praktijk zijn complex en bevatten veel frequenties en soms impulsieve uitbarstingen. Voor deze complexe signalen is de eenvoudige conversiefactor niet van toepassing. De verhouding tussen de piekwaarde en de RMS-waarde staat bekend als de CrestfactorEen hoge Crest Factor (groter dan 3) is een indicatie dat het signaal invloeden bevat, wat op zichzelf een waardevolle diagnostische aanwijzing is.

RMS van wat? Snelheid, versnelling of verplaatsing?

RMS kan op elke meetparameter worden toegepast. Voor algemene machineconditiebewaking in het meest voorkomende frequentiebereik (ca. 10 Hz tot 1000 Hz) is dit echter niet het geval. RMS-snelheid is de industriestandaard. Dit komt omdat:

• Een bepaald niveau van RMS-snelheid komt overeen met een consistent niveau van trillingsintensiteit over een breed bereik van machinesnelheden en -typen.
• Het biedt de meest ‘vlakke’ respons, wat betekent dat het even gevoelig is voor problemen zoals onbalans bij lage frequenties en lagerproblemen bij hogere frequenties.

Hoewel RMS Velocity de standaard is voor algemene alarmen, kijken analisten ook naar RMS Acceleration voor problemen met een hoge frequentie en RMS Displacement voor problemen met een zeer lage frequentie.

Hoe RMS te gebruiken in een voorspellend onderhoudsprogramma

1. Stel een basislijn vast: Meet de RMS-snelheid op een nieuwe of gezonde machine om een basislijn vast te stellen.
2. Trend de gegevens: Voer regelmatig metingen uit (bijvoorbeeld maandelijks) en zet de RMS-waarden uit in de loop van de tijd.
3. Alarmen instellen: Stel de alarmniveaus voor ‘Waarschuwing’ en ‘Gevaar’ in op basis van ISO-normen of een statistische verandering ten opzichte van de basislijn (bijvoorbeeld Waarschuwing bij 2x de basislijn, Gevaar bij 5x de basislijn).
4. Veranderingen analyseren: Wanneer een RMS-alarm wordt geactiveerd, betekent dit dat er een meer gedetailleerde analyse nodig is (met behulp van FFT, fase, enz.) om de specifieke hoofdoorzaak van het probleem te diagnosticeren.

Door de RMS-trilling op een consistente manier te monitoren, kan een onderhoudsprogramma de gezondheid van de machine effectief bewaken en de overgang maken van een reactieve naar een voorspellende onderhoudsstrategie.

← Terug naar hoofdindex