Amplitudinea vibrațiilor: un indicator cheie al stării mașinii

Definiție: Ce este amplitudinea vibrației?

Amplitudinea vibrațiilor este măsura intensității sau severității vibrațiilor. Cuantifică „cât de mult” vibrează o mașină și este unul dintre cei mai fundamentali parametri utilizați în monitorizarea stării și diagnosticarea mașinilor. O modificare a amplitudinii în timp este adesea prima indicație a unei probleme mecanice în curs de dezvoltare. În timp ce frecvența ajută la diagnosticarea *tipului* defecțiunii, amplitudinea ajută la determinarea *severității* acesteia.

Importanța măsurării amplitudinii

Urmărirea amplitudinii vibrațiilor este esențială pentru orice program de mentenanță predictivă. O creștere a amplitudinii se corelează direct cu o creștere a forțelor dinamice care acționează asupra componentelor unei mașini. Monitorizarea acestor niveluri ajută la:

• Stabiliți o bază: Măsurarea amplitudinii pe o mașină sănătoasă oferă o bază pentru comparații viitoare.
• Stările mașinii Trend: Prin reprezentarea grafică a citirilor de amplitudine în timp, inginerii pot detecta deteriorarea treptată cu mult înainte de apariția unei defecțiuni.
• Setați alarme: Nivelurile de amplitudine sunt utilizate pentru a seta alarme de alertă și pericol, notificând personalul atunci când starea unei mașini s-a înrăutățit semnificativ.
• Evaluați severitatea: Magnitudinea amplitudinii este un indicator direct al gravității unei probleme, ajutând la prioritizarea acțiunilor de întreținere.

Diferite moduri de a măsura amplitudinea

Vibrația este un semnal dinamic, iar amplitudinea sa poate fi cuantificată în mai multe moduri diferite. Alegerea măsurătorii depinde de tipul de mașină și de informațiile căutate.

1. Amplitudine de vârf (Pk)

Valoarea de vârf este amplitudinea maximă atinsă de forma de undă de vibrație într-o singură direcție (fie pozitivă, fie negativă) față de poziția sa zero sau de echilibru. Măsurătorile de vârf sunt deosebit de utile pentru evaluarea evenimentelor de scurtă durată, cu impact mare, cum ar fi cele cauzate de un dinte de angrenaj rupt sau de un defect sever al rulmentului. Aceasta indică stresul sau forța maximă aplicată unei componente în timpul unui ciclu de vibrație.

2. Amplitudine vârf-vârf (Pk-Pk)

Valoarea vârf-la-vârf este distanța totală parcursă de componenta vibratoare de la vârful său pozitiv maxim la vârful său negativ maxim. Aceasta reprezintă excursia generală sau mișcarea totală a piesei. Valoarea vârf-la-vârf este cel mai frecvent utilizată pentru măsurarea deplasare, deoarece este esențial pentru evaluarea jocurilor. De exemplu, poate determina dacă un arbore rotativ se mișcă suficient pentru a risca contactul cu o carcasă de rulment staționară.

3. Amplitudine RMS (rădăcina medie pătratică)

Valoarea RMS este cea mai comună și utilă măsură pentru evaluarea severității generale a vibrațiilor. Se calculează prin calcularea rădăcinii pătrate a mediei valorilor pătratice ale formei de undă în timp. Avantajul cheie al RMS este că este direct legat de conținut energetic și puterea distructivă a vibrației. O valoare RMS ia în considerare întregul semnal de vibrație în timp, nu doar vârfurile maxime, ceea ce o face o măsură mult mai stabilă și reprezentativă a stării generale a unei mașini. Majoritatea standardelor internaționale, precum ISO 10816, utilizează viteza RMS pentru a specifica limitele de vibrație.

Relația dintre Pk, Pk-Pk și RMS

Pentru o undă sinusoidală perfectă, aceste valori au o relație matematică simplă:

• Vârf-vârf = 2 × Vârf
• RMS = Vârf / √2 ≈ 0,707 × Vârf

Totuși, pentru semnale complexe, nesinusoidale, întâlnite în utilaje din lumea reală (care conțin adesea impacturi și armonice), această relație nu este valabilă. Raportul dintre valoarea maximă și valoarea RMS este cunoscut sub numele de factor de creastă, care poate fi în sine un instrument de diagnosticare util.

Ce unitate de amplitudine să folosim?

Amplitudinea se măsoară în unități de deplasare, viteză sau accelerație, iar alegerea depinde de frecvența de interes:

• Deplasare (μm, mils): Ideal pentru vibrații de joasă frecvență (<10 Hz), cum ar fi mișcările structurale sau dezechilibrele la mașinile foarte lente.
• Viteză (mm/s, in/s): Cel mai bun indicator de uz general pentru frecvențe medii (10 Hz până la 1.000 Hz), unde apar cele mai frecvente defecțiuni ale mașinilor, cum ar fi dezechilibrul și nealinierea.
• Accelerație (g, m/s²): Ideal pentru vibrații de înaltă frecvență (>1.000 Hz), cum ar fi defecțiunile la angrenaje și la rulmenți.

← Înapoi la indexul principal