Entendendo a verdadeira vibração de pico
Definição: O que é o verdadeiro pico?
Pico verdadeiro é o máximo instantâneo amplitude valor em um vibração sinal durante um período de medição, representando a maior excursão positiva ou negativa em relação à linha de base zero. Para deslocamento Nas medições, o pico verdadeiro indica a posição máxima do eixo; para a velocidade, a velocidade máxima; para a aceleração, a aceleração máxima, incluindo impactos de alta frequência. O pico verdadeiro é normalmente expresso como um único número (a magnitude máxima) ou como pico a pico (do máximo positivo ao máximo negativo).
As medições de pico reais são importantes para avaliar folgas (o eixo entrará em contato com o estator?), avaliar a severidade do impacto e entender excursões extremas que podem causar danos, mesmo que a vibração média ou RMS seja aceitável.
Pico verdadeiro versus outras medidas de amplitude
Pico verdadeiro vs. RMS
- Pico verdadeiro: Valor máximo único
- RMS: A raiz quadrada média representa a energia média.
- Relação: Para uma onda senoidal pura, Pico = √2 × RMS (≈ 1,414 × RMS)
- Para impactos: O pico pode ser de 5 a 10 vezes o valor RMS ou mais.
- Usar: Valor RMS para avaliação de energia/fadiga; Valor de pico para folga/impacto.
Pico verdadeiro vs. intervalo entre picos
- Pico verdadeiro: Excursão máxima a partir de zero (em uma direção)
- Pico a pico: Amplitude total entre o máximo positivo e o máximo negativo.
- Relação: Pico a pico = 2 × Pico verdadeiro (para sinal simétrico)
- Uso comum: O deslocamento é frequentemente medido de pico a pico; a velocidade e a aceleração são medidas como picos reais.
Fator de Pico Verdadeiro vs. Fator de Crista
- Fator de crista: Relação entre o sinal de pico e o sinal RMS (Pico/RMS)
- Valores típicos: 1,414 para onda senoidal; 3-5 para impacto
- Diagnóstico: Um alto fator de crista indica impactos ou eventos transitórios.
- Combinação: O verdadeiro fator de pico e crista juntos revelam as características do sinal.
Aplicações
1. Avaliação de Liberação
Essencial para medições com sonda de proximidade:
- O deslocamento máximo indica a excursão máxima da posição do eixo.
- Compare com a folga disponível para vedações e labirintos.
- Certifique-se de que o pico não ultrapasse a folga (evita atritos).
- A margem normalmente é de 50% (se a folga for de 1 mm, mantenha o pico). < 0,5 mm)
2. Gravidade do impacto
- A aceleração máxima indica a severidade da força de impacto.
- Picos elevados (>50-100g) indicam impacto severo.
- Defeitos nos rolamentos, folgas ou objetos estranhos criam picos elevados.
- Potencial de danos relacionado aos níveis máximos de impacto
3. Máquinas de baixa velocidade
- Em baixas velocidades (< 300 RPM), a velocidade RMS torna-se pequena
- Deslocamento de pico: uma medição mais significativa
- As normas geralmente especificam o pico ou o intervalo entre picos para equipamentos de baixa velocidade.
4. Configuração do alarme
- Limites máximos para proteção de folga
- Evite o contato do eixo com peças estacionárias.
- Complementar aos alarmes baseados em RMS
Considerações sobre medição
Requisitos da taxa de amostragem
- É necessário amostrar com rapidez suficiente para capturar o pico real.
- Critério de Nyquist: taxa de amostragem > 2 × frequência mais alta
- Na prática: utilize de 5 a 10 vezes a frequência mais alta para evitar aliasing.
- A subamostragem pode fazer com que o pico verdadeiro não seja detectado (leituras inferiores ao valor real).
Duração da medição
- Um período de medição mais longo pode capturar picos transitórios mais altos.
- Equilíbrio entre capturar extremos e representar a operação típica.
- Normalmente, de 10 a 60 segundos para medições de rotina.
- Maior tempo de detecção de falhas intermitentes
Condicionamento de Sinal
- Filtros anti-aliasing previnem picos falsos.
- Largura de banda do sensor adequada para capturar picos
- Montagem adequada do sensor (picos sensíveis a ressonâncias de montagem)
Diretrizes de Interpretação
Pico de Deslocamento
- Valores típicos aceitáveis: < 50% de folga disponível
- Baixa velocidade: pico aceitável de 25 a 75 µm (1 a 3 mils)
- Alta velocidade: 12-25 µm (0,5-1 mil) típico
- Medido com sondas de proximidade no eixo.
Pico de velocidade
- Relação típica: Velocidade de pico ≈ 1,4-2,0 × velocidade RMS para máquinas normais.
- Proporções mais elevadas (3-5×) indicam impactos ou eventos transitórios.
- Usado com menos frequência do que a velocidade RMS.
Pico de aceleração
- Mais comum para medições de pico
- Normal: pico de 5-20g para equipamentos industriais
- Impacto: Pico de 20-100g ou mais indica defeitos no rolamento ou impactos mecânicos.
- Extremo: > 100g indica impacto severo que requer atenção imediata.
Uso diagnóstico
Relação pico-RMS
- Razão = Fator de Crista
- 1.4-2.0: Vibração normal e relativamente suave
- 2.0-4.0: Alguns impactos, investigue a fonte.
- > 4.0: Impactos severos, defeitos nos rolamentos ou problemas mecânicos são prováveis.
Análise de Tendências
- O aumento do pico verdadeiro enquanto o RMS permanece estável sugere o desenvolvimento de impactos.
- Indicador precoce de defeitos em rolamentos
- Precursor de aumentos no RMS
- Proporciona um prazo adicional
Inspeção de forma de onda
- Examinar forma de onda temporal em locais de pico
- Identifique o que gerou o pico (impacto, transitório, oscilação).
- Compreender o contexto do valor máximo
Normas e especificações
Normas ISO
- ISO 7919: Limites de vibração do eixo, frequentemente em deslocamento pico a pico
- ISO 20816: Utiliza a velocidade RMS, mas os valores de pico são relevantes para as folgas.
- Normas específicas para cada equipamento podem especificar limites de pico.
Especificações do fabricante
- Os sistemas de sensores de proximidade costumam disparar alarmes em caso de deslocamento máximo.
- As especificações das turbomáquinas incluem limites de pico.
- Folgas críticas definidas como margens de deslocamento máximo.
As medições de vibração de pico real fornecem informações essenciais sobre as excursões máximas e a severidade do impacto que as medições médias não conseguem revelar. Embora menos utilizadas do que o RMS para monitoramento de tendências de rotina, os valores de pico real são cruciais para a avaliação de folgas, avaliação de impactos e detecção de sinais de alto fator de crista que indicam problemas de impacto ou transitórios em máquinas rotativas.