Zrozumienie prędkości w analizie drgań

Definicja: Czym jest prędkość drgań?

Prędkość to tempo zmiany przemieszczenia w stosunku do czasu. W analizie drgań jest to miara „szybkości” ruchu elementu. Spośród trzech głównych parametrów drgań (przemieszczenia, prędkości i przyspieszenia), prędkość jest najczęściej stosowana do oceny ogólnego stanu i intensywności drgań maszyn wirujących w najczęściej spotykanym zakresie częstotliwości.

Dlaczego prędkość jest standardem w pomiarze stopnia zaawansowania?

Prędkość stała się standardem branżowym w ogólnym monitorowaniu drgań z kilku kluczowych powodów:

• Najlepszy wskaźnik energii destrukcyjnej: Niszcząca energia drgań jest najbardziej bezpośrednio związana z ich prędkością. Dany poziom prędkości odpowiada stałemu poziomowi intensywności drgań w szerokim zakresie prędkości i typów maszyn.
• „Płaska” charakterystyka częstotliwościowa: W najbardziej krytycznym zakresie częstotliwości dla diagnostyki maszyn (zazwyczaj od 10 Hz do 1000 Hz lub od 600 do 60 000 CPM), prędkość zapewnia najbardziej zrównoważony lub „płaski” obraz. Oznacza to, że jest niemal równie czuła na problemy o niskiej częstotliwości, takie jak niewyważenie, jak i problemy o wyższej częstotliwości, takie jak niewspółosiowość, co czyni ją doskonałym, wszechstronnym wskaźnikiem.
• Podstawa norm międzynarodowych: Globalne normy dotyczące drgań maszyn, takie jak: ISO 20816 (który zastąpił starszą normę ISO 10816), użyj Prędkość RMS (średnia kwadratowa) jako podstawowa miara definiująca granice akceptacji i poziomy alarmowe dla różnych klas maszyn.

Jednostki i miary

Jednostki wspólne

Prędkość drgań jest zazwyczaj wyrażana w jednej z dwóch jednostek:

• mm/s (milimetry na sekundę): Standardowa jednostka miary SI, powszechnie stosowana w większości regionów świata.
• in/s (cale na sekundę): Standardowa jednostka miary, powszechna w Stanach Zjednoczonych.

Prędkość jest prawie zawsze mierzona i obserwowana jako trend RMS wartość, gdyż najlepiej odzwierciedla ona jego zawartość energetyczną.

Jak się to mierzy?

Prędkość można mierzyć na dwa podstawowe sposoby:

1. Bezpośrednio z przetwornikiem prędkości: Czujnik prędkości elektrodynamicznej generuje napięcie wprost proporcjonalne do prędkości drgań. Czujniki te były powszechne, ale zostały w dużej mierze wyparte przez akcelerometry.
2. Poprzez integrację sygnału akcelerometru: Jest to obecnie najpopularniejsza metoda. Solidny akcelerometr mierzy przyspieszenie, a kolektor danych lub system monitorujący elektronicznie integruje ten sygnał w celu obliczenia prędkości. To podejście łączy szeroki zakres częstotliwości i niezawodność akcelerometru z zaletami diagnostycznymi parametru prędkości.

Rola prędkości w diagnostyce

Wysoki poziom prędkości całkowitej wskazuje, że maszyna ma problem, ale nie określa przyczyny. Następnym krokiem jest przyjrzenie się widmo prędkości (FFT) aby sprawdzić, które częstotliwości przyczyniają się do wysokiej ogólnej wartości.

• Wysoka prędkość przy 1x obr./min wskazuje na brak równowagi.
• Wysoka prędkość przy 2x obr./min wskazuje na niewspółosiowość.
• Seria szczytów prędkości przy harmonicznych prędkości biegu wskazuje rozluźnienie.

Podczas gdy przyspieszenie jest lepsze w przypadku usterek o bardzo wysokiej częstotliwości (łożyska, przekładnie), a przemieszczenie jest lepsze w przypadku usterek o bardzo niskiej częstotliwości (ruch konstrukcyjny), prędkość pozostaje najważniejszym parametrem pozwalającym uzyskać „pełny obraz” dynamicznego stanu maszyny w jej podstawowym zakresie roboczym.

← Powrót do indeksu głównego