Darmowe narzędzie inżynieryjne
Kalkulator przyspieszenia drgań (ISO 20816)
Przelicz prędkość drgań (mm/s RMS) na przyspieszenie (m/s², g) dla dowolnej częstotliwości. Wprowadź prędkość i częstotliwość, aby uzyskać wartości RMS przyspieszenia, wartości szczytowe i przemieszczenia.
Wyniki
Przyspieszenie z prędkości
W przypadku drgań sinusoidalnych przyspieszenie uzyskuje się poprzez iloczyn prędkości i częstotliwości kątowej:
Konwersja na g
Przemieszczenie z prędkości
Gdzie:
- vRMS — prędkość drgań RMS (mm/s)
- f — częstotliwość (Hz); jeśli podano liczbę obrotów na minutę: f = RPM / 60
- RMS — średnia kwadratowa przyspieszenia (m/s²)
- szczyt — szczyt przyspieszenia =RMS × √2 (m/s²)
- dpp — przemieszczenie szczyt-szczyt (μm)
Przykład praktyczny
RMS = 4,5 × 2π × 25 / 1000 = 0,707 m/s²
szczyt = 0,707 × √2 = 1,000 m/s²
g,RMS = 0.707 / 9.80665 = 0,072 g
dpp = 4,5 × √2 × 1000 / (π × 25) = 81,0 μm
Porównanie parametrów drgań
| Parametr | Najlepszy zakres częstotliwości | Typowe jednostki | Podstawowe zastosowanie |
|---|---|---|---|
| Przemieszczenie | < 10 Hz (600 obr./min) | μm p-p | Maszyny wolnoobrotowe, drgania wału |
| Prędkość | 10–1000 Hz | mm/s RMS | Ogólny stan maszyny (ISO 10816) |
| Przyspieszenie | > 1000 Hz | m/s², g | Wady łożysk, zazębienie, wysoka częstotliwość |
Przyspieszenie drgań to szybkość zmiany prędkości drgań w czasie, mierzona w m/s² lub w jednostkach g (gdzie 1 g = 9.80665 m/s²). Jest to parametr najbardziej czuły na drgania wysokoczęstotliwościowe i ma kluczowe znaczenie przy wykrywaniu uszkodzeń łożysk tocznych, błędów zazębienia przekładni oraz innych wysokoczęstotliwościowych problemów mechanicznych.
Przyspieszenie rośnie zarówno wraz z amplitudą, jak i częstotliwością drgań, co czyni je parametrem z wyboru dla częstotliwości powyżej 1000 Hz.
Przyspieszenie jest preferowane w analizie drgań wysokoczęstotliwościowych, zazwyczaj powyżej 1000 Hz. Jest to najlepszy parametr do wczesnego wykrywania uszkodzeń łożysk tocznych, problemów z zazębieniem przekładni oraz kawitacji.
Prędkość drgań (mm/s RMS) pozostaje lepszym wyborem do ogólnej oceny stanu technicznego maszyn w paśmie 10–1000 Hz zgodnie z ISO 10816 / ISO 20816. Wiele nowoczesnych systemów monitorowania wykorzystuje obwiednię przyspieszenia (demodulację) do diagnostyki łożysk.
Aby przeliczyć jednostki g na m/s², należy pomnożyć wartość przez 9.80665 (standardowe przyspieszenie ziemskie). Na przykład 0.5 g = 0.5 × 9.80665 = 4.903 m/s².
Z kolei aby przeliczyć m/s² na g, należy podzielić przez 9.80665. Jednostka g jest popularna w diagnostyce drganiowej, ponieważ typowe poziomy drgań przemysłowych mieszczą się wówczas w wygodnym zakresie liczbowym — orientacyjnie od 0.01 do 50 g.
Standardowymi czujnikami do pomiaru przyspieszenia drgań są akcelerometry piezoelektryczne. W zastosowaniach przemysłowych najpowszechniejsze są akcelerometry typu IEPE (ICP) ze zintegrowaną elektroniką, oferujące szerokie pasmo przenoszenia (od 0.5 Hz do 20+ kHz), wysoką czułość i doskonałą trwałość.
Akcelerometry MEMS stanowią tańszą alternatywę w systemach ciągłego monitorowania. Akcelerometry piezoelektryczne z wyjściem ładunkowym (charge-mode) stosuje się w środowiskach wysokotemperaturowych powyżej 120 °C.
Typowe poziomy przyspieszenia drgań zależą od typu maszyny, prędkości obrotowej i częstotliwości. Dla ogólnych maszyn przemysłowych przy prędkości roboczej:
- < 0.5 g — Stan dobry
- 0.5–2 g — Poziom dopuszczalny
- 2–5 g — Poziom alarmowy
- > 5 g — Wymagana natychmiastowa weryfikacja
Wysokoczęstotliwościowe sygnały uszkodzeń łożysk mogą osiągać wartości szczytowe 10–50 g. Norma ISO 20816 definiuje granice stref głównie w oparciu o prędkość drgań, jednak przyspieszenie jest niezbędne w diagnostyce wysokoczęstotliwościowej.
Procedury opisane na tej stronie zostały opracowane i przetestowane w warunkach terenowych przez zespół Vibromera przy użyciu urządzenia Balanset-1A, przenośnego dwukanałowego balansera i analizatora drgań do wyważania wirników na miejscu.
Profesjonalne urządzenia do wyważania w terenie z wbudowaną analizą drgań, pomiarem przyspieszenia i oceną zgodną z normami ISO 10816 / ISO 20816. Używane w ponad 50 krajach.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko jest inżynierem analizy wibracji oraz założycielem i prezesem firmy Vibromera. Od ponad 15 lat wyważa maszyny wirujące w terenie, a nie na stanowisku badawczym: mulczery, wentylatory przemysłowe, kruszarki, wirówki, wały i wrzeciona. To właśnie z tej pracy wyrosły przyrządy Balanset — zaprojektowano je jako narzędzie, które specjalista może zabrać do maszyny i obsłużyć samodzielnie, na miejscu, a nie jako sprzęt laboratoryjny. Vibromera powstała w 2017 roku, a od 2023 roku ma siedzibę w Porto w Portugalii. Tutaj odbywają się prace rozwojowe, montaż i wsparcie linii Balanset. Flagowym przyrządem jest Balanset-1A, przenośny analizator do wyważania w jednej i w dwóch płaszczyznach oraz do diagnostyki wibracji. Nikolai osobiście uczestniczy we wsparciu klientów, w rozwiązywaniu trudnych przypadków wyważania i w rozwoju oprogramowania. Pracuje z klientami na całym świecie, w każdym języku.
